Titelaufnahme

Titel
Modellierung eines Wirbelschichtreaktors zur thermochemischen Energiespeicherung / von Mario Tancos
Weitere Titel
Modeling of a fluidized bed reactor for thermochemical energy storage
VerfasserTancos, Mario
Begutachter / BegutachterinWerner, Andreas ; Flegkas, Stylianos
ErschienenWien 2016
Umfangv, 88 Seiten : Illustrationen, Diagramme
HochschulschriftTechnische Universität Wien, Univ., Diplomarbeit, 2016
Anmerkung
Abweichender Titel nach Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
Zusammenfassung in englischer Sprache
SpracheDeutsch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (DE)Simulation / Energiespeicherung
Schlagwörter (EN)Simulation / Energy Storage
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-4761 Persistent Identifier (URN)
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Modellierung eines Wirbelschichtreaktors zur thermochemischen Energiespeicherung [10.15 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

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 berücksichtigt 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.

Zusammenfassung (Englisch)

A fluidized bed reactor for the simulation of the charging and discharging processes of thermochemical heat storages was modeled in Process Systems Enterprise Ltd.'s process simulation software gPROMS. The storage material pairs CaO-Ca(OH)2 and MgO-Mg(OH)2 were implemented. Inside the fluidized bed a pipe serves as an inbed heat exchanger for the energy to be saved and released. The calculation of the heat transfer considers the flow regime of the fluid inside the pipe as well as the influence of the fluidisation of the bed. Subsequent to the modelling different simulations were performed. These revealed that the application of the fluidized bed effectively improves the heat exchange, but the fluidisation gas removes heat from the reactor and therefore reduces the achievable temperature. Additionally, especially for the material system MgO-Mg(OH)2, the residence time and the conversion appeared to heavily depend on the temperature, which can therefore only be chosen from a limited range.