【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于热化学储放能，具体涉及一种热化学储放能系统、储热放材料充能方法。
技术介绍
1、可再生能源和废热回收是实现碳中和的关键组成部分。然而，如何解决可再生能源和废热的不连续性和终端用户能源需求的波动性具有巨大挑战。从需求侧看，很多工业生产过程需要间歇性供热或生产蒸汽，需求高峰可能很少出现，但需要大量的产热设备(例如备用电热锅炉)投入为其准备，同时也会大大增加供电设备的容量要求。
2、要有效解决这些问题，使用储能技术作为中间载体是有效的解决方案之一，该方案不但可以平衡能源生产与能源需求端的不连续性还可以提高能源供应链的灵活性和韧性。
3、热化学储能是一种常用的储能技术，但传统充能方法为通过电加热方法对储放热材料进行加热，充能响应速度慢、效率低。
技术实现思路
1、因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中热化学储能系统充能响应速度慢、效率低的缺陷，从而提供一种热化学储放能系统、储放热材料充能方法。
2、为此，本专利技术提供了以下技术方案。
3、第一方面，本专利技术提供了一种热化学储放能系统，包括反应器和设置在反应器中的微波发生器和储放热材料。
4、进一步的，所述反应器包括罐体，所述罐体为上下开口设置，所述罐体的上开口和下开口处均设置有多孔丝网；
5、所述微波发生器和储热放材料均设置在罐体内。
6、进一步的，多孔丝网的网孔尺寸不高于储热放材料尺寸的两倍；
7、优选的，储放热材
8、进一步的，还包括设置在罐体中的第一热电偶，所述第一热电偶设置有一个或多个；
9、优选的，所述第一热电偶为光纤热电偶。
10、进一步的，所述储放热材料在罐体内分层设置，储放热材料的尺寸由下至上逐渐降低；
11、优选的，相邻的两层储放热材料之间设置有多孔挡板；
12、优选的，所述储放热材料在罐体内分为下层、中层和上层的3层设置，下层的储放热材料尺寸为1.5～3mm，中层的储放热材料尺寸0.5～1.5mm，上层的储放热材料尺寸为0.1～0.5mm；
13、优选的，下层、中层和上层的高度比为(1～2)：(1～2)：(1～2)；示例性的，可以是1：1：1、1：2：1、2：1：1或1：1：2。
14、进一步的，所述储放热材料满足以下条件中的至少一项：
15、(1)下层储放热材料包括第一热化学储热材料和第一载体；
16、优选的，所述第一热化学储热材料和第一载体的质量比为(50～65)：(50～35)；
17、优选的，第一热化学储热材料包括cao/ca(oh)2、mgo/mg(oh)2，bao/ba(oh)2中的至少一种；
18、优选的，第一载体包括蛭石、沸石或碳化硅中的至少一种；
19、(2)中层储放热材料包括第二热化学储热材料和第二载体；
20、优选的，第二热化学储热材料和第二载体质量比为(65～75)：(35～25)；
21、优选的，第二热化学储热材料包括cao/ca(oh)2、mgo/mg(oh)2，bao/ba(oh)2中的至少一种；
22、优选的，第二载体包括蛭石、沸石或碳化硅中的至少一种；
23、(3)上层储放热材料包括第三热化学储热材料和第三载体；
24、优选的，第三热化学储热材料和第三载体质量比为(75～85)：(25～15)；
25、优选的，第三热化学储热材料包括cao/ca(oh)2、mgo/mg(oh)2，bao/ba(oh)2中的至少一种。
26、优选的，第三载体包括蛭石、沸石或碳化硅中的至少一种；
27、进一步的，满足以下条件中的至少一项：
28、(1)罐体内储放热材料的体积≤罐体内部体积的2/3；
29、(2)罐体内设置有搅拌装置，可选的，所述搅拌装置为连杆式机械搅拌装置；
30、(3)所述反应器还包括顶盖和底盖，所述顶盖设置在罐体上开口，所述底盖设置在罐体下开口；
31、底盖上设置有气体入口，顶盖上设置有气体出口；
32、优选的，气体入口处设置有第二热电偶，气体出口处设置有第三热电偶。
33、进一步的，还包括电子控制面板；
34、第一热电偶实时监测反应器内温度，并将温度信号反馈至电子控制面板，电子控制面板将根据接收到的温度信号调整微波发生器的输出功率。
35、第二方面，本专利技术提供了一种储放热材料充能方法，采用微波直接加热储放热材料。
36、进一步的，满足以下条件中的至少一项：
37、(1)所述储放热材料为通过加热脱水充能的材料；
38、(2)微波发射频率为900mhz～10ghz，例如2.45ghz，微波输出功率在0.5～100kw，优选为0.6～20kw；
39、(3)利用可再生能源电力或非高峰电力来驱动微波发生器。
40、进一步的，多孔丝网的网孔尺寸小于储热放材料的尺寸
41、进一步的，第一热电偶设置在搅拌装置叶片的间隙中，具体安装时热电偶横向插入反应器。
42、热化学储放能系统在应用过程中将床程温度控制在300-600℃。
43、优选的，放能温度控制在300～400℃，避免温度过高不利于水合反应进行。
44、优选的，充能温度控制在400～600℃。
45、本专利技术系统为闭口系统，避免二氧化碳影响，优选将温度控制在400～500℃进行脱水充能，由于温度较低，系统材料可选择性高，成本低。
46、相邻的两层储放热材料之间设置有多孔挡板，搅拌装置叶片分别在各层内进行搅拌。
47、在一种可能的设计中，搅拌装置包括多组叶片，每组叶片对应设置在一层储放热材料中。可选的，多组叶片通过旋拧固定。热化学储放能系统组装时可先在罐体中放入第一组叶片，加入下层储放热材料，然后加套第一层多孔挡板，然后再依次按照上述过程装第二组叶片、第三组叶片。
48、床程温度指反应器内不同位置沿径向或轴向的温度，材料放在反应器内，所以材料温度也就是反应器床程温度。实际应用中，要想更好的监测反应器内的温度需要在反应器内设置更多的温度传感器，之前的示意图中为方便理解没有加设过多的温度传感器。比如，水蒸气从下进入反应器，先与下层材料接触反应，然后再往上反应。根据实验测得的温度分布曲线，某一时间点，反应器内不同轴向跟径向位置的温度都不一样。所以，若想精确的监测反应器内的温度，需要在轴向跟径向上分别设置多个温度传感器。
49、进一步的，第一热电偶设置有多个。
50、进一步的，微波发生器为磁控管。
51、微波发射频率和输出工率可根据相应的储能应用和所需的储放热材料量进行调整。
52、本专利技术技术方案，具有如下本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种热化学储放能系统，其特征在于，包括反应器和设置在反应器中的微波发生器和储放热材料。
2.根据权利要求1所述的热化学储放能系统，其特征在于，所述反应器包括罐体，所述罐体为上下开口设置，所述罐体的上开口和下开口处均设置有多孔丝网；
3.根据权利要求2所述的热化学储放能系统，其特征在于，多孔丝网的网孔尺寸不高于储热放材料尺寸的两倍。
4.根据权利要求1-3任一项所述的热化学储放能系统，其特征在于，还包括设置在罐体中的第一热电偶，所述第一热电偶设置有一个或多个。
5.据权利要求4所述的热化学储放能系统，其特征在于，所述第一热电偶为光纤热电偶。
6.根据权利要求1-3任一项所述的热化学储放能系统，其特征在于，所述储放热材料在罐体内分层设置，储放热材料的尺寸由下至上逐渐降低。
7.根据权利要求6所述的热化学储放能系统，其特征在于，所述储放热材料在罐体内分为下层、中层和上层的3层设置，下层的储放热材料尺寸为1.5～3mm，中层的储放热材料尺寸0.5～1.5mm，上层的储放热材料尺寸为0.1～0.5mm。
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。