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Solar thermochemical energy storage in elemental sulphur: design, development and con-struction of a lab-scale sulphuric acid splitting reactor powered by hot ceramic particles

Thanda, Vamshi Krishna und Thomey, Dennis und Mevißen, Lutz und Noguchi, Hiroki und Agrafiotis, Christos und Roeb, Martin und Sattler, Christian (2022) Solar thermochemical energy storage in elemental sulphur: design, development and con-struction of a lab-scale sulphuric acid splitting reactor powered by hot ceramic particles. AIP Conference Proceedings (2445). American Institute of Physics (AIP). doi: 10.1063/5.0085888. ISSN 0094-243X.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
1MB

Offizielle URL: https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/5.0085888

Kurzfassung

A proof of concept sulphuric acid splitting/decomposition prototype driven by hot bauxite particles is designed and developed. The lab-scale test reactor is a novel counter-current flow shell-and-tube heat exchanger with particles on the shell side and sulphuric acid on the tube side with mass flow rates of 10 kg/h and 2 kg/h, respectively. A one-dimensional heat transfer model was developed based on correlations of the flow boiling heat transfer coefficient and particle bed heat transfer coefficient for sizing the shell-and-tube heat exchanger. A detailed study was carried out in order to choose suitable materials especially in the sulphuric acid inlet and evaporation section. A new concept of an electrically heated, continuously operated particle heating system was designed and developed to provide the splitting reactor with hot particles. Different cases were studied using a finite element method (FEM) analysis to qualify the particle heater and examine its thermo-mechanical stability

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/191696/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Solar thermochemical energy storage in elemental sulphur: design, development and con-struction of a lab-scale sulphuric acid splitting reactor powered by hot ceramic particles
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Thanda, Vamshi KrishnaVamshi.Thanda (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Thomey, DennisDennis.Thomey (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-6936-3350NICHT SPEZIFIZIERT
Mevißen, LutzLutz.Mevissen (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Noguchi, HirokiJAEANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Agrafiotis, ChristosChristos.Agrafiotis (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Roeb, MartinMartin.Roeb (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sattler, ChristianChristian.Sattler (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4314-1124NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:12 Mai 2022
Erschienen in:AIP Conference Proceedings
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1063/5.0085888
Verlag:American Institute of Physics (AIP)
ISSN:0094-243X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:energy storage, heat transfer model, finite element method, thermo-mechanical stability
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Chemische Energieträger
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SW - Solar- und Windenergie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Solare Brennstoffe
Standort: Jülich , Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Future Fuels
Institut für Future Fuels > Solarchemische Verfahrensentwicklung
Hinterlegt von: Bülow, Mark
Hinterlegt am:14 Dez 2022 09:00
Letzte Änderung:14 Dez 2022 09:00

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