[发明专利]一种多元宽温域高性能传蓄热储能混合熔盐及制备方法

说明书

本发明公开了一种多元宽温域高性能传蓄热储能混合熔盐及其配制方法，该熔盐组分的质量配比为：硝酸钾：10‑50wt％；硝酸钠：10‑50wt％；硝酸钙：1‑30wt％；氯化钠：1‑15wt％；氯化钾：1‑15wt％。同时公开了该混合熔盐的制备方法。本发明混合熔盐具有配制过程简单易行、温域宽、比热容大、热稳定性良好等特点，是一种优良的传蓄热介质，可广泛应用于太阳能光热发电技术领域。

技术领域

本发明涉及物理传热储能技术领域，特别涉及一种多元宽温域高性能传蓄热储能混合熔盐材料及其制备方法.

背景技术

21世纪以来，由于经济的发展和人口的增长，对能源需求日趋增加，能源问题日趋紧张，能源的过度消耗造成的环境污染也日益严重。天然气、煤炭和石油等化石燃料作为传统的能源，其使用会造成环境的污染和生态的破坏，此外这些能源也都不可再生。面对这一严峻形势，大幅减少化石类能源的开采使用，发展新型可再生能源已成为人类共识。目前，大规模利用太阳能发电领域中的主要技术问题都得到了有效的解决，太阳能发电成本也在逐年下降，在当前的技术发展水平下，太阳能的利用不仅可能而且是可行的。因此，太阳能发电被认为是最优的并能在短时间内实现大规模利用的一种清洁能源利用方式。

在太阳能光热发电系统中，储热系统是整个系统中最关键的部分，储能材料则是影响储热系统的核心因素，目前使用的储能材料主要有空气、水、导热油、液态金属和熔盐等。与其他储能材料相比，熔盐具有比热容高、传热系数高、热稳定性高、温度高、饱和蒸汽压低、低黏度和低价格的“四高三低”的优势，成为光热发电技术中使用最广泛的储能材料。

已商业化应用的熔盐储热材料主要有Solar salt(60％NaNO₃+40％KNO₃)和Hitec盐(7wt％NaNO₃-53wt％KNO₃-40wt％NaNO₂)；Solar Salt熔盐熔点为220℃最高使用温度600℃，该熔盐体系具有良好的热稳定性和低廉的成本，但是由于其熔点太高，使用过程中会存在容易凝固而堵塞管道导致设备运行危险。Hitec体系熔点142℃，在454℃以下具有热稳定性，可以短暂运行到538℃，但使用过程中需要氮气保护来防止亚硝酸盐组分的缓慢氧化。

综上所述，目前太阳能热电企业使用的商业化熔盐存在熔点高、热稳定性较差、长期使用工作温度范围窄、成本相对较高等缺点，还不能满足先进高参数太阳能热发电的需求，亟需技术突破。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是，提供一种多元宽温域高性能传蓄热储能混合熔盐材料。本发明要解决的另一个技术问题是，提供该多元宽温域高性能传蓄热储能混合熔盐材料的制备方法。

本发明的技术方案是，一种多元宽温域高性能传蓄热储能混合熔盐，包括如下成分：

硝酸钾：10-50wt％

硝酸钠：10-50wt％

硝酸钙：1-30wt％

氯化钠：1-15wt％

氯化钾：1-15wt％。

根据本发明的多元宽温域高性能传蓄热储能混合熔盐，优选的是，还包括如下按质量百分比计的成分：纳米粒子：0.01-5wt％。纳米粒子优选纳米SiO₂、纳米Al₂O₃、纳米MgO、纳米ZnO。

进一步地，所述多元宽温域高性能传蓄热储能混合熔盐包括如下成分：

硝酸钾：15-50wt％

硝酸钠：15-50wt％

硝酸钙：3-30wt％

氯化钠：3-15wt％