贝加尔仪器丨为国内高校定制流化床试验装置

在"双碳"目标持续深入推进的背景下，太阳能光热发电作为清洁可再生能源的重要技术路径，近年来受到国内科研界和产业界的广泛关注。其中，热化学储热（TCES）技术因其储能密度高、储热周期长、可与发电系统深度耦合等优势，被视为下一代光热发电系统实现全天候稳定运行的关键技术方向。然而，热化学储热研究对实验设备的要求极为苛刻——既要满足高温、腐蚀性气氛下的长期稳定运行，又要实现高精度数据采集与颗粒高效循环，通用型设备往往难以胜任。

近日，国内某重点高校能源与动力工程学院在开展"聚光太阳能发电系统的热化学储热关键技术研究"项目过程中，就遇到了这样的设备难题。该课题组以CaCO3/CaO可逆反应体系为核心研究对象，需要在实验室条件下模拟高温颗粒流态化反应及热化学循环过程，精确监测CO₂浓度变化与颗粒循环稳定性。课题组在前期调研中发现，市面上现有的流化床设备在大颗粒分离效率、高温密封性能以及多参数同步采集等方面均无法满足其特定实验指标要求——尤其是对约1mm粒径颗粒在低流量条件下的高效捕集，以及200℃以上环境中CO₂浓度的精准监测，成为制约实验推进的核心瓶颈。

在充分了解课题组的实验方案与技术参数需求后，贝加尔科技集团研发团队为其量身设计并交付了一套定制化流化床试验装置。该装置围绕热化学储能实验的特殊工况进行了系统性优化，涵盖旋风分离、智能控制、数据记录、耐高温密封、气体传感等多个关键模块。

在分离系统方面，该装置配备了针对大颗粒介质专门优化的旋风分离套件，在10L/min流量工况下可实现对约1mm颗粒超过92%的收集效率。这一性能有效解决了钙基改性颗粒在循环实验中因分离不充分导致的物料损耗问题，保障了床层料位的长期稳定和实验数据的连续性。

在控制与数据采集方面，装置集成了数显变频控制单元与高性能数显储存单元。变频控制单元支持AC 380V±10%三相输入，输出频率可在0.5~400Hz范围内灵活调节，实现搅拌转速的无级精准控制。数显储存单元则具备高清背光显示、不低于10次/秒的数据刷新率以及不少于10万组的内置存储能力，支持USB、RS232、RS485等多种通信接口，存储间隔可在1秒至24小时之间自由设定，数据输出格式兼容CSV与Excel，满足长周期实验中高频温度、压力、流量数据的全程记录与后续分析需求。

在环境设计方面，装置的关键密封组件与排气球阀盖均采用PVDF材质，耐温能力超过200℃，能够适应热化学循环反应中的高温腐蚀工况。同时，装置搭载了高灵敏度CO₂气体红外传感组件，量程覆盖0-20%、灵敏度达0.1%，配合耐高温密封结构，确保在高温反应环境中气体采样的准确性与系统密闭性，为碳酸化/煅烧反应进程的精准判断提供了可靠的数据支撑。此外，搅拌系统采用300mm月牙型不锈钢搅拌桨与精密不锈钢轴承的组合设计，配合316L不锈钢针阀，在保证流场均匀分布的同时，兼顾了高温高压流体控制下的密封可靠性与使用寿命。

据悉，该高校课题组利用这套定制化流化床试验装置，已顺利完成了多组钙基热化学储能循环的基础实验，在高温条件下的CO₂释放与吸收特性、颗粒循环稳定性以及流态化行为等方面获取了较为完整的实验数据，为后续中试放大和工艺参数优化奠定了坚实的数据基础。课题组相关负责人表示，该装置在大颗粒分离效率、高温环境适应性及数据记录完整性等方面的表现均符合预期实验要求，尤其是定制化的旋风分离方案和高灵敏度气体监测能力，有效解决了此前困扰课题组的多项技术难点。

贝加尔科技集团作为国内实验仪器设备的研发制造企业，长期服务于高校及科研院所在化学工程、新能源、新材料等领域的定制化设备需求。此次流化床试验装置的成功交付，体现了公司在非标实验设备设计、核心部件选型集成以及系统级解决方案输出方面的综合能力。未来，贝加尔将继续深耕科研级实验装备领域，为更多前沿能源技术研究提供可靠的硬件支撑。