CN114729792A - 储能系统及方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种储能系统,包括:具有储能材料的流化床设备,其中,储能材料提供于涂敷有不同材料的固体颗粒外层的体积内,其中,体积具有处于1~1000μm区间内的最大尺寸,而且其中,固体颗粒具有处于1~500nm区间内的最大尺寸。该系统的优点包括,最大程度减小储能材料的经时结构变化,以使得储能材料能够使用多个循环而无任何明显损害。储能材料的热量传入和传出得到改善。该系统可进一步用于CO2的捕获。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用流化床内的涂敷固体颗粒外层的储能材料以化学形式储能的装置以及系统和方法。
背景技术
WO 2012/118437公开一种颗粒,包括内部及外涂层,内部包括选自盐和CaO组成的组的至少一者,外涂层包括疏水性纳米颗粒。
WO 2016/166364公开一种材料,用于化学热泵,该材料包括活性物质,并允许气相的挥发性液体移入和移出活性物质的至少一部分,其中,材料的至少一部分与周遭热接触,其中,材料包括选自石墨烯和氧化石墨烯组成的组的至少一者的薄片,其中,每一单独薄片具有处于100~10000nm范围内的侧向尺寸以及处于0.34~5nm范围内的厚度。
流化床已知在本领域用于各种目的。EP 2984435公开一种储能系统,包括流化床,其中,例如,可将CaO/Ca(OH)2用作储能材料。
CN 109046187公开一种气固流化床反应器。固体颗粒具有均匀或不均匀地附着于颗粒表面的一部分纳米颗粒。
虽然根据本领域当前水准的技术能够成功使用,但是始终存在改进空间。待改进的领域例如包括促进储能材料的流化过程,减小系统能耗,实现对其他材料加以利用的可能性,以及减小储能材料在长时间使用过程中产生结构变化的倾向。
发明内容
本发明的一个目的在于避免现有技术的至少一些缺点,并提供一种储能系统及方法。
在第一方面,提供一种储能系统,包括具有储能材料(2)的流化床设备(1),其中,储能材料(2)提供于涂敷有不同材料(13)的固体颗粒(5)外层(4)的体积(3)内,其中,体积(3)具有处于1~1000μm区间内的最大尺寸,而且其中,固体颗粒(5)具有处于1~500nm区间内的最大尺寸。
在第二方面,提供一种储能方法,包括如下步骤:a)将已至少部分未充能的储能材料(2)提供于流化床设备(1)内,以及b)向流化床设备(1)内的储能材料(2)传热,以对储能材料(2)进行充能,其中,储能材料(2)提供于涂敷有不同材料(13)的固体颗粒(5)外层(4)的体积(3)内,其中,体积(3)具有处于1~1000μm区间内的最大尺寸,而且其中,固体颗粒(5)具有处于1~500nm区间内的最大尺寸。
在第二方面的一种不同形式中,提供一种释放热量的方法,包括如下步骤:
a.将已至少部分充能的储能材料(2)提供于流化床设备(1)内,
b.可选地,启动流化床设备(1)内的储能材料(2)的反应,以使得热量得到释放,以及
c.自储能材料(2)传递热量,
其中,储能材料(2)提供于涂敷有不同材料(13)的固体颗粒(5)外层(4)的体积(3)内,其中,体积(3)具有处于1~1000μm这一区间内的最大尺寸,而且其中,固体颗粒(5)具有处于1~500nm这一区间内的最大尺寸。
本发明的其他实施方式限定于明确并入本文的所附从属权利要求中。
一项优点在于,储能材料的尺寸变化随着时间的流逝并不产生任何后果,这是因为固体颗粒(5)吸收了储能材料(2)内的运动。固体颗粒(5)可随体积(3)的形状和尺寸在合理限值内的变化而在外层(4)内移动和重新排列。
另一项优点在于,除固体储能材料之外,对液体和半固体储能材料加以使用的可能性。
储能材料的经时结构变化得到最大程度减小,从而使得储能材料能够使用多个循环而无对该储能材料的任何明显损害。
一项优点在于,储能材料(2)在流化床内的流化得到促进。储能材料颗粒之间的摩擦得到减小。储能材料需要更少的精力和更少的能量便可流化。更小的摩擦使得系统在长时间使用过程中的磨损更小。
储能材料的热量传入和传出得到改善。
附图说明
各个方面和实施方式将参考附图进行描述,其中:
图1所示为根据本发明的一种系统。系统包括具有储能材料(2)的流化床设备(1)。储能材料(2)涂敷有根据本发明的颗粒。系统包括第一储存隔间(6)和第一进料装置(8),以及第二储存隔间(7)和第二进料装置(9)。图中还示出,流化床设备(1)包括与储能材料(2)热接触的换热器。在流化床设备中,始终设置产生使储能材料(2)在行为上作为流体的合适条件的手段。这一点通常通过将加压流体引入至通过储能材料(2)的方式实现。用于引入加压流体的装置在图中未示出。
图2所示为另具有开孔隔件(10)的与图1相同的系统。开孔隔件(10)在流化床设备(1)内产生多于一个的流化隔间。在图示实施方式中,具有由开孔隔件(10)分开的上下流化隔间。在该实施方式中,两个流化隔间当中的每一个中,均有与储能材料(2)热接触的换热器。这使得流化隔间内可实现使两个流化隔间具有不同温度的不同条件。
图3为根据本发明具有涂敷不同材料的固体颗粒(5)外层(4)的体积(3)的储能材料示意图。该示意图未按比例绘制,并用于说明涂敷原理。体积(3)为活性材料,举例而言,诸如CaO/Ca(OH)2。
具体实施方式
在公开及详细描述本发明之前,应该理解的是,本发明不限于本文公开的特定构造、处理步骤及材料,这是因为此等构造、处理步骤及材料能够有所变动。还应该理解的是,本文中使用的术语仅出于描述特定实施方式的目的,并不在于限制,这是因为本发明范围仅受限于所附权利要求及其等同方案。
必须注意的是,就在本说明书和所附权利要求中的使用而言,单数形式“一”、“一种”及“该”包括复数对象,除非上下文明确另有所指。
“储能”就在整个本说明书和权利要求中的使用而言,是指化学形式的储能。
“储能材料”就在整个本说明书和权利要求中的使用而言,是指能够以化学形式在其内储能的任何材料。
“流化床设备”就在整个本说明书和权利要求中的使用而言,是指一种设备,包括至少一个流化床,含本领域技术人员所知的供流化床操作的必要系统。
体积或颗粒的“最大尺寸”就在整个本说明书和权利要求中的使用而言,是指体积或颗粒表面上任何两点之间沿直线的最大距离。表面上的两点选择为使得该两点之间沿直线的距离达到最大。在颗粒或体积表面上任意两点之间的所有可能距离当中,选择最大的可能距离。对于球体,其对应于该球体的直径。对于针状颗粒,其为该针状物的长度。
“固体颗粒”就在整个本说明书和权利要求中的使用而言,是指固体形式的一件材料。
“系统”就在整个本说明书和权利要求中的使用而言,是指数个装置的组合。特别地,其包括一种流化床设备,含本领域技术人员所知的对于流化床的工作而言必需的装置。
“体积”就在整个本说明书和权利要求中的使用而言,是指空间三维物体,包括但不限于颗粒。体积包括液滴及固体颗粒。
在第一方面,提供一种储能系统,包括具有储能材料(2)的流化床设备(1),其中,储能材料(2)提供于涂敷有不同材料(13)的固体颗粒外层(4)的体积(3)内,其中,体积(3)具有处于1~1000μm区间内的最大尺寸,而且其中,固体颗粒(5)具有处于1~500nm区间内的最大尺寸。
流化床设备包括至少一个流化床,而且储能材料至少在系统操作过程中处于流化床内。
活性储能材料为固体形式、液体形式或半固体形式,并且作为体积提供。如果材料为固体形式,则体积(3)可描述为颗粒。如果材料为液体形式,则体积(3)可描述为微滴。
体积(3)涂敷有不同材料的固体颗粒(5)。由固体颗粒(5)组成的涂敷物(4)厚至使得体积(3)的整个表面得到涂敷。涂敷物(4)所具有的厚度使得两个相邻体积相互无法直接接触。涂敷物(4)应该厚至使得至少一个固体颗粒处于两个相邻体积之间,也就是说,两个相邻体积之间的距离应该永不短于固体颗粒的最小尺寸。优选地,涂敷物(4)远厚于与一层颗粒相对应的厚度。在一种实施方式中,涂敷物(4)的厚度使得无法透过该涂敷物看到体积(3)的表面,也就是说,无法在不与至少一个固体颗粒(5)相交的情况下画出一条从体积(3)表面连至周遭的直线。
在一种实施方式中,系统包括第一储存隔间(6),以及适于在第一储存隔间(6)和流化床设备(1)之间对储能材料(2)进行双向进料的第一进料装置(8)。通过使用一个储存隔间,可以将材料进料至流化床,以供能量的储存或能量的释放。进料装置可以为任何能够将材料从储存处移入流化床的装置,反之亦然。其也可以为调节阀,并可包括将材料递入流化床的料斗。储存隔间可以为可拆下的储存隔间,并且可移动至不同位置。在一种实施方式中,储存隔间气密密封,以使得水分无法触及内部的储能材料。
在一种实施方式中,系统包括第二储存隔间(7),以及适于在流化床设备(1)和第二储存隔间(7)之间对储能材料(2)进行双向进料的第二进料装置(9)。采用两个储存隔间和两个进料装置具有将第一储存隔间用于未充能体积且将第二储存隔间用于已充能体积的优点。此外,其他额外储存隔间也在设想之内。
在一种实施方式中,流化床设备(1)包括与储能材料(2)热接触的换热器。此等换热器使得更加易于与周遭换热。
可与该系统热接触的周遭系统例如包括,但不限于,太阳能板、区域供暖系统、热电厂及蒸汽发生器。
在一种实施方式中,流化床设备(1)包括与储能材料(2)热接触的电加热元件。此等电加热元件实现储能材料的直接和/或间接电(如感应)加热。
在一种实施方式中,系统包括多个流化床。在一种实施方式中,流化床串联连接。在替代实施方式中,流化床并联连接。
在一种实施方式中,流化床设备(1)包括至少一个开孔隔件(10),开孔隔件(10)在流化床设备(1)内产生多于一个的流化隔间。这在流化床设备内产生多个流化区。此等设置实现了在不同区具有不同条件的可能性。开孔隔件(10)至少部分开孔。开孔隔件(10)在一种实施方式中水平设置,从而产生上下流化区。在另一实施方式中,设置数个开孔隔件(10),以产生多个流化区。开孔隔件(10)具有产生条件可保持为不同的数个流化区的优点。例如,温度可以不同。如果例如在一次预热后二次加热至更高温度,可使得该过程更加有效。
流化床可以为本领域已知的任何类型。在一种实施方式中,流化床设备(1)包括鼓泡流化床、循环流化床、闪蒸反应器、振动流动床、环形流化床、机械流化反应器及窄流化床中的至少一者。
在热化学储存材料的充能过程中,所释放的流体(12)一般会以气相占据相当大的体积。一种示例为Ca(OH)2所释放的气相的水。此等释放出的气体将有助于将储能材料流化。因此,释放出流体(12)的储能材料在所释放的流体(12)为气相的温度和压力下,具有自流化效果。在此等材料放能时,必须加以考虑的是,流体(12)将被储能材料(2)吸收,因此体积缩小。一种示例为添加至CaO的蒸汽或气相的水。在气相的水的添加过程中,所添加的气体将存在流化效果。然而,由于该气体被CaO吸收,因此流化效果减小。这一体积和流化效果的减小必须得到考虑。对于此等储能材料,重要的是,材料体积之间的摩擦不得太高,而且储能材料的体积不相互粘附。这一点通过使用周遭固体颗粒(5)得以确保。体积(3)之间的摩擦在常规流化床内因放能阶段的吸收而更为关键。因此,固体颗粒(5)的摩擦减小特性具有非常重要的意义。
在一种实施方式中,储能材料(2)为具有在第一温度下吸收流体(12)且在第二更高温度下解吸流体(12)的能力的材料。
在一种实施方式中,流化床设备(1)与在一种实施方式中自储能材料(2)解吸而出的流体(12)的储存处(11)流体接触。储能材料以化学形式储能,而且以使流体从该储能材料释放而出的方式充能。该释放出的流体以合适方式储存于储存处(11)。所释放的流体可同时为气态和液态。此等材料的一例包括,但不限于,以下反应涉及的材料:
水在该例中为所释放的流体,其可储存于储存处(11),以供随后在使反应相逆时使用。所释放的气相流体在一种实施方式中于储存前凝结成液相。
在一种实施方式中,固体颗粒(5)包括选自SiO2、石墨、氧化石墨、氧化石墨烯及石墨烯组成的组的至少一种材料。石墨、氧化石墨、氧化石墨烯及石墨烯具有提高热导率且减小摩擦的优点。氧化石墨烯和石墨烯还增大了体积的强度。在一种实施方式中,固体颗粒包括SiO2与石墨、氧化石墨、氧化石墨烯及石墨烯当中至少一者的混合物。
在一种实施方式中,固体颗粒(5)包括经至少一种疏水性化合物修饰的疏水性修饰SiO2。疏水性基团附着于SiO2的表面。在一种实施方式中,其共价键合,而且在一种替代实施方式中,其不共价键合。此外,疏水性修饰SiO2与石墨、氧化石墨、氧化石墨烯及石墨烯当中至少一者的混合物也涵盖在内。
在一种实施方式中,储能材料(2)为亲水性,即对水分子具有净引力,而且其中,固体颗粒(5)为疏水性,即对水分子具有净斥力。亲水性储能材料例如包括,但不限于,盐及各种金属氧化物。附于体积表面的固体颗粒并不溶于体积内,而是将体积分开。在一种实施方式中,固体颗粒可发生反应。固体颗粒既可在制造过程中,也可在新系统的初始操作循环过程中,也可在两者的组合情形下发生此等反应。此等反应例如包括,但不限于,物理转化和化学反应,或其组合。在一种实施方式中,固体颗粒至少部分发生化学反应,以形成具有所需分离特性的材料。在一种实施方式中,固体颗粒加热硬化,以形成更为惰性的材料。体积与固体颗粒可一道在系统首次启动之前处理。
在一种替代实施方式中,储能材料(2)为疏水性,即对水分子具有净斥力,而且其中,固体颗粒(5)为亲水性,即对水分子具有净引力。
储能材料在一种实施方式中为盐。在一种实施方式中,储能材料(2)为选自锂、镁、钙、锶、钡、钴、镍、铁、锌、锰、钾及铝的氯化物、氯酸盐、高氯酸盐、溴化物、碘化物、碳酸盐及硝酸盐与锂、钠及钾的硫化物和氢氧化物组成的组的至少一种盐。不同储能材料的混合物涵盖在内。
在一种实施方式中,储能材料(2)包括选自CaO、Ca(OH)2、CaCO3、MgO、Mg(OH)2、MgCO3、BaO、Ba(OH)2、BaCO3及诸如MgH2的金属氢化物的至少一者。如果金属氢化物处于已放能形式,则隐含相应金属处于储能材料的相应已充能形式之意。当储能材料为CaO且水用作流体(12)时,则隐含Ca(OH)2形式也涵盖在内之意。这一点同样适用于MgO和BaO。如果CO2用作流体(12),则隐含将相应碳酸盐涵盖在内之意。
在一种实施方式中,储能材料(2)包括选自CaO、CaCO3的至少一者,而且其中,系统适于捕获CO2。对CO2捕获的适用性以使得CO2用作流体(12)的方式实现。CO2以单纯形式提供,或者CO2提供于气体混合物内。在一种实施方式中,CO2提供为燃烧过程的废气。在一种实施方式中,CO2提供为工业过程的废气。CO2或含CO2的混合物与CaO接触,以使其随后反应成CaCO3。该反应可逆。在相逆过程中,CO2被释放,并且可得到充分处理,这是由于其更为浓缩且更纯。因此,该过程的作用在于捕获CO2,并随后将CO2以更易处理的形式释放。除了储能之外,系统因此还可捕获CO2。对CO2捕获的适用性以CaO为初始材料,提供将该气体进料至CaO的装置,并在相逆过程中释放后对CO2加以处理。
虽然能量主要存储为储能材料(2)内的化学能量,但部分能量可在某些情况下储存为显能。储能材料(2)在充能过程和放能过程中均加热至高温,因此储能材料(2)的温度变得甚高。如果充能与放能循环之间的时间不太长,这一热量也可得到利用。这一热量的储存在一种实施方式中通过在第一储存隔间(6)或第二储存隔间(7)周围或同时在此两储存隔间周围设置隔热而使得该热量保留更长时间的方式得到促进。在一种实施方式中,流化床设备(1)、第一储存隔间(6)、以及第二储存隔间(7)当中的至少一者与第二进料装置(9)至少部分隔热。在一种实施方式中,第一储存隔间(6)和第二储存隔间(7)当中的至少一者至少部分隔热。在一种实施方式中,整个系统的合适部分至少部分隔热。隔热提高储能效率。
在第二方面,提供一种储能方法,包括如下步骤:a)提供至少部分未充能的储能材料(2)于流化床设备(1)内;以及b)传热至流化床设备(1)内的储能材料(2),以对储能材料(2)充能,其中,储能材料(2)提供于涂敷有不同材料(13)的固体颗粒(5)外层(4)的体积(3)内,其中,体积(3)具有处于1~1000μm区间内的最大尺寸,而且其中,固体颗粒(5)具有处于1~500nm区间内的最大尺寸。该方法对储能材料充能。充能通过对材料的加热实现。在化学储能的情形中,储能材料中发生化学反应,而且在一些实施方式中,还释放出流体,并将其移走。
在一种实施方式中,该步骤包括将储能材料(2)释放的流体(12)自储能材料(2)移走。在一种实施方式中,储能材料(2)释放的流体(12)移入储存处(11)。一般而言,流体(12)的释放导致压力因体积的增大而增大,而且流体(12)的至少一部分随后可经管道移入储存处(11)。在一种实施方式中,将流体(12)的流股引至通过分离器和/或冷凝器。本实施方式在于材料内的化学储能,其能够与另一物质可逆反应,从而使得该物质或流体(12)在加热过程中释放。
在第二方面的一种不同形式中,提供一种释放热量的方法,包括如下步骤:
a.将已至少部分充能的储能材料(2)提供于流化床设备(1)内,
b.可选地,启动流化床设备(1)内储能材料(2)的反应,以使得热量得到释放,以及
c.自储能材料(2)传递热量。
其中,储能材料(2)提供于涂敷有不同材料(13)的固体颗粒(5)外层(4)的体积(3)内,其中,体积(3)具有处于1~1000μm区间内的最大尺寸,而且其中,固体颗粒(5)具有1~500nm区间内的最大尺寸。该步骤为放能步骤。在一种实施方式中,在化学形式储能的情形中,流体(12)与储能材料(2)接触,从而使化学反应启动,以释放热量。在一种实施方式中,储能材料(2)与流体(12)接触。流体(12)可储存于另外的容器中,并与储能材料相接触。
在以热化学形式储能时,应该将所释放的流体(12)从流化床引走。在一种实施方式中,气体和/或液体和/或固体材料的混合物引至通过分离器或过滤器,以将体积与更小的颗粒与流体(12)分离。在一种实施方式中,体积与更小颗粒回收至流化床。在一种实施方式中,流化床设备(1)具有至少一个配置适于分离和回收固体物质的分离器的出口。其优点在于,固体材料可与储能材料释放的流体流股分离,并可回收至流化床。在一种实施方式中,分离在过滤器中进行。在一种实施方式中,分离通过旋风分离器进行。在一种实施方式中,分离器为旋风分离器。旋风分离器具有还能有效够去除诸如固体颗粒(5)的极小颗粒的优点。在一种实施方式中,系统配备适于使流体(12)凝结的冷凝器。
在该方法的一种实施方式中,流化床设备(1)包括在流化床设备(1)内产生多于一个不同流化隔间的至少一个开孔隔件,其中,不同流化隔间的选自温度和滞留时间的至少一者不同。
在一种实施方式中,自储能材料(2)传出的部分热量用于启动储能材料的反应。如果需要启动储能材料的反应,则可利用反应进行时从储能材料释放的能量实现这一点。
在一种实施方式中,储能材料(2)包括选自CaO、Ca(OH)2及CaCO3组成的组的至少一者,而且其中,储能材料(2)与选自H2O和CO2组成的组的至少一者反应。在该实施方式中,流体(12)为选自H2O和CO2的至少一者。如此,实现了捕获CO2的可能性。CO2可通过加热释放,并例如在长期存储过程中加以处理。在一种实施方式中,储能材料(2)包括选自CaO和CaCO3组成的组的至少一者,而且其中,储能材料(2)与CO2反应。在该实施方式中,本方法还是一种捕获CO2并将其以例如通过长期地下存储而令其最终形成矿物质的更易以合适方式处理的更纯形式释放的方法。
在一种实施方式中,固体颗粒(5)具有处于1~100nm区间内的最大尺寸。该实施方式适用于本发明的所有方面。在又一方面中,固体颗粒(5)的尺寸下限为选自2、4、5、10、15nm的一者。在又一方面中,固体颗粒(5)的尺寸上限为选自50、150、200、250、300、350、400及450nm的一者。所有下限和上限可彼此自由组合。
在一种实施方式中,所有体积(3)的最大尺寸平均值与所有固体颗粒(5)的最大尺寸平均值之间的比例至少为10:1。在另一实施方式中,所有体积(3)的最大尺寸平均值与所有固体颗粒(5)的最大尺寸平均值之间的比例为至少50:1。在又一实施方式中,所有体积(3)的最大尺寸平均值与所有固体颗粒(5)的最大尺寸平均值之间的比例为至少100:1。这些实施方式适用于本发明的所有方面。该比例通过测量或计算体积(3)和固体颗粒(5)的平均尺寸的方式计算。最大尺寸平均值计算为所有颗粒(或体积)的最大尺寸之和除以颗粒(或体积)的数目。随后,计算最大尺寸的比例。
实施例
实施例1
在总体积为600ml的鼓泡流化床反应器内进行试验。反应器填充200ml中值粒径为0.121mm且涂敷直径为10~20nm的二氧化硅纳米颗粒的CaO。实验评估在大气压力和温度条件下的惰性气氛内进行。对流化介质的空床流速(us)进行测量,并观察各种速度下的流化行为。
流体速度 | 评价 |
u<sub>s</sub>>0.002m/s | 几无流化 |
0.002cm/s<u<sub>s</sub><0.017m/s | 部分流化 |
u<sub>s</sub>=0.02m/s | 完全流化 |
u<sub>s</sub>=0.05m/s | 一定程度的颗粒夹带 |
u<sub>s</sub>=0.06m/s | 终端速度 |
流化试验在内含涂敷有直径10~20nm二氧化硅纳米颗粒的CaO(中值粒径0.121mm)的鼓泡流化床反应器内进行。反应器包括附于换热器上的传热通量探针。热流体通过与流化后的纳米涂敷CaO材料热交流的换热器。在不同流体速度下,测量与材料的传热系数。
流体速度 | 纳米涂敷材料传热系数 |
0m/s | 20W/m<sup>2</sup>K |
0.02m/s | 200W/m<sup>2</sup>K |
0.03m/s | 300W/m<sup>2</sup>K |
实施例2
在总体积为20升的鼓泡流化床反应器内进行试验。在实验中,96份的固体CaO与4份直径为10~20nm的二氧化硅纳米颗粒相混合。混合在>10000rpm的混合器内进行约30s的一个时间段。所得材料为自由流动粉末。
流化试验在含10升纳米涂敷或未涂敷的CaO(中值粒径0.150mm)的鼓泡流化床反应器内进行。反应器包括供热流体通过的盘管式铜制换热器。换热器与以下材料热交流:
试验组1:流化(未涂敷)CaO材料
试验组2:流化纳米涂敷CaO材料
在每一试验中,测量材料在不同流体速度下的传热系数,并对结果进行比较。
Claims (31)
1.一种储能系统,包括:
具有储能材料(2)的流化床设备(1),其中,所述储能材料(2)提供于涂敷有不同材料(13)的固体颗粒(5)外层(4)的体积(3)内,其中,所述体积(3)具有处于1~1000μm这一区间内的最大尺寸,而且其中,所述固体颗粒(5)具有处于1~500nm这一区间内的最大尺寸。
2.根据权利要求1所述的系统,其中,所述系统包括第一储存隔间(6),以及适于在所述第一储存隔间(6)和所述流化床设备(1)之间对储能材料(2)进行双向进料的第一进料装置(8)。
3.根据权利要求2所述的系统,其中,所述系统包括第二储存隔间(7),以及适于在所述流化床设备(1)和所述第二储存隔间(7)之间对储能材料(2)进行双向进料的第二进料装置(9)。
4.根据权利要求1~3中任何一项所述的系统,其中,所述流化床设备(1)包括与所述储能材料(2)热接触的换热器。
5.根据权利要求1~4中任何一项所述的系统,其中,所述系统包括多个流化床。
6.根据权利要求1~5中任何一项所述的系统,其中,所述流化床设备(1)包括至少一个开孔隔件(10),所述至少一个开孔隔件(10)在所述流化床设备(1)内产生多于一个的流化隔间。
7.根据权利要求1~6中任何一项所述的系统,其中,所述流化床设备(1)包括鼓泡流化床、循环流化床、闪蒸反应器、振动流动床、环形流化床、机械流化反应器以及窄流化床当中的至少一者。
8.根据权利要求1~7中任何一项所述的系统,其中,所述流化床设备(1)与可自所述储能材料(2)解吸的流体(12)的储存处(11)流体接触。
9.根据权利要求1~8中任何一项所述的系统,其中,所述固体颗粒(5)包括选自SiO2、石墨、氧化石墨、氧化石墨烯及石墨烯组成的组的至少一种材料。
10.根据权利要求1~9中任何一项所述的系统,其中,所述固体颗粒(5)包括以至少一种疏水性化合物修饰的疏水性修饰SiO2。
11.根据权利要求1~10中任何一项所述的系统,其中,所述储能材料(2)为亲水性,即对水分子具有净引力,而且其中,所述固体颗粒(5)为疏水性,即对水分子具有净斥力。
12.根据权利要求1~11中任何一项所述的系统,其中,所述储能材料(2)为疏水性,即对水分子具有净斥力,而且其中,所述固体颗粒(5)为亲水性,即对水分子具有净引力。
13.根据权利要求1~12中任何一项所述的系统,其中,所述储能材料(2)为选自
锂、镁、钙、锶、钡、钴、镍、铁、锌、锰、钾及铝的
氯化物、氯酸盐、高氯酸盐、溴化物、碘化物、碳酸盐及硝酸盐
与锂、钠及钾的硫化物和氢氧化物
组成的组的至少一种盐。
14.根据权利要求1~13中任何一项所述的系统,其中,所述储能材料(2)包括选自CaO、Ca(OH)2、CaCO3、MgO、Mg(OH)2、MgCO3、BaO、Ba(OH)2、BaCO3及诸如MgH2的金属氢化物的至少一者。
15.根据权利要求1~13中任何一项所述的系统,其中,所述储能材料(2)包括选自CaO、CaCO3的至少一者,而且其中,所述系统适于捕获CO2。
16.根据权利要求1~15中任何一项所述的系统,其中,所述流化床设备(1)具有至少一个配置适于分离和回收固体物质的分离器的出口。
17.根据权利要求16所述的系统,其中,所述分离器为旋风分离器。
18.根据权利要求1~17中任何一项所述的系统,其中,所述固体颗粒(5)具有处于1~100nm这一区间内的最大尺寸。
19.根据权利要求1~17中任何一项所述的系统,其中,所有体积(3)的最大尺寸平均值与所有固体颗粒(5)的最大尺寸平均值之间的比例为至少10:1。
20.根据权利要求1~19中任何一项所述的系统,其中,所述第一储存隔间(6)和所述第二储存隔间(7)中的至少一者至少部分隔热。
21.一种储能方法,包括如下步骤:
a.将已至少部分未充能的储能材料(2)提供于流化床设备(1)内,以及
b.向所述流化床设备(1)内的所述储能材料(2)传热,以对所述储能材料(2)进行充能,
其中,所述储能材料(2)提供于涂敷有不同材料(13)的固体颗粒(5)外层(4)的体积(3)内,其中,所述体积(3)具有处于1~1000μm这一区间内的最大尺寸,而且其中,所述固体颗粒(5)具有处于1~500nm这一区间内的最大尺寸。
22.根据权利要求21所述的方法,包括如下步骤:
c.将所述储能材料(2)释放的流体(12)自所述储能材料(2)移走。
23.一种释放热量的方法,包括如下步骤:
a.将已至少部分充能的储能材料(2)提供于流化床设备(1)内,
b.启动所述流化床设备(1)内的所述储能材料(2)的反应,以使得热量得到释放,以及
c.自所述储能材料(2)传递热量,
其中,所述储能材料(2)提供于涂敷有不同材料(13)的固体颗粒(5)外层(4)的体积(3)内,其中,所述体积(3)具有处于1~1000μm这一区间内的最大尺寸,而且其中,所述固体颗粒(5)具有处于1~500nm这一区间内的最大尺寸。
24.根据权利要求23所述的方法,其中,所述储能材料(2)与流体(12)接触。
25.根据权利要求23~24中任何一项所述的方法,其中,从所述储能材料(2)传出的所述热量的一部分用于启动所述储能材料的所述反应。
26.根据权利要求21~25中任何一项所述的方法,其中,所述储能材料(2)包括选自CaO、Ca(OH)2及CaCO3组成的组的至少一者,而且其中,所述储能材料(2)与选自H2O和CO2组成的组的至少一者反应。
27.根据权利要求21~25中任何一项所述的方法,其中,所述储能材料(2)包括选自CaO和CaCO3组成的组的至少一者,而且其中,所述储能材料(2)与CO2反应。
28.根据权利要求21~27中任何一项所述的方法,其中,所述固体颗粒(5)具有处于1~100nm这一区间内的最大尺寸。
29.根据权利要求21~28中任何一项所述的方法,其中,所有体积(3)的最大尺寸平均值与所有固体颗粒(5)的最大尺寸平均值之间的比例为至少10:1。
30.根据权利要求21~29中任何一项所述的方法,其中,所述流化床设备(1)包括在所述流化床设备(1)内产生多于一个的不同流化隔间的至少一个开孔隔件,其中,所述不同流化隔间的选自所述温度和滞留时间的至少一者不同。
31.根据权利要求21~30中任何一项所述的方法,其中,所有体积(3)的最大尺寸平均值与所有固体颗粒(5)的最大尺寸平均值之间的比例为至少10:1。
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