DE3824517A1 - Waermeuebertragungsmittel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Gemischen von Alkali- und Erdalkalirhodaniden als Wärmeübertragungs­ mittel.

Wärmeübertragungsmittel werden zum Zu- oder Abführen von Wärmeenergie benötigt, zum Beispiel bei exo- oder endo­ thermen chemischen Reaktionen zum Ab- oder Zuführen von Reaktionswärme, als Kühlmittel in kerntechnischen Anla­ gen usw. (siehe zum Beispiel Römpp Chemielexikon, 6. Auflage, Band 4, Seite 7055).

Das gebräuchlichste Wärmeübertragungsmedium ist Wasser bzw. Wasserdampf. Ein Nachteil ist, daß zur Übertragung hoher Temperaturen hohe Drucke erforderlich sind, wo­ durch die benötigten Anlagen sehr kostenintensiv sind. Als Wärmeübertragungsmittel werden ferner eingesetzt or­ ganische Substanzen wie hochsiedende aliphatische und/ oder aromatische Kohlenwasserstoffe oder Silikonöle; die Nachteile dieser Verbindungen sind ihre Brennbarkeit, der hohe Dampfdruck und ihre Zersetzungsneigung bei ho­ hen Temperaturen. Für extreme Anforderungen wird als Wärmeübertragungssalz ein Kaliumnitrat-Natriumnitrit- Natriumnitrat-Eutektikum verwendet. Diese Salzschmelze hat jedoch den Nachteil, daß sie gegenüber organischen Substanzen vor allem bei höheren Temperaturen stark oxi­ dierend wirkt, wodurch es zu explosionsartigen Verpuf­ fungen kommen kann. Andere Wärmeübertragungsmedien, die bei sehr hohen Temperaturen eingesetzt werden können, sind Alkalimetallschmelzen. Sie sind jedoch wegen ihrer Brennbarkeit und der heftigen Reaktion mit Wasser vom Sicherheitsstandpunkt aus bedenklich und können nur in geschlossenen Systemen eingesetzt werden. Die Schmelzen anderer weniger reaktiver Metalle (z.B. das Wood′sche Metall) sind als Wärmeübertragungsmittel geeignet, je­ doch steht ihrer Verwendung das hohe spezifische Gewicht und der hohe Preis entgegen.

Es bestand daher die Aufgabe neue Wärmeübertragungs­ medien aufzufinden, die die Nachteile der vorstehend an­ gegebenen Wärmeübertragungsmittel nicht aufweisen.

Es wurde nun gefunden, daß sich die Schmelzen von Gemi­ schen von Alkali- und/oder Erdalkalirhodaniden als Wär­ meübertragungsmittel eignen. Diese Gemische weisen nur einen geringen Dampfdruck auf, sind nicht brennbar und nicht entflammbar, unzersetzlich bis zu Temperaturen von 500°C, nicht korrosiv, praktisch inert und billig.

Die Erfindung betrifft daher die Verwendung von Gemi­ schen von Alkali- und/oder Erdalkalirhodaniden, vorzugs­ weise Gemischen von Alkalirhodaniden als Wärmeübertra­ gungsmittel.

Besonders bewährt hat sich die Verwendung von Gemischen aus 80 bis 65 Mol-% Kaliumrhodanid und 20 bis 35 Gew.-% Natriumrhodanid und insbesondere die Verwendung des eutektischen Gemisches aus 70 Mol-% Kalium- und 30 Mol-% Natriumrhodanid.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Rhodanidgemische bzw. deren Schmelzen können in einem Temperaturbereich von 123°C bis 500°C, vorzugsweise von 130 bis 400°C ein­ gesetzt werden. Sie können sowohl als Wärmeübertragungs­ mittel zum Abführen von Wärme (Abfallwärme, durch chemi­ sche oder nukleare Reaktionen erzeugte Wärme) als auch zur Lieferung von Wärme (Heizung von Reaktionsgefäßen) verwendet werden. Die erfindungsgemäß zu verwendenden Gemische sind durch Zusammengeben der Komponenten, vorzugsweise Kalium- und Natriumrhodanid, erhältlich. (Siehe Z. anorg. Ch. 74 (1912) 98).

Die bevorzugt verwendeten Gemische weisen folgende Schmelzpunkte auf:
80 Mol-% KSCN + 20 Mol-% NaSCN 143°C
75 Mol-% KSCN + 25 Mol-% NaSCN 138°C
70 Mol-% KSCN + 30 Mol-% NaSCN 123°C
65 Mol-% KSCN + 35 Mol-% NaSCN 154°C.

Die erfindungsgemäß als Wärmeübertragungssalze zu ver­ wendenden Gemische aus Alkali- und/oder Erdalkalirhoda­ niden können sowohl in offenen Systemen (Heizbädern für die Anwendung in Laboratorien) als auch in geschlossenen Systemen (Kühlsysteme für Kernreaktoren, Heizung von Reaktionskesseln) eingesetzt werden. Die mit den Rhoda­ nidschmelzen in Berührung kommenden Teile der Kuhl- oder Heizsysteme können aus Email, Glas, Keramik oder auch aus Metallen wie Eisen, Edelstahl oder Titan bestehen.

Claims (4)

1. Verwendung von Gemischen von Alkali- und/oder Erd­ alkalirhodaniden als Wärmeübertragungssalze.

2. Verwendung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß als Alkali- und/oder Erdalkalirhodanide Gemische von Alkalirhodaniden eingesetzt werden.

3. Verwendung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß ein Gemisch aus 65 bis 80 Mol-% Kalium- und 35 bis 20 Mol-% Natriumrhodanid eingesetzt wird.

4. Verwendung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß ein Gemisch aus 70 Mol-% Kalium- und 30 Mol-% Natriumrhodanid eingesetzt wird.