一种用于热化学储能的交错挡板式移动床反应器制造技术

本发明专利技术公开了一种用于热化学储能的交错挡板式移动床反应器，包括壳体、挡板、气体进口、气体出口、填料口和卸料口；所述气体进口和卸料口设于壳体的底部，所述气体出口和填料口设于壳体的顶部；所述挡板自上而下设于壳体内，每块挡板的前后端面均分别与壳体内前后端面相抵接，每块挡板的左右长度均小于壳体的左右端面间距，相邻挡板的较高端分别靠近壳体的左右不同侧且相邻挡板与水平面的夹角互补。本发明专利技术可以强化移动床反应器的换热性能，提高反应物反应速率和单位时间反应转化率，提升储能效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于热化学储能的交错挡板式移动床反应器


[0001]本专利技术属于热化学储能
，具体涉及一种用于热化学储能的交错挡板式移动床反应器。

技术介绍

[0002]热化学储能是一种高效低廉的储能方式，与传统显热储能和相变储能相比，其具有储能密度高，可长距离输运和长周期存储等优势。该储能方式需依托于反应器等装置实施能量的收集和释放。
[0003]目前，在热化学储能领域，常用的反应器装置主要有三种：固定床、流化床和移动床。其中，固定床、流化床结构简单，但前者由于反应物堆积在一起，主要依靠热传导方式进行，综合传热系数低，传热传质性能差，造成其反应速度慢，储能效率低，常出现“死区”问题，且不能实现反应物质的连续填装
‑
卸出，仅能间歇操作，另外，其压降较大导致耗能较高；而后者存在反应物易磨损，能耗高等缺陷；移动床吸纳了固定床和流化床的优点，在保持低能耗的基础上，可通过结构巧妙设计确保反应物不出现大规模堆积，同时又在一定程度上强化了换热，并可实现材料的连续填装
‑
卸出，能确保整个储能/释能过程不间断。
[0004]文献（Sahlani, A. A., Randhir, K., Ozalp, N., and Klausner, J. (March 7, 2022). "A Forward Feedback Control Scheme for a Solar Thermochemical Moving Bed Counter
‑
Current Flow Reactor." ASME. J. Sol. Energy Eng. June 2022; 144(3): 031004.）、文献（Cosquillo Mejia, A., Afflerbach, S., Linder, M., Schmidt, M. Development of a Moving Bed Reactor for Thermochemical Heat Storage Based on Granulated Ca(OH)2. Processes 2022, 10, 1680）、文献（Saleh, N.S.; Alaqel, S.; Djajadiwinata, E.; Saeed, R.S.; Al
‑
Suhaibani, Z.; Zeitoun, O.; Al
‑
Ansary, H.; Alswaiyd, A.; El
‑
Leathy, A.; Danish, S.; Jeter, S.; Byman, A.; Jordison, N.; Moon, D. Experimental Investigation of a Moving Packed
‑
Bed Heat Exchanger Suitable for Concentrating Solar Power Applications. Appl. Sci. 2022, 12, 4055.）和文献（Wan, Q.; Zhao, Z.; Wang, R.; Tang, M.; Wang, D.; Zhang, S.; Hu, B. Characteristics of Gas
–
Solid Flow in an Intermittent Countercurrent Moving Bed. Processes 2022, 10, 2116.）报道的移动床逆流反应器，因床体为直通式结构，固体颗粒在重力作用下快速垂直下落，集中于床体下部，且床体加热段较短，导致其存在颗粒在反应区滞留时间短，换热不均匀，颗粒大规模堆积，反应不充分，反应速率和单位时间反应转化率低等问题。
[0005]文献（AC Mej
í
a, Afflerbach S, Linder M, et al. Experimental analysis of encapsulated CaO/Ca(OH)2granules as thermochemical storage in a novel moving bed reactor[J]. Applied Thermal Engineering, 2020, 169:114961.）报道的管壳式移动床反应器，因床体为直通式圆柱结构，固体颗粒在重力作用下快速垂直下落，且采用间接加热方式，床体内固体颗粒未与高温介质直接接触，床体内部缺少对流换热，主要
依靠壁面与加热流体进行热交换，热量自外向内传递，导致其存在颗粒滞留时间短，热扩散能力弱，换热不均匀，反应速度慢，单位时间反应转化率低等问题。
[0006]文献（何自聪,卢啸风,王学深等.循环流化床锅炉新型移动床冷渣器换热特性研究[J].电力学报,2022,37(06):494
‑
506.）报道了一种用于锅炉底渣余热回收的错流式移动床，该移动床通过侧送风的形式增加了空气与床内固体的接触面积。但该反应器的送风口为交错S型，送风口相互不连续，且床体为直通式立方体，固体进入床体内在重力作用下直接快速垂直下降，导致其存在换热不均匀，床体下部固体堆积，反应速度慢，单位时间反应转化率低等问题。
[0007]针对现有移动床反应器存在反应物滞留时间短、换热能力弱，换热不均匀，反应不充分、反应速率和单位时间反应转化率低等问题，需发展用于热化学储能的新型结构的移动床反应器，以解决上述问题。

技术实现思路

[0008]解决的技术问题：针对上述技术问题，本专利技术提供了一种用于热化学储能的交错挡板式移动床反应器，可以提升移动床反应器的换热性能，提高反应物反应速率和单位时间反应转化率，提高储能效率。
[0009]技术方案：一种用于热化学储能的交错挡板式移动床反应器，包括壳体、挡板、气体进口、气体出口、填料口和卸料口；所述气体进口和卸料口设于壳体的底部，所述气体出口和填料口设于壳体的顶部；所述挡板自上而下设于壳体内，每块挡板的前后端面均分别与壳体内前后端面相抵接，每块挡板的左右长度均小于壳体的左右端面间距，相邻挡板的较高端分别靠近壳体的左右不同侧且相邻挡板与水平面的夹角互补。
[0010]优选的，所述挡板的厚度为3~8cm，左右长度为壳体的左右端面间距的3/4~5/6。
[0011]优选的，所述挡板的前端面设有调节旋钮，所述调节旋钮的单位调节角度为0.5
°
，最大调节角度不小于20
°
。
[0012]优选的，所述挡板的上端面设有水滴形微肋片，所述微肋片的高度为0.1~0.3cm，长度为0.5~1.0cm，微肋片之间的左右间距为5.0~10cm，前后间距为1.0~5.0cm。
[0013]优选的，所述挡板的上端面设有纵肋，所述纵肋的高度为1~2cm，长度与挡板的左右长度相等，厚度为0.3~1.0cm，纵肋之间的前后间距为10~20cm。
[0014]优选的，所述挡板的下端面设有振动装置，所述振动装置设有频率和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于热化学储能的交错挡板式移动床反应器，其特征在于，包括壳体（1）、挡板（2）、气体进口（3）、气体出口（4）、填料口（5）和卸料口（6）；所述气体进口（3）和卸料口（6）设于壳体（1）的底部，所述气体出口（4）和填料口（5）设于壳体（1）的顶部；所述挡板（2）自上而下设于壳体（1）内，每块挡板（2）的前后端面均分别与壳体（1）内前后端面相抵接，每块挡板（2）的左右长度均小于壳体（1）的左右端面间距，相邻挡板（2）的较高端分别靠近壳体（1）的左右不同侧且相邻挡板（2）与水平面的夹角互补。2.根据权利要求1所述的一种用于热化学储能的交错挡板式移动床反应器，其特征在于，所述挡板（2）的厚度为3~8cm，左右长度为壳体（1）的左右端面间距的3/4~5/6。3.根据权利要求1所述的一种用于热化学储能的交错挡板式移动床反应器，其特征在于，所述挡板（2）的前端面设有调节旋钮（7），所述调节旋钮（7）的单位调节角度为0.5
°
，最大调节角度不小于20
°
。4.根据权利要求1所述的一种用于热化学储能的交错挡板式移动床反应器，其特征在于，所述挡板（2）的上端面设有水滴形微肋片（8），所述微肋片（8）的高度为0.1~0.3cm，长度为0.5~1.0cm，微肋片（8）之间的左右间距为5.0~10cm，前后间距为1.0~5.0cm。5.根据权利要求1所述的一种用于热化学储能的交错...

【专利技术属性】
技术研发人员：仝仓，许闽，陈简一，淮秀兰，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：