[发明专利]石英砂复合多元硝酸熔盐传热蓄热介质及制备方法

说明书

本发明石英砂复合多元硝酸熔盐传热蓄热介质及制备方法，属于太阳能光热发电领域。本发明的传热蓄热介质由多元硝酸熔盐体系与石英砂组成。本发明还提供了该传热蓄热介质的制备方法。本发明的传热蓄热介质保持了多元硝酸熔盐的低熔点，同时提高了多元硝酸熔盐的上限工作温度，高达700℃。该传热介质的成本低廉，工作温度范围宽，热稳定性好，导热性能高，非常适合用于太阳能热动力发电系统、太阳能光热发电的蓄热传热系统。

技术领域

本发明涉及用于太阳能光热发电的蓄热传热复合介质，特别是涉及一种石英砂复合多元硝酸熔盐传热蓄热介质及制备方法。

背景技术

在工业蓄能和太阳能光热发电技术中，目前使用的蓄热传热介质主要有空气、水、导热油、熔融盐、钠和铝等金属。熔盐因具有广泛的使用温度范围，低蒸汽压，低粘度，良好的稳定性，低成本等诸多特性已成为太阳能光热发电技术中颇具潜力的传热蓄热介质，成为目前应用较多，较为成熟的传热蓄热介质。高温熔融盐主要有硝酸盐、碳酸盐、硫酸盐、氟化物、氯化物、氧化物等。

硝酸熔盐体系的原料来源广泛、价格低廉、腐蚀性小，因此与其他熔盐相比，硝酸熔盐具有很大的优势。其中的多元硝酸熔盐熔点低，但是上限使用温度低。

中国专利申请00111406.9公开了一种LiNO₃-KNO₃-NaNO₃-NaNO₂多元硝酸熔盐体系，其工作温度范围为250°C-550°C，这个体系的上限工作温度比三元硝酸盐体系高，达到550°C，但其下限工作温度也被提高，导致云遮时维护成本增大，而且LiNO₃的加入使得其腐蚀性增大，成本增高。

美国专利US007588694B1公开了一种LiNO₃-KNO₃-NaNO₃-Ca（NO₃）₂多元硝酸熔盐体系，其熔点低于100°C，上限使用温度高于500°C，但是LiNO₃的加入使得体系对蓄热系统的腐蚀性增加，工业成本增高。

石英砂独特的分子链结构、晶体形状和晶格变化规律，使其具有耐高温、抗氧化、热膨胀系数小、高度绝缘、耐腐蚀等独特的物理、化学等诸多特性，在许多高科技产品中发挥着越来越重要的作用，常被用作制造玻璃、耐火材料、冶炼硅铁、冶金熔剂、陶瓷研磨材料、铸造的原料。

目前为止，没有见到将石英砂加入到多元硝酸熔盐中作为工业蓄能和太阳能高温热利用领域的传热蓄热介质的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石英砂复合多元硝酸熔盐传热蓄热介质及制备方法，石英砂的加入提高了体系的上限工作温度，而凝固点（DSC差示扫描仪测出的熔点）基本没有变化，故拓宽了多元硝酸熔盐体系的工作温度范围，可广泛用于工业蓄能和太阳能光热发电技术领域，而且由于石英砂价格低廉，使得熔盐生产成本大幅度降低。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下:

一种石英砂复合多元硝酸熔盐传热蓄热介质，其特征在于：所述传热蓄热介质是在多元硝酸熔盐体系中添加石英砂复合而成。

所述多元硝酸熔盐体系占传热蓄热介质总重量的50~99％，石英砂占1~50%。

所述多元硝酸熔盐体系占传热蓄热介质总重量的50~90％，石英砂占10~50%。

所述多元硝酸熔盐体系为KNO₃-NaNO₃-NaNO₂-CsNO₃体系、

KNO₃-NaNO₃-NaNO₂-Ca(NO₃)₂体系、