CN109520346B - 一种利用石灰石进行热化学储能的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及储能技术领域，尤其涉及一种利用石灰石进行热化学储能的方法，检查反应器，启动送料装置，将石灰石送入反应器内，反应器内部的加热装置在外部控制器的作用下通电加热，使得反应器的内部温度上升至850‑900℃，反应器中的石灰石在850‑900℃下发生分解，此时，反应器为储能器，从反应器的底端进气口通入空气和二氧化碳，经过气体混合器对空气和二氧化碳进行混合，控制器控制反应器内部的加热装置进行加热，使得反应器内部温度上升至600℃，反应器内部的氧化钙与混合气体发生反应，释放热量，此时反应器为释能器，此时二氧化碳几乎反应完，通过出口对二氧化碳浓度的测定，浓度达标后再进行排空，此过程为释能过程。
Description
技术领域
本发明涉及储能技术领域，尤其涉及一种利用石灰石进行热化学储能的方法。
背景技术
聚光式太阳能热发电技术可以将太阳能转换成电能,故可以减少化石燃料的消耗以及缓解其燃烧产生二氧化碳所带来的温室效应等问题。然而由于太阳能具有间歇性且容易受环境因素的影响,如何保证太阳能的持续供给成为太阳能热发电技术的关键。一种可行的方法是采用热能储存系统,在天气晴朗的时候储存太阳能,并在弱或无太阳光辐射的时候将所储存的能量释放出来。
能源的清洁转换利用对我国社会、经济的可持续发展至关重要，采用合适的储能技术可实现高效的利用高温热能、太阳能、地热、回收废热和余热，对可再生能源开发利用、降低常规能源和环境污染物排放具有十分重要的意义，热化学储能是实现能源清洁转化利用重要且有效的方式，可调节能量提供、移峰填谷，并能最大限度的利用加热过程中的热量和余热，提高整个系统的热效率。
在显热储能、潜热储能和热化学储能等主要的储热方式中，热化学储能具有储能密度高，反应温度高、长期储热损失小等显著优点，能有效地解决电能的转换、储存与再生。目前主要研究的几种化学反应储能体系包括：CaCO3/CaO体系、Ca(OH)2/CaO体系等。其CaCO3/CaO体系是较为理想的热化学储能体系，具有储能密度大(692kWh/m3)、无毒且安全性好、原料来源广泛且价廉、无副反应且常压反应温度高(700℃-1000℃)的显著优点，CaCO3/CaO体系用于太阳能高温热化学储能，能够很好的解决太阳能高温热电站发电连续高效运行的问题。
现有的储能存在安全性能差，成本高，存在较多的副反应。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在安全性能差，成本高的缺点，而提出的一种利用石灰石进行热化学储能的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明提出了一种利用石灰石进行热化学储能的方法，包括如下步骤：
S1：检查反应器，启动送料装置，将石灰石送入反应器内，反应器的底部设有温度测定装置，在送料结束后，关闭送料口，反应器内部的加热装置在外部控制器的作用下通电加热，使得反应器的内部温度上升至850-900℃；
S2：反应器中的石灰石在850-900℃下发生分解，此时反应器为储能器，反应器上的压力检测仪显示反应器内部的压强变化，在石灰石完全分解后得到氧化钙和二氧化碳气体，二氧化碳气体经反应器上的出气口排出，通过气体收集装置，将二氧化碳收集，此过程为储能过程；
S3：从反应器的底端进气口通入空气和二氧化碳，经过气体混合器对空气和二氧化碳进行混合，将混合后的气体导入反应器内，控制器控制反应器内部的加热装置进行加热，使得反应器内部温度上升至600℃；
S4：在600℃下，反应器内部的氧化钙与混合气体发生反应，释放热量，此时反应器为释能器，此时二氧化碳几乎反应完，通过出口对二氧化碳浓度的测定，浓度达标后再进行排空，反应器的出气口有空气排出，经过降温装置，降低空气的温度，此过程为释能过程。
优选的，所述送料装置采用螺旋送料的方法将石灰石送入反应器中。
优选的，所述反应器上设有泄压口和卸料口。
优选的，所述二氧化碳收集过程为首先对二氧化碳进行旋风分离，将气体导入旋风分离器中，除掉气体中石灰石颗粒和氧化钙颗粒，经过旋风分离器将石灰石颗粒和氧化钙颗粒重新导入反应器中，经过旋风分离的二氧化碳气体导入换热器中，降低二氧化碳气体的温度，在降温之后将二氧化碳导入二氧化碳存储罐中进行储藏。
优选的，所述反应器的外壁上设有温度检测装置。
优选的，所述气体混合器的出气口设有气体分散板，将混合气体分散，增大与氧化钙的接触面积，使得释能过程时间迅速，在较短的时间内释放更多的热量。
优选的，所述降温装置为换热器。
本发明提出的一种利用石灰石进行热化学储能的方法，有益效果在于：本发明通过石灰石在加热过程中生成储能的氧化钙，在需要释放热量时，通过二氧化碳与氧化钙发生反应的过程中产生较大的热量，石灰石的成本较低，该储能方法无毒且安全性好、原料来源广泛且价廉、无副反应且常压反应温度高。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本发明做进一步说明。
实施例1
本发明提出了一种利用石灰石进行热化学储能的方法，包括如下步骤：
S1：检查反应器，启动送料装置，采用螺旋送料的方法将石灰石送入反应器内，反应器的底部设有温度测定装置，反应器上设有泄压口和卸料口，反应器的外壁上设有温度检测装置，在送料结束后，关闭送料口，反应器内部的加热装置在外部控制器的作用下通电加热，使得反应器的内部温度上升至850℃；
S2：反应器中的石灰石在850℃下发生分解，此时反应器为储能器，反应器上的压力检测仪显示反应器内部的压强变化，在石灰石完全分解后得到氧化钙和二氧化碳气体，二氧化碳气体经反应器上的出气口排出，通过气体收集装置，将二氧化碳收集，二氧化碳收集过程为首先对二氧化碳进行旋风分离，将气体导入旋风分离器中，除掉气体中石灰石颗粒和氧化钙颗粒，经过旋风分离器将石灰石颗粒和氧化钙颗粒重新导入反应器中，经过旋风分离的二氧化碳气体导入换热器中，降低二氧化碳气体的温度，在降温之后将二氧化碳导入二氧化碳存储罐中进行储藏，此过程为储能过程；
S3：从反应器的底端进气口通入空气和二氧化碳，经过气体混合器对空气和二氧化碳进行混合，将混合后的气体导入反应器内，气体混合器的出气口设有气体分散板，将混合气体分散，增大与氧化钙的接触面积，使得释能过程时间迅速，在较短的时间内释放更多的热量，控制器控制反应器内部的加热装置进行加热，使得反应器内部温度上升至600℃；
S4：在600℃下，反应器内部的氧化钙与混合气体发生反应，释放热量，此时反应器为释能器，此时二氧化碳几乎反应完，通过出口对二氧化碳浓度的测定，浓度达标后再进行排空，反应器的出气口有空气排出，经过降温装置，降温装置为换热器，降低空气的温度，此过程为释能过程。
实施例2
本发明提出了一种利用石灰石进行热化学储能的方法，包括如下步骤：
S1：检查反应器，启动送料装置，采用螺旋送料的方法将石灰石送入反应器内，反应器的底部设有温度测定装置，反应器上设有泄压口和卸料口，反应器的外壁上设有温度检测装置，在送料结束后，关闭送料口，反应器内部的加热装置在外部控制器的作用下通电加热，使得反应器的内部温度上升至900℃；
S2：反应器中的石灰石在900℃下发生分解，此时反应器为储能器，反应器上的压力检测仪显示反应器内部的压强变化，在石灰石完全分解后得到氧化钙和二氧化碳气体，二氧化碳气体经反应器上的出气口排出，通过气体收集装置，将二氧化碳收集，二氧化碳收集过程为首先对二氧化碳进行旋风分离，将气体导入旋风分离器中，除掉气体中石灰石颗粒和氧化钙颗粒，经过旋风分离器将石灰石颗粒和氧化钙颗粒重新导入反应器中，经过旋风分离的二氧化碳气体导入换热器中，降低二氧化碳气体的温度，在降温之后将二氧化碳导入二氧化碳存储罐中进行储藏，此过程为储能过程；
S3：从反应器的底端进气口通入空气和二氧化碳，经过气体混合器对空气和二氧化碳进行混合，将混合后的气体导入反应器内，气体混合器的出气口设有气体分散板，将混合气体分散，增大与氧化钙的接触面积，使得释能过程时间迅速，在较短的时间内释放更多的热量，控制器控制反应器内部的加热装置进行加热，使得反应器内部温度上升至600℃；
S4：在600℃下，反应器内部的氧化钙与混合气体发生反应，释放热量，此时反应器为释能器，此时二氧化碳几乎反应完，通过出口对二氧化碳浓度的测定，浓度达标后再进行排空，反应器的出气口有空气排出，经过降温装置，降温装置为换热器，降低空气的温度，此过程为释能过程。
实施例3
本发明提出了一种利用石灰石进行热化学储能的方法，包括如下步骤：
S1：检查反应器，启动送料装置，采用螺旋送料的方法将石灰石送入反应器内，反应器的底部设有温度测定装置，反应器上设有泄压口和卸料口，反应器的外壁上设有温度检测装置，在送料结束后，关闭送料口，反应器内部的加热装置在外部控制器的作用下通电加热，使得反应器的内部温度上升至875℃；
S2：反应器中的石灰石在875℃下发生分解，此时反应器为储能器，反应器上的压力检测仪显示反应器内部的压强变化，在石灰石完全分解后得到氧化钙和二氧化碳气体，二氧化碳气体经反应器上的出气口排出，通过气体收集装置，将二氧化碳收集，二氧化碳收集过程为首先对二氧化碳进行旋风分离，将气体导入旋风分离器中，除掉气体中石灰石颗粒和氧化钙颗粒，经过旋风分离器将石灰石颗粒和氧化钙颗粒重新导入反应器中，经过旋风分离的二氧化碳气体导入换热器中，降低二氧化碳气体的温度，在降温之后将二氧化碳导入二氧化碳存储罐中进行储藏，此过程为储能过程；
S3：从反应器的底端进气口通入空气和二氧化碳，经过气体混合器对空气和二氧化碳进行混合，将混合后的气体导入反应器内，气体混合器的出气口设有气体分散板，将混合气体分散，增大与氧化钙的接触面积，使得释能过程时间迅速，在较短的时间内释放更多的热量，控制器控制反应器内部的加热装置进行加热，使得反应器内部温度上升至600℃；
S4：在600℃下，反应器内部的氧化钙与混合气体发生反应，释放热量，此时反应器为释能器，此时二氧化碳几乎反应完，通过出口对二氧化碳浓度的测定，浓度达标后再进行排空，反应器的出气口有空气排出，经过降温装置，降温装置为换热器，降低空气的温度，此过程为释能过程。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种利用石灰石进行热化学储能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：检查反应器，启动送料装置，将石灰石送入反应器内，反应器的底部设有温度测定装置，在送料结束后，关闭送料口，反应器内部的加热装置在外部控制器的作用下通电加热，使得反应器的内部温度上升至850-900℃；
S2：反应器中的石灰石在850-900℃下发生分解，此时反应器为储能器，反应器上的压力检测仪显示反应器内部的压强变化，在石灰石完全分解后得到氧化钙和二氧化碳气体，二氧化碳气体经反应器上的出气口排出，通过气体收集装置，将二氧化碳收集，此过程为储能过程；
S3：从反应器的底端进气口通入空气和二氧化碳，经过气体混合器对空气和二氧化碳进行混合，将混合后的气体导入反应器内，控制器控制反应器内部的加热装置进行加热，使得反应器内部温度上升至600℃；
S4：在600℃下，反应器内部的氧化钙与混合气体发生反应，释放热量，此时反应器为释能器，此时二氧化碳几乎反应完，通过出口对二氧化碳浓度的测定，浓度达标后再进行排空，反应器的出气口有空气排出，经过降温装置，降低空气的温度，此过程为释能过程。
2.根据权利要求1所述的一种利用石灰石进行热化学储能的方法，其特征在于，所述送料装置采用螺旋送料的方法将石灰石送入反应器中。
3.根据权利要求1所述的一种利用石灰石进行热化学储能的方法，其特征在于，所述反应器上设有泄压口和卸料口。
4.根据权利要求1所述的一种利用石灰石进行热化学储能的方法，其特征在于，所述二氧化碳收集过程为首先对二氧化碳进行旋风分离，将气体导入旋风分离器中，除掉气体中石灰石颗粒和氧化钙颗粒，经过旋风分离器将石灰石颗粒和氧化钙颗粒重新导入反应器中，经过旋风分离的二氧化碳气体导入换热器中，降低二氧化碳气体的温度，在降温之后将二氧化碳导入二氧化碳存储罐中进行储藏。
5.根据权利要求1所述的一种利用石灰石进行热化学储能的方法，其特征在于，所述反应器的外壁上设有温度检测装置。
6.根据权利要求1所述的一种利用石灰石进行热化学储能的方法，其特征在于，所述气体混合器的出气口设有气体分散板，将混合气体分散，增大与氧化钙的接触面积，使得释能过程时间迅速，在较短的时间内释放更多的热量。
7.根据权利要求1所述的一种利用石灰石进行热化学储能的方法，其特征在于，所述降温装置为换热器。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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