[發明專利]高溫太陽能熱化學尾氣處理的回熱過濾一體化系統

有效

• 申請號: 201910313198.1
• 申請日: 2019-04-18
• 公開（公告）號: CN110038404B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 常哲韶;李鑫;代少猛
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: B01D53/72
• 分類號: B01D53/72;B01D53/62;B01D46/30;B01D46/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 關玲

1.一種高溫太陽能熱化學尾氣處理的回熱過濾一體化系統，其特征在于：所述回熱過濾一體化系統包括初級過濾回熱子系統，次級過濾回熱子系統，反吹過濾器，以及管路；初級過濾回熱子系統、反吹過濾器和次級過濾回熱子系統通過管路依次連接；

所述的初級過濾回熱子系統至少包括一個外面包裹保溫層的第四儲熱罐(4)，罐體為圓柱形，罐體的底部和頂部為起分流和收集過濾顆粒作用的收縮段，罐體底部收縮段的小口端為尾氣經過第四儲熱罐的進口，罐體頂部收縮段的小口端為尾氣經過第四儲熱罐的出口，底部收縮段側面開有排灰口；第四儲熱罐內，底部為第四大孔徑蜂窩陶瓷過濾器(30)，上部為耐高溫金屬盤管換熱器(31)，換熱器管程進口和出口分別從第四儲熱罐的頂部和中部引出；

所述的次級過濾回熱子系統至少包括兩個并聯的包裹保溫層的第一儲熱罐(1)和第二儲熱罐(2)；第一儲熱罐(1)和第二儲熱罐(2)罐體呈圓柱形，其底部和頂部為起分流和收集過濾顆粒作用的收縮段，罐體底部和頂部收縮段的小口端分別為尾氣經過儲熱罐的進口和出口；第一儲熱罐(1)和第二儲熱罐(2)罐體底部收縮段開有排灰口；兩個儲熱罐內的結構布置相同，第一儲熱罐(1)內從底部到頂部依次是第一大孔徑蜂窩陶瓷過濾器(19)，第一小孔徑蜂窩陶瓷過濾器(17)，第一固定床顆粒層(15)，第一流化床顆粒層(11)，對陶瓷顆粒起支撐和阻擋作用的金屬格柵，以及伸入流化床顆粒層區域的圓柱體第一大孔徑蜂窩陶瓷分流器(13)；

所述的反吹過濾器(3)至少包括一個外面包裹保溫層的小型圓柱形罐體，罐體的底部和頂部為收縮段，開有進出口，底部收縮段有排灰口；反吹過濾器(3)內，底部有第三大孔徑蜂窩陶瓷過濾器(26)，頂部有第三小孔徑蜂窩陶瓷過濾器(27)；所述的回熱過濾一體化系統共用一套控制系統，通過控制管路閥門實現系統不同功能和運行模式。

2.根據權利要求1所述的回熱過濾一體化系統，其特征在于：初級過濾回熱子系統中第四儲熱罐(4)底部進口與反應器(5)尾部通過管路直接相連，第四儲熱罐(4)頂部出口與次級過濾回熱子系統中第一儲熱罐(1)和第二儲熱罐(2)底部分別通過管路和第一閥門(21)、第二閥門(22)連接，第四儲熱罐(4)內的金屬盤管換熱器(31)底部出口與反應器(5)的進氣口通過第十五閥門(38)連接，金屬盤管換熱器(31)頂部進口與反應器(5)的進氣口依次通過第九閥門(33)、第八閥門(32)相連，同時金屬盤管換熱器(31)頂部進口也通過第九閥門(33)、第七閥門(29)、第三閥門(23)和第四閥門(24)與次級過濾回熱子系統相連；所述的反吹過濾器(3)位于初級過濾回熱子系統和次級過濾回熱子系統之間，通過第五閥門(25)、第六閥門(28)與初級過濾回熱子系統和次級過濾回熱子系統的連接管路及第七閥門(29)并聯，與初級過濾回熱子系統的頂部通過第九閥門(33)和次級過濾回熱子系統的底部連接；此外，第一儲熱罐1的頂部通過第十二閥門(36)和管路與產氣收集檢測裝置(8)連接，通過第十二閥門(36)和管路與氣源(10)連接；第二儲熱罐(2)的頂部通過第十閥門(34)和管路與產氣收集檢測裝置(8)連接，通過第十一閥門(35)和管路與氣源(10)連接。

3.根據權利要求1所述的回熱過濾一體化系統，其特征在于：所述系統中反應種類是二氧化碳與含碳固體顆粒的氣化反應，或甲烷與含碳固體顆粒制氫反應，或碳熱還原金屬氧化物；二氧化碳與含碳固體顆粒的氣化反應時氣源(10)中為二氧化碳，含碳固體顆粒為煤、焦炭、生物質顆粒、含碳鍋爐廢氣；甲烷與含碳固體顆粒制氫反應時氣源(10)中為甲烷；碳熱還原金屬氧化物時氣源(10)中為甲烷或一氧化碳，進入反應器(5)中固體顆粒為金屬氧化物顆粒和碳顆粒。

4.根據權利要求1所述的回熱過濾一體化系統，其特征在于：所述的回熱過濾一體化系統包括下述運行模式，白天太陽輻照無波動初級回熱，白天太陽輻照波動兩級回熱，系統啟動前輔助回熱放熱，以及系統清灰。