CN113531925A - 热化学储热系统及储热方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及太阳能热发电技术领域，公开了一种热化学储热系统及储热方法，热化学储热系统包括依次序连接并形成循环回路的低温熔盐储罐、吸热器以及热化学熔盐储罐。热化学熔盐储罐设置有热化学反应器，热化学反应器内设置有熔盐流通管路，热化学反应器的内部填充有热化学储热模块，热化学储热模块能够在高温下发生脱水反应并吸收热量。热化学储热系统还具有蒸发器以及连通蒸发器和热化学反应器的反应气管路。从低温熔盐储罐流出的熔盐在吸热器内升温后进入热化学熔盐储罐，与热化学储热模块进行换热并供其进行脱水反应，将热量以化学能的形式储存在热化学储热模块中，提高储热效率，减少弃光，提高太阳能资源的利用率。

Description

热化学储热系统及储热方法
技术领域
本发明涉及太阳能热发电技术领域，特别涉及一种热化学储热系统及储热方法。
背景技术
太阳能是世界上最丰富、清洁、可广泛获取的可再生能源，太阳能发电技术是缓解能源危机的有效手段，应用前景广阔。按照太阳能发电方式的不同，太阳能发电技术主要分为光热发电和光伏发电两种，与光伏发电相比，太阳能光热发电具有电能品质优良，可储存、可调峰、可实现连续发电，清洁无污染等优点，因此得到大规模的研发和应用。
在工业上光伏发电技术已经趋于成熟并且实现大规模应用，光伏发电的装机容量远超光热发电的装机容量，从目前的数据来看光热发电的成本要高于光伏发电。在正午太阳光辐射最强的时候，光伏发电效率最高，由于光热发电需要承担调峰的任务，在此期间光伏电厂满负荷运行而光热电厂停止发电，也就是所说的“弃光”，造成太阳能资源的大量浪费。在这样的政策背景下，太阳能光热电站在中午太阳光最强的时候进行储热，把太阳能转换为热能储存在熔盐中，就出现了某些熔盐塔式太阳能电厂原本设计的熔盐储罐偏小的问题，全部的熔盐吸收太阳能辐射温度升高后储存在高温熔盐罐中，吸热器中没有熔盐流过循环吸热，为了避免吸热器超温爆管，需要通过定日镜将太阳光反射的其他地方，不仅浪费了大量的太阳能资源，而且对周围环境也有危害。
发明内容
本发明针对上述技术问题而提出，目的在于提供一种热化学储热系统，通过流通的熔盐在吸热器中吸收太阳能，并在热化学熔盐储罐中将热量传递给热化学储热模块进行储存，热化学储热模块能够以内能的形式储存大量的热，从而提高本热化学储热系统的储热能力。另外，本热化学储热系统中的熔盐可以循环流通，从而利用有限的熔盐将更多的热量传递给热化学储热模块进行储存，进一步提高本热化学储热系统的储热效率，减少弃光，提高太阳能资源的利用率。
具体来说，本发明提供了一种热化学储热系统，包括：
低温熔盐储罐；
吸热器，其入口与低温熔盐储罐的出口连通；
热化学熔盐储罐，其入口、出口分别与吸热器的出口、低温熔盐储罐的入口连通；
热化学反应器，设置于热化学熔盐储罐内；
熔盐流通管路，设置于热化学反应器中并连通热化学熔盐储罐的入口和出口；
热化学储热模块，填充在热化学反应器的内部，热化学储热模块能够在高温下发生脱水反应并吸收热量；
蒸发器；
反应气管路，两端分别连通蒸发器和热化学反应器的内部。
相较于现有技术而言，本发明提供的热化学储热系统，能够利用流通的熔盐在吸热器中吸收太阳能，并在热化学熔盐储罐中将热量传递给热化学储热模块进行储存，热化学储热模块以内能的形式储存大量的热，从而提高本热化学储热系统的储热能力。另外，本热化学储热系统中的熔盐可以循环流通，从而利用有限的熔盐将更多的热量传递给热化学储热模块进行储存，进一步提高本热化学储热系统的储热效率，减少弃光，提高太阳能资源的利用率。
利用熔盐持续循环的流通以传递热量，无需在吸热器中一次性吸收太多的热后再进入高温熔盐储罐，可以加快熔盐在吸热器中的换热效率、降低换热后熔盐的温度，避免较高温度的熔盐损坏吸热器，同时也延长了熔盐温度过低时发生凝固的时间，提高了吸热器的使用安全性。
另外，作为优选，热化学储热系统还包括设置于热化学反应器的靠近热化学熔盐储罐的入口的一端的均流板，在均流板上设置有多个分流孔。熔盐流通管路具有多个，多个熔盐流通管路一一对应的与多个分流孔相连通。
根据该优选方案，利用均流板以及多个熔盐流通管路使得熔盐均匀分散在不同的熔盐流通管路中流通，熔盐能够更快更均匀地与热化学储热模块进行换热，提高热化学储热模块的换热以及储热效率。
进一步地，作为优选，均流板的均流孔按环形阵列布置，熔盐流通管路按环形阵列分布。
根据该优选方案，熔盐流通管路在热化学反应器中均匀分布，进一步提高热化学储热模块的换热以及储热效率。
另外，作为优选，热化学储热系统还包括设置于热化学反应器中的热电偶，热电偶用于检测热化学储热模块和/或熔盐流通管路的管壁的温度。
根据该优选方案，利用热电偶检测热化学储热模块和/或熔盐流通管路的温度，从而根据检测到的温度判断热化学反应器中的工况，并据此调节热化学储热系统的工作。
另外，作为优选，热化学储热模块的材质为Ca(OH)2/CaO或者Mg(OH)2/MgO。
另外，作为优选，热化学储热系统还包括高温熔盐储罐，高温熔盐储罐的入口、出口分别与吸热器的出口、低温熔盐储罐的入口连通，在热化学熔盐储罐和高温熔盐储罐的入口、出口处均设置有阀门。
根据该优选方案，从吸热器中吸收太阳能后的高温的熔盐可以部分的进入高温熔盐储罐中进行储存，减少熔盐在换热过程中带来的热损失，并且在阳光不够充足时，仅开放高温熔盐储罐，从而减少开放热化学储罐带来的电力等能量损失。
另外，作为优选，热化学储热模块的材质为CaCO3/CaO或者MgCO3/MgO，其能够在高温下发生分解反应并吸收热量，蒸发器替换为CO2储存罐。
本发明还提供了一种热化学储热方法，利用如前述任一技术方案中所述的热化学储热系统，包括如下步骤：
低温熔盐储罐中的低温的熔盐进入吸热器中；
低温的熔盐在吸热器中与太阳能进行换热并升温，然后进入热化学熔盐储罐中；
高温的熔盐在熔盐流通管路内流通，然后通过熔盐流通管路与热化学反应器内的热化学储热模块进行换热，部分的热量转化为热化学储热模块的显热；
高温的热化学储热模块发生脱水反应，吸收经高温的熔盐传来的热量，并将热量以内能的形式储存；
热化学储热模块发生脱水反应后产生的水蒸气经由反应气出口管路进入蒸发器，低温的熔盐进入低温熔盐储罐；
低温的熔盐再次进入吸热器中，继续上述步骤，实现熔盐的循环流通。
相较于现有技术而言，本发明提供的热化学储热方法，利用流通的熔盐在吸热器中吸收太阳能，并在热化学熔盐储罐中将热量传递给热化学储热模块进行储存，热化学储热模块能够以内能的形式储存大量的热，提高太阳能资源的利用率。另外，本热化学储热方法中的熔盐可以循环流通，从而利用有限的熔盐将更多的热量传递给热化学储热模块进行储存，进一步提高本热化学储热方法的储热效率，减少弃光，提高太阳能资源的利用率。
利用熔盐持续循环的流通以传递热量，无需在吸热器中一次性吸收太多的热后再进入高温熔盐储罐，可以加快熔盐在吸热器中的换热效率、降低换热后熔盐的温度，避免较高温度的熔盐损坏吸热器，同时也延长了熔盐温度过低时发生凝固的时间，提高了吸热器的使用安全性。
另外，作为优选，热化学储热方法还包括如下步骤：
从吸热器中流出的高温的熔盐先进入高温熔盐储罐进行存储；
当高温熔盐储罐存满后，再进入热化学熔盐储罐，进行后续操作。
本发明还提供了一种热化学储热方法，包括如下步骤：
低温熔盐储罐中的低温的熔盐进入吸热器中；
低温的熔盐在吸热器中与太阳能进行换热并升温，然后进入热化学熔盐储罐中；
高温的熔盐在熔盐流通管路内流通，然后通过熔盐流通管路与热化学反应器内的热化学储热模块进行换热，部分的热量转化为热化学储热模块的显热；
高温的热化学储热模块发生分解反应，吸收经高温的熔盐传来的热量，并将热量以内能的形式储存；
热化学储热模块发生分解反应后产生的CO2经由反应气出口管路进入CO2储存罐，低温的熔盐进入低温熔盐储罐；
低温的熔盐再次进入吸热器中，继续上述步骤，实现熔盐的循环流通。
附图说明
图1是本发明实施方式一中热化学储热系统的系统图；
图2是本发明实施方式一中热化学熔盐储罐的结构示意图；
图3是本发明实施方式一中均流板和熔盐流通管路的立体示意图；
图4是本发明实施方式一中热化学反应器的立体示意图；
图5是本发明实施方式一中热化学储热方法的基本流程图；
图6是本发明实施方式二中热化学储热系统的系统图；
图7是本发明实施方式二中热化学储热方法的基本流程图；
图8是本发明实施方式三中热化学储热系统的系统图；
图9是本发明实施方式三中热化学储热方法的基本流程图。
附图标记说明：
1、低温熔盐储罐；2、吸热器；3、热化学熔盐储罐；4、阀门；5、热化学反应器；5a、反应气出口；5b、反应气入口；5c、热电偶安装口；5d、通孔；6、熔盐流通管路；8、蒸发器；9、反应气管路；9a、反应气出口管路；9b、反应气入口管路；10、熔盐泵；11、流量计；12、法兰；13、卡托；14、均流板；14a、分流孔；15、热电偶；16、高温熔盐储罐17、CO2储存罐。
具体实施方式
下面结合说明书附图，对本发明进行进一步的详细说明。附图中示意性地简化示出了热化学储热系统的结构等。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施方式一
本发明的第一实施方式提供了一种热化学储热系统，参见图1和图2所示，包括依次序连接并形成循环回路的低温熔盐储罐1、吸热器2以及热化学熔盐储罐3，在低温熔盐储罐1、吸热器2以及热化学熔盐储罐3的入口和出口处均设置有阀门4。低温熔盐储罐1的出口与吸热器2的入口连通、吸热器2的出口与热化学熔盐储罐3的入口连通，热化学熔盐储罐3的出口与低温熔盐储罐1的入口连通。低温熔盐储罐1和/或热化学熔盐储罐3的外部包裹有保温材料(未图示)，减少低温熔盐储罐1和/或热化学熔盐储罐3的对外散热。
参见图3所示，在热化学熔盐储罐3内设置有热化学反应器5，热化学反应器5优选设置在热化学熔盐储罐3的中部，在热化学反应器5内设置有垂向延伸的熔盐流通管路6，熔盐流通管路6的两端分别连通热化学熔盐储罐3的入口和出口。熔盐流通管路6采用传热性能良好的材料加工而成，例如铁、铝、铜或者其合金。
熔盐流通管路6的管路侧面与外壳和下端盖共同形成密闭的空腔，在该空腔内填充有热化学储热模块，热化学储热模块能够在高温下发生脱水反应并吸收热量。热化学储热模块紧密贴合布置在熔盐流通管路6周围并充满整个热化学反应器5，能够使熔盐更快的与热化学储热模块进行换热，减少热量传递过程中的热损失。热化学储热模块尽可能多的布置在热化学反应器5内，可以存储更多的热量，提高储热效率。高温熔盐的热量快速地传递给热化学储热模块，热化学储热模块发生脱水反应带走高温熔盐的热量避免熔盐流通管路6和吸热器2温度过高，将热能转变成化学能储存在热化学储热模块当中。
参见图1和图2所示，热化学储热系统还具有蒸发器8以及两端分别连通蒸发器8和热化学反应器5的内部的反应气管路9。反应气管路9包括反应气出口管路9a和反应气入口管路9b，反应气入口管路9b中的水蒸气自蒸发器8进入热化学反应器5中，反应气出口管路9a中的水蒸气自热化学反应器5进入蒸发器8中。化学反应器5包括底部外口的外壳(未图示)以及设置在外壳底部的下端盖(未图示)，参见图4所示，在热化学反应器5的外壳上开设有反应气出口5a和反应气入口5b，以供反应气入口管路9b和反应气出口管路9a接入。
蒸发器8需要根据热化学储热模块来选择合适的功率，当热化学储热模块发生脱水反应时放出水蒸气，反应产生的水蒸气通过热化学反应器5上部的反应气出口管路9a进入蒸发器8；当需要发生水合反应放出热量时，所需水蒸气由蒸发器8产生并通过热化学反应器5下部的反应气入口管路9b进入热化学反应器5。
在本实施方式中，热化学储热模块的材质为Ca(OH)2/CaO或者Mg(OH)2/MgO。Ca(OH)2和Mg(OH)2能够在高温下自发发生脱水反应生成CaO和MgO并吸收大量热，CaO和MgO能够在加入水后自发发生水合反应生成Ca(OH)2和Mg(OH)2并释放大量热。
利用本热化学储热系统，参见图5所示，本实施方式还提供了一种热化学储热方法，包括如下步骤：
低温熔盐储罐1中的低温的熔盐进入吸热器2中；
低温的熔盐在吸热器2中与太阳能进行换热并升温，然后进入热化学熔盐储罐3中；
高温的熔盐在熔盐流通管路6内流通，然后通过熔盐流通管路6与热化学反应器5内的热化学储热模块进行换热，部分的热量转化为热化学储热模块的显热；
高温的热化学储热模块发生脱水反应，吸收经高温的熔盐传来的热量，并将热量以内能的形式储存；
热化学储热模块发生脱水反应后产生的水蒸气经由反应气出口管路9a进入蒸发器8，低温的熔盐进入低温熔盐储罐1；
低温的熔盐再次进入吸热器2中，继续上述步骤，实现熔盐的循环流通。
更为具体的来说，以Ca(OH)2/CaO作为热化学储热模块为例，在外界温度过高、太阳光辐射较强的时候，需要将多余的热量进行储存，减少弃光。在热化学储热系统进行储热的过程中，低温的熔盐自低温熔盐储罐1流通到吸热器2，在吸热器2内，低温的熔盐吸收太阳光的辐射能后温度升高，然后从吸热器2流出后进入热化学熔盐储罐3中。在热化学熔盐储罐3中，高温的熔盐进入热化学反应器5中，并在熔盐流通管路6中流通。高温的熔盐通过熔盐流通管路6与热化学反应器5中的低温的热化学储热模块(Ca(OH)2)进行换热，将热量传递给热化学储热模块(Ca(OH)2)。与此同时，热化学储热模块(Ca(OH)2)吸收足够多的热量后发生脱水反应，生成热化学储热模块(CaO)和水蒸气，进一步吸收熔盐流通管路6内流通的熔盐的热量，将太阳能以内能的形式存储在热化学储热模块(CaO)中。热化学储热模块(Ca(OH)2)发生脱水反应生成的水蒸气经由反应气出口管路9a进入蒸发器8，熔盐流通管路6内流通的熔盐的温度降低后继续流通进入到低温熔盐储罐1中，也可以再次进入系统流通进行换热。
在外界温度较低、太阳光辐射较弱的时候，则可以将储存的热量释放出，供电厂使用。在热化学储热系统进行放热的过程中，低温的熔盐自低温熔盐储罐1流通到热化学熔盐储罐3中。蒸发器8经由反应气入口管路9b向热化学反应器5内通入水蒸气，热化学储热模块(CaO)与水蒸气发生水合反应，生成热化学储热模块(Ca(OH)2)并放热，从而释放出存储在热化学储热模块(CaO)中的热量。低温的熔盐吸收热化学储热模块(CaO)反应所释放的热量，然后从热化学熔盐储罐3进入吸热器2中。高温的熔盐与吸热器2中的换热工质进行换热，将热量传递给吸热器2中的换热工质。热化学储热模块(CaO)发生水合反应能够快速的释放出大量的热，从而快速、高效地向吸热器2中的换热工质补充能量，保证电厂的正常运行，有效利用太阳能资源。
利用本实施方式提供的热化学储热系统及储热方法，流通的熔盐在吸热器2中吸收太阳能，并在热化学熔盐储罐3中将热量传递给热化学储热模块进行储存，热化学储热模块能够以内能的形式储存大量的热，提高了本热化学储热系统的储热能力以及电厂的储能能力，进而提高电厂的整体发电效率以及电厂的调峰能力。另外，本热化学储热系统中的熔盐可以循环流通，从而利用有限的熔盐将更多的热量传递给热化学储热模块进行储存，进一步提高本热化学储热系统的储热效率，减少弃光，提高太阳能资源的利用率。
利用熔盐持续循环的流通以传递热量，无需在吸热器2中一次性吸收太多的热后再进入高温熔盐储罐16，可以加快熔盐在吸热器2中的换热效率、降低换热后熔盐的温度，避免较高温度的熔盐损坏吸热器2，同时也延长了后期放热过程中熔盐温度过低时发生凝固的时间，提高了吸热器2的使用安全性。
在低温熔盐储罐1和吸热器2之间，优选是低温熔盐储罐1的出口处设置有熔盐泵10，在熔盐泵10和吸热器2的入口之间设置有流量计11。打开低温熔盐储罐1出口处的阀门4，熔盐在低温熔盐泵10的带动下流通并进入吸热器2中，熔盐的流通量通过流量计11实时监测，从而根据流量计11检测到的数据控制阀门4的开通量和/或熔盐泵10的驱动功率。
热化学反应器5的外壳的形状为圆柱形，外壳的上端面与侧壁焊接、下端盖与侧壁法兰12连接，外壳的内部填充热化学储热模块，法兰12处做好密封，使整个热化学反应器5可以承受大约1MPa的压力。在热化学反应器5的侧壁面上留出热电偶安装口5c以安装下述的热电偶15。在热化学熔盐储罐3的内壁焊接卡托13，卡托13支撑法兰12将热化学反应器5安装固定在热化学熔盐储罐3内部。
根据热化学反应器5以及内部的热化学储热模块的总重量来选择卡托13的承重能力，卡托13选择合适的材质以及宽度，均匀焊接在安放热化学反应器5的热化学熔盐储罐3的内壁表面，将热化学反应器5的法兰12部件放在卡托13上。
参见图2和图3所示，热化学储热系统还包括均流板14，均流板14设置于热化学反应器5的靠近热化学熔盐储罐3的入口的一端，也即设置于热化学反应器5的顶端，在均流板14上设置有多个分流孔14a。在化学反应器5的外壳的上端面和下端盖上均开设有多个通孔5d，多个的通孔5d与分流孔14a一一对应且相连通。熔盐流通管路6有多个，多个熔盐流通管路6一一对应的与多个分流孔14a相连通，熔盐流通管路6穿过外壳和下端盖、直通热化学熔盐储罐3的底部。
利用均流板14以及多个熔盐流通管路6使得高温的熔盐均匀分散在不同的熔盐流通管路6中流通，增加熔盐流通管路6的面积，从而增加熔盐与热化学储热模块之间换热的接触面积，熔盐能够更快更均匀地将热量传递给热化学储热模块，热化学储热模块反应放出的热量可以更快地被熔盐带走，提高热化学储热模块的换热以及储热效率的同时也提高热化学反应器5内部的温度均衡，减少因热量不均而带来的不利影响。
特别地，均流板14的均流孔按环形阵列布置，熔盐流通管路6按环形阵列分布。熔盐流通管路6在热化学反应器5中的排布与热化学反应器5内部的形状相似，从而使得熔盐流通管路6在热化学反应器5中均匀分布，进一步提高热化学储热模块在热化学反应器5中温度均衡以及与熔盐的换热均衡，热化学储热模块的换热以及储热效率得到有效提高。
参见图1所示，热化学反应器5中还设置有热电偶15，用于检测热化学储热模块和/或熔盐流通管路6的管壁的温度，例如在热化学反应器5上开设有热电偶安装口5c(见图4)，以供热电偶15的接入。根据热电偶15检测到的热化学储热模块和/或熔盐流通管路6的管壁的温度，判断热化学反应器5中的反应进程。热电偶15可以有多个并伸入热化学反应器5的不同深度，从而多点测量热化学反应器5内热化学储热模块的温度，测量精准有效。
低温熔盐储罐1中也设置有热电偶15，利用热电偶15检测低温熔盐储罐1中熔盐的温度，从而获取熔盐是否在热化学熔盐储罐3中充分换热，据此调节熔盐在热化学熔盐储罐3中的时间。优选控制自热化学熔盐储罐3流出后进入低温熔盐储罐1时的温度与熔盐初始在低温熔盐储罐1中的温度相同，从而避免不同温度的熔盐在低温熔盐储罐1中进行热交换。
实施方式二
本发明的第二实施方式提供了一种热化学储热系统，第二实施方式是对第一实施方式的进一步改进，未做特别说明的部分包括附图标记及文字描述，均与第一实施方式相同，在此不再赘述。
第二实施方式相对于第一实施方式的主要改进之处在于，在本发明的第二实施方式中，结合图6来看，热化学储热系统还包括高温熔盐储罐16，高温熔盐储罐16的入口、出口分别与吸热器2的出口、低温熔盐储罐1的入口连通，在高温熔盐储罐16的入口、出口处同样设置有阀门4，高温熔盐储罐16与热化学熔盐储罐3并列设置。
利用本热化学储热系统，参见图7所示，本实施方式提供的热化学储热方法，还包括如下步骤：
从吸热器2中流出的高温的熔盐先进入高温熔盐储罐16进行存储；
当高温熔盐储罐16存满后，再进入热化学熔盐储罐3，进行后续操作。
整体而言，本热化学储热系统包括如下步骤：
低温熔盐储罐1中的低温的熔盐进入吸热器2中；
低温的熔盐在吸热器2中与太阳能进行换热并升温，然后进入高温熔盐储罐16中；
高温的熔盐在高温熔盐储罐16中存储直至存满；
在吸热器2中换热后的熔盐进入热化学熔盐储罐3中；
高温的熔盐在熔盐流通管路6内流通，然后通过熔盐流通管路6与热化学反应器5内的热化学储热模块进行换热，部分的热量转化为热化学储热模块的显热；
高温的热化学储热模块发生水解反应，吸收经高温的熔盐传来的热量，并将热量以内能的形式储存；
热化学储热模块发生水解反应后产生的水蒸气经由反应气出口管路9a进入蒸发器8，低温的熔盐进入低温熔盐储罐1；
低温的熔盐再次进入吸热器2中，继续上述步骤，实现熔盐的循环流通。
在外界温度过高、太阳光辐射较强的时候，需要将多余的热量进行储存，减少弃光。在热化学储热系统进行储热的过程中，从吸热器2中吸收太阳能后的高温的熔盐可以部分的进入高温熔盐储罐16中进行储存，减少熔盐在换热过程中带来的热损失，并且在阳光不够充足时，仅开放高温熔盐储罐16，从而减少开放热化学储罐带来的电力等能量损失。
通过设置高温熔盐储罐16，本热化学储热系统相当于在原有储热系统中增加了热化学储罐，从而减少对原储热系统的改造，本热化学储热系统的改造效率高、成本低。
作为优选，本吸热器2为双回路吸热器2，吸热器2的双回路的入口均与低温熔盐储罐1的出口并行相连，吸热器2的双回路的出口与热化学熔盐储罐3的入口、高温热化学储罐的入口并行相连。热化学熔盐储罐3与高温熔盐储罐16并联后分别与吸热器2以及低温熔盐储罐1连接，熔盐可以同步在热化学熔盐储罐3和高温熔盐储罐16中流通，增强利用熔盐进行换热、将热量热化学储热模块的内能的形式储存的能力，有效提高本热化学储热系统的储热效率。
实施方式三
本发明的第三实施方式提供了一种热化学储热系统，第三实施方式是对第二实施方式的进一步改进，未做特别说明的部分包括附图标记及文字描述，均与第二实施方式相同，在此不再赘述。
第三实施方式相对于第二实施方式的主要改进之处在于，在本发明的第三实施方式中，结合图8来看，热化学储热模块的材质为CaCO3/CaO或者MgCO3/MgO，CaCO3/CaO或者MgCO3/MgO能够在高温下自发发生分解反应生成CaO和MgO、吸收CO2并吸收大量热，CaO和MgO能够在加入CO2后自发发生复合反应生成CaCO3和MgCO3并释放大量热。前述的蒸发器8替换为CO2储存罐17，反应气管路9的两端分别连通CO2储存罐17和热化学反应器5的内部。
利用本热化学储热系统，参见图9所示，本实施方式还提供了一种热化学储热方法，包括如下步骤：
低温熔盐储罐1中的低温的熔盐进入吸热器2中；
低温的熔盐在吸热器2中与太阳能进行换热并升温，然后进入高温熔盐储罐16中；
高温的熔盐在高温熔盐储罐16中存储直至存满；
在吸热器2中换热后的熔盐进入热化学熔盐储罐3中；
高温的熔盐在熔盐流通管路6内流通，然后通过熔盐流通管路6与热化学反应器5内的热化学储热模块进行换热，部分的热量转化为热化学储热模块的显热；
高温的热化学储热模块发生分解反应，吸收经高温的熔盐传来的热量，并将热量以内能的形式储存；
热化学储热模块发生分解反应后产生的CO2经由反应气出口管路9a进入CO2储存罐17，低温的熔盐进入低温熔盐储罐1；
低温的熔盐再次进入吸热器2中，继续上述步骤，实现熔盐的循环流通。
在系统工作过程中，以MgCO3/MgO作为热化学储热模块为例，当高温的熔盐通过均流板14进入熔盐流通管路6后，热量从高温的熔盐传递给热化学储热模块(MgCO3)，热化学储热模块(MgCO3)吸收热量温度升高后发生分解反应后生成热化学储热模块(MgO)和CO2，CO2经CO2反应气出口管路9a进入CO2储存罐17，热化学储热模块(MgO)储存在热化学反应器5内。当进入热化学熔盐储罐3的熔盐温度较低时，CO2储存罐17中的CO2经反应气入口管路9b进入热化学反应器5与热化学储热模块(MgO)发生复合反应并放出大量的热量，低温熔盐吸收热量温度升高后进入吸热器2进行换热。
对于本领域技术人员来说，在本发明技术思想的范围内能够根据需要而对于上述控制方法的各个步骤进行删减或者顺序调整。
本领域的普通技术人员可以理解，在上述的各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于上述各实施方式的种种变化和修改，也可以基本实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。因此，在实际应用中，可以在形式上和细节上对上述实施方式作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种热化学储热系统，其特征在于，包括：
低温熔盐储罐；
吸热器，其入口与所述低温熔盐储罐的出口连通；
热化学熔盐储罐，其入口、出口分别与所述吸热器的出口、所述低温熔盐储罐的入口连通；
热化学反应器，设置于所述热化学熔盐储罐内；
熔盐流通管路，设置于所述热化学反应器中并连通所述热化学熔盐储罐的入口和出口；
热化学储热模块，填充在所述热化学反应器的内部，所述热化学储热模块能够在高温下发生脱水反应并吸收热量；
蒸发器；
反应气管路，两端分别连通所述蒸发器和所述热化学反应器的内部。
2.根据权利要求1所述的热化学储热系统，其特征在于，还包括：
均流板，设置于所述热化学反应器的靠近所述热化学熔盐储罐的入口的一端，在所述均流板上设置有多个分流孔；
所述熔盐流通管路具有多个，多个所述熔盐流通管路一一对应的与多个所述分流孔相连通。
3.根据权利要求2所述的热化学储热系统，其特征在于，所述均流板的均流孔按环形阵列布置，所述熔盐流通管路按环形阵列分布。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的热化学储热系统，其特征在于，还包括：
热电偶，设置于所述热化学反应器中，用于检测所述热化学储热模块和/或所述熔盐流通管路的管壁的温度。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的热化学储热系统，其特征在于，所述热化学储热模块的材质为Ca(OH)2/CaO或者Mg(OH)2/MgO。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的热化学储热系统，其特征在于，还包括：
高温熔盐储罐，其入口、出口分别与所述吸热器的出口、所述低温熔盐储罐的入口连通；
在所述热化学熔盐储罐和所述高温熔盐储罐的入口、出口处均设置有阀门。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的热化学储热系统，其特征在于，所述热化学储热模块的材质为CaCO3/CaO或者MgCO3/MgO，其能够在高温下发生分解反应并吸收热量；
所述蒸发器替换为CO2储存罐。
8.一种热化学储热方法，其特征在于，利用如权利要求1-6中任一项所述的热化学储热系统，包括如下步骤：
低温熔盐储罐中的低温的熔盐进入吸热器中；
低温的熔盐在吸热器中与太阳能进行换热并升温，然后进入热化学熔盐储罐中；
高温的熔盐在熔盐流通管路内流通，然后通过熔盐流通管路与热化学反应器内的热化学储热模块进行换热，部分的热量转化为热化学储热模块的显热；
高温的热化学储热模块发生脱水反应，吸收经高温的熔盐传来的热量，并将热量以内能的形式储存；
热化学储热模块发生脱水反应后产生的水蒸气经由反应气出口管路进入蒸发器，低温的熔盐进入低温熔盐储罐；
低温的熔盐再次进入吸热器中，继续上述步骤，实现熔盐的循环流通。
9.根据权利要求8所述的热化学储热方法，其特征在于，还包括如下步骤：
从吸热器中流出的高温的熔盐先进入高温熔盐储罐进行存储；
当高温熔盐储罐存满后，再进入热化学熔盐储罐，进行后续操作。
10.一种热化学储热方法，其特征在于，利用如权利要求7所述的热化学储热系统，包括如下步骤：
低温熔盐储罐中的低温的熔盐进入吸热器中；
低温的熔盐在吸热器中与太阳能进行换热并升温，然后进入热化学熔盐储罐中；
高温的熔盐在熔盐流通管路内流通，然后通过熔盐流通管路与热化学反应器内的热化学储热模块进行换热，部分的热量转化为热化学储热模块的显热；
高温的热化学储热模块发生分解反应，吸收经高温的熔盐传来的热量，并将热量以内能的形式储存；
热化学储热模块发生分解反应后产生的CO2经由反应气出口管路进入CO2储存罐，低温的熔盐进入低温熔盐储罐；
低温的熔盐再次进入吸热器中，继续上述步骤，实现熔盐的循环流通。
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