Dissertação
Modeling a Circulating Fluidized Bed CaCO3 Calcination Reactor for Thermochemical Energy Storage in a Concentrating Solar Power System EVALUATED
Foi desenvolvido um novo modelo computacional unidimensional e em estado estacionário para simular um reator de calcinação a ser usado num ciclo do cálcio, como forma de armazenamento termoquímico de energia em sistemas de energia solar com concentração. O reator solar proposto consiste num tubo vertical colocado dentro de uma cavidade recetora e no seu interior existe um leito fluidizado ascendente onde se processa a reação de calcinação. Os processos de transferência de calor são baseados no modelo núcleo-ânulo e o modelo hidrodinâmico é uma versão modificada do modelo K-L. O modelo considera a alteração do caudal mássico das espécies e a alteração da densidade das fases na direção axial do reator, que são habitualmente considerados constantes nos modelos disponíveis na literatura. Verificou-se que a assunção de uma densidade constante e de um caudal mássico constante conduz a um aumento da eficiência máxima de 8 pontos percentuais para as condições de referência. Foram realizadas simulações impondo uma temperatura de parede constante ou uma distribuição não uniforme do fluxo de calor na parede do reator. Verificou-se que um reator com 6 m de altura permite alcançar uma eficiência de calcinação de 65% e que alturas superiores não contribuem significativamente para o aumento da eficiência. Um estudo de sensibilidade mostrou que o fator de decaimento, a temperatura de entrada no reator, a fração de massa de CO2 na entrada, e a relação entre os fluxos de massa de gás e sólidos são os parâmetros que mais afetam a eficiência do processo.
janeiro 25, 2021, 16:0
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