Simulation eines Festbettreaktors für die thermochemische Wärmespeicherung

Kurzfassung

Auf Grund der vorschreitenden Verknappung der fossilen Energieressourcen und der Erschließung regenerativer Energiequellen ist es erforderlich effiziente Energiespeicher zu entwickeln. Neben den sensiblen und den latenten Speichertechniken ist es weiterhin denkbar Wärme mittels thermochemischer Prozesse zu speichern. In der Theorie kommt eine Vielzahl chemischer Reaktionssysteme in Betracht. In der folgenden Arbeit wird das System „CaO+H2O ↔ Ca(OH)2“, untersucht. Dieses scheint auf Grund seiner thermochemischen Eigenschaften besonders geeignet für den Einsatz in der Hochtemperatur-Wärmespeichertechnik. Der Entwicklungsstand dieses Reaktionssystems liegt im Bereich von Grundlagen- und Laboruntersuchungen. Für die Realisierung einer großtechnischen Anwendung müssen eine Vielzahl verfahrenstechnischer Probleme gelöst und Fragestellungen geklärt werden. Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung eines direkten und eines indirekten Wärmeübertragungskonzeptes mittels Modellen, welche auf Basis des Simulationsprogramms Comsol Multiphysics erstellt wurden. Hinsichtlich der übertragenen Leistung wurde der Einfluss verschiedener Parameter untersucht. Neben der Reaktorgeometrie wurden die Wärmeleitfähigkeit, der Partikeldurchmesser und die Porosität des verwendeten Materials analysiert. Des Weiteren wurden die Zustände des eintretenden Trägerstroms variiert.