Untersuchung des Reaktionssystems CaCl2 / H2O zur thermo-chemischen Wärmespeicherung.

Abstract

Untersuchung des Reaktionssystems CaCl2 \ H2O zur thermo-chemischen Wärmespeicherung Bei zahlreichen industriellen Prozessen wird niederkalorische Abwärme z.B. in Form von Abdampf ungenutzt an die Umgebung abgegeben. Für eine Steigerung der Energieeffizienz und Verminderung von Emissionen stellt die Verwendung dieser anfallender Prozessabwärme auf niedrigem Temperaturniveau ein großes Einsparpotential dar. Neben bereits bestehenden Techniken, wie Wärmepumpen oder sensiblen bzw. latenten Wärmespeichern, werden derzeitig thermo-chemische Speicher für diese Anwendungsfälle untersucht. Thermo-chemische Speicher mittels reversibler Gas-Feststoff-Reaktionen zeichnen sich dabei durch hohe Speicherdichten bei gleichzeitiger Möglichkeit einer Wärmetransformation und einer Minimierung von Verlusten aus. Für die Nutzung von Abdampf als verfahrenstechnisch vorteilhaftes Reaktionsmedium bieten sich Salzhydrate als Reaktionssysteme an. Dabei stellte sich bei ersten labor-technischen Untersuchungen das Stoffpaar CaCl2 / H2O bezüglich Reversibilität, Zyklenbeständigkeit und Speicherdichte als ein vielversprechendes Reaktionssystem heraus. In einem zweiten Schritt wurde, nach Aufbau einer Versuchsanlage im Labormaßstab, die prinzipielle technische Machbarkeit dieses Reaktionssystems unter Beweis gestellt. Der Fokus der Untersuchungen lag dabei während den Be- bzw. Entladungszyklen auf dem Wärme- und Stofftransport innerhalb des Festbettes sowie den daraus resultierenden Energie- und Umsatzbilanzen des Reaktors. Hierbei zeigte sich das prinzipiell eine vollständige Hydratation bzw. Dehydratation der CaCl2-Schüttung erreicht werden kann und durch geeignete Wahl der Betriebsbedingungen eine Wärmetransformation zu höheren Entladetemperaturen mögliche ist. Im Rahmen des Vortrages wird auf den Aufbau des Versuchsstandes eingegangen sowie einzelne Ergebnisse der durchgeführten Versuchsreihe und deren Interpretationen präsentiert.