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Modeling of a Solar Receiver for Superheating Sulfuric Acid

Lapp, Justin und Guerra Niehoff, Alejandro und Streber, Hans-Peter und Thomey, Dennis und Roeb, Martin und Sattler, Christian (2016) Modeling of a Solar Receiver for Superheating Sulfuric Acid. Journal of Solar Energy Engineering, 138 (4), 041013. American Society of Mechanical Engineers (ASME). doi: 10.1115/1.4033594. ISSN 0199-6231.

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Kurzfassung

A volumetric solar receiver for superheating evaporated sulfuric acid is developed as part of a 100 kW pilot plant for the hybrid sulfur (HyS) cycle. The receiver, which uses silicon carbide foam as a heat transfer medium, heats evaporated sulfuric acid using concentrated solar energy to temperatures of 1000 °C or greater, which are required for the downstream catalytic reaction to split sulfur trioxide into oxygen and sulfur dioxide. Multiple parallel approaches for modeling and analysis of the receiver are used to design the prototype. Focused numerical modeling and thermodynamic analysis are applied to answer individual design and performance questions. Numerical simulations focused on fluid flow are used to determine the best arrangement of inlets, while thermodynamic analysis is used to evaluate the optimal dimensions and operating parameters. Finally, a numerical fluid mechanics and heat transfer model is used to predict the temperature field within the receiver. Important lessons from the modeling efforts are given, and their impacts on the design of a prototype are discussed.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/105020/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Modeling of a Solar Receiver for Superheating Sulfuric Acid
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Lapp, JustinJustin.Lapp (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Guerra Niehoff, AlejandroAlejandro.GuerraNiehoff (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Streber, Hans-PeterHans-Peter.Streber (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Thomey, DennisDennis.Thomey (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-6936-3350NICHT SPEZIFIZIERT
Roeb, MartinMartin.Roeb (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sattler, ChristianChristian.Sattler (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4314-1124NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:1 August 2016
Erschienen in:Journal of Solar Energy Engineering
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:138
DOI:10.1115/1.4033594
Seitenbereich:041013
Verlag:American Society of Mechanical Engineers (ASME)
ISSN:0199-6231
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Catalysis; Flow of fluids; Fluid mechanics; Numerical models; Pilot plants; Silicon carbide; Solar energy; Solar equipment; Sulfur; Sulfur dioxide; Sulfuric acid; Thermoanalysis; Thermodynamic properties Catalytic reactions; Concentrated solar energy; Heat transfer model; Hybrid sulfur cycles; Operating parameters; Silicon carbide foam; Thermo dynamic analysis; Volumetric solar receivers
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Erneuerbare Energie
HGF - Programmthema:Solare Brennstoffe
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SF - Solarforschung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Solare Brennstoffe (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Solarforschung > Solare Verfahrenstechnik
Hinterlegt von: Sattler, Prof. Dr. Christian
Hinterlegt am:07 Jul 2016 12:04
Letzte Änderung:28 Nov 2023 08:29

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