摘要 | 第5-7页 |
Abstract | 第7-9页 |
符号说明表 | 第14-16页 |
第1章 引言 | 第16-34页 |
1.1 选题的背景及意义 | 第16-17页 |
1.2 CO_2和H_2O直接热分解 | 第17页 |
1.3 太阳能热化学分解H_2O和CO_2 | 第17-23页 |
1.3.1 单金属氧化物体系 | 第17-18页 |
1.3.2 复合金属氧化物体系 | 第18-19页 |
1.3.3 掺杂体系 | 第19页 |
1.3.4 基于CeO_2的热化学循环 | 第19-23页 |
1.4 多步热化学循环分解水制氢 | 第23-24页 |
1.4.1 碘硫循环 | 第23-24页 |
1.4.2 金属-卤化物体系 | 第24页 |
1.4.3 西屋循环 | 第24页 |
1.5 高温太阳能热化学反应器 | 第24-30页 |
1.5.1 固定式反应器 | 第24-26页 |
1.5.2 流化床式 | 第26-27页 |
1.5.3 旋转式反应器 | 第27-29页 |
1.5.4 间接照射式反应器 | 第29-30页 |
1.6 本文的研究目的和拟解决问题 | 第30-34页 |
第2章 高温太阳能热化学循环系统的机理研究 | 第34-50页 |
2.1 引言 | 第34-36页 |
2.2 太阳能热化学循环机理 | 第36-37页 |
2.2.1 太阳能热化学循环制取燃料构思 | 第36页 |
2.2.2 太阳能热化学循环制取燃料的热机模型 | 第36-37页 |
2.3 基于高温太阳能热化学循环制取氢气效率提升机理及热力学分析 | 第37-42页 |
2.3.1 热化学循环的热力学第一定律效率分析 | 第37-39页 |
2.3.2 热化学循环的热力学第二定律效率分析 | 第39-41页 |
2.3.3 太阳能热化学循环制取燃料过程机理分析 | 第41页 |
2.3.4 与甲烷互补的太阳能热化学循环过程机理分析 | 第41-42页 |
2.4 高温太阳能热化学循环反应的动力学分析 | 第42-48页 |
2.4.1 热力学限制-气体限制区域分析 | 第43-47页 |
2.4.2 动力学限制-材料动力学限制区域分析 | 第47-48页 |
2.5 本章小结 | 第48-50页 |
第3章 太阳能等温和双温热化学循环制备燃料的比较 | 第50-64页 |
3.1 引言 | 第50-52页 |
3.2 等温热化学循环和双温热化学循环的评价指标 | 第52-53页 |
3.3 温度、压力和材料的选择对于等温和双温循环影响的热力学分析 | 第53-62页 |
3.3.1 不同的还原和氧化温度的影响 | 第53-54页 |
3.3.2 还原反应中氧分压的影响 | 第54-55页 |
3.3.3 材料选择与循环方法的匹配 | 第55-57页 |
3.3.4 尖晶石材料的熵值假定理论与分析 | 第57-62页 |
3.4 本章小结 | 第62-64页 |
第4章 太阳能热化学循环制取燃料的新方式 | 第64-74页 |
4.1 引言 | 第64页 |
4.2 研究方法-热力学效率分析 | 第64-66页 |
4.3 小温差换热方式 | 第66-72页 |
4.3.1 基于H_2O分解的小温差换热方式 | 第66-69页 |
4.3.2 基于CO_2分解的小温差换热方式 | 第69-72页 |
4.4 本章小结 | 第72-74页 |
第5章 太阳能热化学循环氧载体的动力学研究 | 第74-92页 |
5.1 引言 | 第74页 |
5.2 电导弛豫法测试动力学化学表面反应速率常数k_s的分析 | 第74-75页 |
5.3 实验部分 | 第75-78页 |
5.3.1 材料制备 | 第75-77页 |
5.3.2 样品表征 | 第77页 |
5.3.3 材料在实验台上进行测试 | 第77-78页 |
5.4 结果和讨论 | 第78-91页 |
5.4.1 材料测试 | 第78-79页 |
5.4.2 标准化电导率曲线 | 第79-80页 |
5.4.3 流率的影响 | 第80-81页 |
5.4.4 温度在800-1000℃及较低还原气氛下氧化铈的k_s的测定 | 第81-88页 |
5.4.5 P_(o_2)在10~(-5)-10~(-2) atm范围内变化时k_s的测定 | 第88-91页 |
5.5 本章小结 | 第91-92页 |
第6章 太阳能热化学循环反应器的设计研究 | 第92-114页 |
6.1 引言 | 第92页 |
6.2 太阳能热化学循环反应器的设计 | 第92-98页 |
6.2.1 太阳能热化学循环反应器设计思路 | 第92-93页 |
6.2.2 太阳能热化学反应器结构设计 | 第93-95页 |
6.2.3 基于MC(蒙特卡罗)方法的反应器形状设计 | 第95-98页 |
6.3 光-热-化学反应多物理场耦合的反应器性能研究 | 第98-108页 |
6.3.1 太阳能热化学反应器模型 | 第98页 |
6.3.2 半球壳厚度的选择和设计 | 第98-101页 |
6.3.3 流体、传热传质、化学反应等多物理场耦合机理分析 | 第101-104页 |
6.3.4 多物理场模拟结果的分析及效率计算 | 第104-108页 |
6.4 太阳能热化学反应器布置和氧载体的设计 | 第108-112页 |
6.4.1 廊坊实验基地太阳能反应器平台的搭建 | 第108-109页 |
6.4.2 多孔结构氧化铈氧载体的制备 | 第109-111页 |
6.4.3 网状结构氧化铈氧载体的制备 | 第111-112页 |
6.5 本章小结 | 第112-114页 |
第7章 太阳能高温热化学循环与甲烷互补的热利用方式 | 第114-138页 |
7.1 引言 | 第114-115页 |
7.2 研究方法-基于甲烷重整的等温循环热回收利用方式 | 第115-117页 |
7.3 等温循环分解CO_2或者H_2O的上游系统 | 第117-118页 |
7.4 等温循环与下游甲烷重整相结合 | 第118-126页 |
7.5 太阳能高温热化学循环与甲烷互补的甲醇动力多联产系统 | 第126-136页 |
7.5.1 三种甲醇动力多联产方案的系统设计 | 第127页 |
7.5.2 方案一-CO_2分解方式的多联产系统 | 第127-131页 |
7.5.3 方案二-H_2O分解方式的多联产系统 | 第131-132页 |
7.5.4 方案三-C_O2和H_2O同时分解的多联产系统 | 第132-136页 |
7.6 本章小结 | 第136-138页 |
第8章 结论与展望 | 第138-142页 |
8.1 论文主要成果 | 第138-139页 |
8.2 论文研究的主要创新之处 | 第139-140页 |
8.3 展望 | 第140-142页 |
参考文献 | 第142-148页 |
致谢 | 第148-150页 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 | 第150-151页 |