《太阳能供热的生物质超临界水制氢系统传热蓄热介质的优选》由会员分享，可在线阅读，更多相关《太阳能供热的生物质超临界水制氢系统传热蓄热介质的优选（58页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 西安建筑科技大学硕士学位论文 太阳能供热的生物质超临界水制氢系统传热蓄热介质的优选 专 业 供热 供燃气 通风及空调工程 硕 士 生 王红纳 指导老师 闫秋会 教授 摘 要 太阳能具有储量丰富 分布广泛以及可再生等优点 但是它本身也存在着能 量密度低 间断性以及不稳定性等缺点 这使得其规模化开发和应用在很大程度 上受到了限制 氢能是一种能量密度高 清洁无污染的理想二次能源 生物质能 具有全寿命周期二氧化碳零排放等特点 以生物质为原料 利用太阳能供热 将 其转化为氢能 有望实现能源的可持续转化与利用 该研究具有重要的科学意义 和潜在的应用价值 太阳能供热的生物质超临界水气化制氢是近年来研究的热
2、点 传热蓄热介质 是该制氢系统的重要组成部分 其传热蓄热性能的好坏直接影响生物质制氢的效 果 本文通过查阅大量文献筛选了多种来源较为丰富 对人体和环境影响较小的 无机熔融盐 计算了纯熔盐在液态时的物性参数 通过对纯盐热物性参数的对比 筛选获得传热蓄热性能较好的熔融盐 进而 采用简单混合规则对混合熔盐的热 物性参数进行了系统的计算 经过对比混合熔盐物性参数的实验值与计算值 证 明利用简单混合规则计算混合熔盐的热物性参数是有效的 同时经过较为系统的 计算与比较 得到混合熔盐体系0 33Na2CO3 0 35K2CO3 0 32Li2CO3的熔点较低 密 度 比热 导热系数都比较适合作为太阳能供热的
3、生物质超临界水气化制氢系统 的传热蓄热介质 本文针对几大类熔盐做了较为全面的总结 其筛选方法可快速直观地评价出 熔盐性能 所得结果对熔盐系统的进一步优化 设计 应用具有一定的指导价值 关键词 关键词 制氢 高温熔盐 传热蓄热 物性参数 物性计算 本文得到国家重点基础研究发展规划项目 项目编号 2009CB220007 动力工程多相流国家重点实验室开 放基金和陕西省教育厅科研计划项目 项目编号 12JK0788 的共同资助 西安建筑科技大学硕士学位论文 Optimization of Heat Transfer and Thermal Storage Medium for the System
4、of Hydrogen Production from Biomass in Supercritical Water by Concentrated Solar Energy Speciality Heating Gas Supplying Ventilation and Air Conditioning Author Wang Hongna Instructor Prof Yan Qiuhui Abstract Solar energy has many advantages such as abundant reserves wide distribution and renewable
5、but its shortcomings that low energy density discontinued and instability limit the large scale development and application in a great extent Hydrogen is a kind of clean secondary energy with high energy density there is no carbon dioxide emission in the life cycle of biomass energy that transform b
6、iomass into hydrogen by heating of solar energy may realize the sustainable conversion and use of energy This research has important scientific significance and potential value of application Hydrogen production from biomass in supercritical water by concentrated solar energy is a hot topic in recen
7、t years Heat transfer and thermal storage medium is an important part of the hydrogen production system and its performances of heat transfer and thermal storage will have a direct impact on the effect of biomass gasification the researchers consider the high temperature melt salt as heat transfer h
8、eat storage medium In this paper a lot of inorganic molten salts which are rich and small effects to the body and the environment were chosen The physical parameters of pure molten salts in liquid were calculated Molten salts which are good performance were chosen through the comparison of their the
9、rmal physical parameters The physical parameters of molten salt mixtures were calculated with simple mixing rule contrasting the measured value with calculated value of molten salt mixtures it can be find that the calculation results by simple mixing rule are effective and that the melting temperatu
10、re of molten salts mixture system 0 33Na2CO3 0 35K2CO3 0 32Li2CO3 is lower and its density specific heat coefficient of thermal conductivity are suitable for the system of hydrogen production from biomass in supercritical water by concentrated solar energy as heat transfer and thermal storage medium
11、 西安建筑科技大学硕士学位论文 In this paper the physical parameters of several categories of molten salt are summed up the screening method can give the researchers a intuitive understanding to the performance of the salts quickly The results have some guiding value for the further optimization design and applica
12、tion of molten salt system Keywords Hydrogen Production High Temperature Molten Salts Heat Transfer and Thermal Storage Physical Parameters Thermal Physical Properties Calculation 西安建筑科技大学硕士学位论文 I 目目 录录 1 绪论绪论 1 1 1 论文背景及意义 1 1 1 1 氢能 1 1 1 2 生物质能 3 1 1 3 太阳能及太阳能制氢 5 1 2 传热蓄热是太阳能热化学制氢中的关键技术 9 1 3 本文
13、主要研究内容 9 2 太阳能供热的生物质超临界水气化制氢系统的传热蓄热介质太阳能供热的生物质超临界水气化制氢系统的传热蓄热介质 11 2 1 太阳能蓄热材料的研究现状 11 2 1 1 太阳能高温潜热蓄热材料 11 2 1 2 太阳能高温显热蓄热材料 13 2 1 3 太阳能高温热化学蓄热材料 14 2 2 太阳能供热的生物质超临界水制氢系统对传热蓄热介质的要求 15 2 2 1 生物质超临界水制氢系统传热蓄热介质的选用原则 16 2 2 2 常用传热蓄热介质的比较 17 2 3 高温熔盐蓄热材料 18 2 4 本章小结 20 3 纯熔盐物性参数的计算及优选纯熔盐物性参数的计算及优选 21 3
14、 1 纯熔盐物性参数的计算 21 3 1 1 熔点 沸点 21 3 1 2 密度 21 3 1 3 导热系数 21 3 1 4 比热 22 3 1 5 粘度 23 3 2 物性参数计算结果 23 3 3 纯熔盐的优选 27 3 4 本章小结 27 西安建筑科技大学硕士学位论文 II 4 混合熔盐物性参数的计算及优选混合熔盐物性参数的计算及优选 29 4 1 混合熔盐体系的物性研究现状 29 4 1 1 氯化物熔盐体系 29 4 1 2 碳酸盐熔盐体系 33 4 1 3 硝酸盐熔盐体系 34 4 2 混合熔盐的物性计算原则 35 4 2 1 混合熔盐的密度 35 4 2 2 混合熔盐的比热 35
15、 4 2 3 混合熔盐的导热系数 35 4 2 4 混合熔盐的粘度 36 4 3 计算公式的误差分析 36 4 4 混合熔盐体系的物性参数计算及优选结果 39 4 5 本章小结 42 结论与展望结论与展望 43 致致 谢谢 45 参考文献参考文献 47 发表的论文及科研情况发表的论文及科研情况 51 西安建筑科技大学硕士学位论文 1 1 绪论 1 1 论文背景及意义 最近的 10 年中 中国的经济飞速发展 国内生产总值的平均年增长率达到了 10 事实上这种高速的经济增长非常消耗能源 美国能源情报署的数据显示 从 2000 年到 2010 年 中国的能源消耗量是过去的 2 倍 到 2035 年
16、预计还会比 美国能源使用量多出 68 由于石油 天然气在地球上的储备量是有限的 中国 国内的能源很难满足这种巨大的能量消耗 其中 70 左右的能量都依赖于对环境 污染最大的化石能源如煤炭 在此同时 中国还面临着国际上要求它节能减排的 压力 2009 年 中国第一次做出减少碳排放量的切实承诺 这是一个紧迫而富有 巨大挑战性的承诺 中国要获得足够的能源来满足强劲的经济增长 同时又要满 足国际上要求减少碳排放的呼声 为了保持经济的快速可持续性发展 除了提高 传统能源使用效率以外 还必须积极开发利用各种清洁的新能源 1 1 1 氢能氢能 氢能是指通过氢气和氧气的燃烧所释放出来的能量 氢气和氧气燃烧产生热 量的同时还生成水 没有任何对空气有污染的排放物 所以氢被认为是零排放的 清洁能源 其燃烧产物水可收集起来 也可直接以水蒸汽的形式排入大气 氢能 是氢的化学能 氢具有很高的挥发性和很高的能量密度 除了核燃料外 氢是所 有生物燃料 化石和化工燃料中发热值最高的 是汽油的 3 倍 是理想的 能源载 体和燃料 氢在工业生产中也有广泛应用 在地球上主要以化合态的形式出现在 水中 地球上的单质氢含量微乎其
