[发明专利]垃圾焚烧发电烟灰为基体的复合相变储热材料及制备方法

说明书

本发明涉及一种垃圾焚烧发电烟灰为基体的复合相变储热材料及制备方法，复合相变储热材料由以下质量份的组分组成：垃圾焚烧发电烟灰1份、无机盐2～4份、石墨0.15～0.5份。所述复合相变储热材料的制备方法包括：称取无机盐与垃圾焚烧发电烟灰，混合后研磨均匀，过筛，之后掺入石墨并混匀；混合物用模具压片，然后脱模；将压片放入加热炉，通入氮气后进行高温烧结、冷却后取出，即得到复合相变储热材料。本发明利用垃圾焚烧发电烟灰基体制备相变储热材料，有效利用垃圾焚烧发电烟灰，减少环境污染，解决现有复合相变蓄热材料成本高、资源利用不合理等问题。

技术领域

本发明涉及一种相变储热材料，尤其涉及一种利用垃圾焚烧发电烟灰作为基体的复合相变储热材料及其制备方法。

背景技术

目前，我国对于能源的需求越来越大，由于传统化石能源的使用导致的环境污染问题日益突出，提高能源利用效率以及开展可再生能源开发利用显得尤为迫切。然而，工业余热以及可再生能源等存在间歇性供应的特点，使其在利用时存在时间与空间上不匹配的问题，严重限制其发展与应用。为解决上述问题而发展出来的相变储热技术则成为近年来研究清洁能源高效利用及实现环境保护的重要技术手段之一。

相变储热技术是利用相变储热材料将热能储存起来，待需要使用时再放热的技术，合理运用相变储热技术不但能够很好的解决能量供需不平衡的问题，同时能够回收利用余热资源。但单一相变材料在相变过程中会呈流动性的液相，具有化学稳定性差、易泄露、导热性差等缺点，降低了储热效果，从而限制了其应用与发展。由于单一相变材料存在诸多缺点，人们开始制备复合相变储热材料来弥补单一相变材料的缺点。

专利号为CN107245325A的中国专利公开了“一种中高温无机盐/膨胀石墨定型复合相变储热材料及其制备方法”，其材料是由硝酸盐与膨胀石墨混合制成的中高温定型复合相变储热材料。该方法的缺点是制备方法复杂、制备成本较高。专利号为CN107099275A的中国专利公开了“一种高炉渣基复合相变储热材料的制备方法”，该方法的缺点是储热密度低，导热性能不佳等。专利号为CN108504336A的中国专利公开了“一种相变储热材料及其制备方法”，该方法的缺点是导热油长时间使用容易变质，且相变温度较低，只适用于低温热量存储。

基于现有技术存在的缺点，需要开发制备成本较低、储热性能较好的相变储热材料。随着我国对节能环保的重视，垃圾焚烧发电厂数量迅速增加，同时垃圾焚烧烟灰大量产生，不仅严重污染环境，而且其填埋还要占用土地。同时，垃圾焚烧烟灰具有较大的比表面积，而且来源广泛、价格低廉，如果利用垃圾焚烧烟灰作为相变储热材料基体就能够实现工业废弃物的再利用，使资源的利用更加合理。

发明内容

本发明提供了一种利用垃圾焚烧发电烟灰作为基体的复合相变储热材料及其制备方法，利用垃圾焚烧发电烟灰基体制备相变储热材料，有效利用垃圾焚烧发电烟灰，减少环境污染，解决现有复合相变蓄热材料成本高、资源利用不合理等问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

利用垃圾焚烧发电烟灰作为基体的复合相变储热材料，复合相变储热材料由以下质量份的组分组成：垃圾焚烧发电烟灰1份、无机盐2～4份、石墨0.15～0.5份。

所述垃圾焚烧发电烟灰为垃圾焚烧发电厂烟气除尘收集的烟灰，其主要成分为CaO、SiO₂和Al₂O₃，粒径为90～180μm。

所述无机盐为NaNO₃、KNO₃、Mg(NO₃)₂中的至少一种。

所述利用垃圾焚烧发电烟灰作为基体的复合相变储热材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：按质量份比例称取无机盐与垃圾焚烧发电烟灰，混合后研磨均匀，过筛，之后掺入石墨，混匀；