沸石床吸附储热性能的数值模拟与分析

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1、北京工业大学工学硕士学位论文问题、减少废气排放等做出重大贡献。可再生能源事业得到发展，可以成为继煤炭、石油、天然气之后重要的替代能源之一。自人类大规模利用矿物能源、特别是石油资源被开发之后，人类生产和生活面貌发生了巨大变化，与此同时，粗放的经济增长方式则造成全球大气、土壤、水源等诸多方面环境质量严重下降，暴露出世界上许多国家以煤炭等为主的能源结构的弊病。特别是自20世纪70年代石油出现危机后，使人们逐步觉醒，矿物能源终有耗尽之时，人类要维持自己的生产生活持续发展，必须开发新的能源，特别是可再生能源。可再生能源利用价值非常可观。据我国专

2、家推算，每利用一吨可再生资源可以节约原生资源120吨，少产生垃圾废水lO吨，增加产值约3000元人民币，产生利润500元。利用可再生资源进行生产不仅可以节约资源，遏制废弃物泛滥，而且具有比利用原生资源进行生产消耗低、污染物排放少的特点。f120世纪80年代以来，开发新能源逐步成为新技术革命的一项重要内容，发达国家竞相投入巨大的人力和物力开发太阳能、风能、潮汐能等可再生能源，一些发展中国家也大力开发替代石油的酒精燃料等新能源。发展可再生资源利用产业几乎涉及所有行业。在可再生能源中太阳能资源取之不尽，清洁安全，是最理想的可再生能源，目前国

3、际上对太阳能的开发十分重视。太阳能作为一种能源，与煤炭、石油、天然气、核能等矿物燃料相比，具有以下明显的优点：(1)普遍太阳光普照大地，无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且勿须开采和运输；(2)无害开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的；(3)巨大每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿t标煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源；(4)长久根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，

4、可以说太阳的能量是用之不竭的。太阳能资源虽然具有上述几方面常规能源无法比拟的优点，但作为能源利用时，也有以下缺点：(1)分散性到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是能流密度很低。平均说来，北回归线附近，夏季在天气较为晴朗的情况下，正午时太阳辐射的辐照度最大，在垂直于太阳光方向Ime面积上接收到的太阳能平均有1000W左右；若按全年日夜平均，则只有200W左右。而在冬季大致只有一半，阴天一般只有第l章绪论1／5左右，这样的能流密度是很低的。因此，在利用太阳能时，想要得到一定的转换功率，往往需要面积相当大的一套收集和转换设备，造价较高

5、；(2)不稳定性由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响，到达某一地面的太阳辐照度既是间断的又是极不稳定的，这给太阳能的大规模应用增加了难度。为了使太阳能成为连续、稳定的能源，从而最终成为能够与常规能源相竞争的替代能源，就必须很好地解决蓄能问题，即把晴朗白天的太阳辐射能尽量贮存起来以供夜间或阴雨天使用，但目前蓄能也是太阳能利用中较为薄弱的环节之一；(3)效率低和成本高目前太阳能利用的发展水平，有些方面在理论上是可行的，技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置，因为效率偏低，成本较高，总的来

6、说，经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段时期内，太阳能利用的进一步发展，主要受到经济性的制约。．至于太阳能利用中的经济性问题，还必须考虑下列两种因素：第一，世界上越来越多的国家认识到一个能够持续发展的社会应该是一个既能满足社会需要，而又不危及后代入前途的社会。因此，尽可能多地用洁净能源代替高含碳量的矿物能源，是能源建设应该遵循的原则。随着能源形式的变化，常规能源的贮量日益下降，其价格必然上涨，而控制环境污染也必须增大投资。第二，我国是世晃上最大的煤炭生产国和消费国，煤炭约占商品能源消费结构的76％，已成为我国大气污染的主要来源

7、。大力开发新能源和可再生能源的利用技术将成为减少环境污染的重要措施。能源问题是世界性的，向新能源过渡的时期迟早要到来。从长远看，太阳能利用技术和装置的大量应用，也必然可以制约矿物能源价格的上涨。1．1．3太阳能储热及固体吸附式储能太阳能在供应上存在间断性与不均匀性，与人们对其需求在时间上存在不匹配等缺点，使得其在使用过程中受到一定限制，弥补其不足的最好、最有效的方法就是实现太阳能的储存，在白天太阳能充足时把太阳能储存起来，以满足夜间的需用；在晴天和夏季把过剩的太阳能储存起来，在阴天和冬季太阳能比较短缺时使用。因此，实现太阳能的储存利用

8、，可以缩小太阳能供求之间在时间上和流量上的不匹配问题，促进太阳能的开发利用，会大大地节约常规能源的使用，具有很高的经济与环保效益。另外，在许多工业生产过程中会产生大量的余热和废热，如果不能有效利用就会造成能源的大量浪费，