【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水浴装置，具体为一种三层流化床钙基热化学水合放热反应装置及工作方法。
技术介绍
1、随着化石类能源的不断枯竭，能源利用问题成为了未来发展的核心问题之一，扩大新能源的利用迫在眉睫。太阳能取之不尽用之不竭，且作为完全洁净的能源，不排放任何污染气体和有害物质，正逐步成为新能源开发利用的聚焦点。目前，太阳能热主要应用于发电、干燥、制冷及海水淡化等各领域。除此之外，工业余热的利用也是企业节能减排的一项重要措施。通过对工业余热进行回收，可实现分级利用，实现效益最大化。
2、根据储能原理不同，高温储能技术可分为显热储存、潜热储存和热化学储存。显热储存是基于储热介质本身的温度变化来实现储能，其储热成本较低、技术简单，但热损失较大，储能周期短，在目前应用最为广泛。潜热储能基于介质相变吸、放热实现储能，储能密度中等。热化学储能则通过介质发生可逆化学反应吸、放热实现储能，储能密度最大、基本上无热损失，具有良好的应用前景。
3、目前热化学储能技术主要基于可逆反应吸、放热实现储能，常用的热化学储能体系包括氨分解体系、甲烷重整体系、金属碳酸盐体系、金属氢氧化物体系、金属氢化物体系、金属氧化物体系和氧化钙/氢氧化钙体系等。氨分解体系采用氮气与氢气反应生成氨这一可逆反应，该体系不存在副反应且储能密度较大，但需要考虑氮气与氢气的储存以及反应压力较大的问题，运营成本较高。甲烷重整体系采用甲烷重整可逆反应，储能密度大，但可逆性较差且存在副反应。金属碳酸盐体系主要基于碳酸盐(如碳酸钙)的受热分解反应，材料成本低但分解速率较低且存在
4、因此，如何提供一种三层流化床钙基热化学水合放热反应装置及工作方法，解决现有技术中难以同时获得低、中、高三种温度档次热导热油问题，并能够解决现有固定床技术难以使颗粒与水蒸汽接触面积大的问题，以及水合反应速率慢，反应不太完全的问题，成为了本领域技术人员急需解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种三层流化床钙基热化学水合放热反应装置及工作方法，能够实现导热油一次加热或连续多次加热，可以调节热导热油的温度，以便最大限度获得低、中、高三种温度档的热导热油油量；反应器采用三层流化床结构，提高空间利用率，有利于增强传热与传质效果，从而使水合放热反应得以充分进行。
2、为达上述目的，本专利技术提供了一种三层流化床钙基热化学水合放热反应装置，包括：供料子系统、流化床反应器、出料子系统、导热油换热子系统和水蒸汽供应子系统；流化床反应器采用三层结构设置，供料子系统与每一层的流化床反应器一侧通过管道相连通，用于向流化床反应器内提供cao固体颗粒；出料子系统与每一层的流化床反应器另一侧通过管道相连通，用于收集水合反应生成的ca(oh)2，储藏一定量ca(oh)2后再定时将ca(oh)2固体颗粒排出装置；导热油换热子系统用于输送水合反应过程中用于换热的导热油，导热油换热子系统的盘管分布在每一层流化床的中间区域；水蒸汽供应子系统通过管道直接与流化床反应器底部相连通，提供水蒸汽使流化床反应器内的cao固体呈流态化分布并与cao固体充分接触，发生水合放热反应，释放出储存在cao内的化学能；流化床反应器用于提供cao与水蒸汽发生水合放热反应的场所。
3、进一步的，所述供料子系统包括：螺旋进料器、第一进料管、第二进料管和第三进料管，第一进料管、第二进料管和第三进料管上均安装有调节阀门；在水蒸汽充满整个流化床反应器后，cao固体颗粒通过螺旋进料器上料，再沿第一进料管、第二进料管和第三进料管分别被输送到第一层、第二层、第三层的流化床反应器进行水合放热反应。
4、进一步的，所述流化床反应器包括：反应器本体、保温层、第一气体均布板、第二气体均布板、第三气体均布板、填料层、水蒸汽出口管、第一ca(oh)2排净口阀门以及第二ca(oh)2排净口阀门；保温层包覆在所述反应器本体外壁上，第一气体均布板、第二气体均布板、第三气体均布板均为孔径小于cao固体颗粒直径的板，固定在反应器本体内腔的内壁上，用以将反应器本体分隔为三层；所述反应器本体顶端连接有水蒸汽出口管，所述水蒸汽出口管的进口处设置有填料层；所述反应器本体底端两侧设置有第一ca(oh)2排净口阀门和第二ca(oh)2排净口阀门。
5、进一步的，所述出料子系统包括：第一漏斗、第一出料阀、第一储槽、第二漏斗、第二出料阀、第二储槽、第三漏斗、第三出料阀和第三储槽；第一漏斗与第一层的反应器本体相连通，第一漏斗与第一储槽连通的管路上设置有第一出料阀；第二漏斗与第二层的反应器本体相连通，第二漏斗与第二储槽连通的管路上设置有第二出料阀；第三漏斗与第一层的反应器本体相连通，第三漏斗与第三储槽连通的管路上设置有第三出料阀。
6、进一步的，所述导热油换热子系统包括：第一层入口管、第二层入口管、第三层入口管、第一盘管、第二盘管、第三盘管、第一层出口管、第二层出口管、第三层出口管、第一层进油阀、第二层进油阀、第三层进油阀、第一层出油阀、第二层出油阀、第三层出油阀、第一止回阀和第二止回阀；第一盘管、第二盘管和第三盘管分别置于每层反应器本体内中间区域；第一层出口管和第二层入口管之间有管路相连并通过第一止回阀控制相连通，第二层出口管和第三层入口管之间有管路相连并通过第二止回阀控制连通，且第一层入口管、第二层入口管、第三层入口管上分别设置有第一层进油阀、第二层进油阀、第三层进油阀；第一层出口管、第二层出口管、第三层出口管上分别设置有第一层出油阀、第二层出油阀、第三层出油阀。
7、进一步的，所述水蒸汽供应子系统包括：水蒸汽入口管、加热器、液态水入口管、液态水入口控制阀和水蒸汽控制阀；加热器的一端通过水蒸汽入口管与流化床反应器底部连通，所述水蒸汽入口管上设置有水蒸汽控制阀，所述加热器的另一端连接有液态水入口管，液态水入口管上设置有液态水入口控制阀。
8、进一步的，所述水蒸汽出口管的侧壁上设置有振打器，振打器能产生脉冲式振打力，以定期清除流化床反应器内部部件上的结垢。
9、进一步的，水蒸汽出口管通过三通和氮气入口阀与氮气入口管路相连通，管路内定期通入压力为0～1.0mpa的高压脉冲式氮气，经水蒸汽出口管吹向填料层，产生的脉冲式氮气流定期清除填料层内的颗粒物。
10、进一步的，所述流化床反应器还包括：第一挡板、第二挡板和第三挡板，三层反应器本体内与出料子系统连通的位置处分别设置有第一挡板、第二挡板、第三挡板。
11、一种三层流化床钙基热化学水合放热反应装置的工作方法，包括如下步骤：
12、s1：打开液态水入口控制阀，液态水从入口管中进入加热器加热，得本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种三层流化床钙基热化学水合放热反应装置，其特征在于，包括：供料子系统(54)、流化床反应器(37)、出料子系统(55)、导热油换热子系统(38)和水蒸汽供应子系统(56)；流化床反应器(37)采用三层结构设置，供料子系统与每一层的流化床反应器(37)一侧通过管道相连通，用于向流化床反应器(37)内提供CaO固体颗粒；出料子系统与每一层的流化床反应器(37)另一侧通过管道相连通，用于收集水合反应生成的Ca(OH)2，储藏一定量Ca(OH)2后再定时将Ca(OH)2固体颗粒排出装置；导热油换热子系统用于输送水合反应过程中用于换热的导热油，导热油换热子系统的盘管分布在每一层流化床的中间区域；水蒸汽供应子系统通过管道直接与流化床反应器(37)底部相连通，提供水蒸汽使流化床反应器(37)内的CaO固体呈流态化分布并与CaO固体充分接触，发生水合放热反应，释放出储存在CaO内的化学能；流化床反应器(37)用于提供CaO与水蒸汽发生水合放热反应的场所。
2.如权利要求1所述的一种三层流化床钙基热化学水合放热反应装置，其特征在于，所述供料子系统(54)包括：螺旋进料器(1)、第
3.如权利要求1所述的一种三层流化床钙基热化学水合放热反应装置，其特征在于，所述流化床反应器(37)包括：反应器本体、保温层(5)、第一气体均布板(30)、第二气体均布板(21)、第三气体均布板(11)、填料层(4)、水蒸汽出口管(3)、第一Ca(OH)2排净口阀门(34)以及第二Ca(OH)2排净口阀门(36)；保温层(5)包覆在所述反应器本体外壁上，第一气体均布板(30)、第二气体均布板(21)、第三气体均布板(11)均为孔径小于CaO固体颗粒直径的板，固定在反应器本体内腔的内壁上，用以将反应器本体分隔为三层；所述反应器本体顶端连接有水蒸汽出口管(3)，所述水蒸汽出口管(3)的进口处设置有填料层(4)；所述反应器本体底端两侧设置有第一Ca(OH)2排净口阀门(34)和第二Ca(OH)2排净口阀门(36)。
4.如权利要求3所述的一种三层流化床钙基热化学水合放热反应装置，其特征在于，所述出料子系统(55)包括：第一漏斗(32)、第一出料阀(41)、第一储槽(33)、第二漏斗(23)、第二出料阀(40)、第二储槽(24)、第三漏斗(13)、第三出料阀(14)和第三储槽(15)；第一漏斗(32)与第一层的反应器本体相连通，第一漏斗(32)与第一储槽(33)连通的管路上设置有第一出料阀(41)；第二漏斗(23)与第二层的反应器本体相连通，第二漏斗(23)与第二储槽(24)连通的管路上设置有第二出料阀(40)；第三漏斗(13)与第一层的反应器本体相连通，第三漏斗(13)与第三储槽(15)连通的管路上设置有第三出料阀(14)。
5.如权利要求3所述的一种三层流化床钙基热化学水合放热反应装置，其特征在于，所述导热油换热子系统(38)包括：第一层入口管(29)、第二层入口管(19)、第三层入口管(9)、第一盘管(28)、第二盘管(18)、第三盘管(7)、第一层出口管(25)、第二层出口管(46)、第三层出口管(6)、第一层进油阀(52)、第二层进油阀(39)、第三层进油阀(8)、第一层出油阀(27)、第二层出油阀(17)、第三层出油阀(51)、第一止回阀(26)和第二止回阀(16)；第一盘管(28)、第二盘管(18)和第三盘管(7)分别置于每层反应器本体内中间区域；第一层出口管(25)和第二层入口管(19)之间有管路相连并通过第一止回阀(26)控制相连通，第二层出口管(46)和第三层入口管(9)之间有管路相连并通过第二止回阀(16)控制连通，且第一层入口管(29)、第二层入口管(19)、第三层入口管(9)上分别设置有第一层进油阀(52)、第二层进油阀(39)、第三层进油阀(8)；第一层出口管(25)、第二层出口管(46)、第三层出口管(6)上分别设置有第一层出油阀(27)、第二层出油阀(17)、第三层出油阀(51)。
6.如权利要求1所述的一种三层流化床钙基热化学水合放热反应装置，其特征在于，所述水蒸汽供应子系统(56)包括：水蒸汽入口管(35)、加热器(44)、液态水入口管(48)、液态水入口控制阀(47)和水蒸汽控制阀(45)；加热器(44)的一端通过水蒸汽入口管(...
【技术特征摘要】
1.一种三层流化床钙基热化学水合放热反应装置，其特征在于，包括：供料子系统(54)、流化床反应器(37)、出料子系统(55)、导热油换热子系统(38)和水蒸汽供应子系统(56)；流化床反应器(37)采用三层结构设置，供料子系统与每一层的流化床反应器(37)一侧通过管道相连通，用于向流化床反应器(37)内提供cao固体颗粒；出料子系统与每一层的流化床反应器(37)另一侧通过管道相连通，用于收集水合反应生成的ca(oh)2，储藏一定量ca(oh)2后再定时将ca(oh)2固体颗粒排出装置；导热油换热子系统用于输送水合反应过程中用于换热的导热油，导热油换热子系统的盘管分布在每一层流化床的中间区域；水蒸汽供应子系统通过管道直接与流化床反应器(37)底部相连通，提供水蒸汽使流化床反应器(37)内的cao固体呈流态化分布并与cao固体充分接触，发生水合放热反应，释放出储存在cao内的化学能；流化床反应器(37)用于提供cao与水蒸汽发生水合放热反应的场所。
2.如权利要求1所述的一种三层流化床钙基热化学水合放热反应装置，其特征在于，所述供料子系统(54)包括：螺旋进料器(1)、第一进料管(20)、第二进料管(10)和第三进料管(2)，第一进料管(20)、第二进料管(10)和第三进料管(2)上均安装有调节阀门；在水蒸汽充满整个流化床反应器(37)后，cao固体颗粒通过螺旋进料器(1)上料，再沿第一进料管(20)、第二进料管(10)和第三进料管(2)分别被输送到第一层、第二层、第三层的流化床反应器(37)进行水合放热反应。
3.如权利要求1所述的一种三层流化床钙基热化学水合放热反应装置，其特征在于，所述流化床反应器(37)包括：反应器本体、保温层(5)、第一气体均布板(30)、第二气体均布板(21)、第三气体均布板(11)、填料层(4)、水蒸汽出口管(3)、第一ca(oh)2排净口阀门(34)以及第二ca(oh)2排净口阀门(36)；保温层(5)包覆在所述反应器本体外壁上，第一气体均布板(30)、第二气体均布板(21)、第三气体均布板(11)均为孔径小于cao固体颗粒直径的板，固定在反应器本体内腔的内壁上，用以将反应器本体分隔为三层；所述反应器本体顶端连接有水蒸汽出口管(3)，所述水蒸汽出口管(3)的进口处设置有填料层(4)；所述反应器本体底端两侧设置有第一ca(oh)2排净口阀门(34)和第二ca(oh)2排净口阀门(36)。
4.如权利要求3所述的一种三层流化床钙基热化学水合放热反应装置，其特征在于，所述出料子系统(55)包括：第一漏斗(32)、第一出料阀(41)、第一储槽(33)、第二漏斗(23)、第二出料阀(40)、第二储槽(24)、第三漏斗(13)、第三出料阀(14)和第三储槽(15)；第一漏斗(32)与第一层的反应器本体相连通，第一漏斗(32)与第一储槽(33)连通的管路上设置有第一出料阀(41)；第二漏斗(23)与第二层的反应器本体相连通，第二漏斗(23)与第二储槽(24)连通的...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗日忠，何毅，郑国，张凌风，吴国威，周波，陈世桐，黄宣霖，麦剑，李宇璇，张明勇，龙新峰，楼波，
申请(专利权)人：湛江电力有限公司，
类型：发明
国别省市：
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