[發(fā)明專利]納米復(fù)合儲能球及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310135608.0
• 申請日: 2013-04-18
• 公開（公告）號: CN103194174A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方建華
• 申請（專利權(quán)）人: 方建華
• 主分類號: C09K5/00
• 分類號: C09K5/00
• 代理公司: 重慶博凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 鐘繼蓮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納米儲能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種納米復(fù)合儲能球及其制備方法。

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背景技術(shù)

熱能儲存技術(shù)用于解決熱能供需間的矛盾，是提高能源利用率及保護(hù)環(huán)境的重要技術(shù)。在太陽能利用、電力的“削峰填谷”、廢熱和余熱的回收利用以及工業(yè)與民用建筑物采暖與空調(diào)的節(jié)能領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。

我國能源消費(fèi)部門的構(gòu)成與世界發(fā)達(dá)國家相比存在明顯差異。發(fā)達(dá)國家的能源消費(fèi)構(gòu)成大致為：工業(yè)1/3，交通運(yùn)輸1/3，建筑業(yè)1/3。雖然我國三大產(chǎn)業(yè)的能源消費(fèi)構(gòu)成已發(fā)生了變化，但仍以第二產(chǎn)業(yè)為主，2005年能源消費(fèi)總量的223319萬t標(biāo)準(zhǔn)煤中，工業(yè)部門消費(fèi)了158058萬t標(biāo)準(zhǔn)煤，占總能源消費(fèi)的70.78％，這就意味著要把提高能源利用率的重點(diǎn)放在工業(yè)上。

在鋼鐵、冶金和機(jī)械加工、陶瓷生產(chǎn)等行業(yè)中，存在著大量用于加熱的各種加熱爐，其中有將近一半的數(shù)量是間斷工作的間歇式爐。由于是間斷使用，這類加熱爐的熱能利用率通常低于30％，而鍛造加熱爐的能源利用率則在?10％以下。為了提高工業(yè)加熱過程中的能源利用率，常規(guī)方法是利用預(yù)熱器加熱助燃空氣或物料的傳統(tǒng)余熱回收技術(shù)，但這種技術(shù)僅適用于連續(xù)工作的加熱過程，對于間斷工作的加熱過程，儲能技術(shù)則具有更大的優(yōu)勢。資料表明，僅我國鋼鐵工業(yè)余熱余能資源量高455.1?kg標(biāo)準(zhǔn)煤／t鋼，而回收利用率僅為?45.6％，而國際先進(jìn)企業(yè)，如日本的新日鐵則可達(dá)92％以上，在工序能耗上，我國噸鋼能耗高出國外50.5?kg標(biāo)煤。這其中差距最大的就是“其它”能耗（包括焦化、能源虧損及放散、燃?xì)饧庸ず蛷S內(nèi)運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)），每噸產(chǎn)品的能耗比先進(jìn)產(chǎn)鋼國高出33.2?kg標(biāo)煤，其主要原因是各生產(chǎn)工序不能大量地回收本工序產(chǎn)生的各種余熱資源，回收效率低，且數(shù)量不足，可見我國鋼鐵工業(yè)余熱余能回收潛力巨大，對儲能材料的需求量也在不斷增大。

根據(jù)余熱回收利用系統(tǒng)的儲熱介質(zhì)的不同，熱能儲存系統(tǒng)按熱能儲存的形式可以分為顯熱儲能系統(tǒng)和相變潛熱儲能系統(tǒng)。由于顯熱儲能系統(tǒng)具有儲能密度低、設(shè)備體積龐大、蓄熱不能恒溫等缺點(diǎn)，在工業(yè)余熱回收中具有局限性。相變潛熱儲能是同時(shí)利用物質(zhì)固有的熱容和物態(tài)變化的相變熱來儲存熱能，具有至少高出顯熱儲能系統(tǒng)一個(gè)數(shù)量級的儲能密度，但是這種方式一般都存在過冷和相分離的缺點(diǎn)，在工業(yè)余熱回收中也存在很大的局限性。

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發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供一種納米復(fù)合儲能球，該納米復(fù)合儲能球儲能密度大、放熱時(shí)間長、放熱量大，能方便用于酒店灶具，起聚能和儲能的作用。

本發(fā)明還提供所述納米復(fù)合儲能球的制備方法，由該方法工藝簡單，原料易控，不需要復(fù)雜的設(shè)備。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種納米復(fù)合儲能球，采用60~70%的納米復(fù)合材料和30~40%的耐火材料配伍而成；

其中，納米復(fù)合材料按如下百分比配料：納米石墨粉：4~6，納米焦炭粉：15~18，納米氧化鐵粉：38~42，納米銅粉：4~6，納米鋁粉：8~12，納米鋅粉：4~6，納米鋯粉4~6，納米鎂粉：4~6，納米二氧化硅粉：4~6，余量為納米氯化鈣粉；

耐火材料由80~90%的耐火泥和10~20%耐火水泥配制而成；上述%均為重量百分比。

一種納米復(fù)合儲能球的制備方法，根據(jù)上述的配料，采用的步驟包括：

1）制備納米復(fù)合材料：按所述配比稱取原材料，并將原材料裝入攪拌罐中充分混合攪拌均勻：

2）制備納米復(fù)合儲能球：將步驟1）制備的納米復(fù)合材料與耐火材料充分混合，攪拌均勻，加入納米復(fù)合聚能球重量2%的玻璃水，攪拌并制作成球形復(fù)合儲能材料，在常溫下晾干，即得納米復(fù)合儲能球。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果：

1、由于本發(fā)明中采用了將具有優(yōu)良顯能儲能性能的納米石墨粉、焦炭粉、氧化鐵粉、銅粉、鋁粉、鋅粉、鋯粉、鎂粉與具有優(yōu)良潛能儲能性能的納米二氧化硅粉和具有優(yōu)異復(fù)合蓄熱儲能性能的納米氯化鈣粉三類儲能材料復(fù)合而成，因此，通過本方法制備的納米復(fù)合儲能球儲能密度大、放熱時(shí)間長、放熱量大，可制作成大小不同的球狀結(jié)構(gòu)，方便用于酒店灶具，起聚能和儲能作用。

2、與傳統(tǒng)的單一用顯能儲能納米粒子、相變潛能儲能納米粒子和吸附蓄熱儲能納米粒子制備儲能材料相比，本發(fā)明用顯能儲能納米粒子、相變潛能儲能納米粒子和吸附蓄熱儲能納米粒子復(fù)合制備儲能球，克服了單一儲能材料儲能密度低、蓄熱不能恒溫、過冷和相分離等缺點(diǎn)。