MX2014012312A - Composiciones de sal de nitrato que contienen carbonato de metal alcali y su uso como medio de transferencia de calor o medio de almacenamiento de calor. - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a una composición de sal de nitrato que contiene los constituyentes esenciales un nitrato de metal álcali y, opcionalmente, un nitrito de metal álcali en una cantidad total en el rango de 90 a 99,84 % en peso y un compuesto de metal álcali seleccionado del grupo que comprende B1) óxido de metal álcali, B2) carbonato de metal álcali, B3) compuesto de metal álcali que se descompone en el rango de temperatura de 250 °C a 600 °C para formar un óxido de metal álcali o un carbonato de metal álcali, B4) hidróxido de metal álcali MetOH, en donde Met indica litio, sodio, potasio, rubidio, cesio, B5) peróxido de metal álcali Met2O2, en donde Met indica litio, sodio, potasio, rubidio, cesio y B6) superóxido de metal álcali MetO2, en donde Met indica sodio, potasio, rubidio, cesio, en una cantidad total en el rango de 0,16 a 10 % en peso, los porcentajes se presentan con respecto a la composición de sal de nitrato.

Description

COMPOSICIONES DE SAL DE NITRATO QUE CONTIENEN CARBONATO DE METAL ÁLCALI Y SU USO COMO MEDIO DE TRANSFERENCIA DE CALOR O MEDIO DE ALMACENAMIENTO DE CALOR Descripción La presente invención se refiere a composiciones de sal de nitrato según se definen en las reivindicaciones y a su uso como medio de transferencia de calor y/o medio de almacenamiento de calor así como se definen en las reivindicaciones.

Los medios de transferencia de calor o los medios de almacenamiento de calor a base de sólidos inorgánicos, en particular, sales, son conocidos en teenología química y en ingeniería de centrales de energía. En general, se usan a temperaturas altas, por ejemplo, por encima de los 100 °C, por lo tanto, por encima del punto de ebullición del agua a presión atmosférica.

Por ejemplo, los reactores de baños de sal se usan a temperaturas de alrededor de 200 a 500 °C en plantas químicas para la preparación industrial de varios químicos.

Los medios de transferencia de calor son medios que se calientan mediante una fuente de calor, por ejemplo, el sol en centrales termosolares, y que transportan el calor allí presente a una distancia particular. Luego, pueden transferir este calor a otro medio, por ejemplo, agua o gas, preferentemente, a través de intercambiadores de calor, y luego este otro medio puede, por ejemplo, accionar una turbina. Sin embargo, los medios de transferencia de calor tambien pueden transferir el calor allí presente a otro medio (por ejemplo, una fusión de sal) presente en un recipiente de reserva y, por lo tanto, pasar el calor para su almacenamiento. Sin embargo, los medios de transferencia de calor también se pueden autoalimentar en un recipiente de reserva y permanecer allí. Ambos son entonces medios de transferencia de calor y medios de almacenamiento de calor.

Los almacenes de calor comprenden los medios de almacenamiento de calor, en general, composiciones químicas, por ejemplo, las mezclas de acuerdo con la invención, que pueden almacenar una cantidad de calor durante un periodo particular. Los almacenes de calor para los medios de almacenamiento de calor fluido, preferentemente, líquido, se forman, en general, mediante un recipiente fijo que se aísla, preferentemente, para evitar la pérdida de calor.

Un campo de aplicación aún relativamente nuevo para los medios de transferencia de calor o los medios de almacenamiento de calor son las centrales termosolares para generar energía eléctrica. En estas centrales, la radiación solar dirigida calienta un medio de transferencia de calor que pasa su calor a través de un intercambiador de calor hacia el agua y, por lo tanto, genera vapor que acciona una turbina que, finalmente, como en las centrales de energía eléctrica convencionales, acciona un generador para generar energía electrica.

Tres tipos de centrales termosolares son de particular importancia: las centrales cilindro-parabólicas, las centrales Fresnel y las centrales de torre.

En las centrales cilindro-parabólicas, la radiación solar se enfoca a través de ranuras de espejo parabólicas en la línea focal de los espejos. En este caso, se encuentra un tubo lleno con un medio de transferencia de calor. El medio de transferencia de calor se calienta a través de la radiación solar y fluye al intercambiador de calor, en donde libera su calor, como se describió anteriormente, para generar vapor.

En la estación Fresnel, la radiación solar se enfoca mediante espejos generalmente planos en una línea focal. En este caso, se encuentra un tubo mediante el cual fluye un medio de transferencia de calor. En contraste con la central cilindro-parabólica, el espejo y el tubo no siguen en conjunto la posición del sol, sino que la disposición de los espejos se ajusta con respecto al tubo fijo. La disposición de los espejos sigue la posición del sol para que el tubo fijo se encuentre siempre en la línea focal de los espejos. En las centrales Fresnel, las sales fundidas también se pueden usar como medio de transferencia de calor. En la actualidad, las centrales Fresnel de sales se encuentran en un gran proceso de desarrollo. La generación de vapor en las centrales Fresnel de sales se realiza de manera análoga a la central cilindro-parabólica.

En el caso de la central de torre termosolar, una torre está rodeada por espejos que enfocan la radiación solar en un receptor central en la parte superior de la torre. En el receptor, un medio de transferencia de calor se calienta para producir vapor para generar energía electrica a través de medios de transferencia de calor, de manera análoga a la central cilindro-parabólica o la central Fresnel.

En la actualidad, un medio de transferencia de calor orgánico compuesto por difeniléter y bifenilo, que también se denomina "aceite térmico", se usa en la central cilindro-parabólica. Sin embargo, este medio de transferencia de calor se puede usar solamente hasta 400 °C ya que se descompone durante el funcionamiento prolongado por encima de este rango.

Sin embargo, se desea aumentar la temperatura del medio de transferencia de calor ante la llegada del intercambiador de calor del generador de vapor (la temperatura de entrada del vapor) por encima de 400 °C, ya que la eficacia de la turbina de vapor entonces aumenta (a una temperatura de entrada del vapor de 400°C, la eficacia de Carnot es de alrededor de 42 %; a 500 °C, por ejemplo, aumenta por encima de alrededor de 50 %).

Si una mezcla de alrededor de 60 % en peso de nitrato de sodio (NaN03) y alrededor de 40 % en peso de nitrato de potasio (KN03) se usa como medio de transferencia de calor en lugar de medio de transferencia de calor orgánico, como ya se implemento en las centrales de torre termosolares, esto se puede calentar a un máximo de alrededor de 565 °C a largo plazo. Por encima de esta temperatura, la mezcla de nitrato mencionada también se descompone con el tiempo, en general, con la liberación de óxidos nitrosos, con frecuencia, monóxldo de nitrógeno y/o dióxido de nitrógeno.

En principio sería muy posible calentar téenicamente el medio de transferencia de calor en las centrales termosolares a temperaturas de alrededor de 650 °C, por ejemplo, en el punto focal de la central de torre y así alcanzar mayor eficacia de la turbina de vapor, similar al caso de las centrales a base de energía fósil.

Por lo tanto, se desea aumentar la estabilidad térmica de los medios de transferencia de calor en la operación a largo plazo por encima de alrededor de 565 °C.

Es muy ventajoso combinar la generación de energía eléctrica en una central termosolar, sin importar el tipo, para la demanda en la red. Esto es posible, por ejemplo, por el calor que se almacena durante los momentos de radiación solar de alta incidencia y que se puede utilizar para generar energía eléctrica cuando se requiere después de la puesta de sol o durante las etapas de mal clima.

El almacenamiento de calor se puede efectuar en forma directa mediante el almacenamiento del medio calentado de transferencia de calor en tanques de reserva por lo general bien aislados o en forma indirecta mediante la transferencia del calor desde el medio calentado de transferencia de calor a otros medios (almacén de calor), por ejemplo, en una fusión de sal de nitrato de sodio y nitrato de potasio.

Se desarrolló un método indirecto en la central Andasol I (50 MW) en España, en donde alrededor de 28500 toneladas métricas de una fusión de nitrato de sodio y nitrato de potasio (60:40 en % en peso) se usan como almacenamiento de calor en un tanque bien aislado. Durante periodos de radiación solar incidente, la fusión se bombea desde un tanque relativamente frío (alrededor de 290 °C) a través de un intercambiador de calor térmico de aceite-sal a un tanque más caliente y en el proceso calentado a alrededor de 390 °C. En este caso, la energía del calor se extrae del aceite térmico (que aquí funciona como medio de transferencia de calor) a través de un intercambiador de calor, y se introduce en la fusión de sal (intercambiador de calor térmico de aceite-sal). Durante los momentos de radiación solar de baja incidencia y por la noche, la central de energía se puede operar en su carga total durante alrededor de 7, 5 horas cuando e I almacén de calor está totalmente cargado.

Sin embargo, sería ventajoso usar el medio de transferencia de calor también como medio de almacenamiento de calor, ya que los ¡ntercambiadores de calor térmicos de aceite-sal correspondientes se pueden conservar de este modo.

Además, el posible contacto con el aceite térmico, que tiene propiedades reductoras, con la fusión de nitrato altamente oxidante, se puede evitar de este modo. Debido al precio significativamente alto del aceite térmico, en comparación con la fusión de nitrato de sodio y nitrato de potasio, el aceite térmico no se considera como almacén de calor hasta el momento.

Es un objeto de la invención proporcionar una composición de sal de nitrato mejorada, fácilmente disponible, como medio de transferencia de calor y/o medio de almacenamiento de calor que se puede usar en una operación a largo plazo a temperatura elevada, preferentemente, por encima de 565 eC, con la liberación de óxidos nitrosos, en general, monóxido de nitrógeno y/o dióxido de nitrógeno, que se reducen o suprimen.

Una mezcla de nitrato compuesta de alrededor de 60 % en peso de nitrato de sodio (NaN03) y alrededor de 40 % en peso de nitrato de potasio (KN03) se ofrece, por ejemplo, a la venta con el nombre Hitec® Solar Salt de Coastal Chemical Co. , L. L.C. Este producto se ofrece para su uso como medio de transferencia de calor o medio de almacenamiento de calor. Puede comprender, además de otros componentes, pequeñas cantidades de hasta un máximo de 0, 15 % en peso de carbonato de sodio (Na2CO3) (ficha de información del producto Hitec® Solar Salt).

Por razones de simplificación, las composiciones de sal de nitrato que se definen en la descripción y en las reivindicaciones, en especial, sus formas de realización preferidas o de particular preferencia, también se denominarán a continuación "composición de sal de nitrato de la invención".

La composición de sal de nitrato de la invención comprende un nitrato de metal álcali y, opcionalmente, un nitrito de metal álcali como constituyentes significativos A).

En este caso, el nitrato de metal álcali es un nitrato, preferentemente, un nitrato prácticamente libre de agua, con particular preferencia, un nitrato libre de agua de cristalización, del litio, sodio, potasio, rubidio o cesio de los metales, en general, descrito como MetN03, en donde Met representa los metales álcali descritos anteriormente; la expresión "nitrato de metal álcali" abarca un solo nitrato y las mezclas de nitratos de estos metales, por ejemplo, nitrato de potasio más nitrato de sodio.

En este caso, el nitrito de metal álcali es un nitrito, preferentemente, un nitrito prácticamente libre de agua, con particular preferencia, un nitrito libre de agua de cristalización, del litio, sodio, potasio, rubidio o cesio de los metales álcali, en general, descrito como MetNO2, en donde Met representa los metales álcali descritos anteriormente. El nitrito de metal álcali puede estar presente como un compuesto simple o como una mezcla de varios nitritos de metal álcali, por ejemplo, nitrito de sodio más nitrito de potasio.

El constituyente A) está presente en una cantidad total en el rango de 90 a 99,84 % en peso, preferentemente, en el rango de 95 a 99,84 % en peso, con particular preferencia, en el rango de 95 a 99,8 % en peso, con muy particular preferencia, en el rango de 98 a 99,8 % en peso, en cada caso, en función de la composición de sal de nitrato de la invención.

El constituyente A) puede comprender un nitrito de metal álcali, como se describió anteriormente, en una cantidad en el rango de 0 a 50 % en peso, preferentemente, en el rango de 1 a 10 % en peso, con particular preferencia, en el rango de 2 a 5 % en peso, en cada caso en función del constituyente A).

Un componente de nitrato de metal álcali MetN03 adecuado del constituyente A) se compone, por ejemplo, de A1 ) nitrato de potasio en una cantidad en el rango de 20 a 55 % en peso, A2) nitrato de sodio en una cantidad en el rango de 45 a 80 % en peso, en cada caso en función del componente de nitrato de metal álcali MetN03 del constituyente A).

Un componente de nitrito de metal álcali MetN03 adecuado del constituyente A) se compone, por ejemplo, de A 1 ) nitrito de potasio en una cantidad en el rango de 20 a 55 % en peso, A2) nitrito de sodio en una cantidad en el rango de 45 a 80 % en peso, en cada caso en función del componente de nitrito de metal álcali MetNO2 del constituyente A).

En otra forma de realización de la composición de sal de nitrato, el constituyente A) comprende solamente un tipo de nitrato de metal álcali, por ejemplo, nitrato de potasio o nitrato de sodio.

La composición de sal de nitrato de la invención también comprende, como constituyente significativo B), un compuesto de metal álcali seleccionado del grupo B1 ) óxido de metal álcali Met20, en donde Met es litio, sodio, potasio, rubidio, cesio, preferentemente, sodio y/o potasio, B2) carbonato de metal álcali, B3) compuesto de metal álcali que se descompone en óxido de metal álcali o carbonato de metal álcali en el rango de temperatura de 250 °C a 600 °C, B4) hidróxido de metal álcali MetOH, en donde Met es litio, sodio, potasio, rubidio, cesio, preferentemente, sodio y/o potasio, B5) peróxido de metal álcali Met202, en donde Met es litio, sodio, potasio, rubidio, cesio, preferentemente, sodio y/o potasio, y B6) superóxido de metal álcali Met02 en donde Met es sodio, potasio, rubidio, cesio, preferentemente, sodio y/o potasio, en una cantidad total en el rango de 0, 16 a 10 % en peso, preferentemente, en el rango de 0, 16 a 5 % en peso, con particular preferencia, en el rango de 0,2 a 5 % en peso, con muy particular preferencia, en el rango de 0,2 a 2 % en peso, en cada caso en función de la composición de la sal de nitrato.

Se prefieren los compuestos de metal álcali B3) que se descomponen en óxido de metal álcali, preferentemente, óxido de sodio, o en carbonato de metal álcali, preferentemente, carbonato de sodio, a las temperaturas de operación altas típicas de fusiones de sal de nitrato en una central termosolar, es decir, de 250° a 600 °C, preferentemente, de 300 °C a 500 °C, en las condiciones de oxidación correspondientes. Los ejemplos de dichos compuestos de metal álcali son las sales de metal álcali, tales como, las sales de litio, sodio, potasio, rubidio o cesio de ácidos carboxílicos, tales como ácido fórmico, ácido acetico, ácido oxálico, por ejemplo, formiato de sodio, acetato de sodio, oxalato de potasio.

La composición de sal de nitrato de la invención comprende como constituyente significativo preferido B) un carbonato de metal álcali en una cantidad total en el rango de 0, 16 a 10 % en peso, preferentemente, en el rango de 0, 16 a 5 % en peso, con particular preferencia, en el rango de 0,2 a 5 % en peso, con muy particular preferencia, en el rango de 0,2 a 2 % en peso, en cada caso en función de la composición de la sal de nitrato.

El carbonato de metal álcali de la presente es un carbonato, preferentemente, un carbonato prácticamente libre de agua, de litio, sodio, potasio, rubidio o cesio de los metales álcali, en general, descrito como Met2CO3, en donde Met representa los metales álcali descritos anteriormente. El carbonato de metal álcali se puede presentar como un compuesto simple o como una mezcla de varios carbonatos de metal álcali, por ejemplo, carbonato de sodio más carbonato de potasio.

En una forma de realización adecuada de la composición de sal de nitrato, el constituyente B) se forma prácticamente, de manera exclusiva, por carbonato de metal álcali Met2C03, preferentemente, por carbonato de sodio Na2C03 ya sea solo o junto con otros carbonatos de metal álcali seleccionados del grupo que consiste en carbonato de litio U2C03, carbonato de potasio K2C03, carbonato de rubidio Rb2C03, carbonato de cesio Cs2C03, preferentemente, carbonato de litio Li2C03 y/o carbonato de potasio K2C03.

La cantidad de constituyente B), preferentemente, carbonato de metal álcali, en particular, carbonato de sodio, presente en la composición de sal de nitrato de la invención, de acuerdo con el presente estado de conocimiento, no debería ser menor de 0, 16 % en peso, preferentemente, 0,2 % en peso, ya que, de otro modo, el efecto estabilizador del constituyente B), preferentemente, carbonato de metal álcali, se pierde.

La cantidad de constituyente B), preferentemente, carbonato de metal álcali, en particular, carbonato de sodio, presente en la composición de sal de nitrato de la invención no debería exceder 10 % en peso, preferentemente, 5 % en peso, con particular preferencia, 2 % en peso.

A mayores contenidos del constituyente B), preferentemente, carbonato de metal álcali, existe un riesgo de que las partículas del constituyente B), preferentemente, partículas de carbonato de metal álcali, que son, por ejemplo, demasiado grandes y/o no se disuelven en la fusión de la composición de sal de nitrato de la invención puedan producir malos funcionamientos en los sistemas de tuberías, de bomba y de aparato de la central termosolar o la planta química.

El límite superior del contenido del constituyente B), preferentemente, el contenido de carbonato de metal álcali, de la composición de sal de nitrato de la invención se puede influenciar mediante diversos parámetros, por ejemplo, la temperatura de una fusión correspondiente de la composición de sal de nitrato de la invención o la composición precisa de la composición de esta.

Además de los componentes significativos mencionados anteriormente, la composición de sal de nitrato de la invención puede comprender adicionalmente rastros de impurezas, por ejemplo, cloruro de sodio, sulfato de sodio, óxido de calcio, óxido de magnesio, dióxido de silicio, óxido de aluminio, óxido de hierro o agua. En general, la suma de estas impurezas no es mayor de 1 % en peso, en función de la composición de sal de nitrato de la invención.

La suma de todos los constituyentes de la sal de nitrato de la invención es de 100 % en peso.

La composición de sal de nitrato de la invención se encuentra en forma fundida y, con frecuencia, bombeable a una temperatura por encima de alrededor de 150 a 300 °C, según, entre otros, el contenido de nitrito y la relación de los cationes que forman el constituyente A) y/o B).

La composición de sal de nitrato de la invención, preferentemente, en forma fundida, por ejemplo, como líquido bombeable, se usa como medio de transferencia de calor y/o medio de almacenamiento de calor, preferentemente, en centrales de energía para generar calor y/o electricidad, en ingeniería de procesos químicos, por ejemplo, en reactores de baños de sal y en plantas de endurecimiento de metales.

Los ejemplos de centrales de energía para generar calor y/o energía eléctrica son centrales termosolares, tales como centrales cilindro-parabólicas, centrales Fresnel, centrales de torre.

En una forma de realización adecuada, las composiciones de sal de nitrato de la invención se usaron, preferentemente, en estado fundido, por ejemplo, como líquido bombeable, ambas como medio de transferencia de calor y como medio de almacenamiento de calor en las centrales termosolares, por ejemplo, las centrales cilindro-parabólicas, las centrales de torre o las centrales Fresnel.

En otra forma de realización adecuada, las composiciones de sal de nitrato de la invención se usaron, preferentemente, en estado fundido, por ejemplo, como líquido bombeable, ya sea como medio de transferencia de calor o como medio de almacenamiento de calor en las centrales termosolares, por ejemplo, las centrales cilindro-parabólicas, las centrales de torre, las centrales Fresnel.

Por ejemplo, las composiciones de sal de nitrato de la invención se usan, preferentemente, en estado fundido, por ejemplo, como líquido bombeable, en centrales de torre como medio de transferencia de calor y/o como medio de almacenamiento de calor, con particular preferencia, como medio de transferencia de calor.

Cuando las composiciones de sal de nitrato de la invención se usan, preferentemente, en estado fundido, por ejemplo, como líquido bombeable, como medio de transferencia de calor en centrales termosolares, por ejemplo, las centrales cilindro-parabólicas, las centrales de torre, las centrales Fresnel, el medio de transferencia de calor se transfieren a través de tubos que se calientan mediante el calor del sol. Con frecuencia, transfieren el calor que surge de allí a un almacén de calor o al intercambiador de calor del calentador de vapor de una central de energía.

En general, el almacén de calor comprende dos recipientes grandes, generalmente, un recipiente frío y un recipiente caliente. La composición de sal de nitrato de la invención, preferentemente, el estado fundido, por ejemplo, como líquido bombeable, se extrae, en general, del recipiente frío de la planta solar y se calienta en el campo solar de una planta cilindro-parabólica o un receptor de torre. La mezcla de sal fundida caliente que se calentó de este modo se transfiere, en general, a un recipiente caliente y se almacena allí hasta que haya demanda para la producción de energía eléctrica.

Luego, las composiciones de sal de nitrato calientes de la invención se extraen, en general, en el estado fundido, por ejemplo, como líquido bombeable, del tanque caliente y se bombean al generador de vapor de una central de vapor. El vapor que se produce allí y se presuriza a más de 100 bar, en general, acciona una turbina y un generador que suministra energía eléctrica a la red de electricidad.

En el generador de vapor, las composiciones de sal de nitrato de la invención se enfrían, por lo general, a alrededor de 290 °C en estado fundido, por ejemplo, como líquido bombeado y, en general, se transfieren de nuevo al tanque frío. Cuando se transfiere calor de los tubos que se calientan mediante el calor del sol al almacén o al generador de vapor, la composición de sal de nitrato de la invención en forma fundida actúa como medio de transferencia de calor. Al introducirse en el recipiente de almacenamiento de calor, la misma composición de sal de nitrato de la invención actúa como medio de almacenamiento de calor para realizar una producción orientada a la demanda, por ejemplo, de energía eléctrica posible.

Sin embargo, la composición de sal de nitrato de la invención también se usa, preferentemente, en forma fundida, como medio de transferencia de calor y/o medio de almacenamiento de calor, preferentemente, medio de transferencia de calor, en ingeniería de procesos químicos, por ejemplo, para aparatos de reacción de calentamiento de las plantas de producción química, en donde, en general, un flujo de calor muy grande se debe transferir a muy altas temperaturas dentro de límites de fluctuación estrechos. Los ejemplos son reactores de baños de sal. Los ejemplos de la producción de plantas mencionada anteriormente son plantas de ácido acrílico o plantas para producir melamina.

Ejemplos Ejemplo 1 Se mezclaron 500 g de sal solar (300 g de NaN03, 200 g de KN03) con 5 g de carbonato de sodio (correspondientes a 0, 1 1 % en masa de carbono) y se calentaron a 300 °C en un recipiente de acero inoxidable. Posteriormente, se introdujeron 6 g de NO que se mezclaron con 5 I de aire libre de agua y dióxido de carbono en la fusión durante un periodo de una hora. El análisis de la fusión después de la finalización del experimento produjo un contenido de carbono total de 0,031 % en masa. En este experimento, 2 g de equivalentes de NO se pudieron unir mediante la conversión del carbonato.

La relación nitrato/nitrito (en % en peso) no cambió significativamente, como se confirmó mediante el análisis químico húmedo de los iones correspondientes.

Ejemplo 2 Se mezclaron 500 g de HITEC® (35 g de NaN03, 265 g de KN03, 200 g de NaNO2) con 5 g de carbonato de sodio (correspondientes a 0, 1 1 % en masa de carbono) y se calentaron a 300 °C en un recipiente de acero inoxidable. Posteriormente, se introdujeron 15,2 g de NO que se mezclaron con 10 I de aire libre de agua y dióxido de carbono en la fusión durante un periodo de dos horas. El carbonato de sodio originalmente insoluble se disolvió completamente después del experimento. El análisis de la fusión indicó un contenido de carbono total de 0,02% en masa. En este experimento, 2,3 g de equivalentes de NO se pudieron unir mediante la conversión del carbonato.

La relación nitrato/nitrito (en % en peso) no cambió significativamente, como se confirmó mediante el análisis químico húmedo de los iones correspondientes.

Ejemplo 3 Se mezclaron 500 g de sal solar (300 g de NaN03, 200 g de KN03) con 5 g de Na20/Na202 (80:20) y se calentaron a 400 °C en un recipiente de acero inoxidable. Posteriormente, se introdujeron 10,4 g de NO que se mezclaron con 5 I de aire libre de agua y dióxido de carbono en la fusión durante un periodo de una hora. Después de la hidrólisis, el contenido de hidróxido de la fusión de sal estaba por debajo del límite de detección (< 0, 1 g/100 g). En este experimento, 4,6 g de equivalentes de NO se pudieron unir de este modo mediante la conversión del óxido.

La relación nitrato/nitrito (en % en peso) no cambió significativamente, como se confirmó mediante el análisis químico húmedo de los iones correspondientes.

Ejemplo 4 Se mezclaron 500 g de sal solar (300 g de NaN03, 200 g de KN03) con 5 g de NaOH y se calentaron a 300 °C en un recipiente de acero inoxidable. Posteriormente, se introdujeron 12,8 g de NO2 diluidos en gran medida con 50 I de aire libre de agua y dióxido de carbono, en la fusión. Después de la hidrólisis, el contenido de hidróxido de la fusión de sal fue de 0, 1 g/100 g. En este experimento, 4,4 g de equivalentes de N02 se pudieron unir de este modo mediante la conversión del hidróxido.

La relación nitrato/nitrito (en % en peso) no cambió significativamente, como se confirmó mediante el análisis químico húmedo de los iones correspondientes.

Ejemplo 5 Se mezclaron 500 g de HITEC® (35 g de NaN03, 265 g de KN03 I 200 g de NaN02) con 8 g de NaOH y se calentaron a 200°C en un recipiente de acero inoxidable. Posteriormente, se introdujeron 15,3 g de NO que se mezclaron con 10 I de aire libre de agua y dióxido de carbono en la fusión. Despues de la hidrólisis, el contenido de hidróxido de la fusión estaba por debajo del límite de detección (< 0, 1 g/100 g). En este experimento, 6 g de equivalentes de NO se pudieron unir mediante la conversión del hidróxido.

La relación n ¡trato/nitrito (en % en peso) no cambió significativamente, como se confirmó mediante el análisis químico húmedo de los iones correspondientes.

Los Ejemplos 1 a 5 muestran que los compuestos de metal álcali B) de acuerdo con la invención fijan óxidos de nitrógeno a altas temperaturas sin que cambie la relación nitrato/nitrito.

Ejemplo 6 Experimento comparativo sin compuestos de metal álcali B) de acuerdo con la invención Se calentaron 100 g de HITEC® (7 g de NaN03, 53 g de KN03, 40 g de NaNO2) a 595°C en un tubo de acero inoxidable y se mantuvieron a esta temperatura (± 5 K) durante 2,5 horas. Se pasaron 10 l/h de argón a la fusión para transmitir los gases formados a dos botellas de lavado. Las dos botellas de lavado se llenaron con 135,6 y 151 ,2 g, respectivamente, de solución de peróxido de hidrógeno (3 %). El análisis del contenido total de nitrógeno indicó 22 y 5 mg/kg, respectivamente, en las soluciones, correspondiente a la cantidad total de 7,7 mg de nitrógeno o 16,6 mg de NO, que se obtuvieron de las fusiones de sal.

Experimento de acuerdo con la invención En la misma preparación experimental, se calentaron 100 g de HITEC® (7 g de NaN03, 53 g de KN03, 40 g de NaNO2) junto con 1 g de Na2CO3 a 600°C y se mantuvieron a esta temperatura (± 5 K) durante 2,5 horas en un segundo experimento. Asimismo, se pasaron 10 l/h de argón a la fusión para transmitir los gases formados a dos botellas de lavado. Las dos botellas de lavado se llenaron con 148,2 y 149,4 g de solución de peróxido de hidrógeno (3 %). El análisis del contenido total de nitrógeno indicó 9 y 7 mg/kg, respectivamente, en las soluciones, correspondiente a la cantidad total de 4,8 mg de nitrógeno o 10,2 mg de NO, que se obtuvieron de las fusiones de sal.

Por ende, se pudo mostrar que 1 % de carbonato de sodio como aditivo en HITEC® reduce la liberación de óxidos de nitrógeno en alrededor de 40 % en peso.

Ejemplo 7 Experimento comparativo sin compuestos de metal álcali B) de acuerdo con la invención Se calentaron 100 g de sal solar (60 g de NaN03, 40 g de KN03) a 600°C durante un periodo de 2 horas en un tubo de acero inoxidable y se mantuvieron a esta temperatura (± 5 K) durante 1 hora. Se pasaron 5 l/h de aire libre de agua y dióxido de carbono a la fusión para introducir los gases emitidos que se formaron a una torre de lavado. Después de la finalización del experimento, el aparato se purgó con argón durante media hora. La torre de lavado se llenó con 57 g de solución de lavado compuesta de 0,1 mol/l de KMn04 junto con 0,2 mol/l de NaOH en agua. El análisis del contenido total de nitrógeno indicó 51 mg/kg en la solución, correspondiente a la cantidad total de 2,0 mg de nitrógeno o 6,2 mg de NO, que se obtuvo de las fusiones de sal.

Experimento de acuerdo con la invención En la misma preparación experimental, se calentaron 100 g de sal solar junto con 1 g de Na2CO3 (correspondientes a 0, 1 1 % en masa de carbono) a 600 °C durante un periodo de 2 horas en un tubo de acero inoxidable y se mantuvieron a esta temperatura (± 5 K) durante 1 hora en un segundo experimento. Se pasaron 5 l/h de aire libre de agua y dióxido de carbono a la fusión para introducir los gases emitidos que se formaron a una torre de lavado. Después de la finalización del experimento, el aparato se purgó con argón durante media hora. La torre de lavado se llenó con 56 g de solución de lavado compuesta de 0, 1 mol/l de KMn04 junto con 0,2 mol/l de NaOH en agua. El análisis del contenido total de nitrógeno indicó 34 mg/kg en la solución, correspondiente a la cantidad total de 1 ,9 mg de nitrógeno o 4, 1 mg de NO, que se obtuvo de las fusiones de sal.

Por ende, se pudo mostrar que el 1 % de carbonato de sodio como aditivo en sal solar reduce la liberación de óxidos de nitrógeno en alrededor de 30%.

Los Ejemplos 6 y 7 muestran que los compuestos de metal álcali B) de acuerdo con la invención reducen en gran medida la liberación de óxidos de nitrógeno a muy altas temperaturas.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1 . Una composición de sal de nitrato que comprende como constituyentes significativos A) un nitrato de metal álcali y un nitrito de metal álcali en una cantidad total en el rango de 98 a 99,84 % en peso y B) un compuesto de metal álcali seleccionado del grupo B1 ) óxido de metal álcali, B2) carbonato de metal álcali, B3) compuesto de metal álcali que se descompone en óxido de metal álcali o carbonato de metal álcali en el rango de temperatura de 250°C a 600°C, B5) peróxido de metal álcali Met202, en donde Met es litio, sodio, potasio, rubidio, cesio, y B6) superóxido de metal álcali Met02, en donde Met es sodio, potasio, rubidio, cesio, en una cantidad total en el rango de 0, 16 a 2 % en peso, en cada caso en función de la composición de sal de nitrato.

2. La composición de sal de nitrato de acuerdo con la reivindicación 1 , en donde el constituyente B) es un carbonato de metal álcali.

3. La composición de sal de nitrato de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en donde el constituyente B) se comprende en una cantidad en el rango de 0,2 a 2 % en peso.

4. La composición de sal de nitrato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el constituyente A) comprende un nitrito de metal álcali en una cantidad total de hasta 50 % en peso, en función del constituyente A).

5. La composición de sal de nitrato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el componente de nitrato de metal álcali del constituyente A) se compone de A1 ) nitrato de potasio en una cantidad en el rango de 20 a 55 % en peso, A2) nitrato de sodio en una cantidad en el rango de 45 a 80 % en peso, en cada caso en función del componente de nitrato de metal álcali del constituyente A).

6. La composición de sal de nitrato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el carbonato de metal álcali se selecciona del grupo que consiste en carbonato de sodio Na2CO3 y carbonato de potasio K2C03.

7. La composición de sal de nitrato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el carbonato de metal álcali es carbonato de sodio Na2C03.

8. La composición de sal de nitrato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 en forma fundida.

9. El uso de una composición de sal de nitrato como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 como medio de transferencia de calor y/o medio de almacenamiento de calor.

10. El uso de acuerdo con la reivindicación 9, en donde la composición de sal de nitrato está presente en forma fundida.

1 1 . El uso de acuerdo con las reivindicaciones 9 a 10 en centrales de energía para generar calor y/o electricidad, en ingeniería de procesos químicos y en plantas de endurecimiento de metal.

12. El uso de acuerdo con la reivindicación 1 1 en centrales termosolares.

13. El uso de acuerdo con la reivindicación 12 como medio de transferencia de calor en centrales termosolares.

14. El uso de acuerdo con la reivindicación 13 como medio de almacenamiento de calor en centrales termosolares.

15. El uso de acuerdo con la reivindicación 1 1 como medio de transferencia de calor para aparatos de reacción de calentamiento de las plantas de producción química.