蓄热器制造技术

本发明专利技术涉及一种蓄热器，该蓄热器包括由具有下列化学成分分析的材料制成的储能元件的填充床：25%80%、和其他化合物：补足至100%。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种蓄热器，该蓄热器包括由具有下列化学成分分析的材料制成的储能元件的填充床：25%<Fe2O3<90%、和5%<Al2O3<30%、和CaO<20%、和TiO2<25%、和3%<SiO2<50%、和Na2O<10%、和Fe2O3+Al2O3+CaO+TiO2+SiO2+Na2O>80%、和其他化合物：补足至100%。【专利说明】蓄热器
本专利技术涉及一种储热的蓄热器，以及一种包含该蓄热器的加热设备。
技术介绍
能量(例如，发热能量)的储存使得能够按时间错开能量的生产和消耗。发热能量的储存对于升级软能源(例如太阳能)也是有用的，该软能源是可再生的但是其生产却是间歇式的。能量储存对于利用在所谓的“非高峰”时段和所谓的“高峰”时段之间的电价差异是有用的，在“非高峰”时段期间电价最低，在“高峰”时段期间电价最高。例如，在通过空气压缩进行能量储存的情况下，产生被储存在蓄热器中的发热能量，消耗电力的压缩阶段有利地在非高峰时段期间以较低的价格执行，然而，产生电力的膨胀阶段则在高峰时段期间执行，以便根据需要以有利的电价提供可并入电网的电力。发热能量通常被储存在蓄热器的储能元件或“介质”的填充床内，例如，在卵石填充床内。基于在产生热的流体流和蓄热器之间的热交换的储存操作通常称为“充电”，在充电时进入发电机内的发热流体被称为“充电发热流体”。发热能量的转移可导致这些储能元件的温度的增加(“显热”的储存)和/或这些元件的状态的变化(“潜热”的储存)。随后，通过传热流体流和储能元件之间的热交换，所储存的发热能量可被回收。该操作通常被称为“放电”，在放电时进入到蓄热器内的发热流体被称为“放电发热流体”。“A review on packed bed solar energy storage systems” (Renewable andSustainable Energy Reviews, 14(2010),第 1059 页至第 1069 页)描述了蓄热器领域内的现有技术。US4651810描述了 一种玻璃炉蓄热器，其包括从铬矿砂得到的储能成分。DE3617904 提供了一种铬矿砂组合物:1% 至 6% 的 Si02、0.3% 至 0.4% 的 Ca。、13.6% 至 29.6%的 Fe203、以及 8.7% 至 28.9% 的 A1203。W02004/063652描述了一种由包含50%的铁氧化物的材料制成的用于工业炉的隔热砖。这些文献都没有描述包含储能元件的填充床的蓄热器，该储能元件由具有下列特征的材料制成:Fe203+Al203+Ca0+Ti02+Si02+Na20>80%。当蓄热器工作时，尤其当传热流体为湿空气时，来自湿空气的冷凝物腐蚀蓄热器的材料。并且，在高压下，空气中的水分可冷凝且与存在的其他冷凝物或污染物混合。存在的其他冷凝物或污染物使水变酸从而具有腐蚀性。这导致在工业设备中蓄热器的使用寿命(应该大于20年、甚至大于30年)大幅降低，从而增加总成本。因此，需要增加蓄热器的使用寿命，尤其在腐蚀性酸侵蚀方面，尤其在大于350°C、甚至大于500°C的工作温度下，以及尤其对于填充有湿空气的蓄热器。本专利技术的一个目的在于至少部分地满足该需求。
技术实现思路
通过利用蓄热器、尤其显热蓄热器实现该目的，包括由具有按重量百分比计的下列化学成分分析的材料制成的储能元件的填充床:-25%<Fe203<90%,优选 Fe203〈70%，和-5%<A1203<30%,和-Ca0〈20%，和-Ti02〈25%，和-3%〈Si02〈50%，和-Na2CK 10%，和-Fe203+Al203+Ca0+Ti02+Si02+Na20>80%，和-其他化合物:补足至100%。专利技术人已经发现根据本专利技术的蓄热器具有显著的效率。令人惊奇地，专利技术人还已经发现储能元件特别耐酸性水，这可使其更适合于根据本专利技术的应用，其中这些储能元件需要与酸性液体接触。根据本专利技术的蓄热器还可具有下列可选特征中的一个或多个特征:-所述材料具有的Fe2O3的含量优选大于30%、优选大于35%、优选大于40%、甚至大于45%、甚至大于50%、和/或小于85%、甚至小于80%、甚至小于75%、甚至小于或等于70%、甚至小于65%、甚至小于60% ；-所述材料的Al2O3的含量优选小于25%、优选小于20%；-在一个实施方式中，尤其当所述材料由包含红泥的初始物料制造时，所述材料具有的CaO含量优选大于3%、甚至大于5%、甚至大于10% ；-在一个实施方式中,所述材料具有的CaO含量优选小于5%、甚至小于3%、甚至小于1% ;-在一个实施方式中，尤其当所述材料由包含红泥的初始物料制造时，所述材料具有的TiO2含量优选大于5%、甚至大于10%、和/或优选小于20%、优选小于15% ；-在一个实施方式中，所述材料具有的TiO2含量优选小于5%、甚至小于3%、甚至小于1% ;-所述材料具有的SiO2含量优选大于5%、甚至大于8%、和/或小于40%、甚至小于30%、甚至小于20%、甚至小于15% ；-所述材料具有的Na2O含量优选小于5%；-所述材料具有的Fe203+Al203+Ca0+Ti02+Si02+Na20优选大于85%、甚至大于90%、甚至大于95% ；-所述材料具有的Fe203、Al203和SiO2的重量百分比含量的总和(Fe203+Al203+Si02)优选大于50%、优选大于60%、甚至大于70%、甚至大于75%、甚至大于80%、甚至大于85% ；-所述材料具有的Fe2O3和Al2O3(Fe203+Al203)的重量百分比含量的总和优选大于40%、优选大于50%、甚至大于60%、甚至大于70%、甚至大于80%、甚至大于90% ；-基于Fe203、Al203和SiO2的重量百分比含量的总和(Fe203+Al203+Si02)计，所述材料具有的Fe2O3优选多于45%、优选多于50%、甚至多于60%、甚至多于70%、甚至多于80%、甚至多于90% ；-优选地，“其他化合物”由多于90%、优选多于95%的氧化物组成；-优选地，MgO,K2O, P2O5和它们的混合物占所述其他化合物的多于90%、多于95%、甚至基本上100% ；-所述材料的开孔孔隙度大于0.5%、甚至大于1%、甚至大于5%、和/或小于30%、优选小于25%、甚至小于20%、甚至小于15%，、甚至小于10%、甚至小于6% ；_储能兀件为烧结制品。优选地，所述材料包括特别来自拜尔法的氧化铝生产残渣，该方法特别在“Lestechniques de I，ing6nieur “ ,文章 “m6tallurgie extractive deI，aluminium” ，r6f6rence M2340,版本 T.1.，1992 年 I 月 10 曰出版(特别在第M2340-13页开始的第六章，以及在第M2340-15页上的图7)。优选地，储能元件通过烧结预成型件而得到，该预成型件通过成型初始物料相产生，以基于初始物料的重量百分比计，该初始物料相包括按干物质的百分比计的大于10%、优选大于30%、优选大于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓄热器，所述蓄热器包括由具有按重量百分比计的下列化学成分分析的材料制成的储能元件的填充床：25%80%，和其他化合物：补足至100%。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·沃特麦茨，C·嘉可，丹尼尔·C·谢尔曼，哈山·S·尼克纳夫，T·希曼斯基，约翰·S·里德，
申请(专利权)人：法商圣高拜欧洲实验及研究中心，
类型：发明
国别省市：法国;FR