气固化学反应储热利用的方法及装置制造方法及图纸

一种气固化学反应储热利用的方法，其特征在于，包括如下步骤：　　　　第一步，储热：利用废热对可逆气固化学反应的固体材料加热，使其分解为反应固体和反应气体，并将反应气体冷凝；　　　　第二步，热量储存：将分解出的反应固体、反应气体分别储存，使两者隔离即实现热量的储存；　　　　第三步，热量再利用：需要利用热量时，将凝结后的反应气体蒸发并与反应固体接触产生放热化学反应，利用换热流体将放出的热量收集利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种能源
的方法和装置，具体地说，是一种气固化学 反应储热利用的方法及装置。
技术介绍
自从石油危机爆发以来，能源问题越来越受到世界的关注。由于能源的供给和 利用在数量、时间、空间上并不总是一致的，因此如何将富余的能源储存起来并在 恰当的时间、地点重新释放利用成为能源的研究问题之一。举例来说，在发电厂、 化工厂等大型工厂中会产生大量的废热，包括废气和废水；锅炉、引擎等装置也会 产生废热。如果将这些废热加以储存，然后在合适的时间、地点输出，将大大提高 能量的利用效率。目前所采用的储热方法主要是显热储热和相变储热。这两种方法 的实施是十分简单的，但是其储热密度，即单位体积或单位质量材料上可储存的热 量还不够高。经对现有技术的文献检索发现，中国专利公开号CN1529095，公开日为 2004.09.15，为吸附式储热电取暖方法及其装置，该专利采用吸附剂和 吸附质的吸附过程的吸附热进行吸附储热，利用电网的峰谷差价，在夜晚利用低谷 时期电加热使吸附剂解吸吸附质，并将电能以热能的形式存储下来，在白天打开阀 门，使吸附质以液态形式喷洒到吸附床上，利用吸附过程将晚上所蓄的能量释放到 房间中，实现晚上蓄热、白天供暖的工作过程。此装置将储存能量的种类局限在电 能上，而且只能将反应热直接放给环境，其使用对象受到限制。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有技术的不足，提供了一种气固化学反应储热利用的方法及 装置，使其高效的将工厂等产生的废热热量储存起来，并在合适的时间、地点再利 用。本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术气固化学反应储热利用的方法，包 括如下具体步骤第一步,储热利用废热对可逆气固化学反应的固体材料加热，使其分解为反应 固体和反应气体，将反应气体冷凝；所述固体材料，为卤化物(如CaCl2、 MnCl2、 SrCl2等)和氨组合物、氧化物(如 Ca0、 Mg0等)和水组合物、氧化物(如CaO、 Ba0等)和二氧化碳组合物。第二步,热量储存将分解出的反应固体、反应气体分别储存，使两者隔离即实 现热量的储存；第三步,热量再利用需要利用热量时，将凝结后的反应气体蒸发并与反应固体 接触产生放热化学反应，利用换热流体将放出的热量收集利用。本专利技术气固化学反应储热利用的装置，包括换热流体流动通道、气体扩散通 道、进口管、出口管、金属容器、反应材料、保温材料、连接管道、连接阀门、冷 凝蒸发器、外箱体，连接关系为气体扩散通道通过连接管道与冷凝蒸发器相连， 连接管道上设有连接阀门，金属容器外壁面设置保温材料，反应材料置于金属容器 内，气体扩散通道置于反应材料中，换热流体流动通道设置在金属容器的夹层空间， 进口管、出口管设置在外箱体侧壁上，换热流体流动通道一端与进口管相通，换热 流体流动通道的另一端与出口管相通，其他部件均置于外箱体内部。所述换热流体流动通道、气体扩散通道、进口管、出口管、套筒形金属容器、 圆柱形反应材料、保温材料组成本装置的反应器。所述金属容器，为套筒形状。所述的金属容器一端留有与连接管道连接的接口，侧面留有与进口管、出口管 连接的接口。所述反应材料中设有通孔，气体扩散通道置于反应材料的通孔中。 所述的反应材料，采用可发生可逆气固化学反应的材料。 所述保温材料，采用橡塑海绵、玻璃棉等材料。本专利技术工作时，将高温废气或废水以较低的流速通过换热流体流动通道，打开 连接阀门，储热阶段开始。反应材料分解为反应固体和反应气体，反应气体通过气体扩散通道、连接管道流至冷凝蒸发器，冷凝蒸发器中的高温气体与环境(或根据 需要给定热源)换热，凝结成液体，反应消耗大量热量，因此废热被吸收储存起来， 反应结束后关闭连接阀门，此时的反应分解出的反应固体、反应气体被隔离开来， 热量处于储存阶段。当需要利用所储存的热量时，换热流体(根据蒸发压力选择合 适的温度)由进口管流进换热流体流动通道，冷凝蒸发器由环境(或根据需要给定 热源)吸热，凝结的液体吸热蒸发为气体，打开连接阀门，蒸发的气体经连接管道 流至反应器，经气体扩散通道与反应材料结合，发生放热反应。此时，换热流体流 动通道中的换热流体吸收放热反应放出的热量，温度得到升高，由出口管流出。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是本专利技术将废热以较高的储热密度(根据 反应材料的种类而定)储存起来，提高了热量的再利用效率约60%_80%，本专利技术无 污染、设备结构简单。附图说明图l是本专利技术所述装置的结构示意图2是本专利技术所述装置的剖面图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的实施例作详细说明本实施例在以本专利技术技术方案为 前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围 不限于下述的实施例。本实施例气固化学反应储热利用的方法，包括如下具体步骤第一步，储热利用工厂处产生的废水(温度在90'C-IO(TC)对固体材料(成分为CaCl2.8NH3和膨胀石墨)加热，使其分解为反应固体(成分为CaCl2.2NH3和膨胀 石墨)和氨气，将氨气冷凝；第二步,热量储存将分解出的反应固体、氨气分别储存，使两者隔离即实现热 量的储存；第三步，热量再利用需要利用热量时，将凝结后的氨气蒸发并与反应固体接触 产生放热化学反应，利用水将放出的热量收集利用。如图1和图2所示，本实施例气固化学反应储热利用的装置，包括连接阀门2、连接管道3、冷凝蒸发器4、外箱体5、换热流体流动通道6、气体扩散通道7、进口管 8、出口管9、金属容器IO、反应材料ll、保温材料12，连接关系为气体扩散通道7 通过连接管道3与冷凝蒸发器4相连，连接管道3上设有连接阀门2，金属容器10外壁 面设置保温材料12，反应材料11置于金属容器10内，反应材料ll中设有通孔，气体 扩散通道7置于反应材料11的通空中，换热流体流动通道6设置在金属容器10的夹层 空间，进口管8、出口管9设置在外箱体5侧壁上，换热流体流动通道6—端与进口管8 相通，换热流体流动通道6的另一端与出口管9相通，其他部件均置于外箱体5内部。所述换热流体流动通道6、气体扩散通道7、进口管8、出口管9、金属容器10、 反应材料11、保温材料12组成本装置的反应器1。所述金属容器IO,为套筒形状。所述金属容器10—端留有与连接管道3连接的接口，侧面留有与进口管8、出 口管9连接的接口。所述反应材料11中设有通孔，气体扩散通道7置于反应材料11的通孔中。 所述的反应材料11，采用CaCl2和膨胀石墨混合压制而成的材料。 所述保温材料12，采用橡塑海绵、玻璃棉等材料。所述整个装置的尺寸由所要储存的热量的多少和反应材料11的储热密度决定。 本实施例工作时，将工厂处产生的废水(温度在9(TC-10(TC)以较低的流速流 经换热流体流动通道6，打开连接阀门2，储热阶段开始。氨气从反应材料ll中分 离出来(在准备工作中应将冷凝蒸发器4中的氨气蒸发与反应材料11反应，与其中 的CaCl2反应合成为CaCl2.8NH3)，氨气通过气体扩散通道7、连接管道3流至冷 凝蒸发器4。冷凝蒸发器4中的高温氨气与环境换热，凝结成液氨，反应消耗大量 热量，因此废热被吸收储存起来。反应结束后关闭连接阀门2，此时的反应分解出 的固体、、气体被隔离开来，热量处于储存阶段。当需要利用所储存的热量时，常温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气固化学反应储热利用的方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步，储热：利用废热对可逆气固化学反应的固体材料加热，使其分解为反应固体和反应气体，并将反应气体冷凝；第二步，热量储存：将分解出的反应固体、反应气体分别储存，使两者隔离即实现热量的储存；第三步，热量再利用：需要利用热量时，将凝结后的反应气体蒸发并与反应固体接触产生放热化学反应，利用换热流体将放出的热量收集利用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，马志伟，王如竹，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31