用于放热和吸热反应的反应室制造技术

本发明专利技术提供了一种用于同时进行放热和吸热反应的装置(100)，包括大致圆柱形外腔(1)，外腔(1)具有顶部开口(11)，底部排出口(13)，至少一个气体出口(15)和靠近底部排出口(13)的喉部(16)；圆柱形内腔(2)，在其侧面和底部具有穿孔，内腔(2)同轴地设置在外腔(1)内；内腔(2)和外腔(1)之间的多个互连管道(3)，并且多个互连管道(3)具有至少一个进气口(31)和至少一个排气口(32)，每个管道(3)具有顶部装料入口(33)和底部排料出口(34)，其中，在使用中，内腔(2)装有用于放热反应的碳质材料，而管道(3)预装有用于吸热反应的碳涂覆粒料，管道(3)吸收内腔(2)中放热反应释放的热量。

Reaction chamber for exothermic and endothermic reactions

The invention provides a device (100) for simultaneously exothermic and endothermic reactions, including a substantially cylindrical outer chamber (1), an outer chamber (1) having a top opening (11), a bottom discharge port (13), at least one gas outlet (15) and a throat (16) close to the bottom discharge port (13); a cylindrical inner chamber (2) having perforations at its sides and bottom, wherein the inner chamber (2) is coaxially arranged in the outer chamber (1); an inner chamber (2) A plurality of interconnecting pipes (3) between the inner cavity (1) and the outer cavity (3) are provided with at least one air inlet (31) and at least one air outlet (32), each pipe (3) is provided with a top charging inlet (33) and a bottom discharging outlet (34), wherein, in use, the inner cavity (2) is provided with carbon materials for exothermic reaction, while the pipe (3) is pre installed with carbon coated particles for endothermic reaction, and the pipe (3) Absorb the heat released by the exothermic reaction in the inner cavity (2).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于放热和吸热反应的反应室
本专利技术涉及一种能够同时进行放热和吸热反应的装置。更具体地，本专利技术涉及用于使含碳材料气化以及将二氧化碳转化为一氧化碳的反应室。最特别地，它可以减少和可能消除在空气中燃烧碳化石燃料或含碳材料的任何工业设施的碳(CO2)足迹。
技术介绍
碳足迹通常定义为确定的人口、系统或活动的温室气体排放量，并考虑到所关注的人口、系统或活动在空间和时间边界内的所有相关碳来源、汇和存储。一种重要的温室气体是二氧化碳(CO2)，其在我们的日常生活和在空气、锅炉和/或内燃机中燃烧化石燃料以发电的工业活动中不可避免地排放。巨大的温室气体排放量对环境产生了很大的影响。全世界越来越关注如何减少碳足迹。尽管已经实施了各种措施如碳捕获和封存等来减少二氧化碳的排放，但如果没有对人口征收碳税的经济体系来支持这些措施，这些措施在经济上仍然是不可持续和有效的。另一种可能的替代措施是回收二氧化碳并在一些涉及使用二氧化碳的工业过程中再利用，从而减少二氧化碳排放。工业过程之一是将二氧化碳转化为可以用作燃料的一氧化碳，其也被称为合成气。然而，这种方法没有被广泛采用，因为反应是高度吸热的并且需要消耗大量能量，这需要以经济和可持续的方式进行。合成气和氢气通常通过气化产生，气化是将有机或化石基碳质材料转化为气体混合物即合成气的过程，通过控制的氧气和/或蒸汽的量，合成气可以在高温下不燃烧而用作与材料反应的燃料。气化器用于进行含碳材料的气化。相反，与二氧化碳转化相比，气化是高度放热的过程。气化产生的热量可以回收并用于二氧化碳转化，从而以更经济的方式减少碳足迹。鉴于可能的解决方案，需要开发一种能同时进行放热和吸热反应的反应室。在中国专利No.203162532中公开了发生放热和吸热过程的装置的实例。所公开的储氢装置包括设置在壳体内的容器和缠绕在容器周围的含催化剂的盘管。为了安全起见，需要进行气体吹扫以降低容器中的累积压力。仲氢气通过盘管从容器释放到大气中。仲氢吸收从容器释放的热量并在盘管中的催化剂作用下转化成氢气。然而，这种装置不能进行主动传热和热回收，以及如气化反应的高温过程。本专利技术提供了一种解决这些问题的装置。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是开发一种能够同时进行放热和吸热反应的装置。本专利技术的另一个目的是开发一种气化含碳材料并同时将二氧化碳转化为用作燃料的一氧化碳以减少碳足迹的方法。本专利技术的另一个目的是提供一种多功能装置，它可生产合成气，木炭，焦炭或同时生产其中的任意两种。本专利技术的另一个目的是提供一种生产合成气，木炭，焦炭或其中的任意两种和一氧化碳的方法。本专利技术的实施方案全部或部分地满足至少一个前述目的，其中本专利技术的实施方案描述了一种用于同时进行放热和吸热反应的装置，其包括大致圆柱形外腔，其具有顶部开口、底部排出口、至少一个气体出口和靠近底部排出口的喉部；圆柱形内腔，在其侧面和底部具有穿孔，内腔同轴地设置在外腔内；在内腔和外腔之间具有多个相互连接的管，并且该相互连接的管具有至少一个进气口和至少一个排气口，每个管具有顶部装料入口和底部排料出口，其中，在使用中，内腔填充有用于放热反应的碳质材料，同时管内预装有用于吸热反应的碳涂覆的粒料，管吸收内腔中放热反应释放的热量。在本专利技术的一个优选实施例中，该装置还包括用于外腔隔热和保持热量的装置，例如但不限于外腔外壁上的隔热涂层或覆盖外腔的水套。优选地，设置至少一对电极并围绕内腔，用于捕获由放热反应产生的挥发性金属离子并将它们转化为金属元素。在本专利技术的另一个优选实施例中，该装置还包括位于外腔顶部开口上方的顶盖和位于外腔底部排出口处的可滑动打开或折叠的门。顶盖和门的打开和关闭可以手动或自动控制，例如通过阀门。仍然在本专利技术的另一个优选实施例中，在内腔内设置至少一个可堆叠的容器，并且容器具有穿孔的基部，该基部具有多个大致V形的杯状结构，用于容纳预碳涂覆的粒料。可以在外腔的喉部处和附近设置至少一个类似的可堆叠容器。优选地，该装置还包括围绕外腔的至少一个点火环管，以及从环管延伸到外腔以提供点火源的连接管。同样地，优选地该装置还包括至少一个围绕外腔的蒸汽注入环，并且具有从环延伸到外腔以提供蒸汽的连接管。同样在本专利技术的另一个优选实施方案中，粒料由低热容量材料或高热容量材料制成。优选地，碳涂覆的粒料与管的直径比为0.55-0.75。优选地，放热反应是含碳材料的燃烧，而吸热反应是二氧化碳转化为一氧化碳。本专利技术的另一个实施方案是一种生产合成气的系统，包括如前述权利要求中任一项所述用于从放热反应和吸热反应生产合成气的设备；还包括利用合成气的燃烧发电的发电设备；以及从发电设施产生的废气中分离二氧化碳的装置。优选地，提供了一种用于从设备收集合成气体并将合成气体分配到发电设施的装置。更优选地，提供一种用于收集由发电设施产生的废气的装置。最优选地，提供了一种用于从分离装置收集和浓缩二氧化碳并将二氧化碳分配到装置的多个管道的装置。本专利技术的优选实施例包括下面在附图中充分描述和说明以及在所附权利要求中特别指出的新颖特征和部分的组合；应当理解，细节的各种变化可以由本领域技术人员实现，但不应脱离本专利技术的范围或牺牲本专利技术的任何优点。附图说明为了便于理解本专利技术，在附图中示出了优选实施例，结合以下描述，本专利技术的构造和操作以及其许多优点将是容易理解和领会的。图1示出了该装置的正面截面图。图2示出了图1的A-A剖线的俯视剖视图。图3示出了生产合成气体的系统的示意图。具体实施方式本专利技术涉及一种能够同时进行放热和吸热反应的装置。更具体地，本专利技术涉及一种用于使含碳材料气化以及将二氧化碳转化为一氧化碳的反应室。在下文中，将根据本专利技术的优选实施例并参考所附说明书和附图来描述本专利技术。然而，应该理解，将描述限制于本专利技术的优选实施例和附图仅仅是为了便于讨论本专利技术，并且可以设想本领域技术人员可以在不脱离本专利技术所附权利要求的范围的情况下进行各种修改。本专利技术公开了一种用于同时进行放热和吸热反应的装置100，包括大致圆柱形外腔1，其具有顶部开口11，底部排出口13，至少一个气体出口15和靠近底部排出口13的喉部16；圆柱形内腔2，内腔2在侧面和底部具有穿孔，内腔2同轴地设置在外腔1内；内腔2和外腔1之间的多个互相连接的管道3，互相连接的管道3具有至少一个进气口31和至少一个排气口32，每个管道3具有顶部装料入口33和底部排料出口34，其中，在使用中，内腔2装有用于放热反应的碳质材料，而管3预装有用于吸热反应的碳涂覆粒料，管道3吸收内腔2中放热反应释放的热量。为了便于说明，放热反应是指含碳材料的燃烧或气化，而吸热反应是指在碳存在下将二氧化碳转化为一氧化碳。本专利技术的装置100特别适用于上述放热和吸热反应。然而，本装置100的使用不限于此，也可以包括其他类型的放热和吸热反应。对碳质材料的选择没有限制，可以使用任何含碳材料，含碳材料包括但不限于生物质，煤，废油，废轮胎或硬本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于同时进行放热和吸热反应的装置(100)，包括/n大致圆柱形的外腔(1)，外腔(1)具有顶部开口(11)，底部排出口(13)，至少一个气体出口(15)和靠近底部排出口(13)的喉部(16)；/n圆柱形内腔(2)，在其侧面和底部具有穿孔，内腔(2)同轴地设置在外腔(1)内；和/n在内腔(2)和外腔(1)之间的多个相互连接的管道(3)，并且多个相互连接的管道(3)具有至少一个进气口(31)和至少一个排气口(32)，每个管道(3)具有顶部装料入口(33)和底部排料出口(34)，/n其中，在使用中，内腔(2)装有用于放热反应的碳质材料，而管道(3)预装有用于吸热反应的碳涂覆的粒料，管道(3)吸收从内腔(2)中的放热反应释放的热量。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170425 MY PI20177014361.一种用于同时进行放热和吸热反应的装置(100)，包括
大致圆柱形的外腔(1)，外腔(1)具有顶部开口(11)，底部排出口(13)，至少一个气体出口(15)和靠近底部排出口(13)的喉部(16)；
圆柱形内腔(2)，在其侧面和底部具有穿孔，内腔(2)同轴地设置在外腔(1)内；和
在内腔(2)和外腔(1)之间的多个相互连接的管道(3)，并且多个相互连接的管道(3)具有至少一个进气口(31)和至少一个排气口(32)，每个管道(3)具有顶部装料入口(33)和底部排料出口(34)，
其中，在使用中，内腔(2)装有用于放热反应的碳质材料，而管道(3)预装有用于吸热反应的碳涂覆的粒料，管道(3)吸收从内腔(2)中的放热反应释放的热量。


2.根据权利要求1所述的装置(100)，还包括用于外腔(1)的隔热装置。


3.根据权利要求2所述的装置(100)，所述隔热装置是在所述外腔(1)的外壁上的隔热涂层。


4.根据前述权利要求中任一项所述的装置(100)，还包括围绕所述内腔(2)的至少一对电极(8)。


5.根据前述权利要求中任一项所述的装置(100)，还包括在所述外腔(1)的顶部开口(11)上方的顶盖(12)。


6.根据前述权利要求中任一项所述的设备(100)，还包括在所述外腔(1)的底部排出口(13)处的可滑动打开的门或折叠门(14)。


7.根据前述权利要求中任一项所述的装置(100)，还包括设置在所述内腔(2)内的至少一个可堆叠容器(4)，所述容器(4)具有多孔基部，所述多孔基部具有多个用于容纳预碳涂覆粒料的大致V形的杯状结构。


8.根据权利要求7所述的装置(100)，还包括至少一个类似...

【专利技术属性】
技术研发人员：宾哈利姆拉希普·阿明，
申请(专利权)人：宾哈利姆拉希普·阿明，
类型：发明
国别省市：马来西亚;MY