压缩空气与热化学复合储能系统反应器动态性能研究

摘要

针对压缩空气与热化学复合储能系统中，由于压缩机的波动运行而导致的反应器不稳定运行问题，通过建立热化学反应过程完备的数理模型，探究了不同工况参数对反应器内工质传热特性和甲醇裂解性能的影响规律，进而建立了反应器的运行调控策略，以实现其内部热能到化学能的高效稳定转化。研究结果表明：在反应器的变工况运行过程中，反应器内反应物和空气温度在气体流动方向分别呈现升高和降低的趋势；甲醇裂解率随空气流量和反应器空气侧入口温度的增加而增加，随甲醇流量的升高而逐渐降低，反应器空气侧入口温度的扰动对甲醇裂解率的影响程度最大，而反应器内甲醇裂解率对甲醇流量扰动的响应速度最快；通过建立前馈加反馈调控策略，分别控制进入反应器和压缩机的工质流量，在压缩机85%～110%的输入功率范围内，反应器可在1 000 s内实现95%的甲醇裂解率，证明了所提出调控策略的快速响应性和有效性。

关键词

压缩空气 / 复合储能 / 甲醇裂解 / 动态性能 / 调控策略

基金资助

国家自然科学基金资助项目(52130603,52306050); 陕西省自然科学基础研究计划资助项目(2021JQ-047)