一种基于化学提质蓄热的低温余热增焓储热系统的制作方法

技术特征：
1.一种基于化学提质蓄热的低温余热增焓储热系统，其特征在于包含中低温余热存储单元、化学热泵提质单元和中高温蓄热单元；其中，所述中低温余热存储单元完成外部中低温余热的存储；所述化学热泵提质单元完成部分已存储中低温余热的化学提质；所述中高温蓄热单元完成经提质的中高温热能的存储，从而实现低品位余热转变为高品位热能并储存。2.根据权利要求1所述的一种基于化学提质蓄热的低温余热增焓储热系统，其特征在于：所述中低温余热存储单元，包括中低温余热化学存储装置1、中低温储热装置2、中低温生成物储罐3、吸热反应装置4和压气机a；所述化学热泵提质单元，包括吸热反应装置4、精馏塔5、分离装置6、回热器7和中高温余热化学存储装置8；所述中高温蓄热单元，包括中高温热能化学存储装置8、中高温储热装置9、中高温生成物储罐10和压气机b；其中，所述中低温余热存储单元的中低温余热化学存储装置1的内部换热器i的出口通过管道与中低温储热装置2的载余热介质热源入口连接；所述中低温余热化学存储装置1的反应产物出口通过管道经吸热反应装置4的内部换热器ii、中低温储热装置2及压气机a与中低温生成物储罐3的入口连接；所述中低温生成物储罐3的出口通过管道、阀门经中低温储热装置2与中低温余热化学存储装置1的反应产物入口连接；其中，所述化学热泵提质单元的吸热反应装置4的反应原料
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反应产物出口通过管道经精馏塔5的反应原料
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反应产物通道与分离装置6的反应原料
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反应产物入口连接；所述分离装置6的反应产物出口通过管道经回热器7的反应产物通道与中高温热能化学存储装置8的内部反应器管道入口连接；所述中高温热能化学存储装置8的内部反应器管道出口通过管道经回热器7的反应原料通道与吸热反应装置4的反应原料入口连接；所述分离装置6的反应原料出口通过管道与精馏塔5的反应原料入口连接；所述精馏塔5的反应原料出口通过管道与吸热反应装置4的反应原料入口连接；其中，所述中高温蓄热单元的中高温热能化学存储装置8的反应产物出口通过管道经中高温储热装置9的反应产物通道、压气机b与中高温生成物储罐10的入口连接；所述中高温生成物储罐10的出口通过管道、阀门经中高温储热装置9的反应产物通道与中高温热能化学存储装置8的反应产物入口连接。3.根据权利要求1所述的一种基于化学提质蓄热的低温余热增焓储热系统，其特征在于包括储热和释热两种运行模式：在储热模式下，所述中低温余热存储单元中，具有一定温度的载余热介质进入中低温余热化学存储装置1的内部换热器i进行换热，换热后载余热介质温度降低并进入中低温储热装置2进一步释放热量，随后排至外界环境；中低温余热化学存储装置1内部存储的反应原料通过内部换热器i吸收来自载余热介质的热量，反应原料吸热升温，在合适的温度及压力下发生正向吸热反应，反应产物中包含有固态、气态或液态的生成物，随后根据生成物相态及密度的不同，将生成物分离，密度大的固态生成物留在中低温余热化学存储装置1中；具有一定温度且密度小的气态或液态生成物在压气机a的作用下进入吸热反应装置4的内部换热器ii进行换热，换热后具有一定温度且密度小的气态或液态生成物温度降低并进入中低温储热装置2进一步释放热量，随后经压气机a送入中低温生成物储罐3进行储存，从而完成中低温余热存储过程；在储热模式下，所述化学热泵提质单元中，吸热反应装置4内部的反应原料通过内部换
热器ii吸收来自中低温余热化学存储装置1的具有一定温度且密度小的气态或液态生成物的热量，反应原料吸热升温，在合适的温度及压力下发生正向吸热反应，反应产物与部分未反应的反应原料被输送至精馏塔5；在所述精馏塔5中，根据反应产物和反应原料沸点的不同，将反应产物与反应原料进行分离，沸点较高的大部分反应原料留在精馏塔5中，随后被排回至吸热反应装置4，经分离得到的具有一定温度且沸点较低的反应产物和少量反应原料温度降低并进入分离装置6；在所述分离装置6中，将反应原料和反应产物进行进一步分离，得到高纯度反应产物，被分离出的反应原料回到精馏塔5，高纯度反应产物进入回热器7：在所述回热器7中，高纯度反应产物吸热升温，随后进入中高温热能化学存储装置8的内部反应器管道；在所述中高温热能化学存储装置8的内部反应器管道中，高纯度反应产物在合适的温度及压力下发生逆向放热反应，放出的热量被中高温热能化学存储装置8的内部反应器管道外部填充的反应原料吸收，同时逆向放热反应生成的具有一定温度的反应原料以及未反应的反应产物排回至回热器7；在所述回热器7中，具有一定温度的反应原料以及未反应的反应产物与来自分离装置6的高纯度反应产物进行换热，具有一定温度的反应原料以及未反应的反应产物放热降温并排回至吸热反应装置4，从而完成化学提质过程；在储热模式下，所述中高温蓄热单元中，中高温热能化学存储装置8的内部反应器管道外部填充的反应原料吸收热量后升温，在合适的温度及压力下发生正向吸热反应，反应产物中包含固态、气态或液态的生产物，随后根据生成物相态及密度的不同，将生成物分离，密度大的固态生成物留在中高温热能化学存储装置8中；具有一定温度且密度小的气态或液态的生成物在压气机b的作用下进入中高温储热装置9进行换热，换热后具有一定温度且密度小的气态或液态生成物温度降低并经压气机b送入中高温生成物储罐10进行储存，从而完成中高温蓄热过程；在释热模式下，所述中低温余热存储单元中，中低温生成物储罐3中之前储存的气态或液态的生成物释放并进入中低温储热装置2进行换热，被预热至一定温度后进入中低温余热化学存储装置1，在合适的温度及压力下与中低温余热化学存储装置1中原有的固态生成物发生逆向放热反应，外部循环工质通过中低温余热化学存储装置1的内部换热器iii吸收化学反应放出的热量，然后用于其他工业生产或日常生活用途；同时，所述中高温蓄热单元中，中高温生成物储罐10中之前储存的气态或液态的生成物释放并进入中高温储热装置9进行换热，被预热至一定温度后进入中高温热能化学存储装置8，在合适的温度及压力下与中高温热能化学存储装置8中原有的固态生成物发生逆向放热反应，外部循环工质通过中高温热能化学存储装置8的内部换热器iv吸收化学反应放出的热量，然后用于其他工业生产或日常生活用途。

技术总结
一种基于化学提质蓄热的低温余热增焓储热系统，属于储能技术领域。本发明可基于化学提质蓄热原理对工业生产及日常生活中的中低温余热进行储存，且可对部分已储存的低品位余热进行化学提质，最后将提质后的中高温热能存储于系统内，实现了低品位余热的中低温储存、化学提质和中高温储存及释放，扩大了原有低品位余热的应用范围，与传统的储热方式相比，具有热能密度高，热损失小，系统热效率高，经济效益好的特点。益好的特点。益好的特点。


技术研发人员：冉鹏 张森 辛迪雅
受保护的技术使用者：华北电力大学（保定）
技术研发日：2021.07.24
技术公布日：2021/11/24