The invention discloses a solar high temperature reactor integrating phase change energy storage and chemical energy storage, which belongs to the field of solar high temperature thermal utilization. The quartz glass plate is connected to the left opening end of the reactor shell and forms a reaction chamber with the reactor shell. The working fluid inlet is arranged on the left side of the reactor shell, the working fluid outlet is arranged on the right side of the reactor shell, the integral porous catalyst is arranged in the reactor shell, the phase change energy storage energy storage energy storage energy is installed on the outer side of the reactor shell, and the phase change energy storage energy storage shell is arranged on the phase change energy storage energy storage. On the outer surface of the device, the insulation layer is wrapped on the shell of the phase change accumulator. The invention can still provide the heat energy needed for the reaction when the light is unstable and the shadows are shadowed, and keep the chemical reaction going on continuously; in addition, it can maintain the temperature at the edge of the porous structure of the chemical reaction layer, increase the reaction area, reduce the radial temperature gradient, prevent the collapse of the structure caused by stress concentration, and recover part of the heat from the exhaust gas to preheat the intake gas.
【技术实现步骤摘要】
一种集成相变储能与化学储能的太阳能高温反应器
本专利技术属于太阳能高温热利用领域,特别是涉及一种集成相变储能与化学储能的太阳能高温反应器。
技术介绍
能源短缺、大气污染、气候变化等形势日益严峻,加快新能源开发与化石能源清洁利用,向清洁低碳、绿色发展转型是必然趋势。太阳能作为一种典型的清洁、可持续能源,已得到世界范围的普遍关注和广泛研究。太阳能具有间歇性、低密度和不稳定性、难以持续供应的缺点。目前,常采用显热储能、潜热储能和热化学储能三种方式来实现太阳能的储存。太阳能热化学储能技术通过热驱动化学反应实现太阳能向碳氢燃料的化学能转化,提升能源品位,具有储能密度高、热损小、可异时空使用等优点,应用前景广阔。而且,可以应用多种热化学反应体系,如无机氢氧化物的热分解、碳酸化合物的分解、金属氢化物的分解、氧化还原反应、甲烷重整反应等。其中,甲烷的二氧化碳/水蒸气重整反应,同时实现太阳能-化学能转存(能源品位提升)和温室气体循环利用双重功能,其生成的合成气可以通过联合循环进行发电,相应地可以实现二氧化碳减排~20%,能够推进绿色能源与节能减排步伐,极具竞争力和大规模推广的潜力。太阳能高温反应器内具有较高的反应温度,一般在873K以上。直接辐射型反应器的吸热与反应一体化设计,常以多孔结构作为其中吸热和反应表面,通过直接吸收太阳辐射能加热催化剂和反应物,轻质、转化率高而被广泛研究。但是,在高倍聚集非均匀太阳能流加热下,能流过度集中会产生反应区域集中、局部高温和应力集中,导致反应物烧结、多孔结构塌陷等,影响反应进程和反应器的寿命。另外,光照不稳定或阴影期(如云层遮挡)引起太阳 ...
【技术保护点】
1.一种集成相变储能与化学储能的太阳能高温反应器,其特征在于,包括石英玻璃板(1)、工质入口(2)、保温层(3)、相变储能器(4)、相变储能器壳体(5)、整体式多孔催化剂(6)、反应器壳体(7)和工质出口(8),所述反应器壳体(7)设置于聚集太阳能传输方向,且反应器壳体(7)一端设有敞口端,所述石英玻璃板(1)连接于所述反应器壳体(7)的左侧开口端,并与所述反应器壳体(7)构成反应腔,所述工质入口(2)设置于所述反应器壳体(7)的左侧,所述工质出口(8)设置于所述反应器壳体(7)的右侧,所述整体式多孔催化剂(6)设置于所述反应器壳体(7)中,所述相变储能器(4)安装于所述反应器壳体(7)的外侧面上,所述相变储能器壳体(5)设置于所述相变储能器(4)的外表面上,所述保温层(3)包裹在所述相变储能器壳体(5)上。
【技术特征摘要】
1.一种集成相变储能与化学储能的太阳能高温反应器,其特征在于,包括石英玻璃板(1)、工质入口(2)、保温层(3)、相变储能器(4)、相变储能器壳体(5)、整体式多孔催化剂(6)、反应器壳体(7)和工质出口(8),所述反应器壳体(7)设置于聚集太阳能传输方向,且反应器壳体(7)一端设有敞口端,所述石英玻璃板(1)连接于所述反应器壳体(7)的左侧开口端,并与所述反应器壳体(7)构成反应腔,所述工质入口(2)设置于所述反应器壳体(7)的左侧,所述工质出口(8)设置于所述反应器壳体(7)的右侧,所述整体式多孔催化剂(6)设置于所述反应器壳体(7)中,所述相变储能器(4)安装于所述反应器壳体(7)的外侧面上,所述相变储能器壳体(5)设置于所述相变储能器(4)的外表面上,所述保温层(3)包裹在所述相变储能器壳体(5)上。2.根据权利要求1所述的一种集成相变储能与化学储能的太阳能高温反应器,其特征在于,所述石英玻璃板(1)的透光率大于92%,所述反应器壳体(7)和所述相变储能器壳体(5)均采用耐高温不锈钢制成。3.根据权利要求1所述的一种集成相变储能与化学储能的太阳能高温反应器,其特征在于,所述整体式多孔催化剂(6)由结构基体、涂层载体和催化剂组成;其中,结构基体为泡沫材料,涂层载体采用活性涂层γ-Al...
【专利技术属性】
技术研发人员:夏新林,陈学,孙创,艾青,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江,23
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