[发明专利]一种混合熔盐传热蓄热工质、制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于储能材料混合熔盐领域，尤其涉及一种混合熔盐传热蓄热工质、 制备方法及其应用。

背景技术

太阳能热发电、核电、中高温蓄热、供热以及化工、干燥、过程工业等领 域均需要中高温传热蓄热工质。中高温传热工质主要的应用方面之一，即太阳 能热发电技术从上世纪八十年代发展至今，使用了包括水和蒸汽、空气或氮气、 液态金属、导热油和熔融盐等多种传热蓄热工质，由于熔融盐具有较高的使用 温度、高热稳定性、高比热容、高对流传热系数、低粘度、低饱和蒸汽压、低 价格等“四高三低”的优势，受到国内外专家高度重视，是目前太阳能热发电系统 传热蓄热工质的主要应用和发展方向之一。

单一组分熔盐熔点太高，无法满足传热工质对熔点的需求。几种熔盐混合 起来形成共晶混合熔盐后能够显著降低共晶熔盐混合物的熔点，并能在液态温 区稳定运行，因此工业应用中的熔盐工质都是这种混合共晶熔盐。太阳能热发 电、核电、中高温蓄热、供热以及化工、干燥、过程工业等领域均对传热蓄热 工质的要求不尽相同，本发明提供了一种混合熔盐以满足工业多样化的中高温 传热蓄热工质需求。

发明内容

为了推广混合熔盐在中高温传热蓄热系统中的应用，本发明提供了一种混 合熔盐传热蓄热工质、制备方法及其应用。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是，一种混合熔盐传热蓄热工 质，其特征在于，由Ca(NO₃)₂、KNO₃、NaNO₃、LiNO₃和K₂CO₃组成。

各组分的质量配比为Ca(NO₃)₂：13.4wt％；KNO₃：56～60wt％；NaNO₃： 6～15wt％；LiNO₃：9～14wt％；K₂CO₃：8～13wt％，其熔点102℃，沸点623℃。

一种混合熔盐传热蓄热工质的制备方法，该方法步骤如下：

(1)先将待混合的Ca(NO₃)₂、KNO₃、NaNO₃、LiNO₃和K₂CO₃各材料分 别粉碎研磨，使固体颗粒直径小于3cm，按比例将各材料放入不锈钢容器中， 混合搅拌；

(2)将混合熔盐逐步加热，并同时不停搅拌至120℃左右并保持10分钟， 将混合熔盐中的水分蒸发掉；

(3)继续升温至200℃左右并维持此温度，加大搅拌力度，将Ca(NO₃)₂中 的结晶水除去(硝酸钙一般含有4个结晶水)，待水蒸气完全排除后，停止搅拌 待熔盐冷却后，这种新的混合共晶熔盐即配置完成。

一种混合熔盐传热蓄热工质的应用，其特征在于，应用于太阳能热发电储 能、弃风弃光电及“煤改电”蓄热供热或工业余热回收储存等中高温传热蓄热 领域。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明混合熔盐的配制的成分成本低、配制工艺极简单。

2、本发明的混合熔盐热物性性能非常稳定，使用过程中不会出现某一成分 的分离现象，在液态温区具有良好的传热性能，且饱和蒸汽压力低于2个大气 压。

3、本发明的工质对金属腐蚀性小。

具体实施方式

下面对结合实施例对本发明做进一步的说明。

实施例：一种混合熔盐传热蓄热工质，配方由Ca(NO₃)₂、KNO₃、NaNO₃、 LiNO₃和K₂CO₃组成；

各组分的质量配比为Ca(NO₃)₂：13.4wt％；KNO₃：56～60wt％；NaNO₃： 6～15wt％；LiNO₃：9～14wt％；K₂CO₃：8～13wt％。