[发明专利]混合熔盐储热传热材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种混合熔盐储热传热材料，属于物理传热储能技术领域。本发明的混合熔盐的由如下组分制成：28‑35wt％LiNO3、1.5‑4wt％NaNO3、2.5‑8wt％KNO3、5‑16wt％NaNO2、48‑55wt％KNO2，还可以添加3‑8wt％Ca(NO3)2、Ba(NO3)2或Sr(NO3)2中的任一种；或添加3‑10wt％LiCl、NaCl或KCl中的任一种；还可以添加4‑10wt％Li2SO4、Na2SO4或K2SO4中的任一种，得到多种混合熔盐储热传热材料。本发明还提供了其制备方法。本发明所得的混合熔盐的熔点为65‑70℃，相对于Solar Salt其熔点降低了近150℃，其热分解温度达到552‑600℃，本发明的熔盐制备过程简易、工作温度范围宽，可在长时间的操作下减少组分的挥发，是一种优良的储热传热材料。

技术领域

本发明涉及物理传热储能技术领域，特别涉及一种混合熔盐储热传热材料及其制备方法。

背景技术

当前世界各国能源短缺，能源问题已经上升为战略问题。而太阳能是最经济最环保的可再生能源之一。

目前,大规模集中利用太阳能主要是太阳能发电技术。太阳能发电主要有两种方式：光伏发电和光热发电。其中,光伏发电是利用太阳能电池板直接将阳光转换为电压和电流，但是其受光照条件影响较大，尤其受到阴天、夜晚和雨雪天气的制约。而光热发电是利用巨大的太阳镜将光能汇聚于一点转变为热能，在该点产生很高的温度伴随巨大的热能，再用传热材料将该点的热能传导出来，然后经过蒸汽发生器产生高温高压的水蒸汽，水蒸汽推动汽轮机发电。

其中,光热发电设备设计配置有储热单元，储热单元内填充有储热材料，以便将白天充足的太阳光能储存起来，然后在夜晚、阴天和雨雪的时间里继续发电。因此光热发电技术是今后太阳能大规模发电应用的主流。经过几十年的技术研究积累，近年来光热发电的成本已经大大降低，发达国家如美国、西班牙等已经成功实现大规模商品化光热并网发电，我国也已建设了一批实验性光热发电电站。

为了降低成本，光热发电厂应用的储热材料和传热材料一般采用同一种材料。储热传热技术是太阳能光热发电厂的三大核心技术之一，其成本一般占总投资的三分之一。太阳能热电站是采用显热方式储存热能，即通过储热材料的升降温储存热能。在储热材料的比热容和质量一定的情况下，材料温度的变化范围越大，其储存的热能也就越多，这就要求储热材料的热分解温度越高越好。材料的热分解温度越高，其应用的温度范围越广，特别是对于太阳能热发电站，储热材料的热分解温度决定了产生的水蒸汽的温度，而水蒸汽的温度直接影响到蒸汽轮机的发电效率。

热能工程，尤其是太阳能热发电厂需要宽广工作温度范围的储热传热流体。目前常见的商业化应用的熔盐储热传热材料为Solar salt(60wt％NaNO3+40wt％KNO3)混合熔盐体系，它的使用温度范围是：220-600℃。其缺点是熔点相对太高，因而在使用过程中存在着容易凝固而堵塞管道导致设备运行危险。如果要预防这种凝固危险，就需要额外铺设大量感温探头和电加热辅助设备，导致工程造价及后期的维护运行费用大幅上升。