[發(fā)明專利]一種基于透光透氣聚熱反應(yīng)室的太陽能腔式反應(yīng)器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010036513.3
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號(hào): CN111151200B
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸建峰;王亞蓉;丁靜;王維龍
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號(hào): F28D20/00
• 分類號(hào): F28D20/00;B01J8/02
• 代理公司: 蘇州攜智匯佳專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32278
• 代理人: 錢偉

本發(fā)明公開了一種基于透光透氣聚熱反應(yīng)室的太陽能腔式反應(yīng)器，包括殼體、石英透光板、環(huán)形護(hù)蓋和透光透氣聚熱反應(yīng)室；所述殼體的頂部敞口，其底部中心處形成有用于輸出生成物混合氣的出口通道，其周面上形成有用于均勻注入反應(yīng)物混合氣的入口通道；所述石英透光板的形狀大小與環(huán)形護(hù)蓋內(nèi)部的形狀大小相適應(yīng)，所述環(huán)形護(hù)蓋套在石英透光板的外部并與殼體的頂部通過螺紋密封連接，由殼體、環(huán)形護(hù)蓋和石英透光板構(gòu)成一個(gè)密閉的腔體，所述石英透光板作為腔體的透光窗口；所述透光透氣聚熱反應(yīng)室設(shè)于腔體內(nèi)部，并位于入口通道和出口通道之間。本發(fā)明能夠有效解決現(xiàn)有太陽能熱化學(xué)反應(yīng)器使用過程中太陽輻射利用效率低、熱損失大的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽能的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種基于透光透氣聚熱反應(yīng)室的太陽能腔式反應(yīng)器。

背景技術(shù)

就目前世界能源消耗而言，占主體地位的仍舊是化石能源。伴隨世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源的需求量也在持續(xù)上升，石油、煤炭和天然氣等不可再生石化能源面臨著枯竭的危險(xiǎn)，能源短缺可能對世界經(jīng)濟(jì)的未來發(fā)展提出挑戰(zhàn)性的課題。與此同時(shí)，化石能源的消耗產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染在日益加深發(fā)展可再生能源及其利用技術(shù)已成為緩解化石能源枯竭和環(huán)境惡化的重要途徑之一。

太陽能是一種巨大的、無污染的、安全的能源，然而到達(dá)地球表面的太陽輻射能量密度卻很低，而且隨氣候、地理、晝夜、季節(jié)而變化。有些供熱裝置要求溫度和熱量穩(wěn)定，有些則恰恰要在太陽輻射弱的時(shí)候供熱。太陽能的供應(yīng)與人類對能源的需求在時(shí)間和空間上存在很大差異，為從根本上彌補(bǔ)其不能穩(wěn)定供應(yīng)的缺陷，使其從輔助能源最終變?yōu)榉N使用方便可靠的主要能源，儲(chǔ)能問題的解決是關(guān)建的一環(huán)。

儲(chǔ)能形式一般可分為顯熱儲(chǔ)能、潛熱儲(chǔ)能和化學(xué)反應(yīng)儲(chǔ)能三類。其中化學(xué)儲(chǔ)能為緩解能源危機(jī)、減少環(huán)境污染物排放量、提高能源利用率和熱系統(tǒng)可用率提供了一條新途徑。化學(xué)儲(chǔ)能是通過熱能—化學(xué)能—熱能這一能量轉(zhuǎn)換利用概念，來解決因時(shí)間或地點(diǎn)上供熱與用熱不匹配和不均勻性所導(dǎo)致的能源利用率低的問題，可最大限度地利用加熱過程中的熱能或余熱，提高整個(gè)系統(tǒng)的熱效率，并可在常溫下長期無熱損儲(chǔ)存。

相比較而言，化學(xué)反應(yīng)儲(chǔ)能具有以下明顯優(yōu)點(diǎn)：

①貯能密度很高；

②正、逆反應(yīng)可以在高溫(500～1000℃)下進(jìn)行從而可得到高品質(zhì)的能量，滿足特定的要求；

③溫度與速率在熱能儲(chǔ)(釋)過程中均可控制；

④可以通過催化劑或?qū)a(chǎn)物分離等方式，在常溫下長期貯存分解物并實(shí)現(xiàn)其遠(yuǎn)距離運(yùn)輸。

太陽能熱化學(xué)反應(yīng)過程的關(guān)鍵之一是熱化學(xué)反應(yīng)器，而提高太陽能轉(zhuǎn)換效率是熱化學(xué)反應(yīng)的瓶頸問題。體積式反應(yīng)器是目前典型的太陽能熱化學(xué)反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，由于這類反應(yīng)器工作時(shí)一般置于聚焦太陽光焦面處，聚焦太陽光直接照射到催化劑上為化學(xué)反應(yīng)提供熱量，催化劑床層熱損失較大，因此需要對熱化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的高效發(fā)生與太陽能的高效轉(zhuǎn)化利用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于透光透氣聚熱反應(yīng)室的太陽能腔式反應(yīng)器，能夠有效解決現(xiàn)有太陽能熱化學(xué)反應(yīng)器使用過程中太陽輻射利用效率低、熱損失大的問題。