Thermodynamische Modellierung und Dimensionierung eines luftbeheizten Reaktors mit integrierter Wärmerückgewinnung zur Schwefelsäurespaltung

Abstract

Der Schwefel Hybrid Prozess zur solaren Wasserstofferzeugung, benötigt technische Einrichtungen zur Verdampfung, Überhitzung und Spaltung von Schwefelsäure bei hohen Temperaturen bis 1000°C. Neben direkt bestrahlten Receiver-Reaktor-Konzepten besitzt der Bajonett-Reaktor, gefertigt aus Siliziumcarbid, hohes Potential die Hochtemperaturschritte technisch zu realisieren. Die charakteristische Eigenschaft dieses Reaktortyps, ist die integrierte Wärmerückgewinnung. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der detaillierten Modellierung des Bajonett-Reaktors. Das erstellte diskretisierte Reaktor-Modell macht es möglich, komplexe Zusammenhänge zwischen Reaktionskinetik, Wärmeübergängen sowie Druckverlust, zu untersuchen. Das Ergebnis der Simulation ist die Länge des Reaktors, bei unterschiedlichem Massenstrom. Des Weiteren wird der spezifische Wärmebedarf untersucht.