Modellierung eines Wirbelschichtreaktors zur thermochemischen Energiespeicherung

Mario Tancos, Andreas Werner, Stylianos Flegkas
2016
Für die Simulation der Lade- und Entladevorgänge der thermochemischen Energiespeicherung wurde ein kontinuierlich betriebener Wirbelschichtreaktor mit der Prozesssimulationssoftware gPROMS von Process Systems Enterprise Ltd. modelliert. Als Speichermaterialien wurden die Stoffpaare CaO-Ca(OH)2 und MgO-Mg(OH)2 implementiert. Für die Zu- und Abfuhr der zu speichernden bzw. freigesetzten Wärme wurde ein Wärmetauscherrohr im Inneren der Wirbelschicht vorgesehen. Die Berechnung der Wärmeübertragung
more » ... erücksichtigt die Strömungsform des Fluids im Rohr, sowie den Einfluss der Fluidisierung. Im Anschluss an die Modellierung wurden verschiedene Simulationen durchgeführt, die gezeigt haben, dass der Einsatz der Wirbelschicht tatsächlich den Wärmeaustausch fördert, jedoch wird durch das Fluidisierungsgas Wärme ausgetragen und dadurch die während der Wärmefreisetzung erreichbare Reaktortemperatur gesenkt. Außerdem zeigte sich, besonders beim Stoffsystem MgO-Mg(OH)2, dass der Reaktionsumsatz bzw. die Verweilzeit des Speichermaterials stark von der Temperatur abhängt und diese daher in der praktischen Anwendung nur in einem begrenzten Bereich gewählt werden kann.
doi:10.34726/hss.2016.37913 fatcat:nlncth7brzhtpawtvhcizzwvve