一種用于高溫傳熱的固體粒塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱能利用，特別是利用固體粒塊實現(xiàn)熱能儲存、交換和利用。
【背景技術(shù)】
[0002]蓄熱器是對熱能進行儲存的設備，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，將余熱進行回收并儲存，通常采用相變技術(shù)進行蓄熱，在低溫領(lǐng)域采用蓄冰技術(shù)實現(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行蓄熱，但其熱熔小，無法實現(xiàn)大規(guī)模的熱能存儲。
[0004]蓄能電站采用電能進行儲存，特別是風電及光伏組成的電能，由于其無法實現(xiàn)儲存，因而不得不大量的拋棄，造成大量的浪費。如果采用熱能進行儲存，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，并且存在危險隱患，如何有效經(jīng)濟利用，將是一個非常的需要解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種用于高溫傳熱的固體粒塊，可以實現(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，本發(fā)明可以采用尾礦及窯爐排出物，并將其用于蓄熱材料的加工，將由金屬或非金屬或其混合物組成的固體顆粒，將多種固體顆粒進行混合后，將其成形為固體粒塊，每個固體粒塊上設置有進口以及出口，或者設置有凹凸結(jié)構(gòu)，一個固體粒塊的進口與另外一個的出口可以進行連接后形成通道，或者一個固體粒塊的凹結(jié)構(gòu)與另外一個的凸或凹結(jié)構(gòu)連接后形成通道，連接后的通道具備有密閉性，可以使流體在通道內(nèi)流通不泄露，固體粒塊適用于10-1500度的熱能的傳熱、換熱、蓄熱。
[0007]本發(fā)明可以采用尾礦及窯爐排出物實現(xiàn)固體顆粒的生產(chǎn)制造，使得資源可以被充分的利用。
[0008]具體
【發(fā)明內(nèi)容】
如下:
于高溫傳熱的固體粒塊，其特征是:由金屬或非金屬或其混合物組成的固體顆粒，將多種固體顆粒進行混合后，將其成形為固體粒塊，每個固體粒塊上設置有進口以及出口，或者設置有凹凸結(jié)構(gòu)，一個固體粒塊的進口與另外一個的出口可以進行連接后形成通道，或者一個固體粒塊的凹結(jié)構(gòu)與另外一個的凸或凹結(jié)構(gòu)連接后形成通道，連接后的通道具備有密閉性，可以使流體在通道內(nèi)流通不泄露，固體粒塊適用于10-1500度的熱能的傳熱、換熱、蓄熱。
[0009]由下列一種或多種的組合構(gòu)成一個固體粒塊:
A、多層固體顆粒:至少由二層的固體顆粒組成，第二層位于第一層外部，第二層完全將第一層包裹在內(nèi)；
B、多部固體顆粒:固體顆粒分為多個部分，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、多部多層固體顆粒:至少由二層的固體顆粒組成，第二層位于第一層外部，第二層完全將第一層包裹在內(nèi)，每一層固體顆粒分為多個部分，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；
在固體粒塊上設置有用于相互連接或者與其他器件連接的連接裝置。
[0010]在固體粒塊內(nèi)設置有空腔；
在空腔內(nèi)設置有蓄熱材料，蓄熱材料為相變材料；
固體粒塊的外部形狀、內(nèi)部空腔形狀、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。
[0011]在固體顆粒中至少包含有一個磁性材料，可以用于顆粒之間進行連接、篩選、運輸。
[0012]在固體顆粒的外部加工有太陽能吸熱涂層或者吸收輻射涂層。
[0013]金屬以及非金屬材料選擇自下列一種或者多種:
A、窯爐的排出物，包括冶金、化工、電力、煤炭行業(yè)窯爐排出的鋼渣、鐵渣、煤灰；
B、尾款粉，包括各種礦選礦后形成的尾款物；
C、垃圾的固體物質(zhì),包括垃圾處理后的固體處理物；
D、建筑廢棄物，包括建筑完成后的廢棄物形成的粒塊。
[0014]固體粒塊由下列成分組成:
A、窯爐的排出物:重量比10-80%；
B、尾款粉:重量比10-80%；
C、金屬物:重量比1-20%；
D、非金屬物:重量比1_20%。
[0015]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)明采用固體粒塊實現(xiàn)高溫蓄熱，可以實現(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現(xiàn)蓄熱材料的生產(chǎn)，使得資源可以被有效的利用。
[0016]3、本發(fā)明可以應用于工業(yè)余熱、太陽能、地熱、生物質(zhì)等多種應用。
【附圖說明】
[0017]圖1矩形固體粒塊圖；
圖2為帶有凹結(jié)構(gòu)的半圓形固體粒塊；
圖3是帶有凹凸結(jié)構(gòu)組成的通道；
圖4帶有凹凸結(jié)構(gòu)的固體粒塊。
[0018]圖中標號含義:
1:跪固體粒塊，2:內(nèi)部槽道，3:外部凹結(jié)構(gòu)，4:外部凸結(jié)構(gòu)，5:固體粒塊所形成的通道。
【具體實施方式】
[0019]實施例1、矩形固體粒塊
圖1所示的矩形固體粒塊，由鋼廠鋼渣70%，銅礦粉20%，石墨粉3%，三氧化二鋁7%組成，將其混合后成型，矩形粒塊內(nèi)設置有9個槽道，槽道之間可以組成成為一個通道，流體可以在槽道內(nèi)流通。
[0020]實施例2、半圓形固體粒塊
圖2、4是半圓形的固體粒塊，由電廠煤灰30%，金礦尾礦粉65%，石墨粉5%組成，將其混合后成型，并對其進行1200度的加熱后成型，兩個半圓形的固體粒塊可以組合成為一個圓柱管道。
[0021]可以應用10-1000度的傳熱換熱。
[0022]實施例3、矩形固體粒塊
圖3、4所示的帶有凹凸結(jié)構(gòu)的固體粒塊，由鐵渣60%，石英砂40%組成，將其加入到800度的溫度30分鐘后，將其成型為帶有凹結(jié)構(gòu)和帶有凸結(jié)構(gòu)的固體粒塊，兩個固體粒塊可以組成成為一個流動的管道5，流體可以在管道內(nèi)流動。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的原理及結(jié)構(gòu)，可以設計其他的實施案例，只要符合本發(fā)明的原理及結(jié)構(gòu)，都屬于本發(fā)明的實施。
【主權(quán)項】
1.一種用于高溫傳熱的固體粒塊，其特征是:由金屬或非金屬或其混合物組成的固體顆粒，將多種固體顆粒進行混合后，將其成形為固體粒塊，每個固體粒塊上設置有進口以及出口，或者設置有凹凸結(jié)構(gòu)，一個固體粒塊的進口與另外一個的出口可以進行連接后形成通道，或者一個固體粒塊的凹結(jié)構(gòu)與另外一個的凸或凹結(jié)構(gòu)連接后形成通道，連接后的通道具備有密閉性，可以使流體在通道內(nèi)流通不泄露，固體粒塊適用于10-1500度的熱能的傳熱、換熱、蓄熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高溫傳熱的固體粒塊，其特征是:由下列一種或多種的組合構(gòu)成一個固體粒塊: 多層固體顆粒:至少由二層的固體顆粒組成，第二層位于第一層外部，第二層完全將第一層包裹在內(nèi)； 多部固體顆粒:固體顆粒分為多個部分，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； 多部多層固體顆粒:至少由二層的固體顆粒組成，第二層位于第一層外部，第二層完全將第一層包裹在內(nèi)，每一層固體顆粒分為多個部分，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。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高溫傳熱的固體粒塊，其特征是:在固體粒塊上設置有用于相互連接或者與其他器件連接的連接裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高溫傳熱的固體粒塊，其特征是:在固體粒塊內(nèi)設置有空腔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于高溫傳熱的固體粒塊，其特征是:在空腔內(nèi)設置有蓄熱材料，蓄熱材料為相變材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高溫傳熱的固體粒塊，其特征是:固體粒塊的外部形狀、內(nèi)部空腔形狀、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。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高溫傳熱的固體粒塊，其特征是:在固體顆粒中至少包含有一個磁性材料，可以用于顆粒之間進行連接、篩選、運輸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高溫傳熱的固體粒塊，其特征是:在固體顆粒的外部加工有太陽能吸熱涂層或者吸收輻射涂層。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高溫傳熱的固體粒塊，其特征是:金屬以及非金屬材料選擇自下列一種或者多種: A、窯爐的排出物，包括冶金、化工、電力、煤炭行業(yè)窯爐排出的鋼渣、鐵渣、煤灰； B、尾款粉，包括各種礦選礦后形成的尾款物； C、垃圾的固體物質(zhì),包括垃圾處理后的固體處理物； D、建筑廢棄物，包括建筑完成后的廢棄物形成的粒塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種用于高溫熱能的蜂窩塊，其特征是:固體粒塊由下列成分組成: A、窯爐的排出物:重量比10-80%； B、尾款粉:重量比10-80%； C、金屬物:重量比1-20%； D、非金屬物:重量比1_20%。
【專利摘要】本發(fā)明的目的是提供一種用于高溫傳熱的固體粒塊，可以實現(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，本發(fā)明可以采用尾礦及窯爐排出物，并將其用于蓄熱材料的加工，將由金屬或非金屬或其混合物組成的固體顆粒，將多種固體顆粒進行混合后，將其成形為固體粒塊，每個固體粒塊上設置有進口以及出口，或者設置有凹凸結(jié)構(gòu)，一個固體粒塊的進口與另外一個的出口可以進行連接后形成通道，或者一個固體粒塊的凹結(jié)構(gòu)與另外一個的凸或凹結(jié)構(gòu)連接后形成通道，連接后的通道具備有密閉性，可以使流體在通道內(nèi)流通不泄露，固體粒塊適用于10-1500度的熱能的傳熱、換熱、蓄熱。
【IPC分類】F28D20-00, F27D17-00
【公開號】CN104654870
【申請?zhí)枴緾N201310574120
【發(fā)明人】李建民
【申請人】成都奧能普科技有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2013年11月17日