基于钙镁二元盐的热化学储能反应器的性能优化
2023-10-07叶振东刘涵吕静张亚宁刘洪芝
化工进展 2023年8期
叶振东,刘涵,吕静,张亚宁,刘洪芝
(1 上海理工大学环境与建筑学院,上海 200093;2 哈尔滨工业大学能源科学与工程学院,黑龙江 哈尔滨 150006;3 北海道大学大学院工学研究院,日本 札幌 0608628)
太阳能的高效利用有助于当前的可持续发展和缓解能源紧张的现状,但太阳能时空波动的特点使其难以充分利用,而热能储存技术则可以有效提高对太阳能的利用[1]。热能储存技术中的水合盐热化学储能由于储能密度高、无污染、反应温和、与太阳能集热器提供温度相一致的脱水温度[2]等优点更适合用于储存150℃以下的太阳能。
用于水合盐热化学储能技术的纯水合盐材料拥有较高的储能密度[3],但其存在易潮解、传热传质差等缺陷[4]。而通过将纯水合盐填充入多孔基质材料进而得到的复合盐材料在传热、传质方面较纯水合盐有了很大的改善[5]。此外,将两种纯水合盐混合得到的二元盐的吸附、循环特性也可以得到有效改善[6]。
热化学储能系统中的开式储能系统储能密度高[7]、结构简单[4],具有更广的使用前景。Aydin等[8]通过在填充床内加入空气扩散管有效改善了储/放热过程中的传热传质。Michel等[9]设计了一种层状反应器,通过将填充反应单元分层,在相邻层之间增加空气层,使得反应过程中的传质得到明显改善。Li等[10]则开发了一种多层筛反应器,通过将热化学储能材料填充入筛板之间形成一个个的储热单元,然后组合使用。该形式的反应器有效地促进了材料的脱水/水合过程。……
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