本發明專利技術公開了一種顆粒-熔鹽復合傳熱蓄熱介質材料，由基體成分和添加成分組成；所述基體成分為氯化鈉、氯化鈣和氯化鎂中的一種與氯化鉀的混合物，所述添加成分為二氧化硅顆?；蛱蓟桀w粒。另外，本發明專利技術還公開了該材料的制備方法。本發明專利技術采用氯化鈉、氯化鈣和氯化鎂中的一種與氯化鉀復合，可以降低復合熔鹽的起始熔點，有效降低低溫能耗，使熔鹽不易凝結，并通過向熔鹽體系中加入二氧化硅顆?；蛱蓟桀w粒，能夠提高熔鹽的熱容。本發明專利技術制備的顆粒-熔鹽復合傳熱蓄熱介質比熱容大，熔點可低至360℃，穩定使用范圍為400℃～720℃，上限使用溫度最高達750℃。
【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術公開了一種顆粒-熔鹽復合傳熱蓄熱介質材料，由基體成分和添加成分組成；所述基體成分為氯化鈉、氯化鈣和氯化鎂中的一種與氯化鉀的混合物，所述添加成分為二氧化硅顆粒或碳化硅顆粒。另外，本專利技術還公開了該材料的制備方法。本專利技術采用氯化鈉、氯化鈣和氯化鎂中的一種與氯化鉀復合，可以降低復合熔鹽的起始熔點，有效降低低溫能耗，使熔鹽不易凝結，并通過向熔鹽體系中加入二氧化硅顆?；蛱蓟桀w粒，能夠提高熔鹽的熱容。本專利技術制備的顆粒-熔鹽復合傳熱蓄熱介質比熱容大，熔點可低至360℃，穩定使用范圍為400℃～720℃，上限使用溫度最高達750℃?！緦＠f明】
本專利技術屬于節能材料制備
，具體涉及。
技術介紹
為了改善自然環境以及滿足人類日益增長的能源需求，開發和利用太陽能成為解決以上兩個問題的重要方向。由于太陽能具有間歇性和不穩定性的缺點，不能滿足大規模連續功能的要求，因此，高溫傳熱、蓄熱技術成為太陽能高溫利用的核心技術，而傳熱蓄熱介質的選擇對提高效率和降低成本也起到關鍵作用。目前使用的傳熱蓄熱介質主要包括空氣、有機導熱油、水/水蒸氣、水合鹽、石蠟類、脂肪酸類、鈉和鋁等金屬以及熔融鹽類等。其中，熔融鹽作為傳熱介質可以達到很高的溫度，同時具有蓄熱功能，還可以克服由于陰天或多云天氣帶來的輻射不穩定的問題。相比于水/水蒸氣、有機導熱油、液態金屬等傳熱蓄熱介質，熔融鹽具有傳熱系數高、熱穩定性高、腐蝕性小、熱容量高、導電性高以及價格便宜等優點，因此成為目前應用較多、較為成熟的傳熱蓄熱介質材料。為滿足實際使用需要，熔融鹽必須滿足各種熱力學、化學及經濟性條件。熱力學條件要求:盡可能低的熔點，以降低低溫能耗，使熔鹽不易凝結；盡可能高的沸點，使熔鹽具有寬的使用溫度范圍，以提高發電系統的熱機效率；導熱性能好，以防止熔融鹽在蓄熱時因為局部過熱而發生分解，并使其在供熱發電時能有效提供熱量；比熱容大，使熔鹽在相同傳熱量下用量較少；粘度低，使熔融鹽流動性好，以減少泵輸送功率?；瘜W條件要求:熱穩定性好，使熔鹽能反復穩定使用；腐蝕性好，使熔鹽與容器、管路材料相容性好；無毒以及不易燃易爆，確保安全性。經濟條件要求:熔鹽組分便宜易得、價格低廉。在諸多的熔鹽體系中，金屬氯化鹽以其導熱性好、相變潛熱大、高溫粘度小以及價格低廉的優勢被普遍用作傳熱蓄熱介質。金屬氯化鹽使用溫度區間一般為400°C~600°C，對于高溫利用來說使`用范圍較窄，上限溫度較低，限制了其在600°C~800°C高溫領域的應用。國內外對金屬氯化鹽的研究多集中于熔鹽組分的優化設計，在二元氯化鹽組分(KCl-NaCl、CaCl2-NaCl, MgCl2-NaCl等)基礎上，相互組合或引入LiCl、LiF等形成三元組分，雖減小了腐蝕性，但是對使用范圍較窄、上限溫度較低的缺點沒有很好解決，而國內目前也尚無此類研究的專利公布。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種顆粒-熔鹽復合傳熱蓄熱介質材料。該材料比熱容大，熔點可低至360°C，穩定使用范圍為400°C~720°C，上限使用溫度最高達750°C。該材料采用氯化鈉、氯化鈣和氯化鎂中的一種與氯化鉀復合，可以降低復合熔鹽的起始熔點，有效降低低溫能耗，使熔鹽不易凝結，并通過向熔鹽體系中加入二氧化硅顆粒或碳化硅顆粒，能夠提高熔鹽的熱容。為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案是:一種顆粒-熔鹽復合傳熱蓄熱介質材料，其特征在于，由基體成分和添加成分組成；所述基體成分為氯化鈉、氯化鈣和氯化鎂中的一種與氯化鉀的混合物，基體成分中氯化鉀的質量百分含量為30%~60% ;所述添加成分為二氧化硅顆粒或碳化硅顆粒，添加成分的中位徑不大于5 μ m ;所述基體成分與添加成分的質量比為(3~15): 1。上述的一種顆粒-熔鹽復合傳熱蓄熱介質材料,所述基體成分中氯化鉀的質量百分含量為40%~50%，基體成分與添加成分的質量比為(5~13): 1。上述的一種顆粒-熔鹽復合傳熱蓄熱介質材料,所述基體成分中氯化鉀的質量百分含量為45%,基體成分與添加成分的質量比為10:1。另外，本專利技術還提供了一種制備上述顆粒-熔鹽復合傳熱蓄熱介質材料的方法，該方法為:將基體成分加熱至熔融后保溫20min~60min，然后隨爐冷卻至室溫，將冷卻后的基體成分球磨粉碎，再將粉碎后的基體成分與添加成分一同置于球磨機中球磨混合均勻，得到顆粒-熔鹽復合傳熱蓄熱介質材料。本專利技術與現有技術相比具有以下優點:1、本專利技術采用對環境無毒害的普通物質為原料，工藝簡單，制備方便，具有原料易得、成本低廉、環境適應性好等特點。2、本專利技術制備的顆粒-熔鹽復合傳熱蓄熱介質比熱容大，熔點可低至360°C，穩定使用范圍為400°C~720°C，上限使用溫度最高達750°C。3、本專利技術制備的顆粒-熔鹽復合傳熱蓄熱介質化學性質穩定，在高溫和高低溫交替環境中長期使用不會發生化學反應產生新相從而影響其性能。4、本專利技術采用氯化鈉、氯化鈣和氯化鎂中的一種與氯化鉀復合，可以降低復合熔鹽的起始熔點，有效降低低溫能耗，使熔鹽不易凝結。5、本專利技術通過向熔鹽體系中加入二氧化硅顆?；蛱蓟桀w粒，能夠提高熔鹽的熱容，并控制顆粒的中位徑不大于5 μ m，可防止因顆粒過大造成對管道和存儲罐體的磨損。下面結合附圖和實施例，對本專利技術的技術方案做進一步的詳細說明?！緦＠綀D】【附圖說明】圖1為本專利技術實施例1的顆粒-熔鹽復合傳熱蓄熱介質材料的X射線衍射圖譜。圖2為本專利技術實施例3的顆粒-熔鹽復合傳熱蓄熱介質材料的X射線衍射圖譜。圖3為本專利技術實施例5的顆粒-熔鹽復合傳熱蓄熱介質材料的X射線衍射圖譜。圖4為本專利技術實施例7的顆粒-熔鹽復合傳熱蓄熱介質材料的X射線衍射圖譜。圖5為本專利技術實施例9的顆粒-熔鹽復合傳熱蓄熱介質材料的X射線衍射圖譜。圖6為本專利技術實施例11的顆粒-熔鹽復合傳熱蓄熱介質材料的X射線衍射圖譜。圖7為本專利技術實施例1的顆粒-熔鹽復合傳熱蓄熱介質材料在不同條件下的DSC曲線?！揪唧w實施方式】實施例1本實施例的顆粒-熔鹽復合傳熱蓄熱介質材料由基體成分和添加成分組成；所述基體成分為氯化鈉和氯化鉀，基體成分中氯化鉀的質量百分含量為60% ;所述添加成分為中位徑為I μ m的二氧化硅顆粒；所述基體成分與添加成分的質量比為15:1。步驟一、將60g氯化鈉和90g氯化鉀攪拌混勻，加熱至固體全部熔融后保溫30min，然后隨爐冷卻至室溫，球磨粉碎，得到基體成分；步驟二、將步驟一中所述基體成分和IOg中位徑為I μ m的二氧化硅顆粒一同置于球磨機中球磨混合均勻，得到顆粒-熔鹽復合傳熱蓄熱介質材料。實施例2本實施例與實施例1相同，其中不同之處在于:所述基體成分為氯化鈣和氯化鉀，或氯化鎂和氯化鉀；所述添加成分為碳化硅顆粒。實施例3本實施例的顆粒-熔鹽復合傳熱蓄熱介質材料由基體成分和添加成分組成；所述基體成分為氯化鎂和氯化鉀，基體成分中氯化鉀的質量百分含量為50% ;所述添加成分為中位徑為Iym的二氧化硅顆粒；所述基體成分與添加成分的質量比為13: I。步驟一、將65g氯化鎂和65g氯化鉀攪拌混勻，加熱至固體全部熔融后保溫20min，然后隨爐冷卻至室溫，球磨粉碎，得到基體成分；步驟二、將步驟一中 所述基體成分和IOg中本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉向春，馮雪麗，楊洋，周凱旋，
申請(專利權)人：西安科技大學，
類型：發明
國別省市：
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