CN218600366U - 一种气力输送钙基热化学储能集成系统 - Google Patents
一种气力输送钙基热化学储能集成系统 Download PDFInfo
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Abstract
一种气力输送钙基热化学储能集成系统，包括储能系统和放热系统，储能系统包括有Ca(OH)2料仓，风机的入口和出口分别通过管道与缓冲罐和Ca(OH)2料仓连通，缓冲罐通过管道与氮气瓶连通，电加热反应器的入口和出口分别通过管道与风机、高温旋风分离器连通；放热系统包括有CaO料仓，CaO料仓的进料口和出料口分别通过管道与高温旋风分离器、风机的出口连通，CaO料仓还与反应换热器连通，反应换热器的入口和出口通过管道与一蒸汽发生器和低温旋风分离器连通，低温旋风分离器的出口通过管道与Ca(OH)2料仓的进料口连通。本实用新型采用气力输送的方式使物料通过电加热反应器和反应换热器，增强了流动性，从而防止物料结块，并提高了换热系数和系统效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及热化学储能技术领域，具体涉及一种气力输送钙基热化学储能集成系统。
背景技术
热化学储能主要是基于一种可逆的热化学反应，通过化学键的断裂重组实现能量的存储和释放，在储能反应中，储能材料吸收热量分解成两种物质单独储存，当需要供能时，两种物质充分接触发生反应，将储存的化学能转化为热能并释放出来。热化学储能的体积和重量储能密度远高于显热或者相变蓄热，储能载体可以在常温下长期储存，热化学储能可消纳风电、水电、太阳能可再生电能，也可为火电进行削峰填谷作用，使电能得到最佳有效利用，提高电能在供暖、生产、生活中比例，大多数热化学储能载体安全、无毒、价格低廉，而且便于处理，可减少化石燃料分散和低效应用，大大减少大气污染物的排放，创造较好的经济效益和社会效益。其中，Ca(OH)2/CaO体系是较为理想的热化学储能体系，具有储能密度大、无毒且安全性好、原料来源广泛且价廉、常压反应且反应温度高等特点。
现有的热化学储能多采用固定床或回转窑形式，由于物料流动性差、导热系数低，因此容易发生物料结块且换热效果差。
发明内容
有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种气力输送钙基热化学储能集成系统，以解决现有技术中因物流流动性差、导热系数低而导致的物料结块、换热效果差的问题。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种气力输送钙基热化学储能集成系统，包括储能系统和放热系统，
所述储能系统包括有Ca(OH)2料仓，所述Ca(OH)2料仓的出料口通过管道与一风机的出口连通，所述风机的入口通过管道与一缓冲罐的出口连通，所述缓冲罐的入口通过管道与一氮气瓶的出口连通，所述风机的出口通过一管道与一电加热反应器的入口连通，所述电加热反应器的出口通过一管道与一高温旋风分离器的入口连通；
所述放热系统包括有CaO料仓，所述CaO料仓的进料口通过管道与所述高温旋风分离器的出口连通，所述CaO料仓的出料口通过管道与所述风机的出口连通，并一同连接至一反应换热器的入口，所述反应换热器的入口还通过管道与一蒸汽发生器的出口连通，所述反应换热器的出口通过管道与一低温旋风分离器的入口连通，所述低温旋风分离器的出口通过管道与所述Ca(OH)2料仓的进料口连通。
作为优选的，所述Ca(OH)2料仓的出料口与所述风机的出口连通的管道上设置有一Ca(OH)2卸料阀。
作为优选的，所述Ca(OH)2料仓为漏斗状，所述Ca(OH)2料仓的下料口倾角为50°～75°。
作为优选的，所述CaO料仓的出料口上连通的管道上设置有一CaO卸料阀。
作为优选的，所述CaO料仓为漏斗状，所述CaO料仓的下料口倾角为50°～75°。
作为优选的，所述电加热反应器采用电阻加热，工作温度为550±5℃。
与现有技术相比，本实用新型提供的一种气力输送钙基热化学储能集成系统，实现了钙基体系高温热化学储能系统的集成化，填补了国内相关领域工业应用的空白。本集成系统中采用气力输送的方式使物料通过电加热反应器和反应换热器，增强了流动性，从而防止物料结块，并提高了换热系数和系统效率。
本集成系统可充分利用廉价的低谷电或电厂富余电，实现电能到化学能的转化以便于长期储存，并在需要的时候完成化学能到热能的转化，为用户提供高品质的热水。同时也可作为化石燃料的替代能源，减少SOX、NOX等污染物排放，保护环境。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型提供的一种气力输送钙基热化学储能集成系统的结构示意图。
附图中涉及的附图标记和组成部分说明：
1、氮气瓶；2、缓冲罐；3、风机；4、Ca(OH)2料仓；5、Ca(OH)2卸料阀；6、电加热反应器；7、高温旋风分离器；8、CaO料仓；9、CaO卸料阀；10、蒸汽发生器；11、反应换热器；12、低温旋风分离器。
具体实施方式
下面将通过具体实施方式对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
参见图1所示，一种气力输送钙基热化学储能集成系统，包括储能系统和放热系统。
其中，储能系统包括有呈漏斗状且下料口倾角为50°～75°的Ca(OH)2料仓4，Ca(OH)2料仓4的出料口通过管道与一风机3的出口连通并且在管道上设置有一用于给料的Ca(OH)2卸料阀5。风机3的入口通过管道与一缓冲罐2的出口连通，缓冲罐2的入口通过管道与一氮气瓶1的出口连通，风机3的出口通过一管道与一电加热反应器6的入口连通，电加热反应器6的出口通过一管道与一高温旋风分离器7的入口连通。上述电加热反应器6采用电阻加热，工作温度为550±5℃。
放热系统包括有呈漏斗状且下料口倾角为50°～75°的CaO料仓8，CaO料仓8的进料口通过管道与高温旋风分离器7的出口连通，CaO料仓8的出料口通过管道与风机3的出口连通，并一同连接至一反应换热器11的入口，同时与CaO料仓8的出料口连通的管道上还设置有用于给料的CaO卸料阀9。反应换热器11的入口还通过管道与一蒸汽发生器10的出口连通，反应换热器11的出口通过管道与一低温旋风分离器12的入口连通，低温旋风分离器12的出口通过管道与Ca(OH)2料仓4的进料口连通。
具体工作流程如下：
储能阶段：当储能系统工作时，Ca(OH)2料仓4中的Ca(OH)2粉末通过Ca(OH)2卸料阀5落入与风机3出口连通的管道中。氮气瓶1内的氮气经过缓冲罐2后由风机3提供动力，使其携带Ca(OH)2粉末以气力输送的方式进入电加热反应器6中。其后，电加热反应器6工作，Ca(OH)2粉末被其内置的电阻式加热棒高温加热至约550℃时发生高温分解反应，产生高温CaO粉末和水蒸气。其后通过管道一同进入高温旋风分离器7中进行旋风分离，水蒸气从高温旋风分离器7的顶部排出，CaO粉末则从高温旋风分离器7的出口经管道落入CaO料仓8中，电能转化为化学能储存在CaO粉末内，至此储能结束。
放热阶段：当放热系统工作时，CaO料仓8中的约550℃的CaO粉末经过CaO卸料阀9落入管道中，并被风机3吹出的氮气以气力输送的方式送入反应换热器11内，蒸汽发生器10产生的水蒸气也进入反应换热器11内，并与CaO粉末发生水合反应，放出的热量被反应换热器11的换热水侧带走，生成的Ca(OH)2粉末和氮气一同进入低温旋风分离器12中进行旋风分离，氮气从低温旋风分离器12的顶部排出，Ca(OH)2粉末则从低温旋风分离器12的出口经管道落入Ca(OH)2料仓4中，至此放热结束。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种气力输送钙基热化学储能集成系统，其特征在于：包括储能系统和放热系统，
所述储能系统包括有Ca(OH)2料仓，所述Ca(OH)2料仓的出料口通过管道与一风机的出口连通，所述风机的入口通过管道与一缓冲罐的出口连通，所述缓冲罐的入口通过管道与一氮气瓶的出口连通，所述风机的出口通过一管道与一电加热反应器的入口连通，所述电加热反应器的出口通过一管道与一高温旋风分离器的入口连通；
所述放热系统包括有CaO料仓，所述CaO料仓的进料口通过管道与所述高温旋风分离器的出口连通，所述CaO料仓的出料口通过管道与所述风机的出口连通，并一同连接至一反应换热器的入口，所述反应换热器的入口还通过管道与一蒸汽发生器的出口连通，所述反应换热器的出口通过管道与一低温旋风分离器的入口连通，所述低温旋风分离器的出口通过管道与所述Ca(OH)2料仓的进料口连通。
2.根据权利要求1所述的一种气力输送钙基热化学储能集成系统，其特征在于：所述Ca(OH)2料仓的出料口与所述风机的出口连通的管道上设置有一Ca(OH)2卸料阀。
3.根据权利要求1或2所述的一种气力输送钙基热化学储能集成系统，其特征在于：所述Ca(OH)2料仓为漏斗状，所述Ca(OH)2料仓的下料口倾角为50°～75°。
4.根据权利要求1所述的一种气力输送钙基热化学储能集成系统，其特征在于：所述CaO料仓的出料口上连通的管道上设置有一CaO卸料阀。
5.根据权利要求1或4所述的一种气力输送钙基热化学储能集成系统，其特征在于：所述CaO料仓为漏斗状，所述CaO料仓的下料口倾角为50°～75°。
6.根据权利要求1所述的一种气力输送钙基热化学储能集成系统，其特征在于：所述电加热反应器采用电阻加热，工作温度为550±5℃。
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2022
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