bck

收藏本站

太阳能驱动化学链循环的固体燃料蓄能转化机理及实验研究

【摘要】:当前,太阳能与化石燃料热化学互补制清洁燃料是可再生能源利用的一个重要国际前沿方向。太阳能与化石燃料热化学互补能将低密度太阳能转化高密度燃料化学能,并加以储存利用或制取液体燃料等。国家在2016年发布的《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》中指出,加快太阳能热化学制取太阳能燃料方面的研究,是我国实现能源技术革命的重大需求,对可持续发展我国太阳能利用具有重要的战略意义。本文从太阳能热化学互补能量转换机理、太阳能热化学蓄能方法、关键过程实验验证三个层面,开展了太阳能驱动化学链循环固体燃料蓄能的研究。太阳能热化学系统现有理论揭示了单一太阳能输入时的能量转化规律,对于多能源热化学互补的能量转化系统,不仅涉及到不同能源“量”的相互补充,还涉及到不同能源“质”的相互作用。现有理论对多能源互补中能的转化规律尚未揭示,特别是不同能的能质转化特征与基本规律还有待深入探究。本研究在我们以往燃料化学能梯级利用原理基础上,从化石燃料转化和聚光集热的角度,进一步重视太阳能热化学互补过程的Gibbs自由能品位变化规律。以高温太阳能驱动天然气重整、中温太阳能驱动化学链燃烧、低温太阳能驱动甲醇裂解为对象,定量给出能量互补系数和品位耦合系数,探讨热化学互补过程的能量互补系数与品位耦合系数的相干性,揭示两者相干对减小化石燃料转化和聚光集热过程不可逆损失的作用机制;指出品位耦合对太阳能热化学互补净发电效率的增效效应。上述研究为发展多能源互补的能量转换理论提供了重要基础。针对高温太阳能热化学互补过程不可逆性严重、太阳能燃料转化效率低的难题,提出了中温太阳能驱动化学链循环制固体燃料的蓄能新方法,并集成了固体燃料蓄能发电系统。以350℃的中温太阳能驱动二甲醚的Co基化学链循环为典型实例,分析了系统在四季典型日的全工况特性及全年热力性能,比较了有蓄能和无蓄能时系统的性能规律。研究结果表明,太阳能固体燃料Co的蓄能密度可高达570 kWh/m3,分别是相同条件下相变蓄热和显热蓄热的5倍和8倍。新系统年均太阳能净发电效率达到22.4%,比相同集热温度下太阳能熔盐蓄热发电高出近10个百分点。该研究将化学链燃烧拓展到太阳能热化学利用,对开拓源头节能、源头蓄能的多能源互补利用提供了一个新途径。化学链燃烧循环反应是实现上述固体燃料蓄能的关键过程。本研究在上述机理和方法研究的基础上,进一步原创性地研制了多孔蜂窝型化学链燃烧反应器的10kW原理样机。该多孔蜂窝型化学链燃烧反应器可以实现反应腔与载氧体材料的一体化。从反应器的几何结构、能量转换、气固反应动力学,建立了多孔蜂窝型化学链燃烧反应器的设计方法。以CH4和合成气为燃料,以NiO/NiA12O4、CoO/CoA12O4、CoO-NiO/A1203和Fe203/A1203等不同载氧体,开展了相关实验研究。实验结果表明:与传统固定床比较,多孔蜂窝型化学链燃烧反应器有效地解决了反应器内过大的温度波动,将气固化学反应速率提升至固定床中的3-4倍。此外,还开展了三角形、方形、圆形不同孔型Fe203/A1203载氧体的化学链燃烧反应性研究。实验结果指出三角形孔载氧体具有最大的气固接触面积和最高的氧传递速率。上述研究为下一步研制具有高反应物转化率和循环稳定性的太阳能直接式化学链燃烧反应器奠定了基础。

下载App查看全文

(如何获取全文? 欢迎:、、)

支持CAJ、PDF文件格式


【相似文献】
中国期刊全文数据库 前18条
1 沈来宏;;化学链技术进展[J];国际学术动态;2017年04期
2 张帅;肖睿;李延兵;金保昇;;燃煤化学链燃烧技术的研究进展[J];热能动力工程;2017年04期
3 李媛;谢红艳;张俊涛;;化学链燃烧技术中载氧体的研究进展[J];广东化工;2017年14期
4 张秀丽;郑晓明;;一种天然气化学链燃烧新工艺[J];广东化工;2017年15期
5 李媛;尹雪峰;张志磊;;负钛铜基载氧体在煤化学链燃烧中多环芳烃的生成[J];浙江大学学报(工学版);2016年02期
6 杨杰;马丽萍;唐剑骁;朱斌;连艳;刘红盼;马贵鹏;;化学链燃烧国内外研究发展现状[J];现代化工;2016年01期
7 王坤;张利;徐元孚;王梓越;王建;;国内化学链燃烧技术研究进展[J];能源与节能;2016年06期
8 刘永卓;郭庆杰;田红景;;煤化学链转化技术研究进展[J];化工进展;2014年06期
9 M'BOUNANA Noé-Landry-Privace;王帅;杨运超;CAMARA Namory;陆慧林;;耦合反应器中化学链燃烧的模拟[J];工程热物理学报;2014年07期
10 李广龙;;化学链燃烧技术中载氧体的研究概述[J];山东化工;2013年02期
11 魏国强;何方;黄振;赵坤;李新爱;李海滨;;化学链燃烧技术的研究进展[J];化工进展;2012年04期
12 王保文;赵海波;郑瑛;柳朝晖;郑楚光;;煤化学链燃烧技术的研究进展[J];动力工程学报;2011年07期
13 王国贤;王树众;罗明;;固体燃料化学链燃烧技术的研究进展[J];化工进展;2010年08期
14 郑文广;肖睿;宋启磊;;基于新型循环载氧体的天然气化学链燃烧热力学研究[J];锅炉技术;2010年04期
15 冯飞;公冶令沛;魏龙;张蕾;;化学链燃烧在二氧化碳减排中的应用及其研究进展[J];化工时刊;2009年04期
16 王洪敏;;化学链燃烧中载氧体的研究进展[J];广州化工;2009年09期
17 秦翠娟;沈来宏;肖军;高正平;;化学链燃烧技术的研究进展[J];锅炉技术;2008年05期
18 段慧维;张建民;陈磊;屈星星;林洁;;化学链燃烧技术的研究现状[J];山西能源与节能;2007年01期
中国重要会议论文全文数据库 前9条
1 李振山;韩海锦;蔡宁生;;化学链燃烧研究现状及进展[A];中国动力工程学会第三届青年学术年会论文集[C];2005年
2 姜旭;王翠苹;徐承浩;狄海生;;CaSO_4为载氧体的煤化学链燃烧流动反应数值模拟[A];高等学校工程热物理第十九届全国学术会议论文集[C];2013年
3 曾亮;孙敬泽;巩金龙;;双金属氧化物在化学链制氢过程中的应用[A];第二届能源转化化学与技术研讨会会议指南2015[C];2015年
4 郭庆杰;刘永卓;田红景;王许云;;化学链过程载氧体颗粒研究进展[A];中国颗粒学会第七届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集[C];2010年
5 田红景;郭庆杰;;基于CaSO_4的复合型载氧体在化学链燃烧系统中的应用[A];中国颗粒学会第六届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集(上)[C];2008年
6 黄振;何方;赵坤;李海滨;;赤铁矿用于生物质化学链气化氧载体的反应性能[A];全国农村清洁能源与低碳技术学术研讨会论文集[C];2011年
7 卢腾飞;胡松;向军;石金明;许凯;;煤常压化学链气化制氢的热力学研究[A];“两区”同建与科学发展——武汉市第四届学术年会论文集[C];2010年
8 何方;黄振;李海滨;;生物质化学链气化制合成气[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
9 吴天威;于庆波;姚鑫;任慧来;彭家燕;王坤;;化学链空分制氧中金属氧化物载氧体研究现状[A];第八届全国能源与热工学术年会论文集[C];2015年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张浩;太阳能驱动化学链循环的固体燃料蓄能转化机理及实验研究[D];中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所);2018年
2 徐雷;基于铜/锰氧化物的化学链燃烧载氧体制备与特性研究[D];清华大学;2016年
3 王晓佳;高通量循环流化床燃煤化学链燃烧试验及数值模拟研究[D];东南大学;2016年
4 张筱松;耦合化学间冷的化学链燃烧与甲醇重整氢电联产系统研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2009年
5 田红景;钙基载氧体在化学链燃烧技术中的应用研究[D];青岛科技大学;2010年
6 鲍金花;以煤为燃料的化学链燃烧铁基载氧体特性研究[D];清华大学;2014年
7 田强;基于固定床反应器的天然气化学链燃烧技术及应用研究[D];北京科技大学;2018年
8 张帅;燃煤化学链燃烧中煤与铁基载氧体结构与反应性的关系及其相互作用研究[D];东南大学;2015年
9 丁宁;钙基载氧体化学链燃烧的实验研究与机理分析[D];华中科技大学;2013年
10 胡志锋;微波预处理驱动下化学链气化小球藻制取合成气的机理研究[D];华南理工大学;2016年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张志越;基于铁基载氧体化学链燃烧过程中汞迁移变化规律[D];南京师范大学;2018年
2 孟诚;固体燃料化学链燃烧的数值模拟研究[D];哈尔滨理工大学;2018年
3 付柯;铈基载氧体化学链甲烷重整反应研究[D];西北大学;2018年
4 王博;工业废弃活性炭化学链气化的反应特性研究[D];青岛科技大学;2018年
5 王东营;餐厨类固体废弃物化学链气化反应特性研究[D];青岛科技大学;2018年
6 李勇鹏;焦油热解过程铁基载氧体释氧性能数值计算及实验研究[D];青岛大学;2018年
7 张横锦;碱金属对生物质化学链气化过程影响的研究[D];华南理工大学;2018年
8 谢娜;基于双化学链燃烧耦合蒸汽重整的天然气氢电联产工艺研究[D];西南石油大学;2017年
9 邢艳彬;CaSO_4/CaO载氧体的CO化学链燃烧反应研究[D];昆明理工大学;2017年
10 白雪峰;改性CaSO_4/膨润土载氧体煤直接化学链燃烧中PAHs的生成研究[D];内蒙古大学;2017年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978


{bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育下载}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck体育下载}| {bckbet}| {bcksports}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bck官网}| {bck体育下载}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育app}| {bck体育}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育下载}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bck官网}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育官网}| {bcksports}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bckbet}|
{uc8}| {uc8体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐城}| {uc8彩票}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8老虎机}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8老虎机}| {uc8彩票}| {uc8}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {uc8彩票}| {uc8}| {uc体育}| {UC体育}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}|