一种流态化钙基化学反应两级取热装置制造方法及图纸

流态化钙基化学反应两级取热装置，包括一级反应取热筒、二级取热筒，所述的一级反应取热筒外侧布置有同轴心且套筒形的二级取热筒；一级反应取热筒和二级取热筒均是上下端设有锥形口的筒体；所述的一级反应取热筒内为一级反应取热室，一级反应取热筒包括下端为锥形口的进气扩容室、上端锥形口的气料收缩室；所述的进气扩容室下端与进气管连接，所述的进气扩容室上端与一级反应取热室连接，连接处布置有布风板，所述的一级反应取热室一侧为可拆卸内侧板，另一侧布置开孔与穿过二级取热筒的进料管连接；所述的二级取热筒包括上端锥形口的气料扩容室，所述的出料收缩室下端与出料管连接。

【技术实现步骤摘要】
一种流态化钙基化学反应两级取热装置
本技术涉及热化学储能
，主要涉及一种流态化钙基化学反应两级取热装置。
技术介绍
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，已经得到应用。现有的CaO放热装置多采用固定床形式，由于物料不具有流动性，且导热性差，需要水蒸汽完全穿过床层与物料反应，因此容易发生物料结块、床内温度分布不均、输出热功率波动、循环反应物性能衰减等问题。固定床式反应器对Ca(OH)2/CaO+H2O储能体系进行了基础实验研究表明：通过对Ca(OH)2/CaO+H2O储能体系在不同的水合压力下进行了20次的水合-脱水-再水合的循环测试，实验结果显示：150kPa的水蒸汽压力下可实现最高504℃的热能供应,另外,在水合压力分别为70kPa、110kPa、130kPa时，对应的最高热输出温度达455℃、474℃、481℃；在20次的循环过程中，随着循环次数的增加，水合过程和脱水过程的反应程度均有降低的趋势，并在第10次循环之后基本趋于稳定，水合反应分数xh在0.8～0.9之间，脱水反应分数xd约为0.1。实验表明：在20次的反应循环过程中，随着水合压力及循环次数的增加，反应物的平均粒径也随之增大，但反应物依然保持有较好的反应活性；在较高的水蒸汽压力下可提供更高温度的热能输出。中国专利CN2016102908087一种流态化钙基热化学高温储能/释能系统及其工作方法，该系统利用钙基热化学高温可逆的反应，通过太阳能、热能、化学能之间的相互转化进行能量的存储与释放。该系统主要包括能量输入单元、能量存储单元和能量输出单元。流态化钙基热化学高温储能/释能系统，包括能量输入单元、能量存储单元、能量输出单元，所述的能量输入单元包括太阳能吸热器、电加热器、重油储罐、给油泵、第一加热盘管；其中，重油储罐的出口通过管道与给油泵入口相连接，给油泵的出口与第二三通阀的入口相连接，第二三通阀的一个出口与电加热器的入口相连接，另一个出口与第一三通阀的入口相连接，第一三通阀的一个出口与太阳能吸热器的入口相连接，第一三通阀的另一个出口、太阳能吸热器的出口和电加热器的出口并入同一管道后与第一加热盘管的入口相连接，第一加热盘管的出口则通过第一阀门与重油储罐的入口相连接；所述的能量存储单元包括钙基反应装置、旋风分离器、卧式沸腾流化床、惯性分离器、第二氮气储罐、第一风机、氢氧化钙储罐、氧化钙储罐、第二风机、第三风机、气体分布器、第一氮气储罐、汽水分离器、第一冷凝器；其中，钙基反应装置的气体出口与旋风分离器的入口相连接，旋风分离器的固体出口与卧式沸腾流化床的固体入口相连接，卧式沸腾流化床的气体出口与惯性分离器的入口相连接，惯性分离器的气体出口与第二氮气储罐的入口相连接，第二氮气储罐的出口经第八阀门与第一风机的入口相连接，第一风机的出口与卧式沸腾流化床的气体入口相连接，惯性分离器的固体出口经第二阀门与卧式沸腾流化床的固体出口并入同一管道后与第四三通阀的入口相连接，第四三通阀的一个出口与氢氧化钙储罐的入口相连接，另一个出口与氧化钙储罐的入口相连接，氢氧化钙储罐的出口经第三阀门后、氧化钙储罐的出口经第四阀门后和第二风机的出口通过管道与钙基反应装置的固体入口相连接，旋风分离器的气体出口通过第一冷凝器与汽水分离器入口相连接，汽水分离器的液体出口经第七阀门后与下述能量输出单元的水储罐的一个液体入口相连接，汽水分离器的气体出口与第一氮气储罐的入口相连接，第一氮气储罐的一个出口经第五阀门与第二风机的入口相连接，第一氮气储罐的另一个出口经第6阀门与第三风机的入口相连接，第三风机的出口与气体分布器的一个入口相连接；所述的能量输出单元包括水储罐、给水泵、第二加热盘管、汽包、下降管、水冷壁、蒸气管道、过热器、蒸汽轮机、发电机、第二冷凝器。CN2019110809903公开了一种镁修饰的小球状钙基热化学储能材料及其制备方法。
技术实现思路
本技术目的：提出一种流态化钙基化学反应两级取热装置，提供一种流态化钙基化学反应两级取热的可控流化床取热方法与装置。可实现CaO与水蒸汽的高温化学反应及稳定放热，满足工业用热/汽，代替传统的燃煤、燃气工业锅炉，达到无污染排放，在区域供暖、移动供热等方面发挥巨大作用。本技术所采用的技术方案如下：一种流态化钙基化学反应两级取热装置，包括一级反应取热筒、二级取热筒，所述的一级反应取热筒外侧布置有同轴心且套筒形的二级取热筒；一级反应取热筒和二级取热筒均是上下端设有锥形口的筒体；所述的一级反应取热筒内为一级反应取热室，一级反应取热筒包括下端为锥形口的进气扩容室、上端锥形口的气料收缩室；所述的进气扩容室下端与进气管连接，所述的进气扩容室上端与一级反应取热室连接，连接处布置有布风板，所述的一级反应取热室一侧为可拆卸内侧板，另一侧布置开孔与穿过二级取热筒的进料管连接；所述的二级取热筒包括上端锥形口的气料扩容室、二级取热室(环室)、下端锥形口的出料收缩室。所述的气料扩容室圆周布置排气孔与分支管一端连接，所述的分支管另一端与排气管连接，所述的二级取热室一侧为螺栓连接的可拆卸外侧板，另一侧布置开孔与进料管连接，所述的出料收缩室下端与出料管连接；所述的一级反应取热室和二级取热室内布置有蛇形管换热器，且在垂直方向上分层布置进一步的，所述的下端为锥形口的进气扩容室的锥形(扩张)角为45-70°。进一步的，所述的布风板为进气扩容室上端与一级反应取热室连接处横截面上布置正三角形分布的多孔结构。进一步的，所述的上端为锥形口的气料收缩室的锥形(收缩)角为45-70°。进一步的，所述的上端为锥形口的气料扩容室的锥形(扩张)角为20-45°。进一步的，所述的出料收缩室与进气扩容室呈平行布置。进一步的，二级取热室上设有若干分支管，若干分支管并联连接到垂直二级取热室正上方的排气管。进一步的，基于上述装置的流态化钙基化学反应两级取热的可控流化床取热方法，粒径为20-300微米的CaO粉料通过进料管进入到一级反应取热室内自然下落，来自储罐的N2和来自蒸汽发生器的0.1Mpa，120℃的水蒸汽按约50：1的比例预先混合，混合气体从反应器底部中心的进气管通入进气扩容室后充分扩散，使得布风板上的CaO物料处于流化状态，布风板上开有约19微米的圆形孔，孔之间呈正三角形布置，孔隙率大于50％。其中N2起到流化气的作用，同时作为保护气体可提供惰性气氛，防止CaO物料被空气氧化。水蒸汽与CaO在流化状态下充分接触，在一级反应取热室内发生水合反应生成Ca(OH)2，同时放出大量化学热，热量被蛇形管换热器内的冷却水带走，通过控制水流量将床内平均温度控制在200℃以下，蛇形管换热器进口端为冷水，出口端为热水/蒸汽供用户使用。当反应结束后停止通入水蒸汽，一次性通入大量N2将Ca(OH)2粉料从气料收缩室吹出。加速吹出的气流撞击到气料扩容室的顶部后折返向下，N2从排气孔通过分支管进入排气管，Ca(OH)2粉料在惯性力和重力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种流态化钙基化学反应两级取热装置，其特征是，包括一级反应取热筒、二级取热筒，所述的一级反应取热筒外侧布置有同轴心且套筒形的二级取热筒；一级反应取热筒和二级取热筒均是上下端设有锥形口的筒体；/n所述的一级反应取热筒内为一级反应取热室，一级反应取热筒包括下端为锥形口的进气扩容室、上端锥形口的气料收缩室；所述的进气扩容室下端与进气管连接，所述的进气扩容室上端与一级反应取热室连接，连接处布置有布风板，所述的一级反应取热室一侧为可拆卸内侧板，另一侧布置开孔与穿过二级取热筒的进料管连接；/n所述的二级取热筒包括上端锥形口的气料扩容室、二级取热室即环室、下端锥形口的出料收缩室；所述的气料扩容室圆周布置排气孔与分支管一端连接，所述的分支管另一端与排气管连接，所述的二级取热室一侧为螺栓连接的可拆卸外侧板，另一侧布置开孔与进料管连接，所述的出料收缩室下端与出料管连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种流态化钙基化学反应两级取热装置，其特征是，包括一级反应取热筒、二级取热筒，所述的一级反应取热筒外侧布置有同轴心且套筒形的二级取热筒；一级反应取热筒和二级取热筒均是上下端设有锥形口的筒体；
所述的一级反应取热筒内为一级反应取热室，一级反应取热筒包括下端为锥形口的进气扩容室、上端锥形口的气料收缩室；所述的进气扩容室下端与进气管连接，所述的进气扩容室上端与一级反应取热室连接，连接处布置有布风板，所述的一级反应取热室一侧为可拆卸内侧板，另一侧布置开孔与穿过二级取热筒的进料管连接；
所述的二级取热筒包括上端锥形口的气料扩容室、二级取热室即环室、下端锥形口的出料收缩室；所述的气料扩容室圆周布置排气孔与分支管一端连接，所述的分支管另一端与排气管连接，所述的二级取热室一侧为螺栓连接的可拆卸外侧板，另一侧布置开孔与进料管连接，所述的出料收缩室下端与出料管连接。


2.根据权利要求1所述的流态化钙基化学反应两级取热装置，其特征是，所述的一级反应取热室和二级取热室内布置有蛇形管换热器，且在垂直方向上分层...

【专利技术属性】
技术研发人员：佟力，王娜，李龙，雷钦祥，鞠贵冬，
申请(专利权)人：江苏双良锅炉有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32