10kW高温太阳能热化学反应器及聚光器设计和数值模拟

作者：常哲韶; 赵东明; 李鑫; 代少猛; 常春

来源：太阳能学报, 2021, 42(10): 160-167.

DOI：10.19912/j.0254-0096.tynxb.2019-1249

• 太阳能
• 气化
• 热化学反应器
• 设计
• 模拟

通过实验测得反应器入口太阳辐射边界条件,并进行10 kW级反应器及开口处二次聚光器设计。通过考虑辐射和对流热损失的零维模型,结合滞留时间和反应器容积规律确定了开口腔最优直径为7 cm,长度为0.28 m,设计温度为2200 K,并设计了不同的聚光器结构。之后进行不同运行参数下反应器效率和产气规律研究。结果表明对流热损失占总热损失中最大部分,随着颗粒进料速率的增加,反应器工作温度和辐射热损失都降低,而出口气体的显热增加。增加保温措施降低了对流热损失,却增大了辐射热损失、反应腔温度以及可回收显热。反应器最大效率为71.2%,最大化学能效率为31.4%。

• 单位
  中国科学院大学; 中国科学院电工研究所; 中国华能集团有限公司