CN212102721U - 一种熔融盐蓄热的太阳能煤气化实验装置 - Google Patents

一种熔融盐蓄热的太阳能煤气化实验装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了属于太阳能热化学领域的一种熔融盐蓄热的太阳能煤气化实验装置。该***主要由碟式太阳能集热器、蓄热材料利用与回收***、给料器、进气***、滴管式煤气化炉、产气处理***组成。在该***中，聚集的集中太阳辐射为熔融盐提供热量，产生的高温熔融盐送入滴管式煤气化炉为气化反应提供能量；反应完成后进行熔融盐回收并继续利用，克服太阳能辐射强度的变化的影响。该***利用集中太阳能辐射加热熔融盐进行稳定储能，通过高温的熔融盐对气化反应进行稳定供能；通过回收装置实现熔融盐的持续利用；二者耦合，可避免太阳能波动对于气化反应的影响，实现太阳能热量稳定高效的利用。

Description

一种熔融盐蓄热的太阳能煤气化实验装置
技术领域
本实用新型属于太阳能热化学领域，特别涉及一种熔融盐蓄热的太阳能煤气化实验装置，用于提供均匀稳定的气化温度。
背景技术
煤炭是世界上储存最丰富的化石能源，储存量约一万亿吨，对保障全球能源安全有着重要意义。同样的，在我国的能源结构中，煤炭资源占据很大的比重，此后，中国煤炭消费量一直在全球一半以上。众所周知，煤炭直接燃烧排放的有害气体和烟灰会使生态环境遭到严重破坏，但由于中国“富煤、缺油、少气”的资源禀赋决定了在未来相当长一段时间内煤炭仍将是主要能源，因此改变煤炭的利用方式刻不容缓。燃烧、热解和气化等热化学转化是可广泛应用于生产清洁能源的核心技术，而煤的气化是煤转化技术中最主要的方面，并已获得广泛的应用。同时，太阳能是储量最丰富的可再生能源，每小时到达地球表面的太阳能几乎可以满足人类目前一年内的能量需求。传统的煤气化一方面会消耗一部分原料煤，另一方面会产生温室气体，不利于环境的保护。选择集中太阳辐射作为煤气化所需要的能量来源，既可以提高碳转化率，降低二氧化碳气体的排放，同时提高了燃料的热值，满足了经济性需求。但是由于太阳能具有辐射强度波动性大、间歇性的缺点，无法为气化反应提供均匀稳定的温度场。
有鉴于此，本实用新型提出了一种熔融盐蓄热的太阳能煤气化实验装置，采用熔融盐作为蓄热材料，接收集中太阳辐射达到稳定的温度，为歧化反应提供稳定均匀的温度场。
实用新型内容
本实用新型的目的是提出一种熔融盐蓄热的太阳能煤气化实验装置，其特征在于，碟式太阳能集热器（1）连接高温储料罐（2），高温储料罐（2）与进料管14、反应炉储料腔13、出料管15串联形成回路；氩气瓶4连接气体质量流量控制器5，气体质量流量控制器5连接给料器3出口；去离子水箱6与蠕动泵7、水蒸气蒸发器8、给料器3出口依次串联；给料器3与连接反应管9；反应管9内支撑管11保持多孔陶瓷10位置不变；绝热腔体12包裹反应炉储料腔13，反应炉储料腔13包裹反应管9反应区域；反应管9出口与冷凝器16、过滤器17、阀门18、储气室19依次串联。
本实用新型具有以下优点及有益效果：通过采用熔融盐为蓄热材料接收集中太阳辐射为气化反应提供能量，解决了用集中太阳辐射直接为气化反应提供能量过程中温度场分布不均匀的问题。
附图说明
图1为一种熔融盐蓄热的太阳能煤气化实验装置示意图。
图中：1-碟式太阳能集热器，2-高温储料罐，3-给料器，4-氩气瓶，5-气体质量流量控制器，6-去离子水箱，7-蠕动泵，8-水蒸气发生器，9-反应管，10-多孔陶瓷，11-支撑管，12-绝热腔体，13-反应炉储料腔，14-进料管，15-出料管，16-冷凝器，17-过滤器，18-阀门，19-储气室。
具体实施方式
本实用新型提出了一种熔融盐蓄热的太阳能煤气化实验装置，下面结合附图予以说明。
如图1所示的一种熔融盐蓄热的太阳能煤气化实验装置，其特征在于，碟式太阳能集热器1连接高温储料罐2，高温储料罐2与进料管14、反应炉储料腔13、出料管15串联形成回路；氩气瓶4连接气体质量流量控制器5，气体质量流量控制器5连接给料器3出口；去离子水箱6与蠕动泵7、水蒸气蒸发器8、给料器3出口依次串联；给料器3与连接反应管9；反应管9内支撑管11保持多孔陶瓷10位置不变；绝热腔体12包裹反应炉储料腔13，反应炉储料腔13包裹反应管9反应区域；反应管9出口与冷凝器16、过滤器17、阀门18、储气室19依次串联。
所述的一种熔融盐蓄热的太阳能煤气化实验装置的原理，其特征在于，熔融盐储存在高温储料罐2内，经碟式太阳能集热器1聚集高温集中太阳辐射到高温储料罐2用于加热其中的熔融盐，随后将达到气化温度的熔融盐通过进料管14送入反应炉储料腔13，经出料管15排出后被送回高温储料罐2继续加热，氩气瓶4中的氩气作为吹扫气由气体质量流量控制器5控制流量，与来自由去离子水箱6、蠕动泵7、水蒸气发生器8产生的高温水蒸气在给料器3出口下端混合，进入反应管9内发生气化反应，生产合成气，反应管内中的多孔陶瓷10的位置由其底部的支撑管11保持，目的是为了延长煤粉在反应管9内的停留时间，反应管9的反应区域被反应炉储料腔13包裹，用于放置高温熔融盐为气化反应供能，绝热腔体12作为保温层包裹反应炉储料腔13与反应管9非反应区域，产生的合成气经反应管9出口排出，进入冷凝器16冷却降温，随后进入过滤器17出去固体颗粒，最后经阀门18控制进入储气室19进行储存。

Claims (1)

1.一种熔融盐蓄热的太阳能煤气化实验装置，其特征在于，碟式太阳能集热器（1）连接高温储料罐（2），高温储料罐（2）与进料管（14）、反应炉储料腔（13）、出料管（15）串联形成回路；氩气瓶（4）连接气体质量流量控制器（5），气体质量流量控制器（5）连接给料器（3）出口；去离子水箱（6）与蠕动泵（7）、水蒸气蒸发器（8）、给料器（3）出口依次串联；给料器（3）与连接反应管（9）；反应管（9）内支撑管（11）保持多孔陶瓷（10）位置不变；绝热腔体（12）包裹反应炉储料腔（13），反应炉储料腔（13）包裹反应管（9）反应区域；反应管（9）出口与冷凝器（16）、过滤器（17）、阀门（18）、储气室（19）依次串联。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113416582A (zh) * 2021-08-06 2021-09-21 宁夏大学 一种光热陶粒加热生物质制合成气***及其制备方法
CN114797688A (zh) * 2022-04-20 2022-07-29 华中科技大学 一种连续式聚光太阳能驱动生物质热转化***

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