Heat accumulation on energy storage carbon monoliths - model considerations

A mathematical model of heat accumulation caused by methanol vapour adsorption on carbon monoliths is presented using equations of heat and mass balances for adsorbed and gas phases. Monoliths were prepared utilizing as raw materials: powdered active carbon (AC35), coal carbonizate (ACS) and pitch mesophase (APM). Model calculations result in substantial differences in their thermal properties. The highest accumulation of heat was for monolith ACS, similar value was found for APM, but a much lower for AC35. Predicted temperature difference between monoliths ACS and AC35 amounts to 3K. Correlations were found between heat accumulation, differences of temperature, heat of methanol immersion and the dynamics of temperature changes for all monoliths. The results confirm thatmonolithsACS and APMare particularly useful for energy storage systems.

METADATA IN OTHER LANGUAGES:

Polish

Akumulacja ciepła w monolitach węglowych dla magazynowania energii - rozważania modelowe

monolity węglowe, adsorpcja metanolu, magazynowanie ciepła

Opierając się na równaniu bilansu ciepła, masy, stanu fazy objetoociowej i zaadsorbowanej zaproponowano model matematyczny pozwalający określić zmiany temperatury monolitów pod wpływem adsorpcji par metanolu. Obliczenia modelowe wykonane dla monolitów otrzymanych: z pylistego węgla aktywnego - AC35 oraz węgli aktywnych otrzymanych w procesie aktywacji chemicznej karbonizatu z węgla kamiennego - ACS i mezofazy pakowej - APM wykazały znaczne różnice we właściwoociach termicznych wystepujące pomiedzy nimi. Stwierdzono najwyższą zdolność do akumulowania ciepła w kolejności dla monolitów ACS i APM, a znacznie niższą dla AC35. Przewidywana różnica temperatur pomiędzy monolitem ACS a AC35 wynosi oko3o 3K. Uzyskano bardzo dobrą zgodność w zdolności do akumulowania ciepła, przewidywanych różnic przyrostu temperatury pomiędzy monolitami i dynamiki tych zmian z wynikami uzyskanymi z pomiaru ciepła zwilżania monolitów metanolem. Zaprezentowane wyniki wskazują na szczególną przydatność monolitów ACS i APM dla układu magazynującego ciepło adsorpcji.

REFERENCES (10)

AKKIMARADII B.S., PRASAD M., DUTTA P., SRINIVASAN K., 2002 - Effect of packing density and adsorption parameters on the throughput of a termal compressor. Carbon, vol. 40, p. 2855.

Google Scholar

AMBROŻEK B., PADEREWSKI M., 1991 - Prace Naukowe Politechniki Szczecińskiej. 423 (26), s. 3l.

Google Scholar

BAŁYS M., CZEPIRSKI L., 1996 - Optimization of adsorptive storage systems for natural gas, fundamentals of adsorption. M.D. LeVan (ed.). Kluwer Academic Publishers, Boston Massachusells 1996, p. 227.

Google Scholar

BUCZEK B., WOLAK E., 2007 - Ocena przydatności adsorbentów z prekursorów węglowych dla układu magazynowania energii. Gospodarka Surowcami Mineralnymi, t. 23, s. 29.

Google Scholar

CACCIOLA G., RESTUCCIA G.,MERCADANTE L., 1995 - Composites of active carbon for refrigeration adsorption machines. Carbon, vol. 33, 9, p. 1205.

Google Scholar

CRITOPH R.E., 1989 - Activated carbon adsorption cycles for refrigeration and heat pumping. Carbon, 27, 1, 3.

Google Scholar

KIERZAK K., GRYGLEWICZ G., MACHNIKOWSKI J., 2004 - Preparatyka wysokoporowatych adsorbentów węglowych do magazynowania metanu w procesie aktywacji wodorotlenkiem potasu. Węgiel aktywny w ochronie środowiska i przemyśle,Wyd. Pol. Częstochowskiej, Częstochowa, s. 175.

Google Scholar

LEITE A.P.F., GRILO M.B., ANDRADE R.R.D., BELO F.A., MEUNIER F., 2005 - Experimental evaluation of a multi-tubular adsorber with activated carbon-methanol. Adsorption, 11, 543.

Google Scholar

MYERS A.L, SEIDLER W.D., 1979 - Obliczenia komputerowe w inżynierii chemicznej. Warszawa, WNT. S. 128.

Google Scholar

10.

WOLAK E., BUCZEK B., 2005 - Kierunki badañ i praktycznych zastosowañ uk³adu wêgiel aktywny-metanol. Inżynieria i Aparatura Chemiczna, 6, s. 11-16.

Google Scholar

Submit your paper

For Authors

eISSN:	2720-569X
ISSN:	1429-6675