硝酸钾硝酸钠熔盐的应用情况
一文读懂光热发电行业认可度最高的储热介质——熔盐
一文读懂光热发电行业认可度最高的储热介质——熔盐太阳能热发电技术从上世纪八十年代发展至今,对充当其传热介质的材料进行了多样化的尝试,包括水和蒸汽、空气、液态金属、导热油及熔盐等。
随着光热发电技术的革新,所需要的传热介质使用温度愈来愈高,要求的传热能力也愈来愈强。
熔盐是优良的传热储能介质,在建筑供暖、谷电制热、风电消纳等方面都具有一定的应用前景。
由于其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,成为目前光热发电领域中认可度最高的传储热介质之一。
据统计,在首批的20个光热发电示范项目中,18个采用熔盐储能。
已备案新增92个光热发电站清单中,86个采用熔盐储能。
然而,光热电站中所使用的熔盐在品质与价格方面都与常见农用化肥(硝酸钾和硝酸钠为常见的化肥原料)有较大差别,同时熔盐在生产与使用过程中因自身特性导致的一系列问题已成为业内关注的重点。
目前,首批示范项目建设的陆续展开也将对熔盐产品开展集中式采购。
本文将从熔盐品质界定入手,针对熔盐的不同生产方式、腐蚀问题、首批示范项目采购标准、槽式与塔式项目对熔盐的不同要求以及低熔点熔盐未来发展形势等方面进行了深入的分析与解答,以为示范项目熔盐采购提供一些参考。
熔盐品质好坏如何界定?根据应用领域的要求不同,所使用的熔盐产品亦有所区别。
常见的光热熔盐品种有二元盐(40%KNO3+60%NaNO3)、三元盐(53%KNO3+7%NaNO3+40%NaNO2)和低熔点熔盐产品等。
对于光热发电而言,二元熔盐的应用较为广泛及成熟。
据了解,以使用二元熔盐为例,槽式电站的使用量约是塔式电站的2.5倍左右。
对于50MW、配置8小时储能的塔式电站,熔盐需求量约为1.2万吨,对于50MW、配置8小时储能的槽式电站,熔盐需求量约为3万吨。
然而,在光热电站对熔盐需求量如此之高的情况下,中国当前对光热电站所使用熔盐的测试方法、测试项目、组分指标的要求尚没有统一的衡量标准,容易导致熔盐市场鱼龙混杂,以次充好。
亚硝酸钠和硝酸钾熔盐
亚硝酸钠和硝酸钾熔盐标题:亚硝酸钠和硝酸钾熔盐:探索其性质和应用引言:亚硝酸钠和硝酸钾熔盐是一对重要的化学物质,它们在工业生产和实验室研究中扮演着重要角色。
本文将从深度和广度的角度探讨亚硝酸钠和硝酸钾熔盐的性质与应用,以便读者在更加全面的视角下理解这两种化学物质。
一、亚硝酸钠的性质和应用1. 亚硝酸钠的化学结构和性质亚硝酸钠的化学式为NaNO2,它是一种无色、略带黄色的结晶固体。
亚硝酸钠可溶于水,能够迅速分解生成亚硝酸根离子和钠离子。
这种分解反应的速度受到温度和PH值的影响。
2. 亚硝酸钠的应用亚硝酸钠在许多领域都有广泛的应用。
以下是其中的一些例子:- 食品工业:亚硝酸钠被用作食品添加剂,用于保鲜和改善食品的颜色和味道。
- 化学实验:亚硝酸钠在实验室中常被用作氧化剂,参与有机合成反应。
- 医药领域:亚硝酸钠在药物中也有一定的应用,比如用于治疗心脏病和高血压。
二、硝酸钾熔盐的性质和应用1. 硝酸钾熔盐的化学结构和性质硝酸钾熔盐的化学式为KNO3,它是一种白色结晶固体。
硝酸钾熔盐具有良好的溶解性,在水中能够迅速溶解,形成硝酸根离子和钾离子。
2. 硝酸钾熔盐的应用硝酸钾熔盐具有许多重要的应用。
以下是一些例子:- 火药制造:硝酸钾熔盐是火药的重要成分之一,用于提供氧化剂和氧源,以加速燃烧反应。
- 农业领域:硝酸钾熔盐可用作化肥,为植物提供硝态氮,促进植物的生长。
- 玻璃工业:硝酸钾熔盐常被用于制造玻璃,提供金属离子,调节玻璃的折射率和熔点。
个人观点和理解:亚硝酸钠和硝酸钾熔盐作为化学物质,在工业和科研领域都发挥着重要的作用。
它们的性质和应用不仅涉及到化学工业的发展,还涉及到食品、医药等多个领域的进步。
然而,我们也应该意识到它们在一些特定条件下可能带来的风险,比如亚硝酸钠在食品中过度使用可能会对健康造成潜在危害。
综述:通过深入探讨亚硝酸钠和硝酸钾熔盐的性质和应用,我们更加全面地理解了这两种化学物质。
它们的广泛应用表明了它们在人类社会中的重要性。
文档
熔盐时一种硝酸盐组成的混合物,成分为硝酸钾53%;亚硝酸钠40%;硝酸钠7%,主要技术参数:熔点:142.2度,稳定温度:小于427度,比热容:1.34l 熔盐1.1 熔盐的组成及特性生产中采用的熔盐是一种三元无机盐类,是由硝酸钾(KNO3)、亚硝酸钠(NaNO2)及硝酸钠(NaNO3)熔融后混合组成。
常规配比为:KNO353%,NaNO240%,NaNO3 7%。
其商品名称为希特斯(又称HTS)[3]。
新盐为白色粉状固体,易潮解,属无机氧化剂,是一种危险物品【5】。
熔盐与导热油相比,在相同的压力下可获得更高的使用温度(250~ 550℃),且熔盐类热载体不爆炸、不燃烧、耐热稳定性能好,其泄漏蒸汽无毒,传热系数是其他有机热载体的2倍。
在600℃以下时,几乎不产生蒸汽。
其主要物理参数如下:熔点142℃。
密度ρ=2000 kg/m3(150℃时),ρ=1650 kg/m3,(600℃时),在此温度区间内线形下降;运动粘度γ=10×10-6m2/s(150℃时),随温度升高按指数规律下降,在400~550℃接近一稳定值γv≈0.8×10-6m2/s;比热容c≈1.55 kJ/(kg·K);导热系数λ≈1.3 W/(m·K)(500℃时)。
固态盐膨胀系数β=0.00159 K-1,熔盐膨胀系数:0.0112 K-1。
热稳定性:① 455℃以下不分解:② 455~ 540℃时,NaNO2缓慢分解5NaNO2-→3NaNO3+Na2O+N2↑;如果与空气接触,在455~540℃时还会发生NaNO2的氧化反应,2NaNO2+O2-→2NaNO3;④ 820℃以上时,NaNO2的分解非常强烈,产生的N2↑会令熔盐沸腾。
腐蚀性能:在0.1 mm/a的腐蚀速度下,铁素体耐热钢可以用到470℃,在470℃以上推荐使用奥氏体钢【6】。
1.2 熔盐的分解在盘管的辐射受热面,管外高温火焰及烟气以辐射的方式通过钢质管壁对管内熔盐进行加热,当盐膜温度超过620℃时,熔盐将会发生分解。
2023年硝酸钾、硝酸镁行业下游细分应用需求规模结构分析及投资建议规划可行性研究预测
2023年硝酸钾、硝酸镁行业下游细分应用需求规模结构分析及投资建议规划可行性研究预测1、硝酸钾行业基本概述:(1)硝酸:硝酸是一种重要的化工产品,广泛用于化工、军工、化肥制造等领域。
硝酸产业链的上游为液氨,其价格波动通常直接影响硝酸市场价格,目前国内合成氨生产厂家众多,原料采购具备较大选择空间。
硝酸属三大无机强酸之一且无替代产品,因此具有相对固定的消费结构,其中,浓硝酸消费主要集中于苯胺、TDI、中间体及军工、酸洗等领域,苯胺、TDI、中间体及军工行业是浓硝酸行业最核心的下游,需求约占总量的48%、17%、16%。
稀硝酸消费则包括硝酸铵、浓硝酸、硝基复合肥、己二酸、硝酸盐等。
中金企信国际咨询权威公布《2023-2029年全球及中国硝酸钾市场监测调研及投资潜力评估预测报告》硝酸产业链及下游需求结构分析数据整理:中金企信国际咨询2017-2021年中国硝酸进出口依存度较小,国产硝酸是国内市场供求的主要组成部分。
伴随我国经济发展,硝酸行业先后经历了产能迅速扩大后竞争加剧的不同阶段。
近年来,在供给侧改革和安全、环保监管趋严的背景下,我国硝酸行业中工艺落后和规模较小的生产装置逐步出清,伴随行业准入的严把控,硝酸供给端有效产能占比进一步提升,表现为供应格局的持续优化,整体发展趋于成熟稳定。
中金企信国际咨询权威公布《2023-2029年硝酸镁行业市场发展战略规划分析及投资潜力预测评估报告》(2)硝酸钾:硝酸钾是一种无机化工产品和优质氮钾二元复合肥,在工农业生产中均起到重要作用。
硝酸钾产业链核心上游为氯化钾,受钾资源局限影响,我国氯化钾进口量较高,因此行业内近原材料产地、近港口的生产企业通常具备成本优势。
根据具体应用,硝酸钾分为工业硝酸钾和农业用硝酸钾,统计数据显示:我国2021年农业需求占硝酸钾市场总份额的53%,工业需求占比约47.1%。
随新型储能产业的发展,可用于光热储能的熔盐是近年来工业硝酸钾的下游消费亮点,未来将成为带动硝酸钾市场增长的重要驱动力。
熔盐加热炉的结构设计和熔盐过热的研究
熔盐加热炉的结构设计和熔盐过热的研究汪琦;俞红啸【摘要】介绍了热载体熔盐的组成和性能,分析了熔盐加热炉的结构和燃烧,并对炉管内熔盐过热的原因进行了研究,探讨了炉体结构设计的准则和防止熔盐过热的方法,最后给出了因熔盐过热造成炉管损坏的修复方法.【期刊名称】《化工装备技术》【年(卷),期】2012(033)005【总页数】4页(P39-42)【关键词】熔盐;加热炉;结构设计;熔盐过热;损坏修复;硝酸盐【作者】汪琦;俞红啸【作者单位】上海热油炉设计开发中心;上海热油炉设计开发中心【正文语种】中文【中图分类】TQ111.2熔盐加热炉选用的热载体是三元无机硝盐,它是由硝酸钾、硝酸钠、亚硝酸钠混合而成,采用53%KNO3、7%NaNO3和40%NaNO2的质量比例进行配制。
该混合盐若是新配制的熔盐在常压下其熔点为142.2℃,若是凝固后的熔盐其再熔化的熔化温度为165℃,使用温度范围为350~530℃,最佳使用温度为400~500℃,危险点为630℃,沸点为680℃。
因此,熔盐是加热温度为350℃以上时的最好的热载体。
熔盐的耐热稳定性好,其传热系数是其他有机热载体的两倍,而且温度在600℃以下时,几乎不产生蒸气,但它与有机化合物接触易发生剧烈的反应。
熔盐的密度随温度上升而减小,液体熔盐平均密度为1860 kg/m3。
熔盐的黏度随温度上升而减小,液体熔盐平均运动黏度为1.72 mm2/s,当温度上升到420℃时,其黏度为1.0 mm2/s,相当于常温水的黏度。
固态熔盐的比热容为1.34 kJ/(kgK),液态熔盐的比热容为1.56 kJ/(kgK)。
熔盐的熔解热为83.736 kJ/kg,当液体熔盐温度每增加1℃时,熔盐的热膨胀率β为0.04%℃-1。
硝盐系属氧化剂,使用时为了防止空气进入熔盐系统,减缓熔盐由亚硝酸盐氧化成硝酸盐的速度,应尽可能将熔盐系统密封好,并在熔盐槽内充氮进行氮气保护,以免熔盐的熔点升高。
硝酸钾的用途和用途
硝酸钾的用途和用途硝酸钾是一种无机化合物,化学式为KNO3。
它是一种白色结晶固体,在常温下稳定,可溶于水。
硝酸钾以其广泛的用途而被人们广泛认可和应用。
1. 农业领域:硝酸钾在农业领域具有重要的作用。
它是一种重要的氮肥,供给作物所需的氮元素,促进作物生长和发育。
硝酸钾可以提高作物的产量和品质,改善农作物的抗性,增强植物对病虫害的抵抗能力。
此外,硝酸钾还可作为喷雾剂使用,用于防治植物病害和虫害。
2. 火药工业:硝酸钾作为火药的主要原料之一,在火药工业中具有重要的地位。
硝酸钾可以用于制造黑火药、火箭燃料、烟花和信号弹等爆炸物。
硝酸钾的氧化性质使其成为火药中不可或缺的组成部分,它能够提供氧气来促进燃烧过程。
3. 医药领域:硝酸钾在医药领域有多种应用。
它常用于制备一些药物,如硝酸甘油、硝酸异山梨酯等。
硝酸甘油是一种扩张冠状动脉、改善心绞痛症状的药物,常用于心脑血管疾病的治疗。
此外,硝酸钾还可以用于一些皮肤病的治疗,如癣状角化病。
4. 食品工业:硝酸钾在食品工业中广泛应用于食品防腐和食品加工中。
它可以用作一种防腐剂,延长食品的保质期。
硝酸钾还可以作为调味品添加到肉制品中,用于腌制和加工食品,提高食品的口味。
例如,硝酸钾在腌制火腿、培根等肉制品时起到抑制细菌滋生和保持色泽的作用。
5. 玻璃工业:硝酸钾在玻璃工业中也有重要的应用。
硝酸钾可以提高玻璃的抗热冲击性、抗化学侵蚀性和抗霉变性能。
它可以用作增稠剂和助熔剂,改善玻璃的物理性质和工艺性能。
硝酸钾还可以调节玻璃的折射率和透光性,用于制造高质量的光学玻璃。
6. 其他工业领域:硝酸钾还具有一些其他的应用。
比如,硝酸钾可以用于制造火柴头,促进火柴的燃烧。
它还可以用作金属表面的清洁剂,去除金属表面的油脂和污垢。
此外,硝酸钾也可用于制备化学试剂、媒染剂和染料等。
总之,硝酸钾作为一种重要的化工原料,广泛应用于农业、火药工业、医药领域、食品工业、玻璃工业和其他工业领域。
它对于提高农作物的产量和品质,制造爆炸物、药物和调味品,改善玻璃的性能等都发挥着重要的作用。
高温熔盐在太阳能热发电中 的应用
高温熔盐在太阳能热发电中的应用熔融盐(简称为熔盐),是盐的熔融态液体,通常说的熔盐是指无机盐的熔融体,但现已包括氧化物熔体和熔融有机物。
常用的高温蓄热材料可分为显热式和潜热式。
显热式高温蓄热材料具有性能稳定、价格便宜等优点,但其蓄热密度低,蓄热装置体积庞大;潜热式高温蓄热材料虽然存在着高温腐蚀、价格较高等问题,但其蓄热密度高,蓄热装置结构紧凑,而且吸热—放热过程近似等温,易于运行控制和管理。
高温熔盐作为潜热蓄热相变材料的一种,同时又能形成离子液体,具有许多低温蓄热材料所没有的特点,因而引起人们极大的关注。
1熔融盐的特性形成熔融态盐类的固体大部分为离子晶体,在高温熔化后形成离子熔体,离子熔体在应用中有许多不同于水溶液的性质,熔融盐的特性主要表现在以下几个方面:(1)离子熔体。
熔融盐的液体通常由阳离子和阴离子组成,因此熔融盐具有良好的导电性能,其导电率比电解质溶液高一个数量级;(2)具有广泛的使用温度范围。
通常的熔融盐使用温度在300℃-1000℃之间,且具有相对的热稳定性;(3)低的蒸汽压。
熔融盐具有较低的蒸汽压,特别是混合熔融盐,蒸汽压更低;(4)热容量大;(5)对物质有较高的溶解能力;(6)较低的粘度;(7)具有化学稳定性。
由于以上这些特征,熔融盐被广泛用作热介质、化学反应介质以及核反应介质。
2高温熔融盐的种类熔盐用于盐浴已有多年历史,积累了一定的经验。
但是用作储热介质和传热介质还在实验阶段,在使用时遇到的主要困难是腐蚀和过冷。
成本是选用这类材料首先要考虑的问题,工业应用要求使用成吨甚至成百吨的储热介质。
那些理论上有价值而价格昂贵的物质不可能用于工程实际,锂盐和银盐就是如此。
下面分别介绍几种常见的熔盐。
2.1碳酸盐碳酸盐及其混合物是很有希望的相变材料,这类物质价格不高,溶解热大,腐蚀性小,密度大(相对水的密度约为2) 。
按不同混合比例可以得到不同熔点的共晶混合物。
但是碳酸盐的熔点较高而且液态碳酸盐的粘度大,有些碳酸盐容易分解,这就限制了碳酸盐的广泛应用。
熔盐储热技术的应用现状
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上海电气技术
2021,14(2)
运 行 结 果 显 示 ,满 足 用 户 冬 季 供 暖 水 79. 9 °C 、回水 63.6 °C 的 用 热 需 求 。整 个 系 统 结 构 简 单 . 设 备 少 , 运 行 可 靠 安 全 ,真 正 实 现 了 绿 色 供 暖 。另 一 方 面 ,可 以 用 弃 风 、弃 光 电 加 热 熔 盐 储 热 进 行 供 暖 ,有效解决 风 光 电 的 消 纳 问 题 。将 间 断 的 弃 风 、弃 光 电 转 换 为 稳 定 的 热 源 ,提 高 了 电 能 利 用 效 率 ,增大了风光电场 的 收 益 ,同 时 提 高 了 熔 盐 储 能 供 暖 系 统 的 经 济 性 ,减 少了对环境的污染。
收 稿 时 间 :2020-12 第 一 作 者 简 介 :林 俊 光 (1984 — ),男 ,硕 士 ,高 级 工 程 师 ,主 要 从 事 综 合 能 源 技 术 研 究 工 作 ,
E -m a il:linjg_ 0 0 8 @ 1 6 3 . c o m
2021,14(2)
上海电气技术
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国外熔盐储热技术产业化推广比较成熟的是美 国 光 环 技 术 公 司 。2 0 1 4 年 ,该 公 司 向 电 网 级 能 源 存 储领域推进熔盐储热技术的应用.建设了 1 M W 示 范级能源存储系统.为大规模能源存储提供更廉价 和 切 实 可 行 的 解 决 方 案 ,从 而 使 更 多 的 可 再 生 能 源 接人电网。
熔盐危险分析(1)
熔盐泄露应急救援措施1、基本情况:熔盐通过熔盐泵从贮槽泵入反应器夹套,在熔盐循环泵的带动下把反应器中的热量带入熔盐换热器中,在熔盐换热器内用热蒸汽把热的熔盐热量撤走,产生的过热蒸汽做为生产中的热量来源。
2、熔盐危险性熔盐中含有40%的亚硝酸钠,亚硝酸钠是一种工业盐,无机氧化剂,能助燃,毒性较强,人食用克到克就可能出现中毒症状,如果一次性误食 3 克,就可能造成死亡。
熔盐中含硝酸钾53%,它一种强氧化剂,高温下,分解释放氧气,能助燃,与有机物、还原剂、易燃物接触或混合时有引起燃烧爆炸的危险,燃烧分解时, 放出有毒的氮氧化物气体。
在生产运行过程中,熔盐温度>300℃,整个熔盐在发生熔盐泄漏事故,高温熔盐泄露后,与空气发生剧烈的燃烧反应;当与有机物、可燃物的混合物接触后,能燃烧和爆炸,并放出有毒和刺激性的氧化氮气体;与水接触后,水立即气化,急剧膨胀发生爆炸事故,造成高温熔盐的喷溅,进一步扩大伤害范围。
所以在生产运行中应竭力避免熔盐泄露的发生,同时在可能发生泄露的地点不能堆放易燃易爆物品。
3、影响范围熔盐泄露影响范围根据泄露地点的不同,可能有熔盐换热器泄漏、熔盐槽到反应器夹套之间的管路泄漏、反应器列管泄漏、反应器列管到熔盐换热器之间管路泄漏。
4、泄漏处理现场人员发现熔盐泄漏后,如有人员伤亡,在保证自身安全的前提下,立即将受伤人员搬到安全地点,并做紧急处理,迅速脱下烧伤外套,并用大量清水不断冲洗身体被熔盐灼伤的部位,同时受伤人员可采取自救措施,在地上打滚的扑灭燃烧火焰,迅速脱下外套,用清水冲洗烧伤部位,如果烧伤比较严重,立即拨打附近医院急救电话,同时向车间领导汇报情况。
车间领导接到报告后,立刻组织有关人员及时赶赴事故现场,迅速成立抢救伤员、生产恢复等应急救援小组,组织制订救护措施。
现场作业人员,汇报生产控制中心,启动应急预案汇报车间领导,车间迅速组织人力、物力投入抢险。
在现场应急救援机构的领导下,迅速疏散现场人员到安全地点,除抢救人员以及特殊人员外,其他人员应立即撤离危险区域。
硝酸钾硝酸钠络合物
硝酸钾硝酸钠络合物硝酸钾和硝酸钠是两种常见的化合物,它们在工业生产和实验室中都有广泛的应用。
而硝酸钾硝酸钠络合物则是由硝酸钾和硝酸钠两者之间的化学反应形成的一种新的化合物。
本文将介绍硝酸钾硝酸钠络合物的性质、制备方法以及其在实际应用中的潜力。
硝酸钾和硝酸钠都是无机化合物,它们在常温下为白色晶体,能够溶于水。
硝酸钾和硝酸钠的化学性质较为相似,但它们的晶体结构和物理性质有所不同。
硝酸钾晶体呈立方晶系,而硝酸钠晶体呈四方晶系。
它们在溶液中的离子浓度和导电性也不相同。
硝酸钾硝酸钠络合物的制备方法有多种。
一种常见的方法是将硝酸钾和硝酸钠溶解在适量的水中,然后慢慢蒸发溶液,直到溶液中出现白色结晶。
这些结晶即为硝酸钾硝酸钠络合物。
另一种方法是将硝酸钠溶解在水中,然后加入硝酸钾溶液,搅拌均匀后进行结晶。
硝酸钾硝酸钠络合物具有一些特殊的性质。
首先,它的晶体结构相比硝酸钾和硝酸钠更加复杂。
其次,它在水中的溶解度较低,而在有机溶剂中的溶解度较高。
这使得硝酸钾硝酸钠络合物在有机合成中具有较大的应用潜力。
此外,硝酸钾硝酸钠络合物也具有较好的稳定性和热稳定性,使得它在高温条件下仍能保持其结构和性质的稳定。
硝酸钾硝酸钠络合物在实际应用中具有广泛的潜力。
首先,它可以用作催化剂,促进有机反应的进行。
其次,它可以用作荧光探针,用于分析和检测有机物。
此外,硝酸钾硝酸钠络合物还可以用于制备高性能的能量材料,如火药和炸药。
硝酸钾硝酸钠络合物是由硝酸钾和硝酸钠之间的化学反应形成的一种新的化合物。
它具有特殊的晶体结构和性质,具有广泛的应用潜力。
通过合理的制备方法和控制条件,可以获得高纯度和高稳定性的硝酸钾硝酸钠络合物,为其在实际应用中的研究和开发提供了基础。
希望随着科学技术的不断进步,硝酸钾硝酸钠络合物能够发挥更大的作用,为人类社会的发展做出更大的贡献。
硝酸钾硝酸钠熔盐的应用情况
硝酸钾硝酸钠熔盐的应⽤情况硝酸钾、硝酸钠熔盐体系的应⽤情况熔融盐是指盐的熔融态液体, 通常说的熔融盐是指⽆机盐的熔融体。
硝酸熔盐是⽆机盐的⼀种, 其固态⼤部分为离⼦晶体, 在⾼温下熔化后形成离⼦熔体。
熔融盐有不同于⽔溶液的诸多性质, 如⾼温下的稳定性、在较宽温度围的低蒸⽓压、低的黏度、具有良好的导电性、低的腐蚀性、较⾼的离⼦迁移和扩散速度、⾼的热容量、具有溶解各种不同材料的能⼒等。
硝酸熔盐作为⼀种⽆机化合物熔盐, 以其电导率低、黏度⼩、导热性能好、腐蚀性弱、蒸汽压低、使⽤温度围⼴和价格便宜等优点受到⼈们的重视, 在熔盐蓄热传热、反应介质、熔盐电解液、废热利⽤和⾦属及合⾦制造、⾼温燃料电池等⽅⾯得到⼴泛的应⽤。
1 硝酸熔盐在⼀般⼯业中的应⽤硝酸熔盐在⼀般⼯业中的应⽤已经多年, 技术也⽐较成熟。
早期硝酸熔盐主要作为传热蓄热介质在化学和⽯油化⼯⾏业得到⼴泛的应⽤。
相⽐其他熔盐⽽⾔, 在这些⼯业应⽤中使⽤较多的是KNO3-NaNO2-NaNO3熔盐体系, 简称HTS。
在⾮循环系统中, HTS熔盐由于有低的蒸⽓压常被⽤于炼油⾏业。
其主要应⽤在天然⽓脱⽔、重油稳定化处理和氨⽔吸收制冷系统氨的再⽣等领域。
敞开的HTS熔盐⾮循环盐池也可⽤于⾦属处理和清洗、浸泡⽤于制造尼龙和轮胎铸造的⾦属模具等。
⽯油⼯业需要⼤量的HTS熔盐作为传热介质,以控制催化剂温度在900u( 1u=5/9K) 附近。
催化床中失效的碳球氧化放出的热量被床流动的HTS熔盐吸收, 再传递热量给蒸汽发⽣器。
在⽯油精炼⼯业中, ⽤于润滑油脱⾊念⼟剂的再⽣所⽤到的塞摩福( 型) 流动床催化剂再⽣炉HTS也有相同的应⽤, 燃烧黏⼟所吸附染⾊物和其他有机物产⾊的热量被HTS循环吸收移除。
化学⼯业采⽤HTS作为⾼温反应加热和冷却介质。
应⽤最⼴的是汽车尾⽓中马来酸酐和邻苯⼆甲酸酐催化式排⽓净化器, HTS提供650~ 850u⾼温使萘和苯被空⽓氧化。
另⼀个相同应⽤是在650~900u间烷基胺转炉。
熔融盐储能技术及应用现状
熔融盐储能技术及应用现状随着全球新能源产业的快速发展,风力发电与太阳能等随机性和间歇性很强的发电方式对电网的正常运行管理提出了相当高的挑战,相应地,各类储能(储热)技术也逐渐纳入了人们的视角。
熔融盐储能技术是利用硝酸盐等原料作为传热介质,通过新能源发出的热能与熔盐的内能转换来存储或发出能量,一般与太阳能光热发电系统结合,使光热发电系统具备储能和夜间发电能力,满足电网调峰需要,具有很强的经济优势,已经在西班牙、意大利等欧洲地区和部分北美地区等发达国家得到了实际的商业化应用。
一、熔融盐介绍1.1 熔融盐的特性熔融盐是盐的熔融态液体,通常说的熔融盐是指无机盐的熔融体,广义上的熔融盐还包括氧化物熔体及熔融有机物。
除了单一无机盐外,将同一类熔融盐按照一定比例混合,或者将不同种类的熔融盐按照一定的配方混合,可以形成多种新型混合共晶熔融盐。
这些混合熔融盐可以根据成分配比的不同,获得各种熔点和使用温区的熔融盐工质,能够避免硝酸盐使用温度低、氯化盐熔点温度高等缺点,同时保留熔融盐热稳定性和化学稳定性好、饱和蒸汽压低、比热容大等一系列优点,因此在工业上获得了广泛应用。
目前,寻找性能优越的混合熔融盐成为熔融盐传热蓄热研究的主要方向之一。
熔融盐有不同于水溶液的诸多性质,主要包括:①熔融盐为离子熔体,通常由阳离子和阴离子组成,具有良好的导电性能,其导电率比电解质溶液高1个数量级;②具有广泛的使用温度范围,通常的熔融盐使用温度在300~1000℃之间,新研发的低熔点混合熔融盐使用温度更是扩大到了60~1000℃;③饱和蒸汽压低,保证了高温下熔融盐设备的安全性;④热容量大;⑤对物质有较高的溶解能力;⑥低粘度;⑦化学稳定性好;⑧原料易获得,价格低廉,与常见的高温传热蓄热介质——导热油和液态金属相比,绝大多数熔融盐的价格都非常低廉,且容易获得。
这些优异的特性使熔融盐被广泛用作热介质、化学反应介质以及核反应介质,尤其近些年来在太阳能热发电系统中,熔融盐得到了广泛的应用。
混合硝酸熔盐的制备及其性能研究
混合硝酸熔盐的制备及其性能研究翟伟;杨波;黄国家;王志刚;李仕平【摘要】采用静态法以硝酸钾、硝酸钠为二元基元和添加剂构成多元混合硝酸熔盐.通过DTA热分析、重量法、阿基米德法、激光闪射法等对熔盐的熔点、熔化热、密度、导热系数、热稳定性等性质进行了表征;同时研究了8种金属材料在熔盐中的耐蚀性.实验结果表明:加入添加剂能降低熔点、增加熔化热、提高热稳定性.当添加4% additive-X(无机硝酸盐系列加少量硅系列产品)时混合熔盐热稳定性与热物性最优,且熔盐对金属材料腐蚀性小,是一种未来太阳能热发电领域理想的传热蓄热介质.【期刊名称】《无机盐工业》【年(卷),期】2019(051)007【总页数】6页(P33-38)【关键词】硝酸熔盐;添加剂;热稳定性;热物性;耐蚀性【作者】翟伟;杨波;黄国家;王志刚;李仕平【作者单位】国家节能传热及隔热产品质量监督检验中心(广东),广州特种承压设备检测研究院,广东广州510663;国家节能传热及隔热产品质量监督检验中心(广东),广州特种承压设备检测研究院,广东广州510663;国家节能传热及隔热产品质量监督检验中心(广东),广州特种承压设备检测研究院,广东广州510663;国家节能传热及隔热产品质量监督检验中心(广东),广州特种承压设备检测研究院,广东广州510663;国家节能传热及隔热产品质量监督检验中心(广东),广州特种承压设备检测研究院,广东广州510663【正文语种】中文【中图分类】TQ126.25太阳能光热发电是继光伏发电后一种新的太阳能发电方式。
光热发电具备独特的优势,发展潜力巨大[1]。
太阳能供能方式具有间歇性,故需要传热蓄热材料储存能量来保证热发电不会被中断,同时也能提高太阳能利用率。
研发成本低、热物性能好的中高温传热蓄热介质成为了太阳能热发电关键技术之一[2]。
太阳能热发电领域,使用较多的传热蓄热材料主要有水/水蒸气、空气、液态金属、高温导热油和熔盐等[3]。
熔盐储能技术及发展现状
熔盐储能技术及发展现状熔盐储能是一种新兴的储能技术,它利用高温熔盐进行能量的储存与释放,具有高效、可靠、安全等特点,近年来得到了广泛的关注和研究,并在多个国家得到应用,其中,中国是熔盐储能技术的主要应用国家之一。
一、定义熔盐是一种含碱金属、硝酸盐等多种盐类物质的熔融产物,具有高沸点、低粘度、低蒸气压、高体积热量等特性,是一种很好的储热和传热介质。
熔盐储能是利用储热材料的温度变化、相变,来实现存储和释放热量的过程。
储热介质吸收电能和辐射能,并储存于介质中,在低温下释放热能。
在熔盐的选择方面,根据酸根离子的不同,常见的熔盐种类包括硝酸盐、氟化盐、氯化盐、碳酸盐、硫酸盐和混合熔盐等。
其中,硝酸盐具有熔点低、比热容大、热稳定性高、腐蚀性相对较低等优点,目前被广泛使用。
从成分构成来看,常见的熔盐品种有二元盐(40%KN03+60%NaNO3)、三元盐(53%KN03+7%NaN03+40%NaN03)和低熔点熔盐产品等,其中,目前二元熔盐的应用最为普遍与成熟。
二、熔盐储能优势1.储能密度高。
熔盐储能使用温度区间较宽,熔盐温度可达400。
C以上,提供了较大的温差,储能密度具有明显优势。
2.储热时间长。
通过扩大熔盐储热罐容量扩充储能时长,可以实现单日IOh以上储热能力。
3.使用寿命长。
从原理上来看,熔盐储能利用的是熔盐材料本身的显热,不发生化学变化,使用寿命可达30年以上。
4•价廉易得。
熔盐是一种或多种盐的混合物,在国内的储藏量较为丰富,材料来源广泛,成本优势明显。
5.无污染、零排放。
运行稳定性好、无爆炸或火灾危险、泄漏蒸汽无毒、不会产生二次污染。
三、应用场景熔盐储能是一种可以传递能量、长时间、大容量储能的技术路径,可以实现太阳能到热能的转换,作为储能介质可以实现将热能和电能的双向转换,目前主要应用在光热发电和火电机组灵活改造领域。
同时,还可以适用于工业余热储能、谷电工业制热、光伏弃电储能、风力弃电储能、交通运输储能等多种场景。
熔盐储能材料在太阳能光热发电中的应用
化学工业CHEMICAL INDUSTRY 第37卷第6期2019年11月・28・熔盐储能材料在太阳能光热发电中的应用王玉倩(石油和化学工业规划院,北京100013)摘要:简述了熔盐储能材料,对熔盐储能材料在太阳能光热发电中的应用情况与市场进行了较全面的分析,对熔盐生产企业提出了建议。
关键词:熔盐储能材料;太阳能光热发电;应用;市场;建议文章编号:1673-9647(2019)06-0028-07中图分类号:TM615*.l文献标识码:A1光热发电概述太阳能光热发电是通过反射镜将太阳光汇聚到太阳能收集装置,利用太阳能加热收集装置内的传热介质,再加热水形成蒸汽带动或者直接带动发电机发电。
光热发电系统分成四部分:集热系统、热传输系统、蓄热与热交换系统、发电系统。
(1)集热系统:集热系统包括聚光装置、接收器、跟踪机构等部件。
聚光装置即为聚光镜或者定日镜等。
集热系统采集太阳能,将太阳能转化为热能。
(2)热传输系统:热传输系统主要是传输集热系统收集起来的热能。
利用传热介质将热能输送给蓄热系统。
传热介质多为导热油和熔盐。
理论上,熔盐比导热油温度高,发电效率大,也更安全。
(3)蓄热与热交换系统:蓄热装置常由真空绝热或以绝热材料包覆的蓄热器构成。
蓄热系统中对储热介质的要求为:储能密度大,来源丰富且价格低廉,性能稳定,无腐蚀性,安全性好,传热面积大,热交换器导热性能好,储热介质具有较好的黏性。
(4)发电系统:用于太阳能热发电系统的发电机有汽轮机、燃气轮机、低沸点工质汽轮机、斯特林发电机等。
对于大型光热发电系统,由于其温度等级与火力发电系统基本相同,可选用常规的汽轮机;工作温度在800紀以上时,可选用燃气轮机;对于小功率或者低温的太阳能发电系统,则可选用低沸点工质汽轮机或斯特林发动机。
光热发电和光伏发电的区别详见表1。
2熔盐储能材料概述2.1熔盐储能材料分类传热蓄热技术是太阳能热发电关键技术之一。
传热介质的工作性能直接影响着系统的效率和应用前景。
光热熔盐中硝酸钾和硝酸钠比例
光热熔盐中硝酸钾和硝酸钠比例1.引言1.1 概述概述光热熔盐是一种特殊的热导介质,广泛应用于太阳能热发电系统中。
它具有高热容、高热导率、稳定的热化学性质等优点,使得光热熔盐成为一种理想的能量传递媒介。
在光热熔盐中,硝酸钾和硝酸钠是两种常用的成分。
它们在光热熔盐中起着重要的作用,影响着光热熔盐的性质和性能。
本文将对硝酸钾和硝酸钠在光热熔盐中的比例进行探讨。
通过研究不同比例下硝酸钾和硝酸钠对光热熔盐性质的影响,以及优化比例的选择,旨在为光热熔盐的合成和应用提供一定的指导。
注:本文将会从以下几个方面展开讨论:光热熔盐的定义和应用、硝酸钾和硝酸钠在光热熔盐中的作用、硝酸钾和硝酸钠比例对光热熔盐性质的影响以及硝酸钾和硝酸钠比例的优化选择。
1.2文章结构文章结构部分可以包括以下内容:文章结构部分的目的是为读者提供关于文章内容和组织的概述。
通过清晰地介绍文章各个部分的内容和目标,读者在阅读之前就可以了解整篇文章的主题和路径。
以下是本文的文章结构:1. 引言:本部分将对文章的背景和目的进行概述,并提出研究的问题和目标。
2. 正文:2.1 光热熔盐的定义和应用:本部分将介绍光热熔盐的定义、性质和应用领域。
主要涵盖光热熔盐的基本概念、组成成分和物理化学性质,以及其在太阳能热能利用、储能和传输等方面的应用。
2.2 硝酸钾和硝酸钠在光热熔盐中的作用:本部分将探讨硝酸钾和硝酸钠在光热熔盐中的作用机制以及对其性质的影响。
重点讨论硝酸钾和硝酸钠作为光热熔盐中的重要组成部分时的物理化学特性、热学性质和储能性能。
同时,还将分析硝酸钾和硝酸钠比例对光热熔盐的影响。
3. 结论:3.1 硝酸钾和硝酸钠比例对光热熔盐性质的影响:本部分将总结硝酸钾和硝酸钠比例对光热熔盐性质的影响,例如熔点、热容量和热导率等。
通过分析不同比例下的性能差异,可以揭示硝酸钾和硝酸钠比例对光热熔盐的影响机制。
3.2 硝酸钾和硝酸钠比例的优化选择:本部分将提出在实际应用中选择硝酸钾和硝酸钠比例的方法和原则。
硝酸钾硝酸钠熔盐的应用情况
硝酸钾、硝酸钠熔盐体系的应用情况熔融盐是指盐的熔融态液体, 通常说的熔融盐是指无机盐的熔融体。
硝酸熔盐是无机盐的一种, 其固态大部分为离子晶体, 在高温下熔化后形成离子熔体。
熔融盐有不同于水溶液的诸多性质, 如高温下的稳定性、在较宽温度围的低蒸气压、低的黏度、具有良好的导电性、低的腐蚀性、较高的离子迁移和扩散速度、高的热容量、具有溶解各种不同材料的能力等。
硝酸熔盐作为一种无机化合物熔盐, 以其电导率低、黏度小、导热性能好、腐蚀性弱、蒸汽压低、使用温度围广和价格便宜等优点受到人们的重视, 在熔盐蓄热传热、反应介质、熔盐电解液、废热利用和金属及合金制造、高温燃料电池等方面得到广泛的应用。
1 硝酸熔盐在一般工业中的应用硝酸熔盐在一般工业中的应用已经多年, 技术也比较成熟。
早期硝酸熔盐主要作为传热蓄热介质在化学和石油化工行业得到广泛的应用。
相比其他熔盐而言, 在这些工业应用中使用较多的是KNO3-NaNO2-NaNO3熔盐体系, 简称HTS。
在非循环系统中, HTS熔盐由于有低的蒸气压常被用于炼油行业。
其主要应用在天然气脱水、重油稳定化处理和氨水吸收制冷系统氨的再生等领域。
敞开的HTS熔盐非循环盐池也可用于金属处理和清洗、浸泡用于制造尼龙和轮胎铸造的金属模具等。
石油工业需要大量的HTS熔盐作为传热介质,以控制催化剂温度在900u( 1u=5/9K) 附近。
催化床中失效的碳球氧化放出的热量被床流动的HTS熔盐吸收, 再传递热量给蒸汽发生器。
在石油精炼工业中, 用于润滑油脱色念土剂的再生所用到的塞摩福( 型) 流动床催化剂再生炉HTS也有相同的应用, 燃烧黏土所吸附染色物和其他有机物产色的热量被HTS循环吸收移除。
化学工业采用HTS作为高温反应加热和冷却介质。
应用最广的是汽车尾气中马来酸酐和邻苯二甲酸酐催化式排气净化器, HTS提供650~ 850u高温使萘和苯被空气氧化。
另一个相同应用是在650~900u间烷基胺转炉。
熔盐危险分析 (1)
熔盐泄露应急救援措施1、基本情况:熔盐通过熔盐泵从贮槽泵入反应器夹套,在熔盐循环泵的带动下把反应器中的热量带入熔盐换热器中,在熔盐换热器内用热蒸汽把热的熔盐热量撤走,产生的过热蒸汽做为生产中的热量来源。
2、熔盐危险性熔盐中含有40%的亚硝酸钠,亚硝酸钠是一种工业盐,无机氧化剂,能助燃,毒性较强,人食用0.2克到0.5克就可能出现中毒症状,如果一次性误食3 克,就可能造成死亡。
熔盐中含硝酸钾53%,它一种强氧化剂,高温下,分解释放氧气,能助燃,与有机物、还原剂、易燃物接触或混合时有引起燃烧爆炸的危险,燃烧分解时, 放出有毒的氮氧化物气体。
在生产运行过程中,熔盐温度>300℃,整个熔盐在发生熔盐泄漏事故,高温熔盐泄露后,与空气发生剧烈的燃烧反应;当与有机物、可燃物的混合物接触后,能燃烧和爆炸,并放出有毒和刺激性的氧化氮气体;与水接触后,水立即气化,急剧膨胀发生爆炸事故,造成高温熔盐的喷溅,进一步扩大伤害范围。
所以在生产运行中应竭力避免熔盐泄露的发生,同时在可能发生泄露的地点不能堆放易燃易爆物品。
3、影响范围熔盐泄露影响范围根据泄露地点的不同,可能有熔盐换热器泄漏、熔盐槽到反应器夹套之间的管路泄漏、反应器列管泄漏、反应器列管到熔盐换热器之间管路泄漏。
4、泄漏处理4.1 现场人员发现熔盐泄漏后,如有人员伤亡,在保证自身安全的前提下,立即将受伤人员搬到安全地点,并做紧急处理,迅速脱下烧伤外套,并用大量清水不断冲洗身体被熔盐灼伤的部位,同时受伤人员可采取自救措施,在地上打滚的扑灭燃烧火焰,迅速脱下外套,用清水冲洗烧伤部位,如果烧伤比较严重,立即拨打附近医院急救电话,同时向车间领导汇报情况。
4.2 车间领导接到报告后,立刻组织有关人员及时赶赴事故现场,迅速成立抢救伤员、生产恢复等应急救援小组,组织制订救护措施。
现场作业人员,汇报生产控制中心,启动应急预案汇报车间领导,车间迅速组织人力、物力投入抢险。
4.3 在现场应急救援机构的领导下,迅速疏散现场人员到安全地点,除抢救人员以及特殊人员外,其他人员应立即撤离危险区域。
熔盐级硝酸钠需求_概述说明以及解释
熔盐级硝酸钠需求概述说明以及解释1. 引言1.1 概述熔盐级硝酸钠是一种重要的化工原料,广泛应用于工业生产和其他行业。
它具有较高的需求量,并且其需求量呈现出一定的增长趋势。
本文旨在对熔盐级硝酸钠的需求进行概述,并进一步探讨需求背后的原因和影响因素。
1.2 文章结构文章将按照以下结构来展开论述:- 引言:介绍熔盐级硝酸钠需求概况,说明文章目的和结构;- 熔盐级硝酸钠的需求:定义熔盐级硝酸钠并介绍其在工业中的应用,分析当前需求量以及未来趋势;- 熔盐级硝酸钠的生产与供应:解释熔盐级硝酸钠的生产工艺流程,并分析供应链以及影响供应的因素和挑战;- 解释熔盐级硝酸钠需求的原因和影响因素:探讨工业发展、其他行业需求以及可持续发展对熔盐级硝酸钠需求的影响;- 结论:总结熔盐级硝酸钠需求的概况,展望未来需求趋势,并指出研究中存在的不足和需要进一步探讨的问题。
1.3 目的本文旨在全面了解和分析熔盐级硝酸钠的需求情况,深入挖掘背后的原因和影响因素。
通过对供应环节、应用领域以及行业发展等方面进行探讨,以期提供对熔盐级硝酸钠需求的清晰概述,为相关企业、政府机构和研究者提供有价值的参考。
同时,本文也意在引起更多人对于可持续发展与化工原料需求之间关系的思考,并为未来相关问题的深入研究提供启示。
2. 熔盐级硝酸钠的需求:2.1 熔盐级硝酸钠的定义:熔盐级硝酸钠是一种高纯度、优质的化工原料,其主要成分为NaNO3。
它具有较高的溶解度和热稳定性,在很多工业领域中都起着重要的作用。
2.2 熔盐级硝酸钠在工业中的应用:熔盐级硝酸钠广泛应用于许多不同的工业领域。
首先,它被广泛用作肥料和农药生产过程中的重要原材料,可提供植物所需的氮元素。
其次,熔盐级硝酸钠还用于爆炸物、火药和火焰切割等军事领域。
此外,在玻璃、陶瓷和电子行业中,它也被用作制造过程中的助剂和添加剂。
此外,熔盐级硝酸钠还在金属处理过程、油田勘探以及纺织品和皮革行业等方面发挥重要作用。
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硝酸钾、硝酸钠熔盐体系的应用情况熔融盐是指盐的熔融态液体, 通常说的熔融盐是指无机盐的熔融体。
硝酸熔盐是无机盐的一种, 其固态大部分为离子晶体, 在高温下熔化后形成离子熔体。
熔融盐有不同于水溶液的诸多性质, 如高温下的稳定性、在较宽温度范围内的低蒸气压、低的黏度、具有良好的导电性、低的腐蚀性、较高的离子迁移和扩散速度、高的热容量、具有溶解各种不同材料的能力等。
硝酸熔盐作为一种无机化合物熔盐, 以其电导率低、黏度小、导热性能好、腐蚀性弱、蒸汽压低、使用温度范围广和价格便宜等优点受到人们的重视, 在熔盐蓄热传热、反应介质、熔盐电解液、废热利用和金属及合金制造、高温燃料电池等方面得到广泛的应用。
1 硝酸熔盐在一般工业中的应用硝酸熔盐在一般工业中的应用已经多年, 技术也比较成熟。
早期硝酸熔盐主要作为传热蓄热介质在化学和石油化工行业得到广泛的应用。
相比其他熔盐而言, 在这些工业应用中使用较多的是KNO3-NaNO2-NaNO3熔盐体系, 简称HTS。
在非循环系统中, HTS熔盐由于有低的蒸气压常被用于炼油行业。
其主要应用在天然气脱水、重油稳定化处理和氨水吸收制冷系统氨的再生等领域。
敞开的HTS熔盐非循环盐池也可用于金属处理和清洗、浸泡用于制造尼龙和轮胎铸造的金属模具等。
石油工业需要大量的HTS熔盐作为传热介质,以控制催化剂温度在900u( 1u=5/9K) 附近。
催化床中失效的碳球氧化放出的热量被床内流动的HTS熔盐吸收, 再传递热量给蒸汽发生器。
在石油精炼工业中, 用于润滑油脱色念土剂的再生所用到的塞摩福( 型) 流动床催化剂再生炉HTS也有相同的应用, 燃烧黏土所吸附染色物和其他有机物产色的热量被HTS循环吸收移除。
化学工业采用HTS作为高温反应加热和冷却介质。
应用最广的是汽车尾气中马来酸酐和邻苯二甲酸酐催化式排气净化器, HTS提供650~ 850u高温使萘和苯被空气氧化。
另一个相同应用是在650~900u间烷基胺转炉。
另外, 熔盐还可以用于反应床冷却和废热蒸汽产生。
硫酸蒸馏过程也使用HTS, 用作990u再沸器的加热介质。
工厂通常使用HTS浓缩腐蚀性Na2CO3 溶液。
用熔融HTS加热, 除了能使NaOH 溶液浓缩到9918%( 质量分数) 以外, 熔融HTS加热器所需的热传递面积很小,因为它具有高的操作温度和好的热传递速率, 这样也就减少蒸发器中价格昂贵的镍管的使用量。
另外, HTS也被用于K2CO3 溶液完全脱水。
2 硝酸熔盐在含氧化合物制备方面的应用性能优良氧化物粉末的制备对于陶瓷行业和催化工业的作用是非常重要的。
固体氧化物在熔盐中的合成是一个很好的方法。
与固态合成方法相比, 熔盐方法合只需很低的温度, 因此, 熔盐常被用来合成二元或者三元氧化物、磷酸盐和硫化物。
由于硝酸熔盐具有较低的熔点和很高的含氧碱度, 所以它非常适合作为无机物合成的溶剂, 特别用于氧化物的制备。
其中用得较多的是KNO3-NaNO3 熔盐体系( Solarsalt)。
erridge和Huda利用含锆的硫酸盐在硝酸熔盐中制备氧化锆。
Descemond等用ZrOCl2含水盐在KNO3、NaNO3及其混合物中制备出用于陶瓷和催化行业的氧化锆载体材料。
水合物ZrOCl2 和( NH4)6Mo7O24在NaNO3-KNO3熔盐中得到很好的分散,形成5nm尺寸的四方晶型氧化锆, 钼酸盐附着在氧化锆表面。
该方法制备的氧化锆比用常规水溶液制备的氧化锆有更高的比表面积, 达到220m2/g。
由于表面钼酸盐亚稳态单层的形成, 这种结构特征使得煅烧时氧化锆更加稳定。
经硫化作用后, 发现熔盐法制备的Mo-Zr-O结构能够增强氢化反应活性。
3 硝酸熔盐在太阳能方面的应用3.1 太阳能发电太阳能热发电作为太阳能热利用的一种形式,与常规火力发电相比,其发电效率较高。
但是太阳能供能方式具有间歇性的特征,太阳能热发电易受阴天、夜晚等气象变化的影响,故需要蓄热来提高太阳能利用效率。
因此,蓄热介质的开发就成了热发电的关键技术之一。
研究表明,运用高温硝酸熔盐发电可以使太阳能电站操作温度提高到450-500℃,这样就使得蒸汽汽轮机发电效率提高到40%。
此外,运用熔融盐也可以使储热效率提高2.5倍,从而减小蓄热容器的体积。
它也与阀、管、泵等相容性较好,Sandia研究中心(NSTTF)采用60%NaNO3、40% KNO3(solar salt) 与硅石(silica sand)、石英石(quartzite rock)相结合进行研究,研究表明在290 ~400℃之间,经过553次循环试验后没有出现填料腐蚀性问题。
后来,该研究中心又用44%Ca(NO3)2 、12%NaNO3、44%KNO3( Hitec XL )作试验,结果表明,在450~500℃之间,经过10000次循环试验后,填料与熔融盐相容性仍很好,因而得到了大量使用。
表l列出了一些常用的硝酸盐和导热油Therminol VP-1的性质。
表1 一些常用的硝酸盐和导热油Therminol VP-1的性质最早在1981年,欧共体在意大利西西里的Adrano附近建成了EurelioS塔式太阳能热电站,该电站采用Hitec熔盐(7%NaNO3 +53%KNO3+40%NaNO2)作为蓄热材料,不过由于蓄热、传热系统设计不完善,于1984年关闭。
1983年,西班牙的CESA-1电站运行并发电,该电站同样采用Hitee作为蓄热介质,经过短期运行,为熔盐蓄热提供了大量高质量的资料。
1984年,在美国新墨西哥州Albuquerque建立了75okw的熔盐发电试验装置(MESS),采用硝酸盐作为传热和蓄热介质,并使用两个蓄热罐,该试验电站的运行,验证了单工质熔盐蓄热系统的技术可行性和灵活性。
1996年,在吸收以往熔盐实验的基础上,SolarTwo太阳能试验电站在美国加利福尼亚的Mojare建成,solarTwo采用 SolarSalt(60%NaNO3+40%KNO3)复合熔盐作为传热和蓄热介质,熔点为220℃,最高使用温度为600℃。
蓄热系统有两个盐罐可存放熔盐150万吨,蓄热能力为105MWht,可供汽轮机满负荷运行3个小时。
SolarTwo塔式试验电站蓄热系统从1996年一直运行到1999年结束,一直未出现大的操作问题,为目前最成熟的熔盐蓄热系统。
2001年意大利启动了ENEA聚光太阳能热发电计划,这个计划准备在意大利南部建一个28MW的太阳能槽式热发电系统。
在这个系统中采用熔融盐作为传热蓄热介质。
2003年意大利建成了太阳能槽式集热器熔融盐循环测试系统,该系统熔融盐罐装有熔融盐9500kg,最大的传热功率500kw,集热器中熔融盐出口温度可达550℃。
在国内,对太阳能高温潜热蓄热技术的研究主要在北京航空航天大学对空间站热动力发电系统中高温吸热/蓄热器研究上,袁修干等采用80.SLIF一19.scaF:共晶盐作为空间站热动力发电系统蓄热器的相变材料,在数值模拟和实验研究方面对其相变传热过程做了大量的工作。
表2中所列的国外太阳能热发电装置中可以看出, Solar Two、PCS、MSEE/ Cat B和THEMIS等热发电站都利用硝酸熔盐混合物作为热能储存介质和传热流体。
Solar Tres是在Solar Two基础上改进,将继续使用NaNO3-KNO3 硝酸熔盐作传热蓄热介质。
正在建设中的PS10太阳能电站也计划利用石墨-硝酸熔盐复合物作为蓄热介质。
为了克服硝酸熔盐作为蓄热介质时导热系数低的问题,人们研究了石墨-硝酸熔盐复合材料,发现当石墨质量分数为5%~30%时,复合材料导热系数将从3W/(m·K) 提高到25W/(m·K)。
表2 国外太阳能热发电装置3.2 太阳能制氢未来作为能源载体和储能媒介,氢能制备已经成为未来能源研究战略的重要课题。
通常,氢能制备利用可再生能源和传统化石能源-可再生能源相结合的方式。
利用集中式太阳能热工厂( CSPplant)为甲烷蒸汽催化制氢提供外部热量, 这与前面所述的太阳能热发电不同之处是: 太阳能热发电是利用热量推动蒸汽轮机发电,催化重整是利用太阳能热量为甲烷蒸汽反应提供外部热源。
两者都可以用到NaNO3-KNO3作为传热蓄热介质。
利用集中式太阳能作为甲烷蒸汽重整的外部能源,不同于常规的蒸汽催化重整,其基本的催化熔炉被更加紧凑的管式热交换器替代,熔盐在壳程中对流流动。
预热到500℃的CH4/H2O混合气体通过充满催化剂的管程中。
从热管中出来的熔盐进口温度为550℃,冷却到530℃,与内管中混合物显热交换热量。
4硝酸熔盐的用其他用途与其他熔盐相比,硝酸熔盐有很多优势,因而硝酸熔盐体系在能源利用中的研究进展用范围很广。
除了上面所讲的应用外,硝酸熔盐还作为传热流体用在核工业均相反应堆中,作为电解液进行金属提取、金属表面电镀和熔融盐燃料电池研究,作为反应介质制备多组分复合型氧化物、磷酸盐、硫化物和有机物的分解以及固体废物的氧化和煤气化,还可以用于高温电催化、催化剂的电化学强化、热腐蚀、高温电化学抗腐等方面。
5硝酸熔盐应用中存在的问题尽管熔盐有很好的传热特性,商业应用也很多年,但是它的使用范围仍有限。
主要原因是由于它具有高的凝固点,如二元熔盐( solar two) 熔点为220℃,管路上需要保温加热器或电加热盘管防止熔盐凝固,熔盐槽中也需要加热保持熔盐熔融状态,故能量消耗大。
同时,如三元熔盐在高温加热时存在氮氧化物分解现象,热稳定性不高,如何提高熔盐使用温度是一个很重要的研究课题。