平板型布风板段7设置在反应容器外壳8的下端口下方，并通过锥形布风板段9与反应容器外壳8的下端口连接，平板型布风板段7上开设有平板型布风板段进气口 6，锥形布风板段9上开设有锥形布风板段进气口 5。
[0022]太阳光束通过光学窗口进入本发明的一种具有防止光学窗口热变形和破碎的悬浮粒子系太阳能热化学反应器的腔体内。气体混合物经过倒置平顶锥形布风板吹入容器内部将具有催化作用的金属氧化物粒子吹起来形成悬浮态，继而使得粒子分成两个路径分别流向两边容器边壁，保证粒子在两边呈稠密气固相流动。布风板采用倒平顶锥形结构，可以有效的克服常规反应器内的气固流动不均匀性，消除环核流动，提高气固混合及接触，从而可以有效的提高气固化学反应速率。气体混合物在太阳能的加热以及具有催化作用的金属氧化物粒子的综合作用下，发生热化学反应而产生生成物。
[0023]金属氧化物粒子的直径大小可以选择10 μπι至1mm ；
[0024]金属氧化物粒子可以是Ru/A1203或Ni/Si02;气体混合物可以为CHjPH2O ;产生生成物为 H2，CO, CO2。
[0025]此外，根据一种实现方式，一种具有防止光学窗口热变形和破碎的悬浮粒子系太阳能热化学反应器还可以包括吹扫二次风管4 ;光学窗口 2的厚度小于反应容器外壳8的壁厚，反应容器外壳8的侧壁上由其下端向上穿设有吹扫二次风管4，吹扫二次风管4的出口端正对光学窗口 2的内表面。
[0026]通过布置吹扫二次风来实现光学窗口降温冷却的目的，防止光学窗口因大温度梯度引起大热变形而破裂；同时吹扫二次风还可以将粘附在光学窗口上的金属氧化物粒子吹扫掉，提高太阳光束进入粒子系反应器内的比例，进而提高系统的光化学转换效率。
[0027]另外，根据一种实现方式，所述光学窗口的布置方向与锥形布风板段进气口 5、平板型布风板段进气口 6和吹扫二次风管4的气体混合物入射方向一致。
[0028]与传统反应器的光学窗口与气体混合物入射方向相垂直布置方式相比，本发明采用光学窗口布置方向与空气入射方向相一致的方式可以有效的防止悬浮态金属氧化物粒子冲击光学窗口而造成光学窗口因撞击而破裂并降低金属氧化物粒子粘附光学窗口的概率。
[0029]再者，根据一种实现方式，所述出气口 I可以为狭长出气口。
[0030]反应器的上方布置狭长出气口，利用粒子重力的作用来克服其容易随气体从容器中泄漏的问题，防止粒子随着高温气体流出反应器。
[0031]通过以上描述可知，上述根据本发明的实施例的一种具有防止光学窗口热变形和破碎的悬浮粒子系太阳能热化学反应器，防止粒子撞击光学窗口而降低光学窗口的可靠性；防止粒子粘附在光学窗口上；防止光学窗口的大温度梯度而引起热变形、降低光学窗口的可靠性；防止粒子随着气体流出反应器；克服常规粒子系反应器内气固流动的不均匀性，消除环核流动结构，有效提高气固混合及接触，防止颗粒的返混，提高系统的光化学转换效率。
【主权项】
1.一种具有防止光学窗口热变形和破碎的悬浮粒子系太阳能热化学反应器，该装置包括出气口(I)、光学窗口(2)、金属氧化物粒子(3)和反应容器外壳(8);所述反应容器外壳(8)侧壁上开设有安装口，光学窗口(2)安装在安装口内，反应容器外壳(8)的顶部设置有出气口(I)，反应容器外壳(8)的内部设置有金属氧化物粒子(3); 其特征在于:所述一种具有防止光学窗口热变形和破碎的悬浮粒子系太阳能热化学反应器还包括倒置平顶锥形布风板，所述倒置平顶锥形布风板包括平板型布风板段(7)和锥形布风板段(9)，平板型布风板段(7)设置在反应容器外壳(8)的下端口下方，并通过锥形布风板段(9)与反应容器外壳(8)的下端口连接，平板型布风板段(7)上开设有平板型布风板段进气口 ￠)，锥形布风板段(9)上开设有锥形布风板段进气口(5)。
2.根据权利要求1所述的一种具有防止光学窗口热变形和破碎的悬浮粒子系太阳能热化学反应器，其特征在于:一种具有防止光学窗口热变形和破碎的悬浮粒子系太阳能热化学反应器还包括吹扫二次风管(4);光学窗口(2)的厚度小于反应容器外壳(8)的壁厚，反应容器外壳(8)的侧壁上由其下端向上穿设有吹扫二次风管(4)，吹扫二次风管(4)的出口端正对光学窗口(2)的内表面。
3.根据权利要求2所述的一种具有防止光学窗口热变形和破碎的悬浮粒子系太阳能热化学反应器，其特征在于:所述光学窗口的布置方向与锥形布风板段进气口(5)、平板型布风板段进气口(6)和吹扫二次风管(4)的气体混合物入射方向一致。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种具有防止光学窗口热变形和破碎的悬浮粒子系太阳能热化学反应器，其特征在于:所述出气口(I)为狭长出气口。
【专利摘要】一种具有防止光学窗口热变形和破碎的悬浮粒子系太阳能热化学反应器，属于太阳能热利用技术领域。本发明为了解决现有的悬浮粒子系反应器化学反应速率低，光学玻璃窗口产生热变形和破碎的问题。具有防止光学窗口热变形和破碎的悬浮粒子系太阳能热化学反应器还包括倒置平顶锥形布风板，所述倒置平顶锥形布风板包括平板型布风板段和锥形布风板段，平板型布风板段设置在反应容器外壳的下端口下方，并通过锥形布风板段与反应容器外壳的下端口连接，平板型布风板段上开设有平板型布风板段进气口，锥形布风板段上开设有锥形布风板段进气口。本发明有效防止光学窗口热变形和破碎，提高系统的光化学转换效率。
【IPC分类】B01J8-18, F24J2-00, B01J19-12
【公开号】CN104785185
【申请号】CN201510112984
【发明人】王富强, 谭建宇, 马兰新, 刘一波, 巩向涛
【申请人】哈尔滨工业大学（威海）
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年3月16日