太阳能供热的生物质超临界水制氢系统传热蓄热介质的优选

【摘要】：太阳能具有储量丰富、分布广泛以及可再生等优点，但是它本身也存在着能量密度低、间断性以及不稳定性等缺点，这使得其规模化开发和应用在很大程度上受到了限制。氢能是一种能量密度高、清洁无污染的理想二次能源，生物质能具有全寿命周期二氧化碳零排放等特点，以生物质为原料，利用太阳能供热，将其转化为氢能，有望实现能源的可持续转化与利用，该研究具有重要的科学意义和潜在的应用价值。 太阳能供热的生物质超临界水气化制氢是近年来研究的热点，传热蓄热介质是该制氢系统的重要组成部分，其传热蓄热性能的好坏直接影响生物质制氢的效果。本文通过查阅大量文献筛选了多种来源较为丰富、对人体和环境影响较小的无机熔融盐，计算了纯熔盐在液态时的物性参数，通过对纯盐热物性参数的对比，筛选获得传热蓄热性能较好的熔融盐；进而，采用简单混合规则对混合熔盐的热物性参数进行了系统的计算，经过对比混合熔盐物性参数的实验值与计算值，证明利用简单混合规则计算混合熔盐的热物性参数是有效的，同时经过较为系统的计算与比较，得到混合熔盐体系0.33Na2CO3-0.35K2CO3-0.32Li2CO3的熔点较低，密度、比热、导热系数都比较适合作为太阳能供热的生物质超临界水气化制氢系统的传热蓄热介质。 本文针对几大类熔盐做了较为全面的总结，其筛选方法可快速直观地评价出熔盐性能，所得结果对熔盐系统的进一步优化、设计、应用具有一定的指导价值。 【关键词】：制氢 高温熔盐 传热蓄热 物性参数 物性计算
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TQ116.2
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-18
• 1.1 论文背景及意义8-16
• 1.1.1 氢能8-10
• 1.1.2 生物质能10-12
• 1.1.3 太阳能及太阳能制氢12-16
• 1.2 传热蓄热是太阳能热化学制氢中的关键技术16
• 1.3 本文主要研究内容16-18
• 2 太阳能供热的生物质超临界水气化制氢系统的传热蓄热介质18-28
• 2.1 太阳能蓄热材料的研究现状18-22
• 2.1.1 太阳能高温潜热蓄热材料18-21
• 2.1.2 太阳能高温显热蓄热材料21-22
• 2.1.3 太阳能高温热化学蓄热材料22
• 2.2 太阳能供热的生物质超临界水制氢系统对传热蓄热介质的要求22-25
• 2.2.1 生物质超临界水制氢系统传热蓄热介质的选用原则23-24
• 2.2.2 常用传热蓄热介质的比较24-25
• 2.3 高温熔盐蓄热材料25-27
• 2.4 本章小结27-28
• 3 纯熔盐物性参数的计算及优选28-36
• 3.1 纯熔盐物性参数的计算28-30
• 3.1.1 熔点、沸点28
• 3.1.2 密度28
• 3.1.3 导热系数28-29
• 3.1.4 比热29-30
• 3.1.5 粘度30
• 3.2 物性参数计算结果30-34
• 3.3 纯熔盐的优选34
• 3.4 本章小结34-36
• 4 混合熔盐物性参数的计算及优选36-50
• 4.1 混合熔盐体系的物性研究现状36-42
• 4.1.1 氯化物熔盐体系36-40
• 4.1.2 碳酸盐熔盐体系40-41
• 4.1.3 硝酸盐熔盐体系41-42
• 4.2 混合熔盐的物性计算原则42-43
• 4.2.1 混合熔盐的密度42
• 4.2.2 混合熔盐的比热42-43
• 4.2.3 混合熔盐的导热系数43
• 4.2.4 混合熔盐的粘度43
• 4.3 计算公式的误差分析43-46
• 4.4 混合熔盐体系的物性参数计算及优选结果46-49
• 4.5 本章小结49-50
• 结论与展望50-52
• 致谢52-54
• 参考文献54-58
• 发表的论文及科研情况58

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