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

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110484538.4
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113200517B
• 公開（公告）日: 2023-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樓波;梁證隆;余爭曉;閆睿;楊維枝;黎俊杰
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 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(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強(qiáng)

本發(fā)明公開了一種電爐粉塵作為循環(huán)介質(zhì)的太陽能熱化學(xué)能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，包括物料輸送子系統(tǒng)、還原反應(yīng)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(yīng)子系統(tǒng)反應(yīng)所需的物料；還原反應(yīng)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(nèi)部發(fā)生還原反應(yīng)的還原反應(yīng)器；鋅處理子系統(tǒng)包括第一氧化反應(yīng)器和氣體儲(chǔ)罐；鐵處理子系統(tǒng)包括第二氧化反應(yīng)器、儲(chǔ)氫罐、第二研磨機(jī)和磁選機(jī)。本發(fā)明以電爐粉塵作為循環(huán)介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了把太陽能儲(chǔ)存到氣體燃料中，利用還原反應(yīng)器以及氧化反應(yīng)器獲得高品位的Fe3O4和CO、H2等可燃?xì)怏w，同時(shí)完成實(shí)現(xiàn)電爐粉塵的資源化處理利用的結(jié)合，系統(tǒng)過程能耗低、環(huán)保清潔無環(huán)境污染。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電爐粉塵的處理技術(shù)領(lǐng)域以及太陽能儲(chǔ)能領(lǐng)域，具體涉及一種電爐粉塵作為循環(huán)介質(zhì)的太陽能熱化學(xué)能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)。

背景技術(shù)

我國電爐煉鋼粉塵產(chǎn)量大、回收價(jià)值高，目前我國電爐煉鋼粉塵的產(chǎn)量已經(jīng)超過100萬噸，其中大部分都被堆積填埋，只有小部分被回收處理。電爐粉塵中含有大量的Fe和Zn，若能將其充分回收利用，可緩解我國目前資源日益緊張的狀況。電爐粉塵的回收處理方法包括：固化和穩(wěn)定技術(shù)、返回?zé)Y(jié)、濕法提取、火法工藝，其中火法工藝相對其他工藝較為成熟，但需要用焦炭等提供熱源。

太陽能是一種可再生能源，且儲(chǔ)量大，盡管太陽輻射到地球大氣層的能量僅為其總輻射能量的22億分之一，但已高達(dá)173000TW，相當(dāng)于500萬噸煤，若能有效地利用太陽能，可適量減少我國目前的燃煤需求，緩解能源緊缺的現(xiàn)狀。太陽能的光熱利用是通過平板型集熱器、真空管集熱器和聚焦集熱器等太陽能收集裝置吸收太陽能，再把熱量傳遞到導(dǎo)熱油或者熱水進(jìn)行利用。太陽能熱化學(xué)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)則是把太陽能熱能促使某物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，把太陽能轉(zhuǎn)化化學(xué)能儲(chǔ)存到燃料中。

公開號為CN210087413U的專利，公開了一種氨基太陽能熱化學(xué)循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過碟式拋物面聚光鏡聚焦太陽能，使氨氣與氫氣進(jìn)行反應(yīng)合成NH₃，生成的高壓氣態(tài)NH₃再進(jìn)入透平機(jī)中做功，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

公開號為CN210374744U的專利，公開了一種基于金屬氧化物熱化學(xué)儲(chǔ)能體系的太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用太陽能作為能源，利用Co₃O₄/CoO作為循環(huán)介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)金屬氧化物熱化學(xué)儲(chǔ)能體系和太陽能光熱發(fā)電的有機(jī)結(jié)合。

以上系統(tǒng)采用的原料NH₃和Co₃O₄/CoO，成本很高，影響了其商業(yè)應(yīng)用。

以電爐粉塵作為太陽能熱化學(xué)能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的循環(huán)介質(zhì)，把太陽能儲(chǔ)存到氣體燃料中，實(shí)現(xiàn)電爐粉塵的資源化處理和可再生能源太陽能的利用結(jié)合，無疑有更好的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種電爐粉塵作為循環(huán)介質(zhì)的太陽能熱化學(xué)能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電爐粉塵處理利用與太陽能儲(chǔ)能相結(jié)合。

本發(fā)明提供的一種電爐粉塵作為循環(huán)介質(zhì)的太陽能熱化學(xué)能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，包括物料輸送子系統(tǒng)、還原反應(yīng)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(yīng)子系統(tǒng)反應(yīng)所需的物料；

還原反應(yīng)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(nèi)部發(fā)生還原反應(yīng)的還原反應(yīng)器，且還原反應(yīng)器中發(fā)生還原反應(yīng)時(shí)由太陽能聚光器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(yīng)器和氣體儲(chǔ)罐，第一氧化反應(yīng)器的混合氣體入口與還原反應(yīng)器相通，第一氧化反應(yīng)器中的固體產(chǎn)物回輸至物料輸送子系統(tǒng)循環(huán)，第一氧化反應(yīng)器的氣體產(chǎn)物出口與氣體儲(chǔ)罐相通；

鐵處理子系統(tǒng)包括第二氧化反應(yīng)器、儲(chǔ)氫罐、第二研磨機(jī)和磁選機(jī)，第二氧化反應(yīng)器的固體物料入口與還原反應(yīng)器的固體產(chǎn)物出口相通，第二氧化反應(yīng)器的氣體產(chǎn)物出口與儲(chǔ)氫罐相通，第二研磨機(jī)的入口與第二氧化反應(yīng)器的固體產(chǎn)物出口相通，磁選機(jī)的鐵氧化物出口與物料輸送子系統(tǒng)相通。