Ca(OH)2/CaO热化学储能体系的性能研究和数值分析

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wfdzdb
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
热能储存技术能有效提高可再生能源的利用效率,解决太阳能间歇不稳定的缺陷,减少化石原料燃烧带来的环境问题,为热能的存储和持续稳定供应提供了方法。热能能以三种方式存储:显热储能、潜热储能、热化学储能。热化学储能体系的储能密度大、存储时间长等优点,可广泛应用到废热回收、能量传输等体系。几十种热化学储能体系中,Ca(OH)2/CaO体系原材料廉价易得、安全无毒、储能密度等优点,是目前具有发展潜力的中高温热化学储能体系之一。本文通过搭建固定床反应器,制备复合材料CE和CEL,探究复合材料在脱水和水合过程中的反应性能。在Ca(OH)2中掺杂膨胀石墨制备复合材料CE。探究复合材料CE吸热/放热反应过程中的床层温度、反应摩尔分数、能量存储变化以及不同脱水温度和水合压力对其反应影响。在吸热反应过程中,床层温度先增加后趋于稳定。随着膨胀石墨质量混合比的增加,反应速率增加,w=0.25的复合材料CE在脱水进行75 min,床层温度趋于稳定;而纯氢氧化钙在反应140 min后床层温度在494℃保持稳定。另外,复合材料CE的储热容量比纯Ca(OH)2要高,纯氢氧化钙在脱水过程中吸收了801.1 k J/kg的热能,而w=0.25的复合材料CE吸收能量为983.8 k J/kg。在放热过程中,水蒸气进入反应床与氧化钙发生反应,床层温度迅速上升。随着EG质量混合比的增加,床层温度的最高值增加,水合反应速率增加。当w=0和0.25时,释热容量分别占纯Ca(OH)2/CaO理论焓变所对应的最大储能容量的80.8%、85.8%。在复合材料CE中掺杂LiBr制备复合材料CEL。观察复合材料CEL在脱水-水合-脱水循环反应过程的传质传热性能和循环稳定性。结果表明:在复合材料CE中添加LiBr对吸热反应过程中反应床层温度和摩尔反应分数没有很大的影响。在水合反应过程中,随着LiBr摩尔混合比的增加,水合摩尔分数增加,释能容量增加。n=0.100的CEL水合结束时的摩尔反应分数比纯Ca(OH)2高0.1118。纯Ca(OH)2、CE、LiBr摩尔混合比为0.100的CEL的释热容量分别为1132.8 k J/kg、1191.8 k J/kg、1298.6 k J/kg。不论是纯Ca(OH)2、CE复合材料还是CEL复合材料,在脱水过程中,随着脱水温度的增加,反应速率增加;在水合过程中,随着水合压力的增加,水合反应速率增加;随着循环次数的增加,反应物的粒径增加,但是摩尔反应分数在小范围内波动,具有良好的循环稳定性。在数值模拟方面,采用Gambit软件建立间接传热反应床模型,导入FLUENT软件中进行数值计算,分别探究Ca(OH)2的脱水性能和CaO的水合性能。研究表明:在脱水过程中数值模拟与实验结果相差不大。但是在水合过程中,数值模拟中增加了间接传热流体,随着HTF流速的增加,水合反应速率增加。水蒸气的分压影响着水合反应速率,随着水合压力的增大,床层温度的最大值越大。反应床孔隙率越低,水合反应时间越长,储能密度越大。
其他文献
目的:在焦化厂工人中,分析多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)暴露、端粒长度和空腹血糖水平之间的剂量效应关系,以及端粒长度在PAHs暴露所致血糖异常中的作用,
现代工业的迅速发展对钛合金的性能提出了更严苛的要求,传统单一钛合金在某些方面已经不能满足实际应用的需求,人们将目标转移到具有更好的高温性能、更好耐磨性的钛基复合材
随着多样化众包模式的渗透及个人就业倾向的变化使得众包行业在近几年呈现爆发式增长。众包任务不仅为自由职业者带来收益,也帮助了企业降低运营成本、提高解决方案创新能力。但在众包平台中存在明显的长尾效应,真正活跃用户的比例非常小,如何提高非活跃用户积极性并给予用户关于作品中标的指导性思路,成为了众包活动未来发展的关键突破点。如此,究竟有哪些因素影响了参与者及雇主在众包活动中的评估策略,从而影响作品中标?本
随着社会的快速发展,废水的排放量持续增多,其中重金属、染料、抗生素等污染物的排放不断增加,水资源短缺和水污染问题日益严重,严重威胁着水环境和人类健康。吸附法具有操作
石墨烯作为新型二维碳材料,由于具有独特的能带结构、大的比表面积、高的载流子迁移率等优异的性质引起了广泛关注,在催化、储能、微电子器件、功能复合材料、高灵敏度传感器等领域中具有广阔的应用前景。目前,制备石墨烯的方法有很多,例如机械剥离法、化学气相沉积法(CVD)、碳化硅(SiC)热解法、化学自组装方法等。其中,SiC热解法制备的石墨烯能够与现代半导体工艺相兼容,避免石墨烯转移工艺对石墨烯完整性和电学
合成硅酸盐类产品已经广泛应用于建筑、医药、美妆、涂料、水处理等行业,但在造纸行业中的研究和应用还不多见。由于其优良的物理性能,可控的粒子结构,使其具有作为造纸功能
随着特高压输变电的发展,对绝缘纸的性能提出严苛的要求,如何提高绝缘纸的性能面临巨大挑战。此外,由于油纸绝缘体系的复杂性,能否获得更为准确的影响机制和计算方法,以缩短
显著性目标检测技术在计算机视觉领域具有重要的应用价值和理论研究意义,它主要通过模拟人类视觉注意力机制,自动检测图像中最引人注目和吸引眼球的目标或区域。目前,随着此
CO低温脱除技术广泛应用于聚合物燃料电池(PEMFC)中微量CO脱除、烯烃原料净化、汽车尾气净化、烟草降害等领域,而Cu O-CeO2和Co3O4-CeO2催化剂,因具有优良的CO催化氧化活性,且
稀疏优化是目前最优化领域中非常热门的研究前沿课题,在压缩感知、图像处理、机器学习、生物信息等领域都获得了成功的应用.它旨在从少量样本中恢复高维度的稀疏信号;为此,学