[发明专利]多孔型热反应器及一体化抛物槽式太阳能热化学反应装置

说明书

本发明公开了一种多孔型热反应器及一体化抛物槽式太阳能热化学反应装置，多孔型热反应器包括石英壳体、催化床，石英壳体的表面设置有透光构件，石英壳体的左右两端分别设置有反应物入口和反应物出口；催化床设置于石英壳体内，在催化床的内部设有反应物流道，在催化床的上下表面均开有若干透光小孔，透光小孔与反应物流道连通。一体化抛物槽式太阳能热化学反应装置包括上述的多孔型热反应器、抛物槽式聚光器，多孔型热反应器位于抛物槽式聚光器的焦线上，多孔型热反应器可以使太阳光深入催化床，在催化床内部形成内部热源，将传统的变单一表面加热为内部体热源加热，保证催化床的均匀温度场分布从而助于热反应的发生。

技术领域

本发明涉及太阳能利用技术领域，特别涉及一种多孔型热反应器及一体化抛物槽式太阳能热化学反应装置。

背景技术

太阳能作为一种丰富的绿色、清洁、无污染的可再生能源，取之不尽，用之不竭。据统计，一小时内到达地球的太阳能总量就足以供给全人类一年的能源消耗。但是自然界中太阳光能量密度低，难以被直接高效利用。因此通过聚光方式，获得高聚光比的太阳能，有助于提高集热品质。所以太阳能聚光光热技术是一种有效的利用太阳能的技术手段。于此同时，热化学反应装置需要高效的热源供给，聚光光热与热化学反应结合的方式可有效的强化热化学反应过程，加快热化学反应速率，减少化石能源消耗。但是，当前尚未有针对热反应的聚光型反应器，且聚光型反应器由于聚光方式将致使热反应器遭受非均匀加热，从而致使热反应器承受非均匀温度场。热反应器内温度的不均匀性将严重影响热化学反应过程，从而阻碍热化学反应在聚光光热领域中的应用。

发明内容

本发明目的在于提供一种多孔型热反应器及一体化抛物槽式太阳能热化学反应装置，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：

首先本发明提供一种多孔型热反应器，其包括：石英壳体、催化床，石英壳体的表面设置有透光构件，所述石英壳体的左右两端分别设置有反应物入口和反应物出口；催化床设置于石英壳体内，在所述催化床的内部设贯通所述反应物入口和反应物出口的反应物流道，在所述催化床的上下表面均开有若干透光小孔，所述透光小孔与所述反应物流道连通，在所述透光小孔的内壁附着有催化剂。

本方案中的多孔型热反应器在使用时，太阳光透过石英壳体表面的透光构件，然后透过催化床上的若干透光小孔深入催化床内部完成光热转化，将传统的变单一表面加热为内部体热源加热，保证催化床的均匀温度场分布从而助于热反应的发生；此外，催化剂附着于透光小孔的内壁，当反应物流进反应物流道时，使得反应物与催化剂充分接触，保证热反应的高效进行。

作为上述技术方案的进一步改进，所述反应物流道设置有多个，多个反应物流道呈前后间隔。多个反应物流道前后平铺设置，提高反应物的流量，提高热反应的效率。

作为上述技术方案的进一步改进，所述透光构件为增透膜，增透膜对太阳光具有高透过率，以提高集热效率。

作为上述技术方案的进一步改进，所述石英壳体内部四周设置有真空夹层。真空夹层用于降低热反应器的热损失。

作为上述技术方案的进一步改进，所述反应物流道与透光小孔的轴向方向垂直布置。这样形成折流，提高反应的效率。

此外，本发明还提供一种一体化抛物槽式太阳能热化学反应装置，其包括上述的多孔型热反应器、及机架、安装于机架上的抛物槽式聚光器，所述多孔型热反应器位于抛物槽式聚光器的焦线上。

多孔型热反应器中的一面接收聚集太阳光，一面接收非聚集的自然光，多孔型热反应器可以使太阳光深入催化床，在催化床内部形成内部热源，改变催化床单一表面热源加热为体热源加热，可有效改善催化床不均匀加热问题，利于热反应的进行。