集中太阳能(CSP)和钙环(CAL)之间的整合正在考虑在可再生能源的大股份的角度考虑,以平滑不可匹配的能量输入的可变性。这项研究的范围是通过在适用于CAL-CSP集成的现实过程条件下在流化床中进行专门的实验运动来研究热化学能量储存(TCE)的CAL过程。通过测量沿迭代的钙化/碳化循环的Ca碳化程度,已经评估了基于石灰石的吸附剂的化学失活,这与转换选定阶段的物理化学炭化相关。经过审查的特性是层粒子的分布,块状密度以及床固体的粒径,密度和孔隙率。也评估了能源储能密度的可达到的值。实验运动的一个了不起的发现是在与二氧化硅砂一起加工时,石灰石的显着停用了。在过程温度下,CAO与二氧化硅砂成分的化学相互作用已被仔细检查,以造成反应性CAO对CO 2摄取的损失。颗粒密度数据的后处理以及N 2入口的孔隙法分析以及定量和定性XRD分析,这表明沙/石灰相互作用可促进总和反应性吸附的孔隙率的强烈降低,而反应性则是反应性的。基于密度的分类,用于评估碳化步骤后分离和未转化的石灰石颗粒,以提高过程效率的目的,通过避免通过工厂的未反应颗粒的流循环流循环。为此,在相关过程温度下每个反应步骤后,已经测量了钙化颗粒和碳酸颗粒的最小流体速度。
有人提出在与碳捕获与储存兼容的运行条件下,注入蒸汽来减缓钙循环 (CaL) 过程中 CaO 反应性的衰减。然而,目前尚不清楚蒸汽所带来的明显优势是否能在将 CaL 工艺整合为聚光太阳能发电厂 (CaL-CSP) 中的热化学储能系统所需的不同运行条件下保持。在这里,我们研究了蒸汽在与 CaL-CSP 方案兼容的条件下的影响,并评估了仅在一个阶段注入蒸汽(煅烧或碳化)时的影响,以及蒸汽在整个循环中存在时的影响。这里介绍的结果表明,蒸汽可提高 CO 2 闭环中 CaO 多循环的性能,以达到与惰性气体下中等温度下相似的残余转化值。此外,还发现颗粒越大,多循环活性的增强越明显。
与聚光太阳能发电厂相关的钙循环热化学储能技术似乎是一种很有前途的技术,因为它有可能增加储存时间和储存材料的能量密度。到目前为止,研究工作主要集中在固定运行模式下不同发电周期的 TCES 的整体效率:白天或夜晚。然而,TCES 永远不会在静止情况下运行,而是会经历不同的运行点,以适应太阳能可用性和发电周期的能源需求。目的是分析在 TCES 系统中涉及的热交换器网络、储罐和反应堆的设计中,在能量存储和释放模式下定义运行点的变量的影响。概念工厂中的设备已建模,考虑了质量平衡中的可变存储/排放分数。结果显示了合适的捕获效率,量化了存储的功率,并定义了运行系统所需的热交换器的大小和性能。推导出每个热交换器的行为及其与发电厂热集成的相关性。其创新之处在于对储罐充电/放电比例的不同组合可能出现的情况的分析。