CN204987561U - 增强传质型吸附式反应器 - Google Patents

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姚志敏
盛遵荣
魏新利
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Abstract

本实用新型涉及一种增强传质型吸附式反应器,包括罐体,罐体下端设置吸附质进口,罐体上端设置气态吸附质出口,罐体中部设置有吸附剂层,所述的吸附剂层内设置有多个传质通道,传质通道壁上设置有透孔。本实用新型是在直接接触式吸附反应器的吸附剂层内,沿气态吸附质的流动方向设置多个传质通道,气态吸附质沿传质通道流动,减少气态吸附质流动的阻力,使气态吸附质及时迅速的流出反应器,减少热量损失,保证余热回收效率。

Description

增强传质型吸附式反应器
技术领域:
本实用新型属于吸附换热用设备技术领域,具体涉及一种能够有效提高吸附效率的增强传质型吸附式反应器。
背景技术:
随着能源危机的日益严重,化石能源存储利用量越来越紧张,节约能源和寻找新的替代能源成为缓解能源危机的解决方法,而余热利用是节约能源的重要途径,因此,余热利用被企业越来越重视,在多种余热利用中,吸附式热泵是一种能够利用低温余热来生成中高温能源的有效方法。吸附热泵的原理大致如下:以消耗一部分的能量为代价,吸附剂吸附吸附质时所释放出的吸附热量可将传热介质加热,通过传热介质将吸附热量传递并加以利用。可以知道,传热介质为产品,其具有高温高压性能而具有能源利用价值。
目前,吸附热泵所采用的吸附反应器大多采用的都是间接式换热,即,通过换热管来进行热量传递,由于吸附质与换热管间存在较大的热阻等问题,换热管传递热量的吸附式热泵热量浪费较大,换热效率不高,余热利用率低下。因此,间接式换热的吸附反应器明显无法满足余热利用的需要。
为克服间接式换热的不足,技术人员对直接接触式吸附反应器做出研究,如图1所示,吸附质含有一定的温度,吸附质由反应器底部进入,吸附剂为多孔介质层,多孔介质层由小颗粒多孔介质堆积而成,吸附质在吸附剂填充层被吸附,吸附过程会释放出热量,而,通入反应器的吸附质的流量远远大于吸附剂的吸附速率,因此,吸附质在流动过程中,部分吸附质被吸附剂吸附,并释放热量,而该热量又被吸附质吸收,吸附质温度升高,并汽化,气态吸附质从反应器上端流出,供人们生产生活使用,从而达到回收吸附质内所含热量的目的。直接接触式吸附反应器能够得到具有较高温度和较大质量的气态吸附质。
但是,直接接触式换热也存在一定缺陷。即,气态吸附质在通过多孔介质层向上流动的过程中,会受到上部多孔介质造成的质量和热量传递阻力的影响,气态吸附质上升速度缓慢,且由于气态吸附质温度较高,而上层的多孔介质温度低于气态吸附质的温度,因此,高温的气态吸附质在上升过程中与低温的多孔介质进行热交换,会导致气态吸附质降温冷凝,进而造成产品生成率低下,得到的产品质量也远低于实际吸附热量能够生成的蒸汽质量。
实用新型内容:
综上所述,为了克服现有技术问题的不足,本实用新型提供了一种增强传质型吸附式反应器,它是在直接接触式吸附反应器的吸附剂层内,沿气态吸附质的流动方向设置多个传质通道,气态吸附质沿传质通道流动,减小气态吸附质流动的阻力,使气态吸附质及时迅速地流出反应器,减少热量损失,保证余热回收效率。
为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案为:
一种增强传质型吸附式反应器,其中:包括罐体,罐体下端设置吸附质进口,罐体上端设置气态吸附质出口,罐体中部设置有吸附剂层,所述的吸附剂层内设置有多个传质通道,传质通道壁上设置有透孔。
进一步,所述的传质通道的长度与吸附剂层的厚度相同。
进一步,所述的吸附剂层包括顶板、多孔介质及底板,顶板及底板与罐体内壁固定,顶板与底板之间填充多孔介质,顶板及底板上均设置有多个透孔。
本实用新型的有益效果为:
1、本实用新型是在直接接触式吸附反应器的吸附剂层内,沿气态吸附质的流动方向设置多个传质通道,气态吸附质沿传质通道流动,减少气态吸附质流动的阻力,使气态吸附质及时迅速的流出反应器,减少热量损失,保证余热回收效率。
2、本实用新型的传质通道壁上设置透孔,传质通道附近的气态吸附质优先从传质通道流过,导致传质通道附近的区域的气态吸附质浓度小,而距离传质通道较远的区域的气态吸附质浓度高,则,高浓度区域的气态吸附质向低浓度区域流动,最终大量的气态吸附质在传质通道内流动,也就是说,气态吸附质优先选择从传质通道流过,最终从罐体上端的气态吸附质出口流出。
3、本实用新型结构简单、操作容易、使用方便、成本低廉,能够有效的减少气态吸附质流动的阻力,缩短气态吸附质在反应器内流动的时间,热量损失减小,能够有效的提高吸附质内的热量的回收利用率。
附图说明:
图2为本实用新型的一种结构示意图;
图3为本实用新型图2的A-A剖视示意图;
图4为本实用新型的另一种结构示意图;
图5为本实用新型图4的B-B剖视示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
实施例一:
如图2、图3所示,一种增强传质型吸附式反应器,包括罐体1,罐体1下端设置吸附质进口2,罐体1上端设置气态吸附质出口3,罐体1中部设置有吸附剂层4,所述的吸附剂层4包括顶板6、多孔介质7及底板8,顶板6及底板8与罐体1内壁固定,顶板6与底板8之间填充多孔介质7,顶板6及底板8上均设置有多个透孔。所述的吸附剂层4中间位置设置有一个传质通道5,传质通道5为金属丝网围成的圆筒状通道,传质通道5的长度与吸附剂层4的厚度相同,金属丝网围成圆筒状传质通道5,金属丝网的网孔即为透孔。
使用时,吸附质由罐体1下端设置的吸附质进口2进入罐体1内,在罐体1内高度不断升高,当罐体1内吸附质从吸附剂层4的底板8上的透孔进入,然后与吸附剂层4底部的多孔介质7接触后。多孔介质7吸附吸附质,释放热量,由于通入罐体1内的吸附质的流量远远大于多孔介质7的吸附速率,因此,在多孔介质7吸附过程中释放的热量,再次被吸附质吸收,吸附质升温汽化,形成高温的气态吸附质,气态吸附质向上流动,由于传质通道5内只有空气,因此,传质通道5内流动阻力小,在传质通道5附近区域生成的气态吸附质会沿传质通道向上流动,当传质通道5附近区域的气态吸附质浓度比其它区域浓度小时,这将导致外侧高浓度区域的气态吸附质向内侧低浓度区域流动,最终沿传质通道5向上流动,最后从罐体1顶端的气态吸附质出口3流出,气态吸附质所含的热量被作为能源供人们生产生活使用,达到回收吸附质内热量的目的。
实施例二:
如图4、图5所示,重复实施例一,有以下不同点:吸附剂层4内设置三道传质通道5。设置的传质通道5数量增多,能够进一步的提高罐体1内气态吸附质的流动速度,提高气态吸附质产生的效率,提高吸附质内所含余热的回收效率。
要说明的是,以上所述实施例是对本实用新型技术方案的说明而非限制,所属技术领域普通技术人员的等同替换或者根据现有技术而做的其它修改,只要没超出本实用新型技术方案的思路和范围,均应包含在本实用新型所要求的权利范围之内。

Claims (4)

1.一种增强传质型吸附式反应器,其特征在于:包括罐体(1),罐体(1)下端设置吸附质进口(2),罐体(1)上端设置气态吸附质出口(3),罐体(1)中部设置有吸附剂层(4),所述的吸附剂层(4)内设置有多个传质通道(5),传质通道(5)壁上设置有透孔。
2.根据权利要求1所述的增强传质型吸附式反应器,其特征在于:所述的传质通道(5)的长度与吸附剂层(4)的厚度相同。
3.根据权利要求1所述的增强传质型吸附式反应器,其特征在于:所述的传质通道(5)为金属丝网围成的圆筒状通道。
4.根据权利要求1所述的增强传质型吸附式反应器,其特征在于:所述的吸附剂层(4)包括顶板(6)、多孔介质(7)及底板(8),顶板(6)及底板(8)与罐体(1)内壁固定,顶板(6)与底板(8)之间填充多孔介质(7),顶板(6)及底板(8)上均设置有多个透孔。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106288860A (zh) * 2016-08-04 2017-01-04 郑州大学 吸附式热变换器及利用该换热器生成高温蒸汽的方法
CN115076599A (zh) * 2022-04-28 2022-09-20 哈尔滨工业大学 一种直接接触式气热共储装置及储能系统

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