粒子系太阳能反应器气固两相流与温度场特性

为粒子系太阳能反应器的设计与制造提供理论指导,利用CFD方法对粒子系反应器内的流动与传热过程进行了数值模拟,建立了能够合适的描述反应器内气固两相流动与传热的数学模型。在特定的流动状态下给反应器壁面施加不同的热流得到不同的温度场特性,并对不同的流动状态和温度场进行了对比。研究结果表明:双流体模型和k-ε湍流模型能够很好的描述粒子系反应器内的流动情况;空气速度0.1 m/s、颗粒粒径0.09 mm时反应器内流动状态为环-核流动,且反应器中气固两相的环-核流动状态要优于悬浮状态;在相同热流条件下,环-核流动状态的出口温度比悬浮状态的出口温度高50 K,但是无论是哪种热流,反应器出口的空气温度随时间的增加趋于定值。

可以回收利用二氧化碳的太阳能反应器

研究人员将于2008年春天在美国Sandia国家实验室（Mbuquerque）建屯一个太阳能反应器样机，该反应器可以将二氧化碳分解成一氧化碳和氧气，也可以把水裂解成氢气和氧气。被称为“阳光变汽油”项目的最终目标是回收利用封存的CO2，并把CO产物和心结合成合成液体燃料。

回收利用二氧化碳的太阳能反应器

美国新墨西哥州的Sandia国家实验室的研究人员所开发的一种能够将二氧化碳分解为一氧化碳和氧气、或将水分解成氢气和氧气的原型太阳能反应器将在2008年春季投入试用。这项名为“边阳光为石油”的计划的最终目标是要回收被俘获的CO2并将产出的CO和H2结合起来而得到合成的液态原料。这种圆柱形的反应器中包括14个直径12英寸、厚度为1／2英寸的铝环，

基于5 kW太阳能模拟器的热化学反应器热性能研究

文章基于5 kW非共轴聚光型模拟器自行设计了太阳能热化学反应器,并建立了聚集辐照下反应器热性能数学模型。采用该模型计算并探究了太阳能模拟器功率、反应器内壁材料发射率、工作压力和进气速度对反应器内温度分布的影响规律。结果表明:增加太阳能模拟器功率以及反应器内壁面发射率将导致沿反应器中心线分布的温度升高;在同一进气速度下,随着工作压力的增加,沿反应器中心线分布的温度会升高;在同一工作压力下,随着进气速度的增加,沿反应器中心线分布的温度也会升高。该研究结果对反应器参数优化及其热应力分析具有一定的参考意义。

生物质秸秆在聚光太阳能驱动下的动态热解特性实验

太阳能驱动生物质热解是重要的热化学互补技术,可将太阳能转化为高品质合成气中的化学能,并实现高效化学存储。为探究太阳能热解过程中的能量及化学转化特性,该文设计搭建了太阳能驱动生物质热解实验平台,并开展了太阳能驱动小麦秸秆热解实验研究。结果表明太阳能模拟器可提供平均能流密度为757 kW/m^(2)的高温焦斑,热解反应的最高温度和最大瞬时加热速率分别达到870℃和25℃/s。太阳能模拟器输入电功率由1.5 kW提升至6.0 kW,反应气体产物的质量百分比由24.7%上升至54.4%,对应的H_(2)动态浓度峰值(体积百分比)将由1.49%增加至11.48%,CO动态浓度峰值(体积百分比)由1.59%增加至11.61%,增大入射光能流密度有效促进了H_(2)、CO等燃料气体的生成,并能提高反应速率。研究结果将为太阳能驱动秸秆生物质的高效热解转化和太阳能反应器设计提供参考。

基于CFD模拟的甲烷裂解太阳能管式反应器结构优化

太阳能裂解甲烷具有产物纯度高且环保的优点。对湍流条件下的甲烷高温裂解太阳能管式反应器进行计算流体力学(CFD)模拟,为提高太阳能甲烷裂解反应器的转化率,通过调节反应器结构对流场进行优化。为了更加准确计算太阳能辐射的加热效应,在湍流反应扩散模型中引入碳颗粒的生成和聚集模型,并采用离散坐标(DO)模型进行辐射模型求解。然后,在太阳能管式反应器中引入射流及挡板进行流场调节,并对挡板高度、射流流速及角度进行优化,达到强化反应过程的目的。优化后的反应器中,甲烷转化率可以提高约8%。以反应转化率和代表强化成本的黏性耗散为指标,筛选出不同离散条件下的Pareto最优解,并用支持向量机回归(SVR)算法对离散的Pareto最优解进行插值,得到操作曲线和与之相对应的最优射流角度及流速。

利用太阳能光生物反应器处理有机污水并培养饲料级螺旋藻实验研究

饲料业需要大量环保型纯天然免疫抗病促长饲料添加剂。螺旋藻是激活动物免疫系统的最佳纯天然免疫饲料添加剂之一。利用太阳能光生物反应器培养饲料级螺旋藻同时处理有机污水 ,既可降低污水处理成本 ,又可生产优质饲料级螺旋藻 ,变废为宝。

太阳能光催化反应器杀菌技术在养殖水消毒处理中的应用前景

通过分析纳米光催化技术与光催化反应器国内外研究现状及发展趋势,表明太阳能光催化反应器杀菌技术是一种清洁节能的水处理技术,对养殖水的消毒具有广泛的应用前景。

德国研发太阳能反应器助太阳能储热机器日夜运行

太阳能一直是再生能源中最受欢迎的产业，但不论是太阳能光伏还是CSP，这些设备在夜间无法起任何作用，需要加装储能系统或是关闭太阳能设施，但强制关闭太阳能聚光系统将会对设备造成损害，加装储能系统又意味着更花钱。

太阳能-生物反应器处理厨余垃圾的研究

通过对堆肥技术进行一定的改进,设计了厨余垃圾太阳能-生物反应器,并对其处理厨余垃圾进行了研究。结果表明,该反应器对厨余垃圾有很好的处理效果。含水率由85.3%降到61.0%;pH值由6.45升到8.48;生物可降解度由15.7%降到3.9%;C/N由24.1∶1降到16.4∶1;有机质由75.3%降到38.1%;堆肥周期缩短到20d左右,大大低于传统好氧堆肥工艺的堆肥周期。

浅池型太阳能光催化反应动力学研究

研究了浅池型太阳能反应器中亚甲基蓝一级降解动力学常数与光辐射强度、反应器A/V值的关系 .当A/V与光照I均为变量时 ,提出了一个修正的动力学方程 :k =1 6 2 7× 10 -5I0 871(A/V) 1 3 57.同时 ,还建立了一个新的表观量子产率模型 :k =5 2 3CI0 871(A/V) 1 3 57.计算表观量子产率值为 0 17%— 0 30 % ,随着A/V、初始浓度的增大或光强的减小 。

利用太阳能量引发化学反应 新催化剂让二氧化碳变身低成本液态燃料

日前，美国加州理工学院和瑞士科学家携手研制出了一种太阳能反应器。该太阳能反应器采用了低成本的新型催化剂二氧化铈，可集中太阳的热量，通过热化学循环方法，将水和二氧化碳转变为氢气和一氧化碳．而大量的氢气和一氧化碳结合在一起可形成液态燃料，为汽车、手提电脑和全球定位系统（GPS）供电。

CH_4-ZnO太阳能热化学制氢过程的数值分析

以文献中提出的SynMet太阳能反应器为基础.利用数值软件计算并分析了腔体温度、反应物进口速度和CH_4-Ar体积比对反应效率的影响。结果表明:当腔体温度在1450K以上,反应物进口速度低于1m·s^(-1)时,反应效率可达到90%以上;相对于腔体温度和反应物进口速度,CH_4-Ar体积比对反应效率的影响较小,基于经济及安全方面的考虑不应超过1:1。

利用太阳能熔化锌生产氢

以色列和欧洲的科学家，开发了一种利用太阳能技术的基于化学处理来生产氢的方法。目前，大部分使用的氢燃料都是采用昂贵的工艺生产的，需要燃烧对环境带来污染的矿物燃料。新方法解决了这一问题。该方法利用集中的太阳光线，在一个内置木炭的太阳能反应器内将氧化锌矿石加热到约1200℃。处理过程中热量分裂矿石，释放氧气并产生气态的锌，再将气态锌压缩成粉。将锌粉和水反应可以产生作为燃料的氢。最近的实验表明，一座300kW的装置每小时可从氧化锌中产生45kg锌粉。整个处理过程中无污染产生。合成的锌可方便地储存和转移，在需要时转换为氢。科学家现在正在调查除了氧化锌以外的其他金属矿和材料是否也具有相同的功能。

用太阳能生产水泥

制水泥需要消耗大量的能源。生产一袋50千克的水泥,就需要耗费5千克石油,或者7至9千克的煤,如使用木材作燃料,则要11千克。一些国家由于大量制造水泥,导致了森林被砍伐,森林资源正在逐步减少。 瑞士阿高维州维利干城的保尔——歇莱尔研究所的研究人员,研制了一种尖帽形的太阳能反应器,太阳光直接进入并聚光后,大量空气不断产生石灰岩粉未,像旋风一样滚滚而起。

瑞士用太阳能生产水泥

瑞士一研究所利用太阳能生产水泥的科研项目获得成功,从而为制造水泥节约能源开辟了新的途径。 目前,制造水泥需要消耗大量能源。在通常情况下,生产一袋50千克的水泥。

中低温太阳热能与甲醇重整互补制氢实验研究

本文提出一种利用150-300℃中低温太阳能驱动的甲醇-水重整反应制氢的新方法,该方法操作温度远低于其他太阳能热化学制氢方式。在5 kW抛物槽式太阳能集热器、吸收/反应器上对制氢关键过程进行了实验研究。实验结果表明:甲醇转化率可达90%以上,产物氢气浓度为66%-74%;1 mol甲醇制氢量可达2.90 mol,接近理想状态3 mol;基于能量品位的概念,深入分析了这一过程的能量转换机理;并对制氢成本进行了初步分析。本文的研究成果为高效利用中低温太阳热能与低能耗、低成本制氢提供一条新途径。