[發明專利]用于具有集成熱回收的變溫循環過程的熱化學反應器系統及用于操作其的方法

有效

• 申請號: 201780078087.6
• 申請日: 2017-10-10
• 公開（公告）號: CN110167665B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: A.斯坦菲爾德;P.弗勒;A.哈瑟巴舍;L.吉斯布勒
• 申請（專利權）人: 瑞士蘇黎世聯邦理工學院
• 主分類號: B01J8/06
• 分類號: B01J8/06;B01J19/24;B22F9/30;C01B3/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 萬欣;譚祐祥

1.一種用于具有集成熱回收的變溫循環過程的熱化學反應器系統，包括

至少兩個模塊，其中每個模塊包括至少一個化學反應區(CRZ)和至少一個熱能儲存單元，

其中所述至少兩個模塊可操作地連接用于至少一種傳熱流體(HTF)，用于在所述兩個模塊之間傳輸熱量，

其中每個化學反應區(CRZ)包括至少一種反應材料，其在溫度T_吸熱下以可逆方式經歷吸熱反應，并且在溫度T_放熱下經歷放熱反應，其中T_吸熱和T_放熱彼此不同，

其中所述至少一種反應材料設在所述化學反應區(CRZ)中的每個內的至少一個封裝中，使得避免所述反應材料與所述至少一種傳熱流體的接觸。

2.根據權利要求1所述的反應器系統，其特征在于，每個化學反應區中的所述至少一種反應材料是在還原溫度T_還原下經歷還原并在氧化溫度T_氧化下經歷氧化的至少一種金屬氧化物，其中T_還原和T_氧化彼此不同。

3.根據權利要求1所述的反應器系統，其特征在于，每個化學反應區中的所述至少一種反應材料是至少一種化合物的在吸附溫度T_吸附下經歷吸附并在解吸溫度T_解吸下經歷解吸的至少一種材料，其中T_吸附和T_解吸彼此不同。

4.根據權利要求3所述的反應器系統，其特征在于，所述至少一種反應材料是氣體。

5.根據權利要求4所述的反應器系統，其特征在于，所述氣體是CO₂。

6.根據權利要求1所述的反應器系統，其特征在于，每個化學反應區中的所述至少一種反應材料是至少一種化合物的在碳化溫度T_碳化下通過與CO₂反應來經歷碳化并在脫碳溫度T_脫碳下通過釋放CO₂來脫碳的至少一種材料，其中T_碳化和T_脫碳彼此不同。

7.根據權利要求1至6中的一項所述的反應器系統，其特征在于，每個化學反應區布置在對應的熱能儲存單元附近。

8.根據權利要求1至6中的一項所述的反應器系統，其特征在于，包含所述反應材料的所述至少一個封裝與穿過所述至少一個化學反應區的所述傳熱流體的流動方向垂直、平行或成任何其它角度布置。

9.根據權利要求1至6中的一項所述的反應器系統，其特征在于，所述至少一個封裝以至少一個管、管束或室的形式提供。

10.根據權利要求1至6中的一項所述的反應器系統，其特征在于，所述反應材料設在至少兩個封裝中。

11.根據權利要求10所述的反應器系統，其特征在于，所述反應材料設在三個、四個或更多個封裝中。

12.根據權利要求10所述的反應器系統，其特征在于，所述封裝彼此平行和/或垂直布置。

13.根據權利要求1至6中的一項所述的反應器系統，其特征在于，所述封裝由具有良好導熱性的材料制成。

14.根據權利要求13所述的反應器系統，其特征在于，所述封裝由氧化鋁或碳化硅或高溫合金制成。

15.根據權利要求1至6中的一項所述的反應器系統，其特征在于，使用具有不同還原/氧化溫度或不同吸附/解吸溫度或不同碳化/脫碳溫度的至少兩種反應材料，其中不同的反應材料沿所述傳熱流體的流動方向串聯布置。