本发明专利技术公开了一种基于热化学储热材料的跨季节储释热一体化系统，包括：储热反应物料仓、反应器、加热器、固体产物冷却器、储热固体产物料仓、换热器、引风机、气体产物储罐、阀门、送风机、可控三通阀门、间壁式受热面和分离器。本发明专利技术与现有的技术相比的优点在于：本发明专利技术流程合理，应用范围广，处理量大，系统集成度高，储热效率高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于储能，具体涉及一种基于热化学储热材料的跨季节储释热一体化系统。
技术介绍
1、自“双碳”目标提出以来，新能源的高效消纳与化石能源的有效减排一直是实现这一宏伟蓝图的关键挑战。为了有效破解这一难题，积极挖掘传统高耗能行业的废热资源，并通过热能存储技术将绿色电力转化为热能形式进行存储，正逐渐展现出其巨大的应用潜力和战略价值。这种创新的能源转换与存储方式，不仅能够提升能源利用效率，还有助于推动能源结构的优化和产业的绿色转型，为实现碳达峰和碳中和目标提供了一条切实可行的路径。
2、热能存储技术根据原理可分为显热储热、潜热储热(相变储能)以及热化学储热技术三大类。其中热化学储热技术通过可逆化学反应来实现热能的储存与释放。显热与潜热储热技术，热化学储热技术在储热后获得高储热密度反应物。由此杜绝了显热和潜热储热在跨季节储热期间不可避免的散热问题。该技术的核心在于利用化学反应中的热效应，在充电阶段将电能或热能转化为化学能储存起来，而在放电阶段则通过逆向反应释放热能以满足供暖、工业蒸汽等多样化需求。这种技术不仅能够实现能量的高效转化，而且满足跨季节甚至跨年度的储能需求，为新能源的稳定供应与高效利用开辟了新途径。
3、但是现有技术下的专利存在以下几个缺点：
4、(1)无法解决目前新能源无法上网只能浪费的问题和没有热能存储的问题。
5、(2)无法避免利用相变储热和显热储热在长时存储时产生的大量热损失。
6、(3)无法解决跨季节储能的需求和无法解决跨季节储热时设备利用率低的问题。</p>
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题就是克服以上的技术缺陷，提供一种流程合理，应用范围广，处理量大，系统集成度高，储热效率高的一种基于热化学储热材料的跨季节储释热一体化系统。
2、为了解决上述问题，本专利技术的技术方案为：一种基于热化学储热材料的跨季节储释热一体化系统，包括：储热反应物料仓、反应器、加热器、固体产物冷却器、储热固体产物料仓、换热器、引风机、气体产物储罐、阀门、送风机、可控三通阀门、间壁式受热面和分离器；
3、所述储热反应物料仓用于存储储热材料；
4、所述反应器与储热反应物料仓对接，所述反应器可接收储热反应物料仓内存储的储热材料，所述反应器内部设置有间壁式受热面；
5、所述加热器通过可控三通阀门与反应器对接，所述可控三通阀门用于连通反应器、加热器和热用户，所述加热器在储热阶段时，可以将绿电转化为热能，热能通过可流动工质被送入反应器并通过反应器中的间壁式受热面将热能传递给反应物，反应物受热分解为固体产物与气体产物；
6、所述固体产物冷却器与反应器对接，所述固体产物冷却器用于吸收反应物受热分解出的高温固体产物的显热；
7、所述储热固体产物料仓与固体产物冷却器和反应器对接，所述储热固体产物料仓在储热阶段时用于存储显热回收过的固体产物，所述储热固体产物料仓在释热阶段时用于将反应物填入反应器内；
8、所述换热器通过分离器与反应器对接，所述分离器排除高温固体产物并分离出高温气体产物送入换热器，所述换热器用于吸收分离器分离出的高温气体产物的显热；
9、所述气体产物储罐通过引风机与换热器对接，所述换热器内的气体产物经引风机引入存储于气体产物储罐内，所述气体产物储罐一侧安装有阀门；
10、所述送风机对接于阀门和反应器之间，所述送风机在释热阶段时用于将气体产物储罐内的反应工质送入反应器内。
11、进一步地，所述储热反应物料仓存储的储热材料为热化学储热材料，能够实现跨季节储热；
12、对于储热材料中金属氧化物系列，储热阶段的反应物为金属氧化物，包括但不限于bao2、co3o4、cuo、mn2o3等，固体产物指bao、coo、cu2o、mn3o4等，气体产物指氧气(o2)，释热反应为储热反应的可逆反应，固体反应物包括但不限于bao、coo、cu2o、mn3o4等，固体产物指bao2、co3o4、cuo、mn2o3等；
13、对于储热材料中金属氢氧化物系列，储热阶段的反应物为金属氢氧化物，包括但不限于mg(oh)2、ca(oh)2、fe(oh)2等，固体产物指mgo、cao、fe2o3等，气体产物指水蒸气(h2o)，换热后能够以液态水的形式储存，释热反应为储热反应的可逆反应，固体反应物包括但不限于mgo、cao、fe2o3等，h2o可以为液态水形式，亦可以为水蒸气形式，固体产物指mg(oh)2、ca(oh)2、fe(oh)2等；
14、对于储热材料中碳酸盐系列，储热阶段的反应物为碳酸盐，包括但不限于mgco3、caco3、srco3等，固体产物指mgo、cao、sro等，气体产物指二氧化碳(co2)，释热反应为储热反应的可逆反应，固体反应物包括但不限于mgo、cao、sro等，固体产物指mgco3、caco3、srco3等。
15、进一步地，所述反应器2即可作为储热反应器，也可作为释热反应器，所述反应器形式包括但不限于固定床、移动床、流化床等。
16、进一步地，所述反应器内设置的间壁式换热面，用于储热阶段热工质将热量传给反应物，同时避免反应物与热工质相互污染，所述间壁式受热面内的工质包括但不限于热空气、热水、水蒸气、co2、导热油等；
17、所述反应器内同时设置反应工质的入口与出口，方便储热阶段产物的回收和再利用，方便释热阶段反应工质的进入与多余工质的回收。
18、进一步地，在利用电制热加热方式时，所述加热方式包括但不限于电极加热、电阻加热、电磁加热等，所述加热器包括但不限于电导热油电加热器、电空气加热器等。
19、进一步地，所述固体产物冷却器形式可以为滚筒冷却器、流化床冷却器、篦式冷却器等。
20、进一步地，所述分离器可以为膜式过滤器、旋风分离器、沉降室等。
21、进一步地，所述可控三通阀门在储热阶段与热用户断开连通且在释热阶段与加热器断开连通。
22、进一步地，当储热阶段的反应物为金属氢氧化物时，气体产物为水蒸气，此时引风机可以替换为水泵且气体产物储罐可替换成水槽，水蒸气的潜热和显热经换热器回收后，通过水泵送入水槽内存储。
23、本专利技术与现有的技术相比的优点在于：
24、(1)本系统电制热方案采用电加热(例如电空气加热器或高温导热油)，将电能转化为传热工质的热能向热化学储热材料提供热量，亦可直接利用工业废热促使储热材料发生热分解反应，实现热能转化为化学能。该系统能够提高新能源发电的利用率，解决目前新能源无法上网只能浪费的问题和没有热能存储的问题。
25、(2)储热材料为中高温(反应温度大于300℃)热化学储热材料，由于能量以化学能的形式存储，能够解决相变储热和显热储热在长时存储时产生的大量热损失问题。同时放热温度高，能够提供高品质的热量。
26、(3)本专利技术能够解决跨季节储能的需求，本新系统为储热与释热本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种基于热化学储热材料的跨季节储释热一体化系统，其特征在于，包括：储热反应物料仓(1)、反应器(2)、加热器(3)、固体产物冷却器(4)、储热固体产物料仓(5)、换热器(6)、引风机(7)、气体产物储罐(8)、阀门(9)、送风机(10)、可控三通阀门(11)、间壁式受热面(12)和分离器(13)；
2.根据权利要求1所述的一种基于热化学储热材料的跨季节储释热一体化系统，其特征在于：所述储热反应物料仓(1)存储的储热材料为热化学储热材料，能够实现跨季节储热；
3.根据权利要求1所述的一种基于热化学储热材料的跨季节储释热一体化系统，其特征在于：所述反应器(2)即可作为储热反应器，也可作为释热反应器，所述反应器(2)形式包括但不限于固定床、移动床、流化床等。
4.根据权利要求1所述的一种基于热化学储热材料的跨季节储释热一体化系统，其特征在于：所述反应器(2)内设置的间壁式换热面(12)，用于储热阶段热工质将热量传给反应物，同时避免反应物与热工质相互污染，所述间壁式受热面(12)内的工质包括但不限于热空气、热水、水蒸气、CO2、导热油等；
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p>5.根据权利要求1所述的一种基于热化学储热材料的跨季节储释热一体化系统，其特征在于：在利用电制热加热方式时，所述加热方式包括但不限于电极加热、电阻加热、电磁加热等，所述加热器(3)包括但不限于电导热油电加热器、电空气加热器等。6.根据权利要求1所述的一种基于热化学储热材料的跨季节储释热一体化系统，其特征在于：所述固体产物冷却器(4)形式可以为滚筒冷却器、流化床冷却器、篦式冷却器等。
7.根据权利要求1所述的一种基于热化学储热材料的跨季节储释热一体化系统，其特征在于：所述分离器(13)可以为膜式过滤器、旋风分离器、沉降室等。
8.根据权利要求1所述的一种基于热化学储热材料的跨季节储释热一体化系统，其特征在于：所述可控三通阀门(11)在储热阶段与热用户断开连通且在释热阶段与加热器(3)断开连通。
9.根据权利要求1所述的一种基于热化学储热材料的跨季节储释热一体化系统，其特征在于：当储热阶段的反应物为金属氢氧化物时，气体产物为水蒸气，此时引风机(7)可以替换为水泵且气体产物储罐(8)可替换成水槽，水蒸气的潜热和显热经换热器(6)回收后，通过水泵送入水槽内存储。
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【技术特征摘要】
1.一种基于热化学储热材料的跨季节储释热一体化系统，其特征在于，包括：储热反应物料仓(1)、反应器(2)、加热器(3)、固体产物冷却器(4)、储热固体产物料仓(5)、换热器(6)、引风机(7)、气体产物储罐(8)、阀门(9)、送风机(10)、可控三通阀门(11)、间壁式受热面(12)和分离器(13)；
2.根据权利要求1所述的一种基于热化学储热材料的跨季节储释热一体化系统，其特征在于：所述储热反应物料仓(1)存储的储热材料为热化学储热材料，能够实现跨季节储热；
3.根据权利要求1所述的一种基于热化学储热材料的跨季节储释热一体化系统，其特征在于：所述反应器(2)即可作为储热反应器，也可作为释热反应器，所述反应器(2)形式包括但不限于固定床、移动床、流化床等。
4.根据权利要求1所述的一种基于热化学储热材料的跨季节储释热一体化系统，其特征在于：所述反应器(2)内设置的间壁式换热面(12)，用于储热阶段热工质将热量传给反应物，同时避免反应物与热工质相互污染，所述间壁式受热面(12)内的工质包括但不限于热空气、热水、水蒸气、co2、导热油等；
5.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：张宇闻，李丹，马慧敏，王超宇，邱皓，郝洪亮，王智超，柏静儒，王擎，潘朔，刘洪鹏，
申请(专利权)人：北京大学鄂尔多斯能源研究院，
类型：发明
国别省市：
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