一种错位交叉储热吸附床及海水淡化余热储热系统技术方案

本发明专利技术公开一种错位交叉储热吸附床及海水淡化余热储热系统，涉及海水淡化领域以及热化学吸附储热技术领域，包括床体，床体内开设有吸附腔；吸附腔两侧分别连通有入口腔和出口腔；吸附腔包括置于最外侧的真空隔热层；真空隔热层内嵌设有吸附盒固定层；通过吸附盒固定层在真空隔热层内腔错位交叉安装有角端吸附盒，中央吸附盒和侧面吸附盒。本发明专利技术通过将海水淡化过程中的蒸气余热进行热化学储热，有效地利用低品位能源，能大大提高资源利用率。通过将吸附盒错位交叉放置的方法，提高热化学反应效率，避免了热化学反应时材料凝结阻碍反应进行的问题，可变性、可拓展性强。可拓展性强。可拓展性强。

【技术实现步骤摘要】
一种错位交叉储热吸附床及海水淡化余热储热系统


[0001]本专利技术涉及海水淡化领域以及热化学吸附储热
，特别是涉及一种错位交叉储热吸附床及海水淡化余热储热系统。

技术介绍

[0002]海洋是生命之源，当今世界人口、资源和环境危机时刻威胁着人类的生存，供水需求与资源量间矛盾逐步拉大，海水资源利用受到高度重视。但是海水淡化过程中伴随着大量的能源浪费，比如蒸馏过程中水蒸气冷凝散热损耗，人们开始着眼于对海洋清洁能源和海洋可再生能源的利用。究其原因还是因为缺乏低品位能源回收的科学技术及能源的合理配置。一方面，人类对能源的需求日益增加；而另一方面，大多数能源，如太阳能、地热能和工业余热废热等，都存在间断性和不稳定性的特点，在许多情况下人们还不能合理地利用这些能源。例如:在海水淡化过程中所产生的热量没有得到利用而浪费掉；而在急需供应热时又不能及时提供；有时供应的热量有很大一部分作为余热被损失掉等等。储热技术可用于解决废热和余热的回收利用，以及热能供给与需求失配的矛盾。利用热能存储技术对不连续、不稳定的热量进行充分利用，已成为一项提高能源利用效率的重要环境友好技术，目前，储热技术在很多领域都有应用。
[0003]常见储热方法包括显热储热、潜热储热和热化学储热。与显热储热和潜热储热相比，热化学储热具有极高的理论储热密度、可忽略的热损失和季节性储热潜力，能够以更紧凑、更高效的方式为长期蓄热提供一个合适的解决方案。显热储热中储热密度较低，仅有0.2 GJ/左右，存储容量需求最大，热损失较多，简单、可靠性高、维护和安装成本低，商业常用蓄热介质是水，在住宅和工业上得到广泛应用。潜热储热通过相变材料进行能量的存储，储能密度适中，一般为0.3
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0.5 GJ/，提供了相对紧凑、性价比较高的存储方案。潜热储热主要的限制有低导热系数、发生相变时存储介质的体积膨胀、腐蚀兼容性问题、过冷、相偏析和材料降解等。热化学储能通过热化学材料进行能量的存储，具有较高的储能密度0.5
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3 GJ/，在存储期间几乎没有能量损失，适合短期和长期存储。热化学储能的挑战主要包括存储介质的变化(如团聚、体积膨胀、潮解、烧结、操作过程中的化学和物理降解等)、器件的结构稳定性、传热传质限制、难以实现高反应转化率和速率等。
[0004]因此，亟需设计一种错位交叉储热吸附床及海水淡化余热储热系统。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种错位交叉储热吸附床及海水淡化余热储热系统，以解决上述现有技术存在的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种错位交叉储热吸附床，包括床体，所述床体内开设有吸附腔；所述吸附腔两侧分别连通有入口腔和出口腔；所述吸附腔包括置于最外侧的真空隔热层；所述真空隔热层内嵌设有吸附盒固定层；
通过所述吸附盒固定层在所述真空隔热层内腔错位交叉安装有角端吸附盒，中央吸附盒和侧面吸附盒；所述角端吸附盒，中央吸附盒和侧面吸附盒均用于填充吸附基质；所述吸附腔包括储热状态，干热气体从入口腔先进入由所述角端吸附盒和中央吸附盒形成的首层吸附，根据空气扩散原理再沿气流方向扩散进入由所述侧面吸附盒形成的次层吸附；一层所述首层吸附和与其相邻的所述次层吸附形成一吸附组；所述吸附组循环交替若干组后从所述出口腔流出。
[0007]所述真空隔热层由双层不锈钢结构组成，双层不锈钢中间空腔为真空负压。
[0008]所述吸附盒固定层包括若干条垂直于所述真空隔热层内壁的挡板；所述真空隔热层内腔为正多边形结构，所述角端吸附盒置于所述真空隔热层相邻内壁夹角处，且位于真空隔热层相邻内壁间距最短的两所述挡板之间固定安装有所述角端吸附盒。
[0009]若干个所述角端吸附盒靠近真空隔热层内腔中心的一侧通过所述挡板固定安装有中央吸附盒；且所述中央吸附盒与角端吸附盒安装于同一端面；所述中央吸附盒周壁通过所述挡板顺序错位交叉安装有侧面吸附盒所述角端吸附盒，中央吸附盒和侧面吸附盒每一侧面均为镂空金属网面。
[0010]还包括放热状态，湿空气从入口腔先进入由所述角端吸附盒和中央吸附盒形成的首层吸附，再进入由所述侧面吸附盒形成的次层吸附，循环交替若干组后从所述出口腔流出。
[0011]一种海水淡化余热储热系统，包括：太阳能海水蒸馏器，冷凝器，冷凝水储存器，雾化器和吸附床；所述吸附床为错位交叉储热吸附床。
[0012]所述太阳能海水蒸馏器前端固定连接有第一风机，所述太阳能海水蒸馏器末端与所述冷凝器前端连通；所述冷凝器冷凝管外前端还连通有第二风机；所述冷凝器冷凝管外末端通过第一管道与所述吸附床的入口腔连通；所述冷凝器冷凝管伸入所述冷凝水储存器内；所述冷凝水储存器通过开关阀连通有所述雾化器；所述雾化器通过第二管道连通有所述吸附床的入口腔。
[0013]所述第一管道上安装有第一流量调节阀和第一流量计。
[0014]所述第二管道上安装有第二流量调节阀和第二流量计。
[0015]本专利技术公开了以下技术效果：第一，充分利用低品位能源，提高资源利用率。
[0016]通过将水蒸气凝结过程释放的相变潜热进行储存能有效减少资源浪费，本专利通过将太阳能捕捉后进行海水蒸馏，再将蒸馏水凝结时放出的热量进行收集，在能量方面，完成了从太阳能到热能，热能再到化学能的转化过程；在物质方面，完成了从混合物到纯净物的转变。一举多得。
[0017]第二，热量储存密度高，储存期间热量损失小与显热储热和潜热储热相比，热化学储热具有极高的理论储热密度、可忽略的热损失和季节性储热潜力，能够以更紧凑、更高效的方式为长期蓄热提供一个合适的解决方案。
[0018]第三，热化学储热反应速率快，反应彻底与常用水平吸附床与竖直吸附床相比，一种可调节式错位交叉吸附床反应有效面积更大，理论反应速率较前者快3
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4倍。在放热过程中，湿空气进入吸附腔后会在吸附介质
中间形成凝结层，阻碍反映的继续进行，本吸附床的多面反应设计，大大降低了吸附介质中间形成凝结层的概率，可提高吸附材料的可循环性能。
[0019]第四，储热效率高，热量利用率高与叉排吸附床相比较，一种可调节式错位交叉吸附床对于热空气的吸收效率更高。使用叉排吸附床进行储热时，将近40%热空气通过叉排吸附床错位结点逃逸，当错位结点处的吸附基质反应完毕，而中心吸附基质还未反应时，热空气的逃逸百分比还会继续升高。一种可调节式错位交叉吸附床将错位结点错位前移，阻碍热空气的逃逸，提高吸附基质对热空气的吸收效率。
[0020]第五，可变性、可拓展性强一种可调节式错位交叉吸附床内部由吸附盒固定层与各类吸附盒装配而成，不需要螺栓、螺母连接，使用方便。在实际应用中，使用者可以通过适当加长吸附盒固定层的尺寸，增加吸附盒的装配数量，增加储热量以达到实验目的。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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专利技术的一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种错位交叉储热吸附床，其特征在于，包括：床体，所述床体内开设有吸附腔；所述吸附腔两侧分别连通有入口腔和出口腔；所述吸附腔包括置于最外侧的真空隔热层（13）；所述真空隔热层（13）内嵌设有吸附盒固定层（14）；通过所述吸附盒固定层（14）在所述真空隔热层（13）内腔错位交叉安装有角端吸附盒（15），中央吸附盒（16）和侧面吸附盒（17）；所述角端吸附盒（15），中央吸附盒（16）和侧面吸附盒（17）均用于填充吸附基质；所述吸附腔包括储热状态，干热气体从入口腔先进入由所述角端吸附盒（15）和中央吸附盒（16）形成的首层吸附，根据空气扩散原理再沿气流方向扩散进入由所述侧面吸附盒（17）形成的次层吸附；一层所述首层吸附和与其相邻的所述次层吸附形成一吸附组；所述吸附组循环交替若干组后从所述出口腔流出。2.根据权利要求1所述的错位交叉储热吸附床，其特征在于：所述真空隔热层（13）由双层不锈钢结构组成，双层不锈钢中间空腔为真空负压。3.根据权利要求1所述的错位交叉储热吸附床，其特征在于：所述吸附盒固定层（14）包括若干条垂直于所述真空隔热层（13）内壁的挡板；所述真空隔热层（13）内腔为正多边形结构，所述角端吸附盒（15）置于所述真空隔热层（13）相邻内壁夹角处，且位于真空隔热层（13）相邻内壁间距最短的两所述挡板之间固定安装有所述角端吸附盒（15）。4.根据权利要求3所述的错位交叉储热吸附床，其特征在于：若干个所述角端吸附盒（15）靠近真空隔热层（13）内腔中心的一侧通过所述挡板固定安装有中央吸附盒（16）；且所述中央吸附盒（16）与角端吸附盒（15）安装于同一端面；所述中央吸附盒（16...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭琳，王聪，刘志刚，李卓良，孔亚龙，
申请(专利权)人：山东省科学院能源研究所，
类型：发明
国别省市：