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Perspectives of advanced thermal management in solar thermochemical syngas production using a counter-flow solid-solid heat exchanger

Falter, Christoph und Sizmann, Andeas und Pitz-Paal, Robert (2017) Perspectives of advanced thermal management in solar thermochemical syngas production using a counter-flow solid-solid heat exchanger. In: AIP Conference Proceedings, 1850 (1), Seite 100005. SOLARPACES 2016: International Conference on Concentrating Solar Power and Chemical Energy Systems, 2016-10-11 - 2016-10-14, Abu Dhabi. doi: 10.1063/1.4984462. ISSN 0094-243X.

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Kurzfassung

A modular reactor model is presented for the description of solar thermochemical syngas production involving counter-flow heat exchangers that recuperate heat from the solid phase. The development of the model is described including heat diffusion within the reactive material as it travels through the heat exchanger, which was previously identified to be a possibly limiting factor in heat exchanger design. Heat transfer within the reactive medium is described by conduction and radiation, where the former is modeled with the three-resistor model and the latter with the Rosseland diffusion approximation. The applicability of the model is shown by the analysis of heat exchanger efficiency for different material thicknesses and porosities in a system with 8 chambers and oxidation and reduction temperatures of 1000 K and 1800 K, respectively. Heat exchanger efficiency is found to rise strongly for a reduction of material thickness, as the element mass is reduced and a larger part of the elements takes part in the heat exchange process. An increase of porosity enhances radiation heat exchange but deteriorates conduction. The overall heat exchange in the material is improved for high temperatures in the heat exchanger, as radiation dominates the energy transfer. The model is shown to be a valuable tool for the development and analysis of solar thermochemical reactor concepts involving heat exchange from the solid phase.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/116897/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Perspectives of advanced thermal management in solar thermochemical syngas production using a counter-flow solid-solid heat exchanger
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Falter, ChristophBauhaus Luftfahrt e.V., Willy-Messerschmitt-Str. 1, Taufkirchen 82024, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sizmann, AndeasAndreas.Sizmann (at) bauhaus-luftfahrt.netNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pitz-Paal, RobertRobert.Pitz-Paal (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3542-3391NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2017
Erschienen in:AIP Conference Proceedings
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
Band:1850
DOI:10.1063/1.4984462
Seitenbereich:Seite 100005
ISSN:0094-243X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Solar thermochemical fuel production
Veranstaltungstitel:SOLARPACES 2016: International Conference on Concentrating Solar Power and Chemical Energy Systems
Veranstaltungsort:Abu Dhabi
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:11 Oktober 2016
Veranstaltungsende:14 Oktober 2016
Veranstalter :SolarPACES
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Erneuerbare Energie
HGF - Programmthema:Solare Brennstoffe
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SW - Solar- und Windenergie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Solare Brennstoffe (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Solarforschung
Hinterlegt von: Pitz-Paal, Robert
Hinterlegt am:19 Dez 2017 14:47
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:21

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