一种基于钙基吸附剂的中低温热化学循环储能系统及其方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于钙基吸附剂的中低温热化学循环储能系统及其方法，包括第一反应器、第二反应器、中低温介质输送装置、饱和水蒸气输送装置以及蒸汽发电机；中低温介质输送装置分别连接第一反应器和第二反应器的第一入口；饱和水蒸气输送装置分别连接第一反应器和第二反应器的第一入口，其不断交替向第二反应器和第一反应器输入饱和水蒸气，并且得到过热蒸汽；第一反应器和第二反应器的第一出口分别连接蒸汽发电机的入口，其不断交替向蒸汽发电机输入过热蒸汽，进而使蒸汽发电机持续发电。该系统利用中低温介质通过两个反应器不断交替储能和释能，实现连续向外释能，有效解决间断性储能过程与连续释能过程之间的不匹配问题，适用于储能技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种基于钙基吸附剂的中低温热化学循环储能系统及其方法
本专利技术涉及储能
，具体涉及一种基于钙基吸附剂的中低温热化学循环储能系统及其方法。
技术介绍
随着能源多能互补形式的发展及能源高效利用技术的快速发展，大力发展高效的储能技术是提升我国能源利用效率必不可少的方式。特别是，针对中低温余热利用领域，我国尚缺陷具有代表性的技术。但是，中低温余热场景可发生在生活、工业生成的各个领域，例如中低温烟气余热利用、大型配备电机设备的厂房、大型服务器、中高温厂棚等等。因此，如何高效储存中低温的热量并进行资源化利用具有广泛的应用前景，是未来储能行业发展的重要方向。目前，根据储能原理的不同，储能技术可划分为显热储能、潜热储能及热化学储能。然而，相比其他技术，潜热储能的应用最为广泛，该领域具有代表性的技术为基于熔融盐及相变储能材料。但是，潜热储能技术具有许多确定，例如储能密度低、热损失大，因此在实际运行过程中效果并不理想。为了克服上述技术缺陷，热化学循环储能技术得到了世界各国的广泛关注，该技术具有储能密度高、热损失小、适用温度范围广的优点。目前，常用的热化学储能体系主要包括金属氧化物体系、有机体系、氧化还原体系、氨分解体系及钙基吸附剂体系。其中，钙基吸附剂体系具有廉价、来源广泛、能量密度高等优势，因此具有极高的应用前景。然而，以往开发的基于钙基吸附剂的热化学储能工艺对于间断性储能过程与连续释能过程之间存在不匹配的现象。例如，以太阳能-储能系统为例，目前开发的大多数储能系统只能在白天进行储能，然后晚上释能，然而不能实现全天可持续的释能要求。这给基于钙基吸附剂的热化学储能技术的工程应用带来了极大的困扰。如何有效解决上述问题，是进一步推动热化学储能技术发展的关键。然而，目前国内外尚缺乏相应的专利技术。
技术实现思路
综上所述，为克服现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于钙基吸附剂的中低温热化学循环储能系统及其方法。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于钙基吸附剂的中低温热化学循环储能系统，包括第一反应器、第二反应器、中低温介质输送装置、饱和水蒸气输送装置以及蒸汽发电机；所述第一反应器和所述第二反应器内部初始分别填充有氢氧化钙和氧化钙；所述中低温介质输送装置分别连接所述第一反应器和所述第二反应器的第一入口，其不断交替向所述第一反应器和所述第二反应器输入中低温介质，并加热所述第一反应器或所述第二反应器内的氢氧化钙得到氧化钙；所述饱和水蒸气输送装置分别连接所述第一反应器和所述第二反应器的第一入口，其不断交替向所述第二反应器和所述第一反应器输入饱和水蒸气，并且饱和水蒸气与所述第二反应器或所述第一反应器内的氧化钙反应放热得到氢氧化钙和过热蒸汽；所述第一反应器和所述第二反应器的第一出口分别连接所述蒸汽发电机的入口，其不断交替向所述蒸汽发电机输入过热蒸汽，进而使所述蒸汽发电机持续发电。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进：进一步，还包括第一换向阀；所述中低温介质输送装置连接所述第一换向阀的第一接口；所述饱和水蒸气输送装置包括第一集水箱、水泵和加热器；所述第一集水箱的出口通过所述水泵连接所述加热器的入口，所述加热器的出口连接所述第一换向阀的第二接口；所述第一换向阀的第三接口和第四接口分别连接所述第一反应器和所述第二反应器的第一入口，并且所述第一换向阀的第一接口和第二接口相对设置，其第三接口和第四接口相对设置，切换所述第一换向阀的状态可将其第一接口与第三接口或第四接口连通，或者将其第二接口与第三接口或第四接口连通。进一步，所述第一换向阀的第三接口通过第一输入管路连接所述第一反应器的第一入口，在所述第一输入管路上设有第一温度计和第一流量计；所述第一换向阀的第四接口通过第二输入管路连接所述第二反应器的第一入口，在所述第二输入管路上设有第二温度计和第二流量计。进一步，还包括第二换向阀和第二集水箱；所述第一反应器和所述第二反应器的第一出口分别连接所述第二换向阀的第一接口和第二接口，所述第二换向阀的第三接口和第四接口分别连接所述蒸汽发电机的入口和冷却介质出口；所述蒸汽发电机的出口连接所述第二集水箱的入口；所述第二换向阀的第一接口和第二接口相对设置，其第三接口和第四接口相对设置，切换所述第二换向阀的状态可将其第一接口与第三接口或第四接口连通，或者将其第二接口与第三接口或第四接口连通。进一步，所述第一反应器的第一出口通过第一输出管路连接所述第二换向阀的第一接口，在所述第一输出管路上设有第三流量计和第三温度计；所述第二反应器的第一出口通过第二输出管路连接所述第二换向阀的第二接口，在所述第二输出管路上设有第四流量计和第四温度计。进一步，还包括第三换向阀；所述第一反应器和所述第二反应器的第二出口分别连接所述第三换向阀的第一接口和第二接口，所述第三换向阀的第三接口和第四接口分别连接所述第一集水箱的入口和所述第二集水箱的入口。进一步，所述第一反应器的第二出口通过第三输出管路连接所述第三换向阀的第一接口，在所述第三输出管路上沿着所述第一反应器到所述第三换向阀的方向上设有第一单向阀；所述第二反应器的第二出口通过第四输出管路连接所述第三换向阀的第二接口，在所述第四输出管路上沿着所述第二反应器到所述第三换向阀的方向上设有第二单向阀。上述基于钙基吸附剂的中低温热化学循环储能的方法，包括如下的步骤：步骤一，储能阶段：通过所述中低温介质输送装置向所述第一反应器输入中低温介质，中低温介质通过间接传热的方式对所述第一反应器内的氢氧化钙进行加热，并生成氧化钙与水蒸气；步骤二，释能阶段：所述饱和水蒸气输送装置向所述第二反应器内输入饱和水蒸气，饱和水蒸气通过直接接触的方式与所述第二反应器的氧化钙进行反应生成氢氧化钙，并释放大量的热量使饱和蒸汽生成过热蒸汽；然后，所述第二反应器将生成的过热蒸汽输送给所述蒸汽发电机发电；步骤三，释能阶段：所述饱和水蒸气输送装置向所述第一反应器内输入饱和水蒸气，饱和水蒸气通过直接接触的方式与所述第一反应器的氧化钙进行反应生成氢氧化钙，并释放大量的热量使饱和蒸汽生成过热蒸汽；然后，所述第一反应器将生成的过热蒸汽输送给所述蒸汽发电机发电；步骤四，储能阶段：通过所述中低温介质输送装置向所述第二反应器输入中低温介质，中低温介质通过间接传热的方式对所述第二反应器内的氢氧化钙进行加热，并生成氧化钙与水蒸气；至此，一个循环结束；步骤五，重复步骤一至步骤四并进入下一个循环。进一步，切换所述第一换向阀的状态可以使所述中低温介质输送装置与所述第一反应器或者所述第二反应器连通，还可以使所述饱和水蒸气输送装置与所述第一反应器或者所述第二反应器连通；切换所述第二换向阀的状态可以使所述第一输出管路与所述冷却介质出口或者所述蒸汽发电机连通，还可以使所第二输出管路与所述冷却介质出口或者蒸汽发电机连通；切换所述第三换向阀的状态可以使所述第三输出管路与所述第一集水箱的入口或者所述第二集水箱的入口连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于钙基吸附剂的中低温热化学循环储能系统，其特征在于，包括第一反应器(5)、第二反应器(15)、中低温介质输送装置(1)、饱和水蒸气输送装置以及蒸汽发电机(18)；所述第一反应器(5)和所述第二反应器(15)内部初始分别填充有氢氧化钙和氧化钙；所述中低温介质输送装置(1)分别连接所述第一反应器(5)和所述第二反应器(15)的第一入口，其不断交替向所述第一反应器(5)和所述第二反应器(15)输入中低温介质，并加热所述第一反应器(5)或所述第二反应器(15)内的氢氧化钙得到氧化钙；所述饱和水蒸气输送装置分别连接所述第一反应器(5)和所述第二反应器(15)的第一入口，其不断交替向所述第二反应器(15)和所述第一反应器(5)输入饱和水蒸气，并且饱和水蒸气与所述第二反应器(15)或所述第一反应器(5)内的氧化钙反应放热得到氢氧化钙和过热蒸汽；所述第一反应器(5)和所述第二反应器(15)的第一出口分别连接所述蒸汽发电机(18)的入口，其不断交替向所述蒸汽发电机(18)输入过热蒸汽，进而使所述蒸汽发电机(18)持续发电。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于钙基吸附剂的中低温热化学循环储能系统，其特征在于，包括第一反应器(5)、第二反应器(15)、中低温介质输送装置(1)、饱和水蒸气输送装置以及蒸汽发电机(18)；所述第一反应器(5)和所述第二反应器(15)内部初始分别填充有氢氧化钙和氧化钙；所述中低温介质输送装置(1)分别连接所述第一反应器(5)和所述第二反应器(15)的第一入口，其不断交替向所述第一反应器(5)和所述第二反应器(15)输入中低温介质，并加热所述第一反应器(5)或所述第二反应器(15)内的氢氧化钙得到氧化钙；所述饱和水蒸气输送装置分别连接所述第一反应器(5)和所述第二反应器(15)的第一入口，其不断交替向所述第二反应器(15)和所述第一反应器(5)输入饱和水蒸气，并且饱和水蒸气与所述第二反应器(15)或所述第一反应器(5)内的氧化钙反应放热得到氢氧化钙和过热蒸汽；所述第一反应器(5)和所述第二反应器(15)的第一出口分别连接所述蒸汽发电机(18)的入口，其不断交替向所述蒸汽发电机(18)输入过热蒸汽，进而使所述蒸汽发电机(18)持续发电。


2.根据权利要求1所述的基于钙基吸附剂的中低温热化学循环储能系统，其特征在于，还包括第一换向阀(2)；所述中低温介质输送装置(1)连接所述第一换向阀(2)的第一接口；
所述饱和水蒸气输送装置包括第一集水箱(10)、水泵(11)和加热器(12)；所述第一集水箱(10)的出口通过所述水泵(11)连接所述加热器(12)的入口，所述加热器(12)的出口连接所述第一换向阀(2)的第二接口；
所述第一换向阀(2)的第三接口和第四接口分别连接所述第一反应器(5)和所述第二反应器(15)的第一入口，并且所述第一换向阀(2)的第一接口和第二接口相对设置，其第三接口和第四接口相对设置，切换所述第一换向阀(2)的状态可将其第一接口与第三接口或第四接口连通，或者将其第二接口与第三接口或第四接口连通。


3.根据权利要求2所述的基于钙基吸附剂的中低温热化学循环储能系统，其特征在于，所述第一换向阀(2)的第三接口通过第一输入管路连接所述第一反应器(5)的第一入口，在所述第一输入管路上设有第一温度计(3)和第一流量计(4)；
所述第一换向阀(2)的第四接口通过第二输入管路连接所述第二反应器(15)的第一入口，在所述第二输入管路上设有第二温度计(13)和第二流量计(14)。


4.根据权利要求2所述的基于钙基吸附剂的中低温热化学循环储能系统，其特征在于，还包括第二换向阀(8)和第二集水箱(19)；所述第一反应器(5)和所述第二反应器(15)的第一出口分别连接所述第二换向阀(8)的第一接口和第二接口，所述第二换向阀(8)的第三接口和第四接口分别连接所述蒸汽发电机(18)的入口和冷却介质出口(9)；所述蒸汽发电机(18)的出口连接所述第二集水箱(19)的入口；
所述第二换向阀(8)的第一接口和第二接口相对设置，其第三接口和第四接口相对设置，切换所述第二换向阀(8)的状态可将其第一接口与第三接口或第四接口连通，或者将其第二接口与第三接口或第四接口连通。


5.根据权利要求4所述的基于钙基吸附剂的中低温热化学循环储能系统，其特征在于，所述第一反应器(5)的第一出口通过第一输出管路连接所述第二换向阀(8)的第一接口，在所述第一输出管路上设有第三流量计(6)和第三温度计(7)；
所述第二反应器(15)的第一出口通过第二输出管路连接所述第二换向阀(8)的第二接口，在所述第二输出管路上设有第四流量计(16)和第四温度计(17)。


6.根据权利要求4所述的基于钙基吸附剂的中低温热化学循环储能系统，其特征在于，还包括第三换向阀(20)；所述第一反应器(5)和所述第二反应器(15)的第二出口分别连接所述第三换向阀(20)的第一接口和第二接口，所述第三换向阀(20)的第三接口和第四接口分别连接所述第一集水箱(10)的入口和所述第二集水箱(19)的入口。


7.根据权利要求6所述的基于钙基吸附剂的中低温...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡建军，郑文亨，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：广西;45