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西安交通大学学报2024年第09期:CaO/CaCO_3流化床反应器释能动态特性研究及敏感性分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:醋文凯;方嘉宾;魏进家;郭晓蝶;郑楠;

单位:西安交通大学化学工程与技术学院;西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室;

摘要:为了获得CaO/CaCO_3流化床反应器释能过程的动态特性、提高其系统设计与安全调控水平,基于有限体积法,构建了MW级的可用于sCO_2热发电系统的CaO/CaCO_3流化床反应器的动态仿真模型。研究了该反应器系统在典型扰动下的动态响应特性,并就不同关键参数对CaO/CaCO_3流化床反应器释能过程中传热传质的影响进行了敏感性分析。研究结果表明:改变吸热侧sCO_2的进口流量和温度,会显著影响出口温度;相较于改变放热侧颗粒的进口温度,改变其进口流量对吸热侧sCO_2出口温度的影响更为明显,10%的放热侧颗粒进口流量阶跃扰动可导致吸热侧sCO_2出口温度变化可达17.5℃,而相同比例的进口温度扰动最高只能使吸热侧sCO_2出口温度产生3.9℃的变化;增加管数、减少管径和减小粒径有助于提高CaO/CaCO_3流化床反应器的热效率和转化率,且增加管数的影响最为明显,当管数从20增加至40根时,反应器的热效率和CaO颗粒转化率分别提高了2.9%和2.4%。该研究结果可用于指导CaO/CaCO_3热化学储能和太阳能热发电系统的集成与设计。

关键词:太阳能热发电;;CaO/CaCO_3;;流化床反应器;;动态特性

基金资助:国家重点研发计划资助项目(2021YFF0500400);; 国家自然科学基金资助项目(22378321);; 陕西省秦创原“科学家+工程师”队伍建设项目(2022KXJ-179)