[发明专利]一种高导热硝酸盐熔盐及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高导热硝酸盐熔盐，主要由单晶硅和硝酸盐熔盐组成，其中单晶硅的质量百分含量为5～45％。本发明还公开了上述的高导热硝酸盐熔盐的制备方法，以及一种提高熔盐导热能力的方法，在硝酸盐熔盐中加入单晶硅，可以提升硝酸熔盐的导热能力，本申请不仅可以回收单晶硅切割过程产生的单晶硅废料，还可以提高硝酸盐熔盐的导热能力。

技术领域

本发明属于熔盐技术领域，具体涉及一种高导热硝酸盐熔盐及其制备方法。

背景技术

熔盐是一种低成本、长寿命、传热储热性能好的高温、高热通量和低运行压力的传热储热介质。采用熔盐作为光热发电的传热和储热工质，可显著提高光热发电系统的热效率、系统的可靠性和经济性，帮助光热发电站实现持续稳定运行。储热作为光热发电技术的核心竞争力，在全球范围内，当前在建的和计划开发的光热电站正越来越多地采用熔盐传热储热技术，未来的熔盐用量将进一步增加。近年来，随着国民经济的快速发展，我国熔盐行业发展较快，市场规模不断提高，2015年我国熔盐行业市场规模为182.74亿元，2016年行业市场规模为208.91亿元，2017年行业市场规模为241.58亿元，增长速度较快。

在工业蓄能和太阳能光热发电技术中，目前使用的蓄热传热介质主要有空气、水、导热油、熔融盐、钠和铝等金属。熔盐因具有广泛的使用温度范围，低蒸汽压，低粘度，良好的稳定性，低成本等诸多特性已成为太阳能光热发电技术中颇具潜力的传热蓄热介质，成为目前应用较多，较为成熟的传热蓄热介质。

最常用的硝酸盐熔盐有以下几种：

(1)硝酸盐熔盐：如NaNO₃、KNO₃、60％NaNO₃-40％KNO₃、53％KNO₃-40％NaNO₂-7％NaNO₃；

(2)氟化物熔盐：如LiF、NaF、KF、MgF₂、CaF₂等；

(3)硫酸盐熔盐：如LiSO₄、Na₂SO₄、K₂SO₄、MgSO₄、CaSO₄等。

但熔盐存在着高温液体导热系数偏低的问题。在实际应用中，熔盐高温液体的导热系数决定着熔盐传热过程的换热效率，进而影响能源转化和利用效率。

申请号为CN201310029569.6的专利申请公开了一种三元硝酸纳米熔盐传热蓄热介质及其制备方法与应用，其所述纳米粒子选自SiO₂纳米粒子、ZnO纳米粒子、Al₂O₃纳米粒子、TiO₂纳米粒子、MgO纳米粒子中的一种或多种。

申请号为CN201310053597.1的专利申请公开了多元硝酸纳米熔盐传热蓄热介质及其制备方法与应用，其所述纳米粒子为平均粒径10-30nm的SiO₂、ZnO、Al₂O₃、TiO₂和/或MgO粒子。所述纳米粒子为所述多元硝酸熔盐体系总质量的1％-5％。

申请号为CN201310732781.9的专利申请公开了二元硝酸纳米熔盐传热蓄热介质及其制备方法，其二元硝酸纳米熔盐传热蓄热介质，是将纳米粒子分散到固-液相变状态的二元硝酸熔盐体系中复合而得；所述纳米粒子为SiO₂、ZnO、Al₂O₃、CaO、TiO₂和/或MgO纳米粒子。所述纳米粒子的重量在所述二元硝酸纳米熔盐中占1％-5％。