一種混合熔鹽傳熱蓄熱工質(zhì)、制備方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于儲(chǔ)能材料混合熔鹽領(lǐng)域，尤其涉及一種混合熔鹽傳熱蓄熱工質(zhì)、制備方法及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能熱發(fā)電、核電、中高溫蓄熱、供熱以及化工、干燥、過程工業(yè)等領(lǐng)域均需要中高溫傳熱蓄熱工質(zhì)。中高溫傳熱工質(zhì)主要的應(yīng)用方面之一，即太陽能熱發(fā)電技術(shù)從上世紀(jì)八十年代發(fā)展至今，使用了包括水和蒸汽、空氣或氮?dú)?、液態(tài)金屬、導(dǎo)熱油和熔融鹽等多種傳熱蓄熱工質(zhì)，由于熔融鹽具有較高的使用溫度、高熱穩(wěn)定性、高比熱容、高對(duì)流傳熱系數(shù)、低粘度、低飽和蒸汽壓、低價(jià)格等“四高三低”的優(yōu)勢(shì)，受到國內(nèi)外專家高度重視，是目前太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)傳熱蓄熱工質(zhì)的主要應(yīng)用和發(fā)展方向之一。
[0003]單一組分熔鹽熔點(diǎn)太高，無法滿足傳熱工質(zhì)對(duì)熔點(diǎn)的需求。幾種熔鹽混合起來形成共晶混合熔鹽后能夠顯著降低共晶熔鹽混合物的熔點(diǎn)，并能在液態(tài)溫區(qū)穩(wěn)定運(yùn)行，因此工業(yè)應(yīng)用中的熔鹽工質(zhì)都是這種混合共晶熔鹽。太陽能熱發(fā)電、核電、中高溫蓄熱、供熱以及化工、干燥、過程工業(yè)等領(lǐng)域均對(duì)傳熱蓄熱工質(zhì)的要求不盡相同，本發(fā)明提供了一種混合熔鹽以滿足工業(yè)多樣化的中高溫傳熱蓄熱工質(zhì)需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了推廣混合熔鹽在中高溫傳熱蓄熱系統(tǒng)中的應(yīng)用，本發(fā)明提供了一種混合熔鹽傳熱蓄熱工質(zhì)。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種混合熔鹽傳熱蓄熱工質(zhì)，其特征在于，由 Ca(N03 )2、KN03、NaN03 和 LiNO3 組成；
[0006]各組分的質(zhì)量配比為:Ca(N03)2:14.8wt%； KNO3: 52-60wt % ； NaNO3: 7-12wt % ；LiNO3:17-23wt%，其熔點(diǎn)82°C，沸點(diǎn)612°C。
[0007]—種混合熔鹽傳熱蓄熱工質(zhì)的制備方法，該方法步驟如下:
[0008](I)先將待混合的Ca(NO3)2、KNO3、NaNO3和LiNO3材料分別粉碎研磨，使固體顆粒直徑小于3cm，按比例將各材料放入不銹鋼容器中，混合攪拌；
[0009](2)將混合熔鹽逐步加熱，并同時(shí)不停攪拌至120°C左右并保持10分鐘，將混合熔鹽中的水分蒸發(fā)掉；
[0010](3)繼續(xù)升溫至200 °C左右并維持此溫度，加大攪拌力度，將Ca(NO3)2中的結(jié)晶水除去(硝酸鈣一般含有4個(gè)結(jié)晶水)，待水蒸氣完全排除后，停止攪拌待熔鹽冷卻后，這種新的混合共晶熔鹽即配置完成。
[0011]—種混合熔鹽傳熱蓄熱工質(zhì)的應(yīng)用，其特征在于，可應(yīng)用于太陽能熱發(fā)電儲(chǔ)能、棄風(fēng)棄光電及“煤改電”蓄熱供熱或工業(yè)余熱回收儲(chǔ)存等中高溫傳熱蓄熱領(lǐng)域。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0013]1、本發(fā)明混合熔鹽的配制的成分成本低、配制工藝極簡(jiǎn)單。
[0014]2、本發(fā)明的混合熔鹽熱物性性能非常穩(wěn)定，使用過程中不會(huì)出現(xiàn)某一成分的分離現(xiàn)象，在液態(tài)溫區(qū)具有良好的傳熱性能，且飽和蒸汽壓力低于2個(gè)大氣壓。
[0015]3、本發(fā)明的工質(zhì)對(duì)金屬腐蝕性小。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明混合熔鹽的DSC曲線；
[0017]圖2是本發(fā)明混合熔鹽的TG曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面對(duì)結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
[0019]實(shí)施例:一種混合熔鹽傳熱蓄熱工質(zhì)，其特征在于，由Ca(N03)2、KN03、NaN03和LiNO3組成；
[0020]各組分的質(zhì)量配比為:Ca(N03)2:14.8wt%； KNO3: 52-60wt % ； NaNO3: 7-12wt % ；LiN03:17-23wt%o
[0021 ] 一種混合熔鹽傳熱蓄熱工質(zhì)的制備方法，方法步驟如下:
[0022](I)先將待混合的Ca(N03)2、KN03、NaN03和LiNO3材料分別粉碎研磨，使固體顆粒直徑小于3cm，按比例將各材料放入不銹鋼容器中，混合攪拌；
[0023](2)將混合熔鹽逐步加熱，并同時(shí)不停攪拌至120°C左右并保持10分鐘，將混合熔鹽中的水分蒸發(fā)掉；
[0024](3)繼續(xù)升溫至200 °C左右并維持此溫度，加大攪拌力度，將Ca (NO3) 2中的結(jié)晶水除去，待水蒸氣完全排除后，停止攪拌待熔鹽冷卻后，這種新的混合共晶熔鹽即配置完成。
[0025]—種混合熔鹽傳熱蓄熱工質(zhì)的應(yīng)用，其特征在于，可應(yīng)用于太陽能熱發(fā)電儲(chǔ)能、棄風(fēng)棄光電及“煤改電”蓄熱供熱或工業(yè)余熱回收儲(chǔ)存等中高溫傳熱蓄熱領(lǐng)域。
[0026]本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于上述的實(shí)施例，凡是在本發(fā)明所述的技術(shù)基礎(chǔ)上做出等同變換，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種混合熔鹽傳熱蓄熱工質(zhì)，其特征在于，由Ca(N03)2、KN03、NaN03和LiNO3組成； 各組分的質(zhì)量配比為:Ca(NO3)2:14.8wt % ;KNO3: 52_60wt % ；NaNO3: 7_12wt % ；LiNO3:17-23wt%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合熔鹽傳熱蓄熱工質(zhì)的應(yīng)用，其特征在于，應(yīng)用于太陽能熱發(fā)電儲(chǔ)能、棄風(fēng)棄光電及“煤改電”蓄熱供熱或工業(yè)余熱回收儲(chǔ)存的中高溫傳熱蓄熱領(lǐng)域。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合熔鹽傳熱蓄熱工質(zhì)的制備方法，其特征在于，該方法步驟如下: (1)先將待混合的Ca(NO3)2、KN03、NaN03和LiNO3材料分別粉碎研磨，使固體顆粒直徑小于3cm，按比例將各材料放入不銹鋼容器中，混合攪拌； (2)將混合熔鹽逐步加熱，并同時(shí)不停攪拌至120°C左右并保持10分鐘，將混合熔鹽中的水分蒸發(fā)掉； (3)繼續(xù)升溫至200°C左右并維持此溫度，加大攪拌力度，將Ca (NO3) 2中的結(jié)晶水除去(硝酸鈣一般含有4個(gè)結(jié)晶水)，待水蒸氣完全排除后，停止攪拌待熔鹽冷卻后，這種新的混合共晶熔鹽即配置完成。
【專利摘要】本發(fā)明屬于儲(chǔ)能材料混合熔鹽領(lǐng)域，尤其涉及一種混合熔鹽傳熱蓄熱工質(zhì)，其特征在于，由Ca(NO3)2、KNO3、NaNO3和LiNO3組成，其質(zhì)量配比為Ca(NO3)2：14.8wt％；KNO3：52-60wt％；NaNO3：7-12wt％；LiNO3：17-23wt％，其熔點(diǎn)82℃，沸點(diǎn)612℃。一種混合熔鹽傳熱蓄熱工質(zhì)的應(yīng)用，其特征在于，其可應(yīng)用于太陽能熱發(fā)電儲(chǔ)能、棄風(fēng)棄光電及“煤改電”蓄熱供熱或工業(yè)余熱回收儲(chǔ)存等中高溫傳熱蓄熱領(lǐng)域。本發(fā)明混合熔鹽的配制的成分成本低、配制工藝極簡(jiǎn)單，本發(fā)明的混合熔鹽熱物性性能非常穩(wěn)定，使用過程中不會(huì)出現(xiàn)某一成分的分離現(xiàn)象，在液態(tài)溫區(qū)具有良好的傳熱性能，且飽和蒸汽壓力低于2個(gè)大氣壓。本發(fā)明的工質(zhì)對(duì)金屬腐蝕性小。
【IPC分類】C09K5/12
【公開號(hào)】CN105567176
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610090230
【發(fā)明人】劉斌, 薛凌云, 王志偉, 宋杰
【申請(qǐng)人】百吉瑞（天津）新能源有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2016年2月18日