ES2925925T3 - Un proceso para la preparación de mezclas homogéneas para aplicaciones de almacenamiento térmico y transferencia de calor - Google Patents

Un proceso para la preparación de mezclas homogéneas para aplicaciones de almacenamiento térmico y transferencia de calor Download PDF

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Abstract

De acuerdo con el presente tema, se proporciona una mezcla de sal homogénea higroscópica que incluye al menos una sal de metal alcalino y una sal de metal que tiene agua de cristalización. El tema también se refiere a un método para la preparación de una mezcla salina homogénea higroscópica. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Un proceso para la preparación de mezclas homogéneas para aplicaciones de almacenamiento térmico y transferencia de calor
Campo técnico
El tema descrito en el presente documento en general se refiere a una mezcla salina homogénea higroscópica que incluye al menos una sal de metal alcalino y una sal metálica que tiene agua de cristalización. El tema también se refiere a un método para la preparación de una mezcla salina homogénea higroscópica. La mezcla salina homogénea higroscópica se puede utilizar en plantas de energía solar concentrada (CSP) como materiales de almacenamiento de energía térmica solar, así como fluidos de transferencia de calor.
Antecedentes
La emisión de gases de efecto invernadero relacionada con el hombre es una de las razones del calentamiento global. El aumento del consumo de energía procedente de combustibles fósiles convencionales en las últimas décadas ha provocado la liberación de gases de efecto invernadero que podrían afectar negativamente al clima. Para reducir el impacto del cambio climático debido al calentamiento global, se requiere especial atención en la implementación de tecnologías avanzadas para la producción de energías renovables limpias y seguras, en particular la energía solar.
La energía solar es una importante fuente de energía alternativa a los combustibles fósiles y la fuente de energía más disponible en la tierra. El almacenamiento de energía térmica solar es un elemento clave para la improvisación de la eficiencia de la utilización de la energía térmica porque la producción de energía solar a gran escala exige una capacidad más amplia de almacenamiento. Los diferentes tipos de formas de energía, como la energía mecánica, química, eléctrica y térmica, se pueden almacenar utilizando métodos apropiados. Los sistemas de almacenamiento de energía térmica de alta temperatura pueden manejar una amplia gama de temperaturas y aplicaciones de energía solar concentrada y tienen un mayor potencial en términos de tecnología y economía. La energía térmica solar se puede almacenar en los medios de sales fundidas desde donde la energía térmica se transfiere al agua para operaciones térmicas, como la generación de vapor de alta potencia en plantas de energía solar.
El documento US 7.828.990 describe una composición de sal fundida de bajo punto de fusión que contiene cinco sales inorgánicas, que incluyen LiNO3, NaNO3, KNO3 , NaNO2 y KNO2 y también la misma patente describe la síntesis de sales cuaternarias que contienen NaNO3, KNO3 , LiNO3 y Ca(NO3)2.4H2O. Las sales se colocaron en un crisol de aluminio abierto y las mezclas de sales se calentaron de 350 a 400°C durante al menos una noche. El consumo de energía para el procedimiento sintético es bastante alto debido a las temperaturas y el tiempo muy elevados.
El documento US 20100038581 describe un procedimiento sintético de mezclas ternarias de sales fundidas KNO2 , NaNO2 y LiNO3 que se pueden aplicar para el almacenamiento de energía térmica.
El documento WO 2012093012 describe un novedoso sistema de almacenamiento de calor basado en sales de nitrato que contienen Ba y/o Sr a la mezcla Li-Na-K-NO3.
El documento WO 2012107834 describe la síntesis de sales fundidas a base de nitratos de Li, Na, K y Cs en las que, el contenido de LiNO3 oscila de 17,5% en peso a 21,6% en peso, el contenido de NaNO3 oscila de 10% en peso a 11% en peso, el contenido de KNO3 varía de 27,7% en peso a 32,6% en peso, el contenido de CsNO3 oscila de 35,8% en peso de 43,8% en peso.
El documento US 7.588.694 describe composiciones anhidras pertenecientes al sistema cuaternario LiNO3 - NaNO3 -KNO3 - Ca(NO3)2, teniendo dichas composiciones una temperatura de fusión por debajo de 95°C y una alta estabilidad térmica hasta la temperatura de 500°C.
Normalmente, las plantas de energía térmica solar utilizan materiales de sales fundidas que consisten en una mezcla binaria de sal de nitrato conocida como 'sal solar' que está compuesta por un 60% de NaNO3 y 40% de KNO3 y una mezcla ternaria de nitrato/nitrito de 53% de KNO3 , 7% de NaNO3 y 40% de NaNO2 , generalmente conocida como sal HITEC. El documento US 7.588.694 describe un fluido de transferencia de calor de bajo punto de fusión hecho de una mezcla de cuatro sales de nitrato inorgánico: 9-18% en peso de NaNO3, 40-52% en peso de KNO3 , 13-21% en peso de LiNO3, y 20-27% en peso de Ca(NO3)2. Estas composiciones pueden tener temperaturas de liquidus inferiores a 100°C; límites de estabilidad térmica superiores a 500°C; y viscosidad en el intervalo de 5-6 cP a 300°C; y 2-3 cP a 400°C.
El documento CN 00111406.9 describe una mezcla de sales fundidas que comprende LiNO3, KNO3 , NaNO3 y NaNO2 y el método de preparación. El documento CN 200710027954.1 describe un método para preparar un medio de transferencia de calor y almacenamiento de calor de sal fundida, que comprende nitrato de potasio, nitrato de sodio, nitrito de sodio y aditivos. Los aditivos son nitrato de cesio y cloruro de potasio en una relación en peso de (0,1 -0,8):1. El medio de transferencia de calor y almacenamiento de calor de sal fundida tiene ventajas tales como buenas propiedades de transferencia de calor, amplio intervalo de temperatura de trabajo, alta estabilidad térmica, alto límite superior de temperatura de uso seguro, bajo punto de fusión, alto calor latente de cambio de fase, bajo requerimiento para el tamaño del sistema y la energía, y la utilidad de alta energía. El documento CN 201110287684.4 describe un fluido de transferencia de calor, que incluye 50 ~ 80% de KNO3 ; 0 ~ 25% de LiNO3 ; y 10 ~ 45% de Ca(NO3 ) 2 y método de preparación de dicho fluido de transferencia de calor. Otras mezclas de sales homogéneas higroscópicas y métodos de preparación correspondientes que no son según la presente invención se describen en el documento CN 102433104 B.
Compendio
La presente descripción se refiere a un método para la preparación de una mezcla salina homogénea higroscópica, comprendiendo el método los pasos de: (a) poner en contacto al menos una sal de metal alcalino con una sal metálica que tiene agua de cristalización para formar una mezcla heterogénea; (b) someter dicha mezcla heterogénea a una temperatura de 140 a 180°C en un sistema cerrado para obtener una mezcla homogénea; y (c) eliminar el agua de la mezcla homogénea para obtener una mezcla salina homogénea higroscópica. La presente descripción se refiere a una mezcla salina homogénea higroscópica que comprende: (a) al menos una sal de metal alcalino; y (b) una sal metálica que tiene agua de cristalización, en la que la mezcla salina homogénea higroscópica tiene una temperatura de fusión en el intervalo de 100 a 150°C, en la que al menos una sal de metal alcalino es una combinación de nitrato de litio que tiene una relación en peso en el intervalo de 5 a 20% y nitrato de potasio que tiene una relación en peso en el intervalo de 60 a 70%.
Estas y otras características, aspectos y ventajas del presente tema se entenderán mejor con referencia a la siguiente descripción y reivindicaciones adjuntas. Este compendio se proporciona para introducir una selección de conceptos de forma simplificada. Este compendio no pretende identificar características clave o características esenciales del tema reivindicado, ni pretende ser utilizado para limitar el alcance del tema reivindicado.
Breve descripción de los dibujos
La descripción detallada se describe con referencia a las figuras adjuntas. En las figuras, el (los) dígito(s) más a la izquierda de un número de referencia identifica(n) la figura en la que aparece el número de referencia por primera vez. Los mismos números se utilizan en todos los dibujos para hacer referencia a características y componentes similares.
La Figura 1 ilustra el TGA-DTG de HPHTF-A, HPHTF-B y HPHTF-C.
La Figura 2 ilustra la DSC de HPHTF-A, HPHTF-B y HPHTF-C.
La Figura 3 ilustra el TGA de HPHTF-A1, HPHTF-B1 y HPHTF-C1.
La Figura 4 ilustra la DSC de HPHTF-A1, HPHTF-B1 y HPHTF-C1.
La Figura 5 ilustra el comportamiento reológico de HPHTF-A1, HPHTF-B1 y HPHTF-C1 en comparación con la muestra de referencia comercial.
La Figura 6 ilustra la DSC de HPHTF-A no homogeneizado.
La Figura 7 ilustra la DSC de HPHTF-B no homogeneizado.
La Figura 8 ilustra la DSC de HPHTF-B no homogeneizado.
La Figura 9 ilustra la DSC de HPHTF-C no homogeneizado.
Descripción detallada
Los expertos en la materia sabrán que la presente descripción está sujeta a variaciones y modificaciones distintas de las descritas específicamente. Debe entenderse que la presente descripción incluye todas esas variaciones y modificaciones. La descripción también incluye todos los pasos, características, composiciones y compuestos a los que se hace referencia o se indican en esta memoria descriptiva, de forma individual o colectiva, y todas y cada una de las combinaciones de cualquiera o más de dichos pasos o características.
Definiciones
Por conveniencia, antes de una descripción adicional de la presente divulgación, aquí se recopilan ciertos términos empleados en la memoria descriptiva y ejemplos. Estas definiciones deben ser leídas a la luz del resto de la descripción y entendidas por un experto en la materia. Los términos utilizados en el presente documento tienen los significados reconocidos y conocidos por los expertos en la técnica, sin embargo, por conveniencia y exhaustividad, los términos particulares y sus significados se establecen a continuación.
Los artículos "un", "una" y "el/la" se utilizan para referirse a uno o más de uno (es decir, a al menos a uno) del objeto gramatical del artículo.
Los términos "comprenden" y "que comprende" se usan en el sentido abierto e inclusivo, lo que significa que se pueden incluir elementos adicionales. A lo largo de esta memoria descriptiva, a menos que el contexto requiera lo contrario, se entenderá que la palabra "comprende" y sus variaciones, tales como "comprenden" y "que comprende", implican la inclusión de un elemento o paso o grupo de elementos o pasos establecidos, pero no la exclusión de cualquier otro elemento o paso o grupo de elementos o pasos.
El término "que incluye" se utiliza para significar "que incluye pero no está limitado a". "Que incluye" y "que incluye pero no está limitado a" se usan indistintamente.
El término "agua de cristalización" o "agua de hidratación" se refiere al agua que se produce dentro de los cristales.
Las relaciones, concentraciones, cantidades y otros datos numéricos pueden presentarse en el presente documento en un formato de intervalo. Debe entenderse que dicho formato de intervalo se usa simplemente por conveniencia y brevedad y debe interpretarse de manera flexible para incluir no solo los valores numéricos enumerados explícitamente como los límites del intervalo, sino también para incluir todos los valores numéricos individuales o sub-intervalos incluidos dentro de ese intervalo como si cada valor numérico y sub-intervalo se enumerara explícitamente. Por ejemplo, un intervalo de temperatura de aproximadamente 140°C a aproximadamente 180°C debe interpretarse que incluye no solo los límites enumerados explícitamente de aproximadamente 140°C a aproximadamente 180°C, sino que también incluye sub-intervalos, como 145°C a 155°C, 150°C a 170°C, etc., así como cantidades individuales, que incluyen cantidades fraccionarias, dentro de los intervalos especificados, como 142,2°C, 140,6°C y 141,3°C, por ejemplo.
La presente descripción proporciona un método de preparación rentable de composiciones de sales fundidas para el almacenamiento de energía térmica, como aplicaciones térmicas solares, que se pueden usar en plantas de energía solar concentrada (CSP) como materiales de almacenamiento de energía térmica solar, así como fluidos de transferencia de calor. Para los materiales de almacenamiento de energía térmica solar, los requisitos de materiales importantes son alta densidad de energía, alta eficiencia de transferencia de calor, buena estabilidad térmica, buena estabilidad de ciclo, comportamiento no corrosivo, no tóxico, disponibilidad y rentabilidad. La presente descripción se refiere a un método para la preparación de una mezcla salina homogénea higroscópica, comprendiendo el método los pasos de: (a) poner en contacto al menos una sal de metal alcalino con una sal metálica que tiene agua de cristalización para formar una mezcla heterogénea; (b) someter dicha mezcla heterogénea a una temperatura de 140 a 180°C en un sistema cerrado para obtener una mezcla homogénea; y (c) eliminar el agua de la mezcla homogénea para obtener una mezcla salina homogénea higroscópica. El proceso para la preparación de una mezcla salina homogénea higroscópica es rentable. Las sales fundidas se homogeneizan, lo que ahorra mucha energía. Además, las mezclas de sales fundidas de bajo punto de fusión deben ser estables a alta temperatura y pueden utilizarse eficientemente en un sistema de generación de energía eléctrica y almacenamiento de energía térmica solar.
La mezcla salina homogénea higroscópica de la presente descripción tiene un punto de fusión inferior a 150°C y una estabilidad térmica superior a 500°C sin comprometer las propiedades termo-físicas como la conductividad térmica, capacidad calorífica específica y propiedades de flujo en estado fundido. La presente descripción se refiere a una mezcla salina homogénea higroscópica que comprende: (a) al menos una sal de metal alcalino; y (b) una sal metálica que tiene agua de cristalización, en la que la mezcla salina homogénea higroscópica tiene una temperatura de fusión en el intervalo de 100 a 150°C, en el que la al menos una sal de metal alcalino es una combinación de nitrato de litio que tiene una relación de peso en el intervalo de 5 a 20% y nitrato de potasio que tiene una relación en peso en el intervalo de 60 a 70%.
En una implementación, la mezcla salina homogénea higroscópica incluye: (a) al menos una sal de metal alcalino; y (b) una sal metálica que tiene agua de cristalización seleccionada del grupo que consiste en Ca(NO3)2.4H2O, Na2S2O3.5H2O, Al(NO3)3.9H2O, Fe(NO3)3.9H2O, Ni(NO3)2.6H2O, y Co(NO3)2.6H2O, en el que la mezcla salina homogénea higroscópica tiene una temperatura de fusión en el intervalo de 1 a 150°C, en el que al menos una sal de metal alcalino es una combinación de nitrato de litio que tiene una relación en peso en el intervalo de 5 a 20% y nitrato de potasio que tiene una relación de peso en el intervalo de 60 a 70%.
La mezcla salina homogénea higroscópica de la invención incluye: (a) al menos una sal de metal alcalino es una combinación de 60 a 70% en peso de nitrato de potasio y 5 a 20% en peso de nitrato de litio; y (b) una sal metálica que tiene agua de cristalización, en el que la mezcla salina homogénea higroscópica tiene una temperatura de fusión en el intervalo de 100 a 150°C.
En otra implementación más, la mezcla salina homogénea higroscópica incluye: (a) al menos una sal de metal alcalino es una combinación de 60 a 70% en peso de nitrato de potasio y 5 a 20% en peso de nitrato de litio; y (b) una sal metálica que tiene agua de cristalización seleccionada del grupo que consiste en sal de metal alcalino, sal de metal alcalinotérreo y sal de metal de transición, en el que la mezcla salina homogénea higroscópica tiene una temperatura de fusión en el intervalo de 100 a 150°C.
En otra implementación más, la mezcla salina homogénea higroscópica incluye: (a) al menos una sal de metal alcalino es una combinación de 60 a 70% en peso de nitrato de potasio y 5 a 20% en peso de nitrato de litio; y (b) 10 a 35% en peso de una sal metálica que tiene agua de cristalización seleccionada del grupo que consiste en sal de metal alcalino, sal de metal alcalinotérreo y sal de metal de transición, en el que la mezcla salina homogénea higroscópica tiene una temperatura de fusión en el intervalo de 100 a 150°C.
La mezcla salina homogénea higroscópica o las composiciones de sal fundida muestran temperaturas de fusión más bajas en comparación con las sales ternarias HITEC disponibles comercialmente y se pueden usar como fluidos de almacenamiento de calor y de transferencia de calor para sistemas de energía térmica solar. En una implementación, las mezclas de sales fundidas incluyen nitrato de potasio, nitrato de litio y una sal metálica hidratada. Entre los tres candidatos de sal, el nitrato de potasio exhibe el punto de fusión más alto de 334°C. El nitrato de litio y la sal hidratada ayudan a reducir el punto de fusión del nitrato de potasio. Las mezclas de sales homogéneas higroscópicas son estables incluso a 560°C y son relativamente económicas en comparación con los fluidos de transferencia de calor orgánicos, lo que las hace aptas para su uso en sistemas de almacenamiento de energía térmica a gran escala.
Como se describió anteriormente, la presente divulgación se refiere a un método para la preparación de una mezcla salina homogénea higroscópica. En una implementación, el método para la preparación de una mezcla salina homogénea higroscópica incluye los pasos de: (a) poner en contacto al menos una sal de metal alcalino seleccionada del grupo que consiste en sal metálica de litio, sal metálica de potasio y combinaciones de las mismas con una sal metálica que tiene agua de cristalización para formar una mezcla heterogénea; (b) someter dicha mezcla heterogénea a una temperatura de 140 a 180°C en un sistema cerrado para obtener una mezcla homogénea; y (c) eliminar el agua de la mezcla homogénea para obtener una mezcla salina homogénea higroscópica.
En una implementación, el método para la preparación de una mezcla salina homogénea higroscópica incluye los pasos de: (a) poner en contacto al menos una sal de metal alcalino seleccionada del grupo que consiste en sal de litio de aniones inorgánicos, sal de sodio de aniones inorgánicos, sal de potasio de aniones inorgánicos y combinaciones de las mismas con una sal metálica que tiene agua de cristalización para formar una mezcla heterogénea; (b) someter dicha mezcla heterogénea a una temperatura de 140 a 180°C en un sistema cerrado para obtener una mezcla homogénea; y (c) eliminar el agua de la mezcla homogénea para obtener una mezcla salina homogénea higroscópica.
En una implementación, el método para la preparación de una mezcla salina homogénea higroscópica incluye los pasos de: (a) poner en contacto al menos una sal de metal alcalino con una sal metálica que tiene agua de cristalización para formar una mezcla heterogénea, en la que la relación en peso de la al menos una sal de metal alcalino en la mezcla heterogénea está en el intervalo de 65 a 90%; (b) someter dicha mezcla heterogénea a una temperatura de 140 a 180°C en un sistema cerrado para obtener una mezcla homogénea; y (c) eliminar el agua de la mezcla homogénea para obtener una mezcla salina homogénea higroscópica.
En una implementación, el método para la preparación de una mezcla salina homogénea higroscópica incluye los pasos de: (a) poner en contacto al menos una sal de metal alcalino con una sal metálica que tiene agua de cristalización para formar una mezcla heterogénea, en la que la al menos una sal de metal alcalino es una combinación de nitrato de litio y potasio; (b) someter dicha mezcla heterogénea a una temperatura de 140 a 180°C en un sistema cerrado para obtener una mezcla homogénea; y (c) eliminar el agua de la mezcla homogénea para obtener una mezcla salina homogénea higroscópica.
En una implementación, el método para la preparación de una mezcla salina homogénea higroscópica incluye los pasos de: (a) poner en contacto al menos una sal de metal alcalino con una sal metálica que tiene agua de cristalización para formar una mezcla heterogénea, en la que la al menos una sal de metal alcalino es una combinación de nitrato de litio y potasio, en la que la relación en peso de nitrato de potasio en la mezcla heterogénea está en el intervalo de 60 a 70% y la relación en peso de nitrato de litio en la mezcla heterogénea está en el intervalo de 5 a 20%; (b) someter dicha mezcla heterogénea a una temperatura de 140 a 180°C en un sistema cerrado para obtener una mezcla homogénea; y (c) eliminar el agua de la mezcla homogénea para obtener una mezcla salina homogénea higroscópica.
En una implementación, el método para la preparación de una mezcla salina homogénea higroscópica incluye los pasos de: (a) poner en contacto al menos una sal de metal alcalino con una sal metálica que tiene agua de cristalización para formar una mezcla heterogénea, en la que la al menos una sal de metal alcalino se seca a una temperatura en el intervalo de 80 a 120°C bajo presión reducida antes de llevar a cabo el paso (a); (b) someter dicha mezcla heterogénea a una temperatura de 140 a 180°C en un sistema cerrado para obtener una mezcla homogénea; y (c) eliminar el agua de la mezcla homogénea para obtener una mezcla salina homogénea higroscópica.
En una implementación, el método para la preparación de una mezcla salina homogénea higroscópica incluye los pasos de: (a) poner en contacto al menos una sal de metal alcalino con una sal metálica que tiene agua de cristalización seleccionada del grupo que consiste en sal de metal alcalino, sal de metal alcalinotérreo y sal de metal de transición para formar una mezcla heterogénea; (b) someter dicha mezcla heterogénea a una temperatura de 140 a 180°C en un sistema cerrado para obtener una mezcla homogénea; y (c) eliminar el agua de la mezcla homogénea para obtener una mezcla salina homogénea higroscópica.
En una implementación, el método para la preparación de una mezcla salina homogénea higroscópica incluye los pasos de: (a) poner en contacto al menos una sal de metal alcalino con una sal metálica que tiene agua de cristalización y punto de fusión en el intervalo de 40 a 120°C para formar una mezcla heterogénea; (b) someter dicha mezcla heterogénea a una temperatura de 140 a 180°C en un sistema cerrado para obtener una mezcla homogénea; y (c) eliminar el agua de la mezcla homogénea para obtener una mezcla salina homogénea higroscópica.
En una implementación, el método para la preparación de una mezcla salina homogénea higroscópica incluye los pasos de: (a) poner en contacto al menos una sal de metal alcalino con una sal metálica que tiene agua de cristalización y punto de fusión en el intervalo de 40 a 80°C para formar una mezcla heterogénea; (b) someter dicha mezcla heterogénea a una temperatura de 140 a 180°C en un sistema cerrado para obtener una mezcla homogénea; y (c) eliminar el agua de la mezcla homogénea para obtener una mezcla salina homogénea higroscópica.
En una implementación, el método para la preparación de una mezcla salina homogénea higroscópica incluye los pasos de: (a) poner en contacto al menos una sal de metal alcalino con una sal metálica que tiene agua de cristalización para formar una mezcla heterogénea, en la que la relación en peso de la sal metálica que tiene agua de cristalización en la mezcla heterogénea está en el intervalo de 10 a 35%; (b) someter dicha mezcla heterogénea a una temperatura de 140 a 180°C en un sistema cerrado para obtener una mezcla homogénea; y (c) eliminar el agua de la mezcla homogénea para obtener una mezcla salina homogénea higroscópica.
En una implementación, el método para la preparación de una mezcla salina homogénea higroscópica incluye los pasos de: (a) poner en contacto al menos una sal de metal alcalino con una sal metálica que tiene agua de cristalización para formar una mezcla heterogénea, en la que la mezcla heterogénea tiene un contenido de humedad en el intervalo de 3 a 13% en peso; (b) someter dicha mezcla heterogénea a una temperatura de 140 a 180°C en un sistema cerrado para obtener una mezcla homogénea; (c) eliminar el agua de la mezcla homogénea para obtener una mezcla salina homogénea higroscópica.
En una implementación, el método para la preparación de una mezcla salina homogénea higroscópica incluye los pasos de: (a) poner en contacto al menos una sal de metal alcalino con una sal metálica que tiene agua de cristalización para formar una mezcla heterogénea; (b) someter dicha mezcla heterogénea a una temperatura de 140 a 180°C durante 0,5 a 1,5 h en un sistema cerrado para obtener una mezcla homogénea; y (c) eliminar el agua de la mezcla homogénea para obtener una mezcla salina homogénea higroscópica.
En una implementación, el método para la preparación de una mezcla salina homogénea higroscópica incluye los pasos de: (a) poner en contacto al menos una sal de metal alcalino con una sal metálica que tiene agua de cristalización para formar una mezcla heterogénea; (b) someter dicha mezcla heterogénea a una temperatura de 140 a 180°C en un sistema cerrado a una presión en el intervalo de 1,3 a 3 bares para obtener una mezcla homogénea; y (c) eliminar el agua de la mezcla homogénea para obtener una mezcla salina homogénea higroscópica.
En una implementación, el método para la preparación de una mezcla salina homogénea higroscópica incluye los pasos de: (a) poner en contacto al menos una sal de metal alcalino con una sal metálica que tiene agua de cristalización para formar una mezcla heterogénea; (b) someter dicha mezcla heterogénea a una temperatura de 140 a 180°C en un sistema cerrado para obtener una mezcla homogénea; y (c) eliminar el agua de la mezcla homogénea para obtener una mezcla salina homogénea higroscópica, en la que la mezcla salina homogénea higroscópica tiene una temperatura de fusión en el intervalo de 100 a 150°C.
En una implementación, el método para la preparación de una mezcla salina homogénea higroscópica incluye los pasos de: (a) poner en contacto el 60 a 70% en peso de nitrato de potasio y el 5 a 20% en peso de nitrato de litio con el 10 a 35% en peso de una sal metálica que tiene agua de cristalización para formar una mezcla heterogénea; (b) someter dicha mezcla heterogénea a una temperatura de 140 a 180°C en un tubo de presión durante 0,5 a 1,5 h para obtener una mezcla homogénea; y (c) eliminar el agua de la mezcla homogénea para obtener una mezcla salina homogénea higroscópica.
En una implementación, el método para la preparación de una mezcla salina homogénea higroscópica incluye los pasos de: (a) poner en contacto l 60 a 70% en peso de nitrato de potasio y el 5 a 20% en peso de nitrato de litio con el 10 a 35% en peso de una sal metálica que tiene agua de cristalización para formar una mezcla heterogénea, en la que el nitrato de potasio y el nitrato de litio se secan a una temperatura en el intervalo de 80 a 120°C a presión reducida antes de llevar a cabo el paso (a); (b) someter dicha mezcla heterogénea a una temperatura de 140 a 180°C en un tubo de presión durante 0,5 a 1,5 h para obtener una mezcla homogénea; y (c) eliminar el agua de la mezcla homogénea para obtener una mezcla salina homogénea higroscópica.
En una implementación, el método para la preparación de una mezcla salina homogénea higroscópica incluye los pasos de: (a) poner en contacto el 60 a 70% en peso de nitrato de potasio y el 5 a 20% en peso de nitrato de litio con el 10 a 35% en peso de una sal metálica que tiene agua de cristalización seleccionada del grupo que consiste en sal de metal alcalino, sal de metal alcalinotérreo y sal de metal de transición para formar una mezcla heterogénea, en la que el nitrato de potasio y el nitrato de litio se secan a una temperatura en el intervalo de 80 a 120°C a presión reducida antes llevar a cabo el paso (a); (b) someter dicha mezcla heterogénea a una temperatura de 140 a 180°C en un tubo de presión durante 0,5 a 1,5 h para obtener una mezcla homogénea; y (c) eliminar el agua de la mezcla homogénea para obtener una mezcla salina homogénea higroscópica.
En una implementación, el método para la preparación de una mezcla salina homogénea higroscópica incluye los pasos de: (a) poner en contacto el 60 a 70% en peso de nitrato de potasio y el 5 a 20% en peso de nitrato de litio con el 10 a 35% en peso de una sal metálica que tiene agua de cristalización seleccionada del grupo que consiste en sal de metal alcalino, sal de metal alcalinotérreo y sal de metal de transición con un punto de fusión en el intervalo de 40 a 120°C para formar una mezcla heterogénea, en el que el nitrato de potasio y el nitrato de litio se secan a una temperatura en el intervalo de 80 a 120°C a presión reducida antes de realizar el paso (a); (b) someter dicha mezcla heterogénea a una temperatura de 140 a 180°C en un tubo de presión durante 0,5 a 1,5 h para obtener una mezcla homogénea; y (c) eliminar el agua de la mezcla homogénea para obtener una mezcla salina homogénea higroscópica.
En una implementación, el método para la preparación de una mezcla salina homogénea higroscópica incluye los pasos de: (a) poner en contacto el 60 a 70% en peso de nitrato de potasio y el 5 a 20% en peso de nitrato de litio con el 10 a 35% en peso de una sal metálica que tiene agua de cristalización seleccionada del grupo que consiste en sal de metal alcalino, sal de metal alcalinotérreo y sal de metal de transición con un punto de fusión en el intervalo de 40 a 80°C para formar una mezcla heterogénea, en la que el nitrato de potasio y el nitrato de litio se secan a una temperatura en el intervalo de 80 a 120°C a presión reducida antes de realizar el paso (a); (b) someter dicha mezcla heterogénea a una temperatura de 140 a 180°C en un tubo de presión durante 0,5 a 1,5 h para obtener una mezcla homogénea; y (c) eliminar el agua de la mezcla homogénea para obtener una mezcla salina homogénea higroscópica.
En una implementación, el método para la preparación de una mezcla salina homogénea higroscópica incluye los pasos de: (a) poner en contacto el 60 a 70% en peso de nitrato de potasio y el 5 a 20% en peso de nitrato de litio con el 10 a 35% en peso de una sal metálica que tiene agua de cristalización seleccionada del grupo que consiste en sal de metal alcalino, sal de metal alcalinotérreo y sal de metal de transición con un punto de fusión en el intervalo de 40 a 80°C para formar una mezcla heterogénea, en la que el nitrato de potasio y el nitrato de litio se secan a una temperatura en el intervalo de 80 a 120°C a presión reducida antes de llevar a cabo el paso (a), en el que la mezcla heterogénea tiene un contenido de humedad en el intervalo de 3 a 13% en peso; (b) someter dicha mezcla heterogénea a una temperatura de 140 a 180°C en un tubo de presión durante 0,5 a 1,5 h para obtener una mezcla homogénea; y (c) eliminar el agua de la mezcla homogénea para obtener una mezcla salina homogénea higroscópica.
En una implementación, el método para la preparación de una mezcla salina homogénea higroscópica incluye los pasos de: (a) poner en contacto el 60 a 70% en peso de nitrato de potasio y el 5 a 20% en peso de nitrato de litio con el 10 a 35% en peso de una sal metálica que tiene agua de cristalización seleccionada del grupo que consiste en sal de metal alcalino, sal de metal alcalinotérreo y sal de metal de transición con un punto de fusión en el intervalo de 40 a 80°C para formar una mezcla heterogénea, en la que el nitrato de potasio y el nitrato de litio se secan a una temperatura en el intervalo de 80 a 120°C a presión reducida antes de llevar a cabo el paso (a), en el que la mezcla heterogénea tiene un contenido de humedad en el intervalo de 3 a 13% en peso; (b) someter dicha mezcla heterogénea a una temperatura de 140 a 180°C en un tubo de presión durante 0,5 a 1,5 h a una presión en el intervalo de 1,3 a 3 bares para obtener una mezcla homogénea; y (c) eliminar el agua de la mezcla homogénea para obtener una mezcla salina homogénea higroscópica.
En una implementación, el método para la preparación de una mezcla salina homogénea higroscópica incluye los pasos de: (a) poner en contacto el 60 a 70% en peso de nitrato de potasio y el 5 a 20% en peso de nitrato de litio con el 10 a 35% en peso de una sal metálica que tiene agua de cristalización seleccionada del grupo que consiste en sal de metal alcalino, sal de metal alcalinotérreo y sal de metal de transición con un punto de fusión en el intervalo de 40 a 80°C para formar una mezcla heterogénea, en la que el nitrato de potasio y el nitrato de litio se secan a una temperatura en el intervalo de 80 a 120°C a presión reducida antes de llevar a cabo el paso (a), en el que la mezcla heterogénea tiene un contenido de humedad en el intervalo de 3 a 13% en peso; (b) someter dicha mezcla heterogénea a una temperatura de 140 a 180°C en un tubo de presión durante 0,5 a 1,5 h a una presión en el intervalo de 1,3 a 3 bares para obtener una mezcla homogénea; y (c) eliminar el agua de la mezcla homogénea para obtener una mezcla salina homogénea higroscópica, en la que la mezcla salina homogénea higroscópica tiene una temperatura de fusión en el intervalo de 100 a 150°C.
En una implementación, el método para la preparación de una mezcla salina homogénea higroscópica incluye los pasos de: (a) poner en contacto el 60 a 70% en peso de nitrato de potasio y el 5 a 20% en peso de nitrato de litio con el 10 a 35% en peso de una sal metálica que tiene agua de cristalización seleccionada del grupo que consiste en tiosulfato de sodio, nitrato de calcio, nitrato de aluminio, nitrato de hierro, nitrato de níquel y nitrato de cobalto con un punto de fusión en el intervalo de 40 a 80°C para formar una mezcla heterogénea, en la que el nitrato de potasio y el nitrato de litio se secan a una temperatura en el intervalo de 80 a 120°C a presión reducida antes de llevar a cabo el paso (a), en el que la mezcla heterogénea tiene un contenido de humedad en el intervalo de 3 a 13% en peso; (b) someter dicha mezcla heterogénea a una temperatura de 140 a 180°C en un tubo de presión durante 0,5 a 1,5 h a una presión en el intervalo de 1,3 a 3 bares para obtener una mezcla homogénea; y (c) eliminar el agua de la mezcla homogénea para obtener una mezcla salina homogénea higroscópica, en la que la mezcla salina homogénea higroscópica tiene una temperatura de fusión en el intervalo de 100 a 150°C.
Ejemplos
La divulgación ahora se ilustrará con ejemplos prácticos, que pretenden ilustrar el funcionamiento de la divulgación y no pretenden tomar de manera restrictiva para implicar limitaciones en el alcance de la presente divulgación. También son posibles otros ejemplos que están dentro del alcance de la presente descripción.
Los puntos de fusión y las entalpías de fusión de las sales fundidas se midieron utilizando calorimetría diferencial de barrido (DSC). Los cambios de masa con respecto a la temperatura en diferentes atmósferas de gas se midieron utilizando análisis termogravimétrico (TGA). Tanto la DSC como el TGA se determinaron simultáneamente utilizando el analizador térmico simultáneo NETZCH STA 449 F3 Júpiter. El análisis TGA-DSC se ha determinado tanto en atmósfera de nitrógeno como en atmósfera de aire.
La capacidad calorífica específica se midió utilizando la técnica DSC. Para las medidas de calor específico se han realizado tres medidas; primero una marcha de corrección usando crisoles vacíos, segundo usando la primera marcha de corrección, hecha la medida usando un disco de zafiro como patrón, tercero la medida DSC usando la muestra. Finalmente, después de las tres medidas, las capacidades caloríficas específicas de las muestras con respecto a la temperatura se han medido utilizando el método de la relación.
Las medidas de la viscosidad dinámica se han llevado a cabo utilizando el reómetro de cizallamiento dinámico MCR 502 de Anton Paar. La sal se puso en una celda hecha de Inconel no corrosivo y se aumentó la temperatura para fundir la muestra y, simultáneamente, se midió la viscosidad dinámica a varias velocidades de cizallamiento y temperatura constante y también viscosidad dinámica a varias temperaturas a velocidad de cizallamiento constante.
La conductividad térmica se determinó utilizando el método de fuente de plano transitorio y el instrumento utilizado fue el medidor de conductividad térmica HOT-DISK TPS 2500 S. El polvo de sal fundida se colocó en una pequeña copa de metal (hecha de Inconel no corrosivo) y se colocó con el sensor de HOT DISK, denominado 5465 (radio 3,189 mm) en el horno. El horno se puso de punta, de modo que el tubo del horno quede vertical, no horizontal como se usa comúnmente. De esta manera, la muestra pudo fundirse a líquido y aún permanecer dentro de la copa. El horno cerrado se evacuó y se llenó con N2 para proteger de cualquier aire o humedad.
Luego se elevó la temperatura a 250°C, se mantuvo estable durante un tiempo, de modo que todos los materiales se derritieron. Luego, durante el enfriamiento natural del horno, cuando la temperatura objetivo se fijó en TA, se tomó una lectura a cada intervalo de 30 min. Esto dio una serie de medidas de 245°C a 32°C. Cada medida se evaluó con compensación de deriva de temperatura, pero dado que la velocidad de enfriamiento fue tan lenta y progresiva, no causó ningún ruido en los resultados. Las conductividades térmicas de HPHTF-A, HPHTF-B y HPHTF-C a 200°C son 0,5063, 0,5696 y 0,5701 W/mK respectivamente.
Ejemplo 1
Síntesis de mezcla salina homogénea higroscópica.
Sales metálicas, como KNO3 , (60 a 70% en peso), LiNO3 (5 a 20% en peso y la sal hidratada (10 a 30% en peso) se pesaron según la composición proporcionada en la Tabla 1 y se mezclaron en un tubo de presión con gránulos magnéticos para formar una mezcla heterogénea. Antes de pesar, dos sales concretamente KNO3 y LiNO3 se secan a 100°C al vacío para mantener el contenido de humedad de esas sales lo más mínimo posible. El tubo de presión se apretó con un tornillo de teflón, y se calentó de 100 a 150°C y se agitó usando un agitador magnético asociado con un baño de aceite incorporado. Después de la evolución del agua hidratada, bajo presión dentro del tubo de presión, la solución se mezcló completamente y se mantuvo a 150°C durante 1,5 h y luego se liberó la presión abriendo el tubo y se eliminó el agua usando un evaporador rotatorio. Por lo que el factor determinante es la homogeneización dentro del recipiente a presión cerrado durante 1,5 h. La presión dentro del tubo se midió usando un manómetro que se encontró en el intervalo de 1,2 a 3 bares. Los puntos de fusión de la mezcla salina homogénea higroscópica se proporcionan en la Tabla 1 y están por debajo de 150°C. El contenido de agua de toda la mezcla se puede calcular utilizando el análisis TGA. Se encontró que el contenido de humedad de la mezcla heterogénea estaba en el intervalo de 3 a 13% en peso.
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La figura 1 describe el TGA-DTG de HPHTF-A, HPHTF-B y HPHTF-C en atmósfera de nitrógeno. Las muestras antes mencionadas se calentaron desde TA hasta 1000°C a una velocidad de calentamiento de 10°C/min, el flujo de purga de nitrógeno es de 80 ml/min. La pérdida de peso inicial se debe a la pérdida de agua y las mezclas son estables hasta los 600°C. DTG muestra la velocidad de cambio de la pérdida de peso. Las pérdidas de peso máximas están a 679,3, 651,8 y 679,2°C para HPHTF-A, HPTF-B y HPHTF-C respectivamente.
La figura 2 muestra la DSC de HPHTF-A, HPHTF-B y HPHTF-C en atmósfera de nitrógeno. Las muestras mencionadas anteriormente se calentaron desde TA hasta 1000°C a una velocidad de calentamiento de 10°C/min, el flujo de purga de nitrógeno es de 80 ml/min. Los picos endotérmicos a 137, 136,2 y 137,9°C son los puntos de fusión de HPHTF-A, HPHTF-B y HPHTF-C respectivamente.
La figura 3 muestra el TGA de HPHTF-A1, HPHTF-B1 y HPHTF-C1 en atmósfera de nitrógeno. Las muestras mencionadas anteriormente se calentaron desde TA hasta 1000°C a una velocidad de calentamiento de 10°C/min, el flujo de purga de nitrógeno es de 80 ml/min. La pérdida de peso inicial se debe a la pérdida de agua y las mezclas son estables hasta los 600°C. DTG muestra la velocidad de cambio de la pérdida de peso. Las pérdidas máximas de peso se encuentran a 705,9, 696,8 y 719,5°C para HPHTF-A1, HPTF-B1 y HPHTF-C1 respectivamente.
La figura 4 muestra la DSC de HPHTF-A1, HPHTF-B1 y HPHTF-C1 en atmósfera de nitrógeno. Las muestras mencionadas anteriormente se calentaron desde TA hasta 1000°C a una velocidad de calentamiento de 10°C/min, el flujo de purga de nitrógeno es de 80 ml/min. Los picos endotérmicos a 135,7, 128,5 y 133,6°C son los puntos de fusión de HPHTF-A1, HPHTF-B1 y HPHTF-C1 respectivamente.
La figura 5 muestra el comportamiento reológico de HPHTF-A1, HPHTF-B1 y HPHTF-C1 en comparación con la muestra de referencia comercial (sal HITEC HITEC, una mezcla de 53% de KNO3 , 7% de NaNO3 y 40% de NaNO2 , se preparó según la descripción proporcionada para su preparación en el documento US 7588694). Viscosidad compleja (n) frente a velocidad pura (y). Las propiedades viscoelásticas de HPHTF-A1 son ligeramente diferentes a las de HITEC, sin embargo, las propiedades viscoelásticas de HPHTF-B1 y HPHTF-C1 son comparables con HITEC. Se observa un comportamiento de dilución pura del líquido no newtoniano y una reducción de la viscosidad con una velocidad pura mayor similar a la sal HITEC comercial.
La Tabla 2 proporciona las características de las mezclas salinas homogéneas higroscópicas del ejemplo
Tabla 2: Caracterís ticas de la sal fundida
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La Tabla 2 muestra el punto de fusión, la entalpía de fusión, la estabilidad térmica y la capacidad calorífica específica. La capacidad calorífica específica se mide a temperatura ambiente, a 200°C y a 300°C. El punto de fusión de HPHTF-A, HPHTF-B y HPHTF-C es 137, 136,2 y 137,9°C y la entalpía de fusión es 4,711, 12,03, 9,103 respectivamente. Se encontró que las sales son térmicamente estables y se pueden usar de manera segura alrededor de 550°C sin degradación alguna. Los valores de capacidad calorífica específica de HPHTF-A son 1,761, 1,644 y 2,084 kJ/kgK a temperatura ambiente (TA), a 200°C y a 300°C, respectivamente. Los valores de Cp de HPHTF-B son 1,779, 1,193 y 1,504 a TA, a 200°C y a 300°C, respectivamente.
Los valores de Cp de HPHTF-C son 1,811, 2,530 y 1,373 a TA, a 200°C y a 300°C, respectivamente. De manera similar, los datos correspondientes de HPHTF-A1, HPHTF-B1, HPHTF-C1, HPHTF-A2, HPHTF-B2 y HPHTF-C2 también se dan en la Tabla 2. Todos estos valores de Cp sugirieron que estas sales pueden usarse como material de almacenamiento de energía térmica solar eficiente. El valor ideal de los fluidos de transferencia de calor/almacenamiento de calor a base de sales fundidas es >1,2 kJ/kgK y la sal HITEC disponible comercialmente exhibe un Cp de alrededor de 1,5 kJ/kgK a 200°C.
Ejemplo Comparativo 1:
Experimento de sistema abierto
Mezcla de sales fundidas que contiene 67 g de KNO3 , 19 g de Ca(NO3)2.4H2O y 14 g de LiNO3 se puso en un recipiente de vidrio abierto de 100 mL, se agitó y se calentó a 180°C durante 12 h. El procedimiento anterior se repite utilizando un recipiente de acero inoxidable. La mezcla se caracterizó con DSC. La figura 6 muestra la curva DSC con múltiples transiciones de fase que sugieren HPHTF-A no homogeneizado.
Ejemplo comparativo 2:
Experimento de sistema abierto
La mezcla de sales fundidas que contenía 66,5 g de KNO3 , 23 g de Ca(NO3)2.4H2O y 10,5 g de LiNO3 se puso en un recipiente abierto de vidrio de 100 mL, se agitó y se calentó a 150°C durante 24 h. La mezcla se caracterizó con DSC (Figura 7). La curva DSC mostró múltiples transiciones de fase sugestivas de HPHTF-B no homogeneizado.
Ejemplo comparativo 3:
Experimento de sistema cerrado y exceso de agua
La mezcla de sales fundidas que contenía 66,5 g de KNO3 , 23 g de Ca(NO3)2.4H2O y 10,5 g de LiNO3 y 10 mL de agua se puso en un tubo de presión de vidrio de 100 mL, se agitó y se calentó a 150°C durante 6 h. El agua se eliminó utilizando un evaporador rotatorio a presión reducida. La mezcla se caracterizó con DSC (Figura 8). La curva DSC mostró múltiples transiciones de fase sugestivas de HPHTF-B no homogeneizado.
Ejemplo comparativo 4:
Sistema cerrado y temperatura inferior a 150°C
La mezcla salina que contenía 65 g de KNO3 , 25 g de Ca(NO3)2.4H2O y 10 g de LiNO3 se puso en un tubo de presión de vidrio de 100 mL, se agitó y se calentó a 130°C durante 12 h. El agua se eliminó utilizando un evaporador rotatorio a presión reducida. La mezcla se caracterizó con DSC (Figura 9). La curva DSC mostró múltiples transiciones de fase sugestivas de HPHTF-C no homogeneizado.
Sorprendentemente, la homogeneización no fue eficaz para los procesos llevados a cabo en sistemas abiertos incluso a temperaturas más altas. La adición externa adicional de agua dio como resultado mezclas no homogéneas.
Las sales individuales se obtuvieron de fuentes comerciales y se han usado sin ninguna purificación adicional. Las sales fundidas son buenos materiales de almacenamiento térmico debido a su almacenamiento de calor latente durante el cambio de fase, así como a una mejor capacidad de calor específico. La prueba de conductividad térmica se lleva a cabo utilizando un analizador de conductividad térmica y encontró que los resultados son prometedores para la generación de electricidad a partir de energía térmica solar de una manera rentable.
Ventajas obtenidas en el proceso ilustrativo de ejemplo en este tema:
La mezcla salina homogénea higroscópica descrita en el presente documento puede proporcionar una forma rentable de fabricar materiales de almacenamiento térmico y de transferencia de calor. Estos materiales también se pueden aplicar en plantas de energía térmica solar que a su vez reducirán el costo nivelado de electricidad (LCOE). La homogeneización completa de la mezcla de sales fundidas es necesaria para utilizarla para el almacenamiento de energía térmica. Por ejemplo, en una planta de energía térmica solar, la sal fundida debe fundirse en un tanque de fusión antes de su circulación a través del campo de colectores solares donde se almacena la energía térmica solar y el intercambiador de calor donde el calor se transfiere al agua para producir vapor para generar electricidad. Si el material no está homogeneizado, tendrá múltiples puntos de fusión y no se podrá juzgar la temperatura de fusión. Esto dificultará el diseño del tanque de fusión y todo el sistema de almacenamiento de energía basado en sales fundidas.
Además, la naturaleza altamente higroscópica de la mezcla salina homogénea ayuda a limpiar el circuito de sal fundida con agua, ya que son más fácilmente solubles en agua en comparación con las sales HITEC disponibles comercialmente. Los sensores de fuente de plano transitorio utilizados para medir la conductividad térmica de sales fundidas en estado fundido se pueden limpiar fácilmente en el caso de sales fundidas higroscópicas, mientras que las sales comerciales menos higroscópicas como HITEC se adherirán al sensor y deben sumergirse en agua durante mucho tiempo para limpiarlo y se debe tener especial cuidado para proteger el sensor de daños. El circuito de sales fundidas es una parte integral de la planta de energía térmica solar concentrada (CSP). Se debe realizar una monitorización regular para verificar la degradación de la sal fundida después de varios ciclos de operación. Una vez que se detecta la degradación o el cambio en las propiedades termofísicas de la sal fundida en circulación, la sal debe ser reemplazada. Para eso, todo el circuito debe lavarse y limpiarse a fondo. Aunque todas las sales son solubles en agua, la limpieza de la sal más higroscópica es fácil en comparación con la sal menos higroscópica.
Por ejemplo, en el caso del análisis de conductividad térmica de sales fundidas, el sensor tenía que sumergirse en la sal fundida. Después de la medición, se limpió el sensor. Se observó que la limpieza de sal más higroscópica es más fácil que la de sal menos higroscópica usando agua.
Aunque el tema se ha descrito con considerable detalle con referencia a ciertos ejemplos e implementaciones de los mismos, son posibles otras implementaciones. Como tal, el alcance de la invención, que está definido por las reivindicaciones, no debe limitarse a la descripción de los ejemplos preferidos y las implementaciones contenidas en las mismas.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un método para la preparación de una mezcla salina homogénea higroscópica, comprendiendo el método las etapas de:
a) poner en contacto al menos una sal de metal alcalino con una sal metálica que tiene agua de cristalización para formar una mezcla heterogénea;
b) someter dicha mezcla heterogénea a una temperatura de 140 a 180°C en un sistema cerrado para obtener una mezcla homogénea; y
c) eliminar el agua de la mezcla homogénea para obtener una mezcla salina homogénea higroscópica.
2. El método según la reivindicación 1, en el que al menos una sal de metal alcalino se selecciona del grupo que consiste en sal de litio de aniones inorgánicos, sal de sodio de aniones inorgánicos, sal de potasio de aniones inorgánicos y combinaciones de los mismos.
3. El método según la reivindicación 1, en el que la relación en peso de al menos una sal de metal alcalino en la mezcla heterogénea está en el intervalo de 65 a 90%.
4. El método según la reivindicación 1, en el que el al menos una sal de metal alcalino es una combinación de nitrato de litio y potasio.
5. El método según la reivindicación 4, en el que la relación en peso de nitrato de potasio en la mezcla heterogénea está en el intervalo de 60 a 70% y la relación en peso de nitrato de litio en la mezcla heterogénea está en el intervalo de 5 a 20%.
6. El método según la reivindicación 1, en el que el al menos una sal de metal alcalino se seca a una temperatura en el intervalo de 80 a 120°C bajo presión reducida antes de llevar a cabo el paso (a).
7. El método según la reivindicación 1, en el que la sal metálica que tiene agua de cristalización se selecciona del grupo que consiste en sal de metal alcalino, sal de metal alcalinotérreo y sal de metal de transición.
8. El método según la reivindicación 1, en el que la sal metálica que tiene agua de cristalización tiene un punto de fusión en el intervalo de 40 a 120°C.
9. El método según la reivindicación 1, en el que la relación en peso de la sal metálica que tiene agua de cristalización en la mezcla heterogénea está en el intervalo de 10 a 35%.
10. El método según la reivindicación 1, en el que la mezcla heterogénea tiene un contenido de humedad en el intervalo de 3 a 13% en peso, o se somete a una temperatura de 140 a 180°C durante 0,5 a 1,5 h, o se somete a una temperatura de 140 a 180°C a una presión en el intervalo de 1,3 a 3 bares.
11. El método según la reivindicación 1, en el que la mezcla salina homogénea higroscópica tiene una temperatura de fusión en el intervalo de 100 a 150°C.
12. Un método para la preparación de una mezcla salina homogénea higroscópica según la reivindicación 1, comprendiendo el método las etapas de:
a) poner en contacto el 60 a 70% en peso de nitrato de potasio y el 5 a 20% en peso de nitrato de litio con el 10 a 35% en peso de una sal metálica que tiene agua de cristalización para formar una mezcla heterogénea; b) someter dicha mezcla heterogénea a una temperatura de 140 a 180°C en un tubo de presión durante 0,5 a 1,5 h para obtener una mezcla homogénea; y
c) eliminar el agua de la mezcla homogénea para obtener una mezcla salina homogénea higroscópica con una temperatura de fusión en el intervalo de 100 a 150°C.
13. Una mezcla salina homogénea higroscópica que comprende: (a) al menos una sal de metal alcalino; y (b) una sal metálica que tiene agua de cristalización, en la que la mezcla salina homogénea higroscópica tiene una temperatura de fusión en el intervalo de 100 a 150°C, en la que la al menos una sal de metal alcalino es una combinación de nitrato de litio que tiene una relación en peso en el intervalo de 5 a 20% y nitrato de potasio que tiene una relación en peso en el intervalo de 60 a 70%.
14. La mezcla salina según la reivindicación 13, en la que la sal metálica que tiene agua de cristalización se selecciona del grupo que consiste en sal de metal alcalino, sal de metal alcalinotérreo y sal de metal de transición y la relación de peso en la mezcla homogénea está en el intervalo de 10 a 35%.
15. La mezcla salina según la reivindicación 13 para su uso como almacenamiento de energía térmica solar.
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