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专利号: 2023100276576
申请人: 丽水学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种仿生螺旋盘状蓄热式气固相反应器,其特征在于,包括螺旋反应盘以及包裹在螺旋反应盘外部的壳体,所述螺旋反应盘内设置气相网管(13),所述螺旋反应盘为密闭腔体结构,所述气相网管(13)沿着螺旋反应盘的螺旋方向设置,所述壳体外设置气相进/出口(4),所述气相进/出口(4)经壳体与气相网管(13)连通;所述螺旋反应盘与气相网管(13)之间填充有固相反应材料(12);所述螺旋反应盘为蜗壳状螺旋盘;

所述螺旋反应盘包括螺旋反应管(7)以及分别置于螺旋反应管(7)两端的螺旋管外端面封板(8)和螺旋管内端面封板(9);所述气相网管(13)置于螺旋反应管(7)内并沿着螺旋反应管(7)的螺旋方向设置,所述气相进/出口(4)依次经壳体、螺旋管外端面封板(8)与气相网管(13)的一端连通,所述气相网管(13)的另一端与螺旋管内端面封板(9)接触;所述蓄热材料(10)置于螺旋反应管(7)与壳体之间;所述固相反应材料(12)置于螺旋管与气相网管(13)之间;

所述仿生螺旋盘状蓄热式气固相反应器还包括置于壳体外的气相连接头(3);所述气相进/出口(4)为气相连接头(3)的其中一个端口,所述气相连接头(3)的另一端口依次穿过壳体、螺旋管外端面封板(8)与气相网管(13)连通;

所述固相反应材料(12)的放热量 和蓄热材料(10)的蓄热量 分别按照下式计算:3

其中: 为的固相反应材料(12)的体积,m;为固相反应材料(12)的孔隙率; 为固相反应材料(12)的密度, ; 为固相反应材料(12)的反应焓, ;M‑1 3

为固相反应材料(12)的摩尔质量,gmol ; 为蓄热材料(10)的体积,m; 为蓄热材料(10)的密度, ; 为蓄热材料(10)的相变潜热, 。

2.根据权利要求1所述的仿生螺旋盘状蓄热式气固相反应器,其特征在于,所述固相反应材料(12)为固体储氢材料,所述固体储氢材料为LaNi5或Mg2Ni。

3.根据权利要求2所述的仿生螺旋盘状蓄热式气固相反应器,其特征在于,所述仿生螺旋盘状蓄热式气固相反应器还包括设置在螺旋反应盘外与壳体之间的蓄热材料(10)。

4.根据权利要求3所述的仿生螺旋盘状蓄热式气固相反应器,其特征在于,所述蓄热材料(10)为相变蓄热材料,所述相变蓄热材料为十水硫酸钠、十水碳酸钠或石蜡。

5.根据权利要求4所述的仿生螺旋盘状蓄热式气固相反应器,其特征在于,所述固相反应材料(12)的体积 的计算公式为:其中:L为螺旋反应管(7)的长度,m; 为螺旋反应管(7)的半径,m; 为气相网管(13)的半径,m;

所述螺旋反应管(7)的长度L按照下式计算:

其中:θ表示螺旋反应管(7)的角度;r为角度θ下对应的半径,m;d为积分符号;a为螺旋起点时的θ值;b为螺旋终点时的θ值; 为螺旋起点时的半径,m;为螺旋线间距,m。

6.根据权利要求5所述的仿生螺旋盘状蓄热式气固相反应器,其特征在于,所述蓄热材料(10)的体积 按照下式计算:其中:h表示壳体的高度,m;θ表示螺旋反应管(7)的角度;r为角度θ下对应的半径,m;a为螺旋起点时的θ值,b为螺旋终点时的θ值,d为积分符号。