CN103911121A - 二元硝酸纳米熔盐传热蓄热介质及其制备方法 - Google Patents
二元硝酸纳米熔盐传热蓄热介质及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103911121A CN103911121A CN201310732781.9A CN201310732781A CN103911121A CN 103911121 A CN103911121 A CN 103911121A CN 201310732781 A CN201310732781 A CN 201310732781A CN 103911121 A CN103911121 A CN 103911121A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heat
- nitric acid
- fused salt
- storage medium
- molten salt
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/46—Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines
Abstract
本发明“二元硝酸纳米熔盐传热蓄热介质及其制备方法”,属于太阳能光热发电领域。本发明提供的二元硝酸纳米熔盐传热蓄热介质，其特征在于：将纳米粒子分散到高温条件下的KNO3-NaNO3、KNO3-NaNO2固-液相变二元硝酸熔盐体系中复合而得；所述纳米粒子为SiO2、ZnO、Al2O3、TiO2、CaO和/或MgO纳米粒子。本发明提供的传热蓄热介质克服了现有二元硝酸熔融盐体系存在的导热系数低，热稳定性差，使用温度范围窄等缺点，可广泛用于太阳能光热发电技术领域。
Description
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，尤其涉及一种二元硝酸纳米熔盐传热蓄热介质及其制备方法。
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、腐蚀性小且一般在500℃以下不会热分解，与其他熔盐相比，硝酸熔盐具有很大的优势。目前，国外太阳能光热发电的电站所使用的传热蓄热介质主要为二元硝酸盐体系（40％KNO3-60％NaNO3）和三元硝酸盐体系（KNO3-NaNO3-NaNO2）。但是硝酸熔盐体系存在熔解热较小、热导率低的缺点，三元硝酸盐体系的熔点低至142℃，但是上限温度偏低，造成热机效率和太阳能利用率偏低，且组分NaNO2在高温条件下易发生分解反应，产生硝酸钠、氧化钠和氮气，如果与空气接触还会产生氧化反应。二元硝酸盐体系的工作温度范围为290℃-600℃，上限温度较高比较理想，但是熔点偏高，云遮时的维护成本过高，而且会导致在实际应用中需要消耗更多的能量来保温，以防止熔盐在管路中凝结，而熔融盐在管路中凝结，对太阳能热发电***产生的后果是非常严重的。国内通常采用的二元硝酸熔盐体系是55％KNO3-45％NaNO2,工作温度范围130-500℃，其熔点大幅度降低，减少了维护成本，但是上限使用温度也相应降低。
中国发明专利申请200910074994.0公开了一种氟盐基纳米高温相变蓄热复合材料，是将纳米级的金粒子、银粒子、铜粒子按一定比例复合到高温相变的氟盐中得到的，克服了氟盐基相变材料存在的传热性能差，导热率低，凝固时体积收缩大等缺陷。但是在氟盐基盐中复合银粒子、铜粒子或金粒子后并没有克服氟盐基存在的熔点偏高、热传导率低、热稳定性差等缺陷。关于如何对二元硝酸熔融盐进行改性从而提高其各种性能，如工作温度范围、热稳定性和/或导热系数等，使其更适合在工业蓄能和太阳能光热发电技术领域使用，有必要进一步研究和尝试。
发明内容
本发明根据上述领域存在的缺陷和空白，提供一种二元硝酸纳米熔盐传热蓄热介质的配方，其制备工艺，克服了现有二元硝酸熔融盐体系存在的导热系数低，热稳定性差，使用温度范围窄等缺点。本发明的技术方案如下：
二元硝酸纳米熔盐传热蓄热介质，其特征在于：是将纳米粒子分散到固-液相变状态的二元硝酸熔盐体系中复合而得；所述纳米粒子为SiO2、ZnO、Al2O3、CaO,TiO2和/或MgO纳米粒子。
所述纳米粒子的重量在所述二元硝酸纳米熔盐中占1％-5％。
所述纳米粒子的粒径为10-30nm。
上述任意二元硝酸纳米熔盐传热蓄热介质，所述二元硝酸熔盐体系为KNO3-NaNO3，各成分的重量份组成为：硝酸钾20-40份；硝酸钠60-80份。
所述二元硝酸熔盐体系KNO3-NaNO3中各成分的重量份组成为：硝酸钾40份；硝酸钠60份。
所述二元硝酸熔盐体系为KNO3-NaNO2，各成分的重量份组成为：硝酸钾30-60份；亚硝酸钠40-70份。
所述二元硝酸熔盐体系为KNO3-NaNO2中各成分的重量份组成为：硝酸钾55份；亚硝酸钠45份。
上述任一二元硝酸纳米熔盐传热蓄热介质在工业蓄能或太阳能光热发电中的用途。
用于制备上述任一所述二元硝酸纳米熔盐传热蓄热介质的制备工艺，其特征在于采用以下熔盐制备装置：所述设备包括热源装置、带夹层内腔（13）的熔盐罐（2）、气流粉碎干燥器（3）、造粒装置（5-1）、冷却装置（5-2）和输出装置；
所述热源装置包括热载体承载腔，所述热载体承载腔与所述夹层内腔（13）之间通过热载体管道（20-1）连通；
所述熔盐罐（2）、气流粉碎干燥器（3）和输出装置之间通过熔盐管道向连通，所述熔盐管道由所述熔盐罐（2）的下端伸出并连通气流粉碎干燥器（3）的上端；所述气流粉碎干燥器（3）的下端与热交换器（4）相连；
所述热源装置指太阳能集热***（9）、移动式电伴热（10）或相互独立控制且并联的太阳能集热***（9）和移动式电伴热（10）；
步骤如下：
将按比例组成的二元硝酸熔盐体系的原料加入到所述带夹层的熔盐罐（2）中，启动热源装置加热到熔融状态后按比例加入所述纳米粒子，继续加热并搅拌至熔盐体系均匀为止；
将加入均匀的复合熔盐抽至气流粉碎干燥器（3）中，进行气流粉碎和干燥，得到二元硝酸纳米熔盐传热蓄热介质，最后通过输出装置输出。
所述太阳能集热***（9）与所述熔盐罐之间的热载体管道（20-1）设为相互独立控制的两根，其中一根上设置有高温储存罐（1）。
所述带夹层的熔盐罐（2）与所述气流粉碎干燥器（3）之间的熔盐管道上设置有高温熔盐泵（14）。
所述带夹层的熔盐罐（2）的夹层内腔底部与所述热交换器（4）之间通过一段热载体管道（20-2）相连通。
所述热交换器（4）与所述热源装置之间通过一段热载体管道（20-3）相连通，所述热载体管道（20-3）上设置有低温储存罐（18）。
所述带夹层的熔盐罐（2）还包括搅拌装置（11）和进料口（12）。
所述输出装置依次包括造粒装置（5-1）、冷却装置（5-2）、料仓（6）、包装装置（7）和/或存储装置（8）。
每一段所述热载体管道上都至少设置有一个热载体泵。
任一方法中采用的熔盐制备设备。
本发明的传热蓄热介质相比原二元硝酸熔盐，熔点降低不显著，但都有所降低，但是纳米粒子的加入大大提高了二元硝酸熔盐的导热系数和热稳定性，避免了一般高温熔盐使用时容易局部过热的缺陷，大大拓宽了二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。
本发明中采用的纳米粒子的理化性质简介如下，特别注意的是，本发明次采用的这些纳米粒子符合工业纯级即可，也就是说，该纯级以及更高纯级的材料都可以用于本发明。
二氧化硅：又称硅石。在自然界分布很广，如石英、石英砂等。白色或无色，含铁量较高的是淡黄色。密度2.2～2.66，熔点1670℃（鳞石英）、1710℃（方石英），沸点2230℃，相对介电常数为3.9。不溶于水微溶于一般的酸，但溶于氢氟酸及热浓磷酸，能和熔融碱类起作用。用于制玻璃、水玻璃、陶器、搪瓷、耐火材料、硅铁、型砂、单质硅等。
氧化锌：氧化锌（ZnO），俗称锌白，是锌的一种氧化物。难溶于水，可溶于酸和强碱，氧化锌是一种常用的化学添加剂，广泛地应用于塑料、硅酸盐制品、合成橡胶、润滑油、油漆涂料、药膏、粘合剂、食品、电池、阻燃剂等产品的制作中。熔点：1975℃，密度5.6,沸点2950℃。
氧化铝：化学符号：Al2O3、分子量102，纯净氧化铝是白色无定形粉末，俗称矾土，密度3.9-4.0g/cm3，熔点2050℃、沸点2980℃，不溶于水。
氧化钛：化学式：TiO2，分子量：79.87；密度：4.26g/m，Lat25℃(lit.)，熔点：1840℃，沸点：2900℃，白色无定形粉末，加热时变黄色，受高温变棕色，冷时再呈白色，化学性质相当稳定，不溶于盐酸、硝酸和稀硫酸。
氧化镁：白色或淡黄色粉末，无臭、无味，该品不溶于水或乙醇，微溶于乙二醇，熔点2852℃，沸点3600℃，氧化镁有高度耐火绝缘性能。
本发明提供的二元硝酸纳米熔盐传热蓄热介质，纳米粒子均匀分布在二元硝酸熔盐中，在高温液相状态下，混合液内的纳米粒子稳定悬浮。由于纳米粒子很大的比表面积和界面效应，大大增加了二元硝酸纳米熔盐的导热系数和传热面积。通过纳米空洞产生的巨大毛细管力将熔盐吸附到基体中来控制空穴的尺度和分布，从而使体积收缩变小。毛细管力的作用使液态的二元硝酸纳米熔盐很难从微孔中溢出，从而解决了高温熔盐熔化时的流动性问题。
二元硝酸纳米熔盐传热蓄热介质的相变潜热比没有加入纳米粒子的二元硝酸熔盐相变潜热高，储能密度高，降低了对蓄热***尺寸的要求，能量利用率高，节能效果好。该介质可以利用和控制空穴的形成以强化传热，限制二元硝酸熔盐固液相变时的体积收缩，比没有加入纳米粒子的二元硝酸熔盐的体积收缩减少。
二元硝酸纳米熔盐的吸热及蓄热能力好，导热系数明显提高，导热性能大大增加，克服了二元硝酸熔盐导热性能差，易局部过热的缺点，可广泛用于太阳能光热发电技术领域。
本发明还提供了用于规模化制备二元硝酸纳米熔盐的制备工艺，其步骤依赖于一套本发明提出的设备，该套工艺和设备的创新点及优点如下：
工艺如下：
1.将熔盐体系的不同组分按照一定的顺序依次加入熔盐罐，在一定的温度和压力条件下，加热到熔盐罐内的熔盐粘度可机械搅拌时，开动机械搅拌一段时间至体系均匀。由热源装置提供加热所需的能量，热源装置可选择移动式电伴热或太阳能集热。如果是在用料现场，比如太阳能光热电站，可直接使用聚集的太阳能，环保节能。
2.开启高温熔盐泵，打开出料口，把熔盐罐内均匀的熔盐体系从气流粉碎干燥器上方喷入，同时热空气自气流粉碎干燥器的底部鼓入干燥器，二者是逆向的方式。目的：使液相的熔盐混合体系在经过气流粉碎干燥器后直接形成干燥均匀的粉末状，一方面便于包装出售。另外一方面是使用时性能均一稳定。自气流干燥器得到的粉末状熔盐进入造粒装置，得到颗粒更充盈、结实，结构更加细腻的复合熔盐产品。经冷却装置降至室温后放入料仓，包装，储存。
3.热源装置是太阳能集热***的情况下，可以将熔盐罐夹层中的热载体（高温导热油或熔盐或过热水蒸气）疏导至热交换器中用于加热所需的热空气，充分利用了熔盐罐用过之后的热载体的余热。整体上提高了该工艺的热能利用率。
优点1：
本发明的热源装置提供了以下三种方案：
方案一、本发明采用聚集的太阳能提供的热量作为热源，节能环保。可采用四种方式提供热源：槽式、塔式、碟式、线性菲涅尔式太阳能光热发电方式的镜场聚集太阳能。从成本和技术成熟度的角度优选槽式和塔式。
方式一：选用光热发电的槽式镜场作为聚集太阳能的方式，通过集热管中的高温热载体直
接加热熔盐罐。目前常见的高温热载体是高温熔盐、导热油、过热水蒸气，在槽式镜场中
优选导热油。
方式二：选用光热发电的塔式镜场作为聚集太阳能的方式，通过吸热器中的高温热载体直
接加热熔盐罐。目前常见的高温热载体是高温熔盐、导热油、过热水蒸气，在塔式镜场中
优选熔盐。
方案二、也可采用移动式电伴热提供热源，移动式电伴热不同于传统式的缠绕电伴热带，维修更加的方便简单。
方案三、太阳能集热***和移动式电伴热独立控制且并联地使用，二者可形成互补作用，比如太阳能辐射不充足时，可用储存在高温罐的热载体或电伴热进行补充。
优点2：
进入气流粉碎干燥器的热空气的热量来自于熔盐罐夹层中的热载体的余热，最大效率的利用热量。
优点3：
熔盐罐的温度、压力可控。
优点4：
最终产品颗粒细小均匀。
附图说明
图1本发明工艺所用的熔盐制备设备的结构示意图；
其中1-高温储存罐，2-熔盐罐，3-气流粉碎干燥器，4－热交换器,5-1造粒装置、5-2冷却装置6-料仓，7-包装装置，8-存储装置，9-太阳能集热***，10-移动式电伴热，11-搅拌装置，12-进料口，13-夹层内腔，14-高温熔盐泵，15-鼓风机，16、17、19-热载体泵，18-低温储存罐，20-1,20-2，20-3-热载体管道。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。
实验材料
二氧化硅（SiO2）、氧化锌（ZnO）、氧化铝（Al2O3）、氧化钛（TiO2）、氧化镁（MgO）纳米粒子，粒径10～30nm,工业纯级及以上，商购。
硝酸钾、硝酸钠、亚硝酸钠：工业纯级，商购。
所用的设备：真空加热炉、差示扫描仪。
制备工艺及设备：
本发明硝酸纳米熔盐的制备方法有两种选择：
1、用于实验室研究的小规模生产可以采用如下步骤：
步骤1按比例组成二元硝酸熔盐体系，放入真空加热炉中加热除气除水使其成熔融状态，加热，温度为熔盐相变温度以上50-100℃。
步骤2将纳米粒子按比例加入步骤(1)熔融的二元硝酸纳米熔盐体系中，磁力搅拌该熔融混合物0.5-1h，保温超声0.5-2h，自然冷却，即制得均匀稳定的二元硝酸纳米熔盐。
2、规模化生产优选采用以下工艺及配套的熔盐制备装置：
熔盐制备设备：所述设备包括热源装置、带夹层内腔（13）的熔盐罐（2）、气流粉碎干燥器（3），造粒装置（5-1）、冷却装置（5-2）和输出装置；
使用中，将按比例组成的二元硝酸熔盐体系的原料加入到所述熔盐罐（2）中，启动热源装置加热到熔融状态后按比例加入所述纳米粒子，继续加热至熔盐体系均匀为止；
将加热均匀的复合熔盐抽至气流粉碎干燥器（3）中，进行气流粉碎和干燥，得到二元硝酸纳米熔盐粉末状产品，再经造粒装置和冷却装置得到颗粒更充盈、结实，结构更加细腻的复合熔盐产品，最后通过输出装置输出。
所述热源装置包括热载体承载腔，所述热载体承载腔与所述夹层内腔（13）之间通过热载体管道（20-1）连通；
所述熔盐罐（2）、气流粉碎干燥器（3）和输出装置之间通过熔盐管道向连通，所述熔盐管道由所述熔盐罐（2）的下端伸出并连通气流粉碎干燥器（3）的上端；所述气流粉碎干燥器（3）的下端与热交换器（4）相连；熔盐罐内均匀的熔盐体系从上方抽入气流粉碎干燥器中，同时热空气自气流粉碎干燥器的底部鼓入干燥器，二者是逆向的方式。目的：使液相的熔盐混合体系在经过气流粉碎干燥器后直接形成干燥均匀的粉末状，一方面便于包装出售。另外一方面是使用时性能均一稳定；
所述热源装置指太阳能集热***（9）、移动式电伴热（10）或相互独立控制且并联的太阳能集热***（9）和移动式电伴热（10）；该设备中热源装置可以是单独的所述太阳能集热***9或单独的移动式电伴热，也可以是相互独立控制且并联的太阳能集热***（9）和移动式电伴热（10）。
所述太阳能集热***（9）与所述熔盐罐之间的热载体管道（20）设为相互独立控制的两根，其中一根上设置有高温储存罐（1）；所述高温储存罐（1）与所述带夹层的熔盐罐（2）之间设有热载体泵（19）。所述太阳能集热***9与所述高温储存罐（1）之间设有阀门，用于控制太阳能集热***（9）中的热载体向高温储存罐（1）中流动；当关闭该阀门时，可以使用太阳能集热***（9）或是移动式电伴热（10）直接加热热载体进而加热熔盐罐（2）的方式来制备高温熔盐；当能源充足或熔盐罐不需要加热时，可打开太阳能集热***与高温储存罐（1）之间的阀门，经过太阳能集热***加热的热载体便可通过管道流向高温储存罐进而储存起来，当需要加热时，可以通过热载体泵(19)抽进夹层内腔（13）进而加热熔盐罐（2）来制备高温熔盐。
优选所述带夹层的熔盐罐（2）与所述气流粉碎干燥器（3）之间的熔盐管道上设置有高温熔盐泵（14）。用于将加热后的熔盐抽至气流粉碎干燥器中。
优选所述带夹层的熔盐罐（2）的夹层内腔（13）底部与所述热交换器（4）之间通过一段热载体管道（20-2）相连通。该段热载体管道（20-2）用于将夹层内腔（13）中的热载体引导至热交换器（4）中用于加热该设备中所需的热空气。从而实现夹层内腔（13）内的热载体的余热再利用，节能环保。
优选所述热交换器（4）与所述热源装置之间通过一段热载体管道（20-3）相连通，所述热载体管道（20-3）上设置有低温储存罐（18）。
在热交换器中被用尽热量的热载体冷却后通过所述热载体管道（20-3）上的热载体泵（16）抽送至低温储存罐中，通过热载体泵（17）送回到热源装置中循环使用。
优选所述带夹层的熔盐罐（2）还包括搅拌装置（11）和进料口（12）。
优选所述输出装置依次包括料仓（6）、包装装置（7）和/或存储装置（8）。
每一段所述热载体管道（20）至少设置有一个热载体泵。
上述设备中的各段管道上均设置有充足的阀门和泵（热载体泵或熔岩泵）用于控制管道中的物质的流动和流向。热源装置与带夹层的熔盐罐之间的热载体管道上的阀门通过控制热载体的输送量和速度从而控制加热温度，所述熔盐罐自身带有压力控制装置。
实施例1.基于KNO3-NaNO3二元硝酸盐体系的纳米熔盐的制备工艺及性能比较
步骤1.按比例组成KNO3-NaNO3熔盐体系，放入真空加热炉中加热除气除水使其成熔融状态，加热，温度为熔盐相变温度以上50-100℃。
步骤2.将纳米粒子按比例加入步骤(1)熔融的二元硝酸纳米熔盐体系中，磁力搅拌该熔融混合物0.5-1h，保温超声0.5-2h，自然冷却，即制得均匀稳定的二元硝酸纳米熔盐。
步骤3.熔点测试：
采用通用的差示扫描仪DSC进行（常压下扫描）。
步骤4.热稳定性测试
对制备得到二元硝酸纳米熔盐及对照（每种二元硝酸纳米熔盐的原二元硝酸熔盐）进行热稳定性测试。
测试采用重量法进行：将所得的熔融盐分别装入镍制的坩埚中，放入温控炉中进行加热，从常温开始进行实验，每隔一段时间取出实验坩埚用分析天平称重。如果在某一温度段内，试样的重量不再减少，再提高温控炉的温度。然后再每隔一段时间取出实验坩埚进行称重，到另一个稳态之后再继续升温。
实验结果：
步骤1和2配制并复合而得的二元硝酸纳米熔盐及其配方如表1所示
表1.实施例1制备得到的二元硝酸纳米熔盐
步骤3的熔点测试结果显示，如表2所示，与相应的对照相比，No.11～15号产品的熔点有所降低，但是不明显。但是随着加入的纳米金属氧化物粒子的比例增加，与相应的对照相比，熔点降低程度更明显，幅度有所提高。
表2.熔点测试结果
步骤4热稳定性测试,具体结果见表3
表3.565℃下的损失率统计结果
可以看出在565℃度下，加入金属氧化物纳米粒子能够使各组产品的热稳定性相对于对照明显提高。
表4.660℃下的损失率统计结果
可以看出在660℃度下，各组产品的热稳定性相对于对照明显提高。
实施例2基于KNO3-NaNO2二元硝酸盐体系的纳米熔盐的制备工艺及性能比较
步骤1.按比例组成KNO3-NaNO2熔盐体系，加热搅拌均匀放入真空加热炉中加热除气除水使其成熔融状态，加热温度为熔盐相变温度以上50-100℃。
步骤2.将纳米粒子按比例加入步骤(1)熔融的二元硝酸纳米熔盐体系中，磁力搅拌该熔融混合物0.5-1h，保温超声0.5-2h，自然冷却，即制得均匀稳定的二元硝酸纳米熔盐。
步骤3.熔点测试：
采用通用的差示扫描仪DSC进行（常压下扫描）。
步骤4.热稳定性测试
对制备得到二元硝酸纳米熔盐及对照（每种二元硝酸纳米熔盐的原二元硝酸熔盐）进行热稳定性测试。
测试采用重量法进行：将所得的熔融盐分别装入镍制的坩埚中，放入温控炉中进行加热，从常温开始进行实验，每隔一段时间取出实验坩埚用分析天平称重。如果在某一温度段内，试样的重量不再减少，再提高温控炉的温度。然后再每隔一段时间取出实验坩埚进行称重，到另一个稳态之后再继续升温。
实验结果：
步骤1和2配制并复合而得的二元硝酸纳米熔盐及其配方如表5所示
表5.实施例2制备得到的二元硝酸纳米熔盐
步骤3熔点测试结果显示，如表6所示，与相应的对照相比，No.16～30号产品的熔点有所降低但是不显著。
表6.熔点测试结果
步骤4热稳定性测试,具体结果见表7
表7.500℃下的损失率统计结果
可以看出在500℃度下，加入金属氧化物纳米粒子能够使各组产品的热稳定性相对于对照明显提高。
表8.600℃下的损失率统计结果
可以看出在600℃度下，各组产品的热稳定性相对于对照明显提高。
Claims (17)
1.二元硝酸纳米熔盐传热蓄热介质，其特征在于：是将纳米粒子分散到固-液相变状态的二元硝酸熔盐体系中复合而得；所述纳米粒子为SiO2、ZnO、Al2O3、CaO、TiO2和/或MgO纳米粒子。
2.根据权利要求1所述的二元硝酸纳米熔盐传热蓄热介质，其特征在于：所述纳米粒子的重量在所述二元硝酸纳米熔盐中占1％-5％。
3.根据权利要求1所述的二元硝酸纳米熔盐传热蓄热介质，所述纳米粒子的粒径为10-30nm。
4.根据权利要求1～3任一所述的二元硝酸纳米熔盐传热蓄热介质，所述二元硝酸熔盐体系为KNO3-NaNO3，各成分的重量份组成为：硝酸钾20-40份；硝酸钠60-80份。
5.根据权利要求4所述的二元硝酸纳米熔盐传热蓄热介质，所述各成分的重量份组成为：硝酸钾40份；硝酸钠60份。
6.根据权利要求1～3任一所述的二元硝酸纳米熔盐传热蓄热介质，所述二元硝酸熔盐体系为KNO3-NaNO2，各成分的重量份组成为：硝酸钾30-60份；亚硝酸钠40-70份。
7.根据权利要求6所述的二元硝酸纳米熔盐传热蓄热介质，所述各成分的重量份组成为：硝酸钾55份；亚硝酸钠45份。
8.权利要求1～7任一所述二元硝酸纳米熔盐传热蓄热介质在工业蓄能或太阳能光热发电中的用途。
9.用于制备权利要求1～7任一所述二元硝酸纳米熔盐传热蓄热介质的方法，其特征在于采用以下熔盐制备设备：所述设备包括热源装置、带夹层内腔（13）的熔盐罐（2）、气流粉碎干燥器（3）、造粒装置（5-1）、冷却装置（5-2）和输出装置；
所述热源装置包括热载体承载腔，所述热载体承载腔与所述夹层内腔（13）之间通过热载体管道（20-1）连通；
所述熔盐罐（2）、气流粉碎干燥器（3）和输出装置之间通过熔盐管道向连通，所述熔盐管道由所述熔盐罐（2）的下端伸出并连通气流粉碎干燥器（3）的上端；所述气流粉碎干燥器（3）的下端与热交换器（4）相连；
所述热源装置指太阳能集热***（9）、移动式电伴热（10）或相互独立控制且并联的太阳能集热***（9）和移动式电伴热（10）；
步骤如下：
将按比例组成的二元硝酸熔盐体系的原料加入到所述带夹层的熔盐罐（2）中，启动热源装置加热到熔融状态后按比例加入所述纳米粒子，继续加热并搅拌至熔盐体系均匀为止；
将加热均匀的复合熔盐抽至气流粉碎干燥器（3）中，进行气流粉碎，得到颗粒均匀的粉末状产品；再进入造粒装置（5-1）得到颗粒产品，冷却后通过输出装置输出。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述太阳能集热***（9）与所述熔盐罐之间的热载体管道（20-1）设为相互独立控制的两根，其中一根上设置有高温储存罐（1）。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：二元硝酸纳米熔盐传热蓄热介质所述带夹层的熔盐罐（2）与所述气流粉碎干燥器（3）之间的熔盐管道上设置有高温熔盐泵（14）。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述带夹层的熔盐罐（2）的夹层内腔底部与所述热交换器（4）之间通过一段热载体管道（20-2）相连通。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：所述热交换器（4）与所述热源装置之间通过一段热载体管道（20-3）相连通，所述热载体管道（20-3）上设置有低温储存罐（18）。
14.根据权利要求9-13任一所述的方法，其特征在于：所述带夹层的熔盐罐（2）还包括搅拌装置（11）和进料口（12）。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于：所述输出装置依次包括料仓（6）、包装装置（7）和/或存储装置（8）。
16.根据权利要求9-15任一所述的方法，其特征在于：每一段所述热载体管道（20）至少设置有一个热载体泵。
17.权利要求9-16任一方法中采用的熔盐制备设备。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310732781.9A CN103911121B (zh) | 2013-12-26 | 2013-12-26 | 二元硝酸纳米熔盐传热蓄热介质及其制备方法 |
| PCT/CN2014/070967 WO2014114220A1 (zh) | 2013-01-25 | 2014-01-21 | 一种纳米熔盐传热蓄热介质及其制备方法与应用 |
| ES14742973T ES2884173T3 (es) | 2013-01-25 | 2014-01-21 | Medio de transferencia de calor y almacenamiento de calor de sal fundida nanométrica, método de preparación y uso del mismo |
| PT147429732T PT2949722T (pt) | 2013-01-25 | 2014-01-21 | Meio de transferência de calor e armazenamento de calor de sal fundido nanométrico, método de preparação e sua utilização |
| EP14742973.2A EP2949722B1 (en) | 2013-01-25 | 2014-01-21 | Nanometer molten salt heat-transfer and heat-storage medium, preparation method and use thereof |
| US14/762,938 US10351748B2 (en) | 2013-01-25 | 2014-01-21 | Nanometer molten salt heat-transfer and heat-storage medium, preparation method and use thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310732781.9A CN103911121B (zh) | 2013-12-26 | 2013-12-26 | 二元硝酸纳米熔盐传热蓄热介质及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103911121A true CN103911121A (zh) | 2014-07-09 |
| CN103911121B CN103911121B (zh) | 2017-05-17 |
Family
ID=51037135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310732781.9A Active CN103911121B (zh) | 2013-01-25 | 2013-12-26 | 二元硝酸纳米熔盐传热蓄热介质及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103911121B (zh) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104559941A (zh) * | 2015-01-29 | 2015-04-29 | 哈尔滨工业大学 | 纳米复合二元硝酸熔盐材料的制备方法 |
| CN105222477A (zh) * | 2015-05-08 | 2016-01-06 | 北京工业大学 | 一种低熔点纳米熔盐传热蓄热介质及制备方法 |
| CN105368406A (zh) * | 2015-10-11 | 2016-03-02 | 浙江百纳橡塑设备有限公司 | 一种熔盐/功能化碳纳米管复合材料及其制备方法 |
| CN105419733A (zh) * | 2015-12-22 | 2016-03-23 | 哈尔滨工业大学 | 水溶干燥法制备TiO2纳米复合二元硝酸熔盐材料的方法 |
| CN105423791A (zh) * | 2015-11-11 | 2016-03-23 | 上海交通大学 | 可调控化学蓄热*** |
| CN106281254A (zh) * | 2016-07-21 | 2017-01-04 | 北京工业大学 | 一种二元混合熔盐传热蓄热介质 |
| CN106795424A (zh) * | 2014-07-16 | 2017-05-31 | 西门子公司 | 盐混合物 |
| CN107033852A (zh) * | 2017-05-11 | 2017-08-11 | 北京工业大学 | 一种低熔点二元硝酸混合熔盐纳米流体 |
| CN108003847A (zh) * | 2018-01-05 | 2018-05-08 | 华南理工大学 | 一种高导热MgO掺杂硝酸熔盐传热储热材料及其原位生成法和应用 |
| CN108531142A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-09-14 | 中国科学院青海盐湖研究所 | 太阳能光热发电传热蓄热介质及其制备方法 |
| CN108559457A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-09-21 | 中国科学院青海盐湖研究所 | 一种太阳能光热发电传热蓄热介质及其制备方法 |
| CN109777369A (zh) * | 2019-03-22 | 2019-05-21 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种两段式微封装复合储热材料及其制备方法与用途 |
| CN109796940A (zh) * | 2019-02-22 | 2019-05-24 | 广州特种承压设备检测研究院 | 一种高导热的混合氯化物熔盐及其制备方法和应用 |
| WO2019109286A1 (zh) * | 2017-12-07 | 2019-06-13 | 青海爱能森新材料科技有限公司 | 复合储热材料自动化制备装置 |
| CN111944488A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-11-17 | 华北电力大学 | 基于固-固相变纳米粒子的熔盐储热介质及制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101613593A (zh) * | 2009-07-27 | 2009-12-30 | 河北科技大学 | 一种氟盐基纳米高温相变蓄热复合材料及其制备方法 |
| CN101735775A (zh) * | 2010-01-26 | 2010-06-16 | 上海第二工业大学 | 用于太阳能热交换***传热介质的纳米流体的制备方法 |
| CN102079825A (zh) * | 2009-11-27 | 2011-06-01 | 东台百地医用制品有限公司 | 一种导热感触性乳胶制品及其制备方法和应用 |
| CN103113854A (zh) * | 2013-02-06 | 2013-05-22 | 青岛奥环新能源科技发展有限公司 | 一种移动供热用复合相变材料及其制备方法 |
| CN103289653A (zh) * | 2013-04-24 | 2013-09-11 | 华北电力大学 | 一种混合纳米颗粒高导热性储热熔盐及其制备方法 |
-
2013
- 2013-12-26 CN CN201310732781.9A patent/CN103911121B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101613593A (zh) * | 2009-07-27 | 2009-12-30 | 河北科技大学 | 一种氟盐基纳米高温相变蓄热复合材料及其制备方法 |
| CN102079825A (zh) * | 2009-11-27 | 2011-06-01 | 东台百地医用制品有限公司 | 一种导热感触性乳胶制品及其制备方法和应用 |
| CN101735775A (zh) * | 2010-01-26 | 2010-06-16 | 上海第二工业大学 | 用于太阳能热交换***传热介质的纳米流体的制备方法 |
| CN103113854A (zh) * | 2013-02-06 | 2013-05-22 | 青岛奥环新能源科技发展有限公司 | 一种移动供热用复合相变材料及其制备方法 |
| CN103289653A (zh) * | 2013-04-24 | 2013-09-11 | 华北电力大学 | 一种混合纳米颗粒高导热性储热熔盐及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| MANILA CHIERUZZI1, GIAN F CERRITELLI1, ET, AL.: "Effect of nanoparticles on heat capacity of nanofluids based on molten salts as PCM for thermal energy storage", 《NANOSCALE RESEARCH LETTERS》, vol. 8, 29 October 2013 (2013-10-29) * |
| 张兆前，周华群，等: "基于熔盐加热减压渣油的减压深拔实验研究", 《石油炼制与化工》, vol. 43, no. 11, 12 November 2012 (2012-11-12), pages 31 - 35 * |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106795424A (zh) * | 2014-07-16 | 2017-05-31 | 西门子公司 | 盐混合物 |
| CN104559941A (zh) * | 2015-01-29 | 2015-04-29 | 哈尔滨工业大学 | 纳米复合二元硝酸熔盐材料的制备方法 |
| CN105222477A (zh) * | 2015-05-08 | 2016-01-06 | 北京工业大学 | 一种低熔点纳米熔盐传热蓄热介质及制备方法 |
| CN105368406A (zh) * | 2015-10-11 | 2016-03-02 | 浙江百纳橡塑设备有限公司 | 一种熔盐/功能化碳纳米管复合材料及其制备方法 |
| CN105423791A (zh) * | 2015-11-11 | 2016-03-23 | 上海交通大学 | 可调控化学蓄热*** |
| CN105419733A (zh) * | 2015-12-22 | 2016-03-23 | 哈尔滨工业大学 | 水溶干燥法制备TiO2纳米复合二元硝酸熔盐材料的方法 |
| CN106281254A (zh) * | 2016-07-21 | 2017-01-04 | 北京工业大学 | 一种二元混合熔盐传热蓄热介质 |
| CN107033852A (zh) * | 2017-05-11 | 2017-08-11 | 北京工业大学 | 一种低熔点二元硝酸混合熔盐纳米流体 |
| CN107033852B (zh) * | 2017-05-11 | 2019-11-15 | 北京工业大学 | 一种低熔点二元硝酸混合熔盐纳米流体 |
| WO2019109286A1 (zh) * | 2017-12-07 | 2019-06-13 | 青海爱能森新材料科技有限公司 | 复合储热材料自动化制备装置 |
| CN108003847A (zh) * | 2018-01-05 | 2018-05-08 | 华南理工大学 | 一种高导热MgO掺杂硝酸熔盐传热储热材料及其原位生成法和应用 |
| CN108559457A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-09-21 | 中国科学院青海盐湖研究所 | 一种太阳能光热发电传热蓄热介质及其制备方法 |
| CN108531142A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-09-14 | 中国科学院青海盐湖研究所 | 太阳能光热发电传热蓄热介质及其制备方法 |
| CN109796940A (zh) * | 2019-02-22 | 2019-05-24 | 广州特种承压设备检测研究院 | 一种高导热的混合氯化物熔盐及其制备方法和应用 |
| CN109777369A (zh) * | 2019-03-22 | 2019-05-21 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种两段式微封装复合储热材料及其制备方法与用途 |
| CN109777369B (zh) * | 2019-03-22 | 2020-09-08 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种两段式微封装复合储热材料及其制备方法与用途 |
| CN111944488A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-11-17 | 华北电力大学 | 基于固-固相变纳米粒子的熔盐储热介质及制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103911121B (zh) | 2017-05-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103911121A (zh) | 二元硝酸纳米熔盐传热蓄热介质及其制备方法 | |
| CN103923619B (zh) | 一种碳酸纳米熔盐传热蓄热介质及其制备方法与应用 | |
| CN103881662B (zh) | 一种三元硝酸纳米熔盐传热蓄热介质及其制备方法与应用 | |
| US10351748B2 (en) | Nanometer molten salt heat-transfer and heat-storage medium, preparation method and use thereof | |
| CN104710965A (zh) | 一种多级孔道碳基复合相变材料的制备方法 | |
| Wang et al. | An experimental study in full spectra of solar-driven magnesium nitrate hexahydrate/graphene composite phase change materials for solar thermal storage applications | |
| CN107502297A (zh) | 一种多元硝酸盐/石墨烯/纳米颗粒定型复合相变储热材料及其制备方法 | |
| Li et al. | Enhanced thermal conductivity and photo-to-thermal performance of diatomite-based composite phase change materials for thermal energy storage | |
| CN103756647A (zh) | 一种颗粒-熔盐复合传热蓄热介质材料及其制备方法 | |
| CN108251073A (zh) | 一种具有核壳结构的相变蓄热材料及其制备方法 | |
| CN110157384A (zh) | 一种高导热抗氧化复合相变储热材料及其制备方法 | |
| CN108865079B (zh) | 一种利用无机玻璃粉封装高温熔盐颗粒相变材料的方法 | |
| CN105038720A (zh) | 一种可高效利用太阳能的定形相变复合材料及其制备方法 | |
| CN1309797C (zh) | 一种无机盐/陶瓷基复合储热材料及其制备方法 | |
| Lu et al. | Fabrication of Sn@ SiO2 core-shell microcapsules with high durability for medium-temperature thermal energy storage | |
| CN110144194B (zh) | 一种粉煤灰基固-固复合相变储能发热材料及其制备方法 | |
| CN103911124A (zh) | 水玻璃复合三元硝酸熔盐传热蓄热介质及其制备方法与应用 | |
| CN110041895A (zh) | 一种储热传热材料及其制备方法 | |
| CN101891193B (zh) | 一种溶胶凝胶法制备纳米碳化钒 | |
| CN103923612A (zh) | 石英砂复合二元硝酸熔盐传热蓄热介质及其制备方法 | |
| CN109021931A (zh) | 一种以无机玻璃作为储热介质的相变储热材料制备方法 | |
| CN109546117A (zh) | 层状金属有机磷酸盐框架钠离子正极材料及其制备方法 | |
| CN109360951A (zh) | 一种改性镍锰酸锂的制备方法 | |
| CN109735310B (zh) | 一种全光谱光热转换储热材料及其制备方法 | |
| CN107033852B (zh) | 一种低熔点二元硝酸混合熔盐纳米流体 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20190404 Address after: 817000 South of Weijiu Road, Delingha Industrial Park, Haixi Mongolian Tibetan Autonomous Prefecture, Qinghai Province Patentee after: Qinghai new Mstar Technology Ltd Address before: Room 811, Incubation Building, China Science and Technology Development Institute, No. 009, Gaoxin Nantong, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province, 518052 Patentee before: SHENZHEN ENESOON SCIENCE & TECHNOLOGY CO., LTD. |
|
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: Room 1901, building 2, Hualing international building, 722 Beiyi Road, Dongying District, Dongying City, Shandong Province 257000 Patentee after: Shandong ainengsen New Material Technology Co.,Ltd. Address before: 817000 South of Weijiu Road, Delingha Industrial Park, Haixi Mongolian Tibetan Autonomous Prefecture, Qinghai Province Patentee before: QINGHAI ENESOON NEW MATERIAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. |