一種用于化學(xué)蓄熱的蜂窩塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱能利用，特別是利用可逆的化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)熱能的儲存的蜂窩狀材料。
【背景技術(shù)】
[0002]蓄熱器是對熱能進(jìn)行儲存的設(shè)備，現(xiàn)有的蓄熱器為蒸汽型和液體蓄熱器；
在工業(yè)節(jié)能領(lǐng)域，將余熱進(jìn)行回收并儲存，通常采用相變技術(shù)進(jìn)行蓄熱，在低溫領(lǐng)域采用蓄冰技術(shù)實(shí)現(xiàn)蓄熱；
在太陽能領(lǐng)域，采用熔融鹽蓄熱，雖然熔融鹽可以實(shí)現(xiàn)高溫的儲存，但是由于其需要從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w，因而需要熱能將其加熱，同時熔融鹽的毒性、經(jīng)濟(jì)型、安全性也存在問題，因而熔融鹽蓄熱的使用受到限制。
[0003]在太陽能領(lǐng)域，也采用空氣或其他氣體進(jìn)行蓄熱，但其熱熔小，無法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的熱能存儲。
[0004]蓄能電站采用電能進(jìn)行儲存，特別是風(fēng)電及光伏組成的電能，由于其無法實(shí)現(xiàn)儲存，因而不得不大量的拋棄，造成大量的浪費(fèi)。如果采用熱能進(jìn)行儲存，需要具備大功率的存儲能力的儲存器。
[0005]工業(yè)窯爐的排出物鋼渣等，以及各種礦山開發(fā)所形成的尾礦，已經(jīng)堆積如上，并且存在危險(xiǎn)隱患，如何有效經(jīng)濟(jì)利用，將是一個非常的需要解決的問題。
[0006]利用可逆的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行蓄熱，已經(jīng)成為一種可行的技術(shù)，但是仍沒有用于工業(yè)生產(chǎn)，主要原因在于化學(xué)物質(zhì)的組分以及傳熱的矛盾，很多可逆反應(yīng)的傳熱性能差，無法解決傳熱與化學(xué)反應(yīng)之間的矛盾，使得雖然原則可以，但是無法實(shí)際的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種用于化學(xué)蓄熱的蜂窩塊，可以實(shí)現(xiàn)高溫、大規(guī)模、低成本、高效率的蓄熱，并適合于10-1500度的溫度的蓄熱，至少包含一組可以進(jìn)行可逆反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)，以及一組微孔材料，由含有微孔的材料組成，按照重量比化學(xué)物質(zhì)占50%_90%，以及一組微孔顆粒占3%_70%，將其進(jìn)行混合后成為化學(xué)蓄熱材料；將其成形為多邊形柱結(jié)構(gòu)，然后成行為蜂窩塊。
[0008]本發(fā)明可以采用尾礦及窯爐排出物實(shí)現(xiàn)固體顆粒的生產(chǎn)制造，使得資源可以被充分的利用。
[0009]具體
【發(fā)明內(nèi)容】
如下:
一種用于化學(xué)蓄熱的蜂窩塊，其特征是:至少包含一組可以進(jìn)行可逆反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)，以及一組由含有微孔的材料組成的微孔材料，按照重量比化學(xué)物質(zhì)占50%-90%，微孔顆粒占3%-70%，將其進(jìn)行混合后成為化學(xué)蓄熱材料；將其成形為多邊形柱結(jié)構(gòu)的固體蜂窩塊，多邊形柱的上設(shè)置有進(jìn)口以及出口，設(shè)置有進(jìn)口或出口的側(cè)面稱為通道側(cè)面，沒有設(shè)置進(jìn)口或出口的稱為非通道側(cè)面，一個多邊形柱的通道側(cè)面與另一個多邊形柱的通道側(cè)面或非蜂窩通道側(cè)面相互連接后形成通道，多個多邊形柱連接成為一個蜂窩塊，連接后的蜂窩塊的通道具備有密閉性，可以使流體在通道內(nèi)流通不泄露，蜂窩塊適用于10-1500度的熱能的傳熱、換熱、蓄熱。
[0010]所成形后的多邊形柱結(jié)構(gòu)的固體蜂窩塊選擇自下列一種:
A、多層固體蜂窩塊:至少由二層的化學(xué)蓄熱材料，第二層位于第一層外部，第二層完全將比第一層包裹在第一層內(nèi)；
B、多部固體蜂窩塊:化學(xué)蓄熱材料分為多個部分，至少一個部分的材料與另外一個部分的材料的材質(zhì)不相同；
C、多部多層固體蜂窩塊:至少由二層的化學(xué)蓄熱材料組成，第二層位于第一層外部，第二層完全將比第一層包裹在第一層內(nèi)，每一層化學(xué)蓄熱材料分為多個部分，至少一個部分的材料與另外一個部分的材料的材質(zhì)不相同。
[0011]在固體蜂窩塊的蜂窩通道側(cè)面或者非蜂窩通道側(cè)面上設(shè)置有連接定位結(jié)構(gòu)，將一個固體蜂窩塊與另外一個進(jìn)行相互連接，連接結(jié)構(gòu)采用下列一種:
A、在固體蜂窩塊上加工有凹或/和凸部位，一個固體蜂窩塊上凹結(jié)構(gòu)可以與另外一個的凸結(jié)構(gòu)相互連接；
B、在固體蜂窩塊上加工有凹或/和凸部位，一個固體蜂窩塊上凹結(jié)構(gòu)可以與另外一個的凹結(jié)構(gòu)相互組成通道或通過另外一個全部設(shè)置為凸結(jié)構(gòu)的固體蜂窩塊上相互連接；
C、在固體蜂窩塊上加工有凹或/和凸部位，一個固體蜂窩塊上凸結(jié)構(gòu)可以與另外一個的凸結(jié)構(gòu)相互組成通道或通過另外一個全部設(shè)置為凹結(jié)構(gòu)的固體蜂窩塊上相互連接；
D、在固體蜂窩塊上至少包含有一個磁性材料或者金屬材料，一個固體蜂窩塊上磁性材料可以與另外一個磁性材料或者金屬材料相互連接。
[0012]在固體蜂窩塊上設(shè)置有空腔；在空腔內(nèi)設(shè)置有蓄熱材料；蓄熱材料為相變材料。
[0013]固體蜂窩塊的外部形狀、內(nèi)部蜂窩、多層形狀、多部分的每個部分的形狀，選擇下列一種或其組合:圓形、多邊形、菱形、扇形、三角形、弧形。
[0014]在蜂窩塊上組成的通道上設(shè)置有金屬管或熱管用于傳熱。
[0015]可逆化學(xué)反應(yīng)及化學(xué)物質(zhì)選自下列一種:
A、結(jié)晶水合物反應(yīng):Χ.ηΗ20=Χ+ηΗ20,或者 X.nH20=X.mH20+ (n_m) H2O 其中 X.nH20 選自:FeS04.7H20、NiSO4.7H20, ZnSO4.7H20, CuSO4.5H20, Ba(OH)2.1H2O, Na 2S04.1H2O,CaC12.6H20, HPO4.12H20, Ca (NO3).4H20, Na2S2O3.5H20 ；
B、無機(jī)氫氧化物熱分解:X(0H)N=X0+H20，其中X為至少包括氫氧化鋇(Ba (OH) 2)、氫氧化鎂(Mg (OH) 2、氫氧化鈷、氫氧化鋰、氫氧化鎂、氫氧化銀、氫氧化亞鐵、氫氧化銅、氫氧化鋅、氫氧化鈹中的一種；
C、碳酸化合物分解:XC03=X0+C02,其中X 選自:CaC03，MgCO3,K2CO3, SrCO3, Li2CO3,NaCO3
D、有機(jī)物的氫化和脫水反應(yīng):CXHy=CXHy-2X+XH2，其中CxHy選自C2H6,C6H12;
E、金屬氫化物的熱分解:XHn=X+n/2H2。
[0016]所述的微孔材料選擇自下列一種:沸石、氧化鋁、硅膠、活性炭、聚丙烯酰胺、碳分子篩、新型材料NSUL-1、新型材料NSUL-2。
[0017]還另外包含有金屬或金屬氧化物，占化學(xué)物質(zhì)以及微孔材料重量總和的10%_70%，選自下列一種或者多種: A、金屬氧化物:至少包括:氧化鐵,氧化鋁,三氧化二鐵；
B、金屬:至少包括鋅、鐵、招、錫、銅、鎂、鉀、鈉、鋇；
C、尾礦粉:包括各種礦選礦后形成的尾礦物；
D、窯爐的排出物:至少包括冶金、化工、電力、煤炭行業(yè)窯爐排出的鋼渣、鐵渣、煤灰。
[0018]所述的ABCD 的重量比例為:A 占 30%_70%，B 占 10_50%，C 占 10%_50%，D 占 10_60%。
[0019]采用本發(fā)明的技術(shù)方案可產(chǎn)生如下的有益效果:
1、本發(fā)明采用化學(xué)蜂窩塊實(shí)現(xiàn)高溫蓄熱，可以實(shí)現(xiàn)10-1500度的熱能儲存，安全可靠；
2、本發(fā)明可以有效的利用尾礦及鋼渣實(shí)現(xiàn)蓄熱材料的生產(chǎn)，使得資源可以被有效的利用。
[0020]3、本發(fā)明可以應(yīng)用于工業(yè)余熱、太陽能、地?zé)?、生物質(zhì)等多種應(yīng)用。
【附圖說明】
[0021]圖1是內(nèi)部設(shè)置有通道的六邊形柱示意圖。
[0022]圖2是外部設(shè)置有凹結(jié)構(gòu)的六邊形柱示意圖。
[0023]圖3是六邊形柱組成的蜂窩塊通過金屬管傳熱示意圖。
[0024]圖4是帶有熱管傳熱的蜂窩塊示意圖。
[0025]圖中標(biāo)號含義:
1:六邊形柱，2:內(nèi)部通道，3:外部凹結(jié)構(gòu)，4:金屬管，5:熱管，6:蜂窩塊。
【具體實(shí)施方式】
[0026]實(shí)施例1、內(nèi)部設(shè)置有通道的六邊形柱
圖1所示的六邊形柱，至少包含一組可以進(jìn)行可逆反應(yīng)的化學(xué)物