[發(fā)明專利]一種電爐粉塵作為循環(huán)介質的太陽能熱化學能量轉化系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113200517B
• 公開（公告）日: 2023-10-10
• 發(fā)明（設計）人: 樓波;梁證隆;余爭曉;閆睿;楊維枝;黎俊杰
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C01B3/10
• 分類號: C01B3/10;C01B3/02;C10L3/00;F24S20/30;C01G49/08;C01G9/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強

1.一種電爐粉塵作為循環(huán)介質的太陽能熱化學能量轉化系統(tǒng)，其特征在于：包括物料輸送子系統(tǒng)、還原反應子系統(tǒng)、鋅處理子系統(tǒng)和鐵處理子系統(tǒng)，

物料輸送子系統(tǒng)用于輸送還原反應子系統(tǒng)反應所需的物料；

還原反應子系統(tǒng)包括用于接收物料輸送子系統(tǒng)所輸送物料且用于在其內部發(fā)生還原反應的還原反應器(6)，且還原反應器(6)中發(fā)生還原反應時由太陽能聚光器(25)提供熱量形成還原所需溫度；

鋅處理子系統(tǒng)包括第一氧化反應器(16)和氣體儲罐(21)，第一氧化反應器(16)的混合氣體入口與還原反應器(6)相通，第一氧化反應器(16)中的固體產物回輸至物料輸送子系統(tǒng)循環(huán)，第一氧化反應器(16)的氣體產物出口與氣體儲罐(21)相通；

鐵處理子系統(tǒng)包括第二氧化反應器(9)、儲氫罐(15)、第二研磨機(10)和磁選機(11)，第二氧化反應器(9)的固體物料入口與還原反應器(6)的固體產物出口相通，第二氧化反應器(9)的氣體產物出口與儲氫罐(15)相通，第二研磨機(10)的入口與第二氧化反應器(9)的固體產物出口相通，磁選機(11)的鐵氧化物出口與物料輸送子系統(tǒng)相通。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種電爐粉塵作為循環(huán)介質的太陽能熱化學能量轉化系統(tǒng)，其特征在于：物料輸送子系統(tǒng)包括第一風機(2)、用于提供甲烷的甲烷儲存罐(1)、用于儲存第一氧化反應器(16)中產生的固體物料的第一固體物料儲存罐(3)、用于提供電爐粉塵的電爐粉塵儲存罐(4)和用于儲存第二氧化反應器(9)中產生的鐵類固體物料的第二固體物料儲存罐(5)，甲烷儲存罐(1)、第一固體物料儲存罐(3)、電爐粉塵儲存罐(4)和第二固體物料儲存罐(5)均通過管道與還原反應子系統(tǒng)連通，且所儲存的物料在第一風機(2)的風力下輸送至還原反應子系統(tǒng)。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種電爐粉塵作為循環(huán)介質的太陽能熱化學能量轉化系統(tǒng)，其特征在于：還原反應器(6)包括混合物料進口管道(6-2)和與混合物料進口管道(6-2)相通的分離腔體(6-6)，混合物料進口管道(6-2)上開設有用于讓太陽能入射的入射窗(6-1)，分離腔體上設置有與混合物料進口管道(6-2)的出口相通的氣體產物出口(6-3)和固體產物出口(6-4)。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種電爐粉塵作為循環(huán)介質的太陽能熱化學能量轉化系統(tǒng)，其特征在于：混合物料進口管道(6-2)為盤旋管道，管道與水平線的夾角為30°-40°，兩條管道之間連接的圓弧管道弧度為90°，入射窗(6-1)位于太陽能聚光器的聚光中心線上。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種電爐粉塵作為循環(huán)介質的太陽能熱化學能量轉化系統(tǒng)，其特征在于：還原反應子系統(tǒng)還包括第一冷卻器(7)和第一鎖氣器(8)，還原反應器(6)上的固體產物出口依次經第一冷卻器(7)、第一鎖氣器(8)與第二氧化反應器(9)相通。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種電爐粉塵作為循環(huán)介質的太陽能熱化學能量轉化系統(tǒng)，其特征在于：鋅處理子系統(tǒng)還包括第二鎖氣器(17)和第一研磨機(18)，所述第二鎖氣器(17)與第一氧化反應器(16)的固體產物出口相通，所述第一研磨機(18)與第二鎖氣器(17)連接。

7.根據(jù)權利要求1所述的一種電爐粉塵作為循環(huán)介質的太陽能熱化學能量轉化系統(tǒng)，其特征在于：鋅處理子系統(tǒng)還包括第二冷卻器(19)和第一氣水分離器(20)，所述第二冷卻器(19)與第一氧化反應器(16)的氣體產物出口相通，所述第二冷卻器(19)與第一氣水分離器(20)的分離入口連接，第一氣水分離器(20)的分離出口與所述氣體儲罐(21)連接。

8.根據(jù)權利要求1所述的一種電爐粉塵作為循環(huán)介質的太陽能熱化學能量轉化系統(tǒng)，其特征在于：鐵處理子系統(tǒng)還包括第三冷卻器(13)和與第三冷卻器(13)連接的第二氣水分離器(14)，第二氧化反應器(9)的氣體產物出口與第三冷卻器(13)的入口相通，第二氣水分離器(14)的分離出口與儲氫罐(15)相通。