CN110079280A - 一种二元水合盐的复合储热材料 - Google Patents

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刘洪芝
郝茂森
王婉桐
喻宏伟
顾雨晴
刘弈肖
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    • C09K5/16—Materials undergoing chemical reactions when used

Abstract

本发明公开了一种二元水合盐复合储热材料，其特征在于，包括多孔载体材料和填充在多孔载体材料中的二元水合盐。其制备方法包括以下步骤：步骤1：将多孔材料烘干，冷却至室温后密封保存；步骤2：将烘干好的多孔材料浸没在二元水合盐溶液中浸渍，得到多孔复合材料；步骤3：用乙醇对浸渍好的多孔复合材料进行洗涤，干燥，烘干，得到二元水合盐复合储热材料。本发明的二元水合盐复合储热材料在储热和放热过程中热损失较小，具有较大的蓄热密度。

Description

一种二元水合盐的复合储热材料
技术领域
本发明涉及热化学储热领域，涉及一种二元水合盐的复合储热材料。
背景技术
跨季节储热技术是有效解决供热与用热不匹配问题的重要途径之一，热化学储热可用于冬季供暖、热水供应等日常使用，对于节能减排效果具有重要意义。
当今用于跨季节储热的技术主要有显热储热、潜热储热和热化学储热三种。热化学储热因其长时间储热热损失量小、储热密度高、放热过程中温度波动小的优点受到广泛的关注。
目前常见的中低温热化学储热技术是采用水合盐在Salt·nH2O(s)+Heat←→Salt(s)+nH2O(g)水合/脱水反应过程中的吸热、放热来进行储热的。水合盐在储热过程中，高温下使水合物发生脱水反应生成水蒸气，作为热源的高温空气将生成的水蒸气带走，在此过程中热能转化为化学能储存起来；放热过程中低温湿空气流过储热材料，水合盐与湿空气中的水蒸气发生水合反应放热。反应过程温和、安全性能高，应用范围十分广阔。
热分析结果表明MgCl2、SrBr2、Na2S、CaCl2、MgSO4等水合盐具有较高的理论储热密度，但是吸水潮解、低传质速率影响水合盐水合速率，单一水合盐存在水合性能较低和水合速率较慢的问题，这些都限制了水合盐的应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种二元水合盐复合储热材料，该材料具有较高的储热密度，可以在短时间内储存/释放较高的热量。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种二元水合盐复合储热材料，其特征在于，包括多孔载体材料和填充在多孔载体材料中的二元水合盐。
优选地，所述多孔载体材料为活性炭颗粒或沸石颗粒。
更优选地，所述沸石颗粒为沸石13X颗粒。
优选地，所述二元水合盐是MgCl2与CaCl2的混合物。
更优选地，所述MgCl2与CaCl2的质量比为1:2。
本发明还提供了上述二元水合盐复合储热材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将多孔材料烘干，冷却至室温后密封保存；
步骤2：将烘干好的多孔材料浸没在二元水合盐溶液中浸渍，得到多孔复合材料；
步骤3：用乙醇对浸渍好的多孔复合材料进行洗涤，干燥，烘干，得到二元水合盐复合储热材料。
优选地，所述步骤1中烘干温度为150℃，烘干时间为2～4h。
优选地，所述步骤2中二元水合盐溶液为MgCl2与CaCl2的混合溶液，MgCl2与CaCl2的质量浓度之和为20wt％，其中MgCl2与CaCl2的质量比为1:2。
优选地，所述步骤2中浸渍为真空条件下进行浸渍，浸渍时间为2h。
优选地，所述步骤3中洗涤为用乙醇对浸渍好的多孔复合材料表面进行洗涤，除去表面盐分。
优选地，所述步骤3中干燥为在室温环境下干燥24h。
优选地，所述步骤3中烘干温度为150℃，烘干时间为24～48h。
本发明的工作原理：
在需要供暖的时期，将低温湿空气通过该复合材料颗粒堆积床，复合材料内的活性组分二元水合盐会与湿空气中的水蒸气发生水合反应放出热量；在太阳能或工业废热、余热需要储存的情况下，储热材料可以在上述热源加热的空气中吸收空气中的热量发生脱水反应，产生水蒸气，被干空气带走，完成复合材料的再生过程。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)本发明的复合储热材料储热和放热过程中热损失较小，储热密度大，适用于长时间储热。
(2)本发明原料易得，价格低廉，制备工艺简单。
附图说明
图1为本发明二元水合盐复合储热材料的结构图；其中，1为多孔载体材料，2为质量比为1：2的MgCl2与CaCl2的二元水合盐；
图2为本发明二元水合盐复合储热材料制备流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
本实施例提供了一种二元水合盐复合储热材料，包括多孔载体材料1和填充在多孔载体材料内部孔内的二元水合盐2，所述多孔载体材料1为活性炭，二元水合盐2为质量比为1:2的MgCl2与CaCl2的混合物。
具体制备步骤如下：
步骤1：将活性炭置于150℃的烘干箱中进行烘干，持续2～4h，取出冷却至室温密封保存；
步骤2：将烘干好的活性炭浸没在MgCl2与CaCl2的混合溶液中，在真空环境中浸渍2h，得到二元水合盐复合的活性炭；
其中，MgCl2与CaCl2的质量浓度之和为20wt％，MgCl2与CaCl2的质量比为1:2；
步骤3：用乙醇对浸渍好的二元水合盐复合的活性炭进行洗涤，去除表面残余的盐分，在室温环境下干燥24h后，置于150℃的烘箱中烘干24～48h至完全干燥，得到二元水合盐复合储热材料。

Claims (10)

1.一种二元水合盐复合储热材料，其特征在于，包括多孔载体材料和填充在多孔载体材料中的二元水合盐。
2.如权利要求1所述二元水合盐复合储热材料，其特征在于，所述多孔载体材料为活性炭颗粒或沸石颗粒。
3.如权利要求1所述二元水合盐复合储热材料，其特征在于，所述二元水合盐是MgCl2与CaCl2的混合物。
4.如权利要求3所述二元水合盐复合储热材料，其特征在于，所述MgCl2与CaCl2的质量比为1:2。
5.权利要求1所述二元水合盐复合储热材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将多孔材料烘干，冷却至室温后密封保存；
步骤2：将烘干好的多孔材料浸没在二元水合盐溶液中浸渍，得到多孔复合材料；
步骤3：用乙醇对浸渍好的多孔复合材料进行洗涤，干燥，烘干，得到二元水合盐复合储热材料。
6.如权利要求5所述二元水合盐复合储热材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中烘干温度为150℃，烘干时间为2～4h。
7.如权利要求5所述二元水合盐复合储热材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中二元水合盐溶液为MgCl2与CaCl2的混合溶液，MgCl2与CaCl2的质量浓度之和为20wt％，其中MgCl2与CaCl2的质量比为1:2。
8.如权利要求5所述二元水合盐复合储热材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中浸渍为真空条件下进行浸渍，浸渍时间为2h。
9.如权利要求5所述二元水合盐复合储热材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中洗涤为用乙醇对浸渍好的多孔复合材料表面进行洗涤，除去表面盐分。
10.如权利要求5所述二元水合盐复合储热材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中干燥为在室温环境下干燥24h；烘干温度为150℃，烘干时间为24～48h。
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