[发明专利]一种混合熔盐传热蓄热工质、制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于储能材料混合熔盐领域，尤其涉及一种混合熔盐传热蓄热工质、制备方法及其应用。

背景技术

太阳能热发电、核电、中高温蓄热、供热以及化工、干燥、过程工业等领域均需要中高温传热蓄热工质。中高温传热工质主要的应用方面之一，即太阳能热发电技术从上世纪八十年代发展至今，使用了包括水和蒸汽、空气或氮气、液态金属、导热油和熔融盐等多种传热蓄热工质，由于熔融盐具有较高的使用温度、高热稳定性、高比热容、高对流传热系数、低粘度、低饱和蒸汽压、低价格等“四高三低”的优势，受到国内外专家高度重视，是目前太阳能热发电系统传热蓄热工质的主要应用和发展方向之一。

单一组分熔盐熔点太高，无法满足传热工质对熔点的需求。如中国专利105219355A，“一种混合熔盐传热蓄热工质及其应用”公开了一种混合熔盐传热蓄热工质，由Ca(NO3)2·4H2O、KNO3、NaNO3、LiNO3和Na2CO3组成；各组分的质量配比为：Ca(NO3)2·4H2O：18～36wt％；KNO3：48～60wt％；NaNO3：6～10wt％；LiNO3：7～12wt％；Na2CO3：3～15wt％。几种熔盐混合起来形成共晶混合熔盐后能够显著降低共晶熔盐混合物的熔点，并能在液态温区稳定运行，因此工业应用中的熔盐工质都是这种混合共晶熔盐。太阳能热发电、核电、中高温蓄热、供热以及化工、干燥、过程工业等领域均对传热蓄热工质的要求不尽相同，本发明提供了一种混合熔盐以满足工业多样化的中高温传热蓄热工质需求。

发明内容

为了推广混合熔盐在中高温传热蓄热系统中的应用，本发明提供了一种混合熔盐传热蓄热工质。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是，一种混合熔盐传热蓄热工质，其特征在于，由Ca(NO₃)₂、KNO₃、NaNO₃、LiNO₃和Na₂CO₃组成。

各组分的质量配比为Ca(NO₃)₂：13.4wt％；KNO₃：56～62wt％；NaNO₃：6～10wt％；LiNO₃：7～12wt％；Na₂CO₃：3～15wt％，其熔点99℃，沸点618℃。

一种混合熔盐传热蓄热工质的制备方法，该方法步骤如下：

(1)先将待混合的Ca(NO₃)₂、KNO₃、NaNO₃、LiNO₃和Na₂CO₃各材料分别粉碎研磨，使固体颗粒直径小于3cm，按比例将各材料放入不锈钢容器中，混合搅拌；

(2)将混合熔盐逐步加热，并同时不停搅拌至120℃左右并保持10分钟，将混合熔盐中的水分蒸发掉；

(3)继续升温至200℃左右并维持此温度，加大搅拌力度，将Ca(NO₃)₂中的结晶水除去(硝酸钙一般含有4个结晶水)，待水蒸气完全排除后，停止搅拌待熔盐冷却后，这种新的混合共晶熔盐即配置完成。

一种混合熔盐传热蓄热工质的应用，其特征在于，应用于太阳能热发电储能、弃风弃光电及“煤改电”蓄热供热或工业余热回收储存等中高温传热蓄热领域。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明混合熔盐的配制的成分成本低、配制工艺极简单。

2、本发明的混合熔盐热物性性能非常稳定，使用过程中不会出现某一成分的分离现象，在液态温区具有良好的传热性能，且饱和蒸汽压力低于2个大气压。

3、本发明的工质对金属腐蚀性小。

4、与现有技术相比，该工质配方具有较稳定的蓄热传热能力。

附图说明

图1是本发明混合熔盐的DSC曲线；

图2是本发明混合熔盐的TG曲线。

具体实施方式

下面对结合实施例对本发明做进一步的说明。

实施例：一种混合熔盐传热蓄热工质，配方由Ca(NO₃)₂、KNO₃、NaNO₃、LiNO₃和Na₂CO₃组成；