CN105524596A - 一种低熔点二元熔盐传热蓄热工质、制备方法及其应用 - Google Patents

一种低熔点二元熔盐传热蓄热工质、制备方法及其应用 Download PDF

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刘斌
薛凌云
王志伟
宋杰
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Abstract

本发明属于储能材料混合熔盐领域，尤其涉及一种低熔点二元熔盐传热蓄热工质，其特征在于，由Ca(NO3)2和KNO3组成；各组分的质量配比为Ca(NO3)2：38.1wt％；KNO3：61.9wt％，其熔点为135℃，沸点570℃。一种低熔点二元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的中高温传热蓄热领域。相比于常见的熔盐蓄热材料(Solar？Salt)，本发明低熔点二元熔盐具有熔点较低和蓄热成本较低的优势，有利于推广其在储能领域的应用。

Description

一种低熔点二元熔盐传热蓄热工质、制备方法及其应用
技术领域
本发明属于储能材料混合熔盐领域，尤其涉及一种低熔点二元熔盐传热蓄热工质、制备方法及其应用。
背景技术
熔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、低饱和蒸汽压和低价格等优势，是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。目前，国内外应用较广的熔盐工质是SolarSalt，由40％的硝酸钾和60％的硝酸钠组成。SolarSalt的熔点是220℃，当温度下降时，238℃时开始出现结晶，221℃时开始凝固。由于SolarSalt的熔点和凝固点均较高，其对于光热电站储能系统的初熔加热和防凝保温等技术的要求也较高。
为了推广熔盐工质在太阳能热发电、核电和化工工程等领域的应用，本发明提供了一种低熔点二元熔盐，以满足工业多样化对中高温传热蓄热工质的需求。
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，本发明提供了一种低熔点二元熔盐传热蓄热工质、制备方法及其应用。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是，一种低熔点二元熔盐传热蓄热工质，其特征在于，由Ca(NO3)2和KNO3组成；
各组分的质量配比为Ca(NO3)2：38.1wt％；KNO3：61.9wt％，其熔点为135℃，沸点570℃。
一种低熔点二元熔盐传热蓄热工质，该制备方法步骤如下：
(1)先将待混合的Ca(NO3)2和KNO3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。
一种低熔点二元熔盐传热蓄热工质的应用，其特征在于，可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SolarSalt相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明的二元熔盐熔点为135℃，沸点570℃，具有较强的传热蓄热作用，相比其他配方的熔盐具有相对稳定性。
2、本发明二元熔盐的蓄热成本比SolarSalt的蓄热成本低很多，这有利于熔盐储能系统的防凝。
3、本发明二元熔盐的获取便利且其采购成本较便宜，能够满足日益发展的太阳能热发电系统的使用，是太阳能热发电系统传热蓄热工质的主要发展方向。
附图说明
图1是本发明的混合熔盐的DSC曲线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
实施例：一种低熔点二元熔盐传热蓄热工质，由Ca(NO3)2和KNO3组成；各组分的质量配比为Ca(NO3)2：38.1wt％；KNO3：61.9wt％。
一种低熔点二元熔盐传热蓄热工质，该制备方法步骤如下：
(1)先将待混合的Ca(NO3)2和KNO3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，待水蒸气完全排除后，停止搅拌待熔盐冷却后，这种新的二元共晶熔盐即配置完成。
一种低熔点二元熔盐传热蓄热工质的应用，可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。
附图1为本发明的混合熔盐的DSC曲线，从图中可以看出本发明的混合盐热稳定性较好。
本发明的保护范围不限于上述的实施例，凡是在本发明所述的技术基础上做出等同变换，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种低熔点二元熔盐传热蓄热工质，其特征在于，由Ca(NO3)2和KNO3组成；各组分的质量配比为Ca(NO3)2：38.1wt％；KNO3：61.9wt％。
2.根据权利要求1所述的一种低熔点二元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的中高温传热蓄热领域。
3.根据权利要求1所述的一种低熔点二元熔盐传热蓄热工质的制备方法，其特征在于，该制备方法步骤如下：
(1)先将待混合的Ca(NO3)2和KNO3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，待水蒸气完全排除后，停止搅拌待熔盐冷却后，这种新的二元共晶熔盐即配置完成。
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