[發明專利]一種基于碳酸鹽的高溫傳熱材料及其制備方法有效

申請號：	201410125877.3	申請日：	2014-03-31
公開（公告）號：	CN103897668A	公開（公告）日：	2014-07-02
發明（設計）人：	程曉敏;陶冰梅;朱闖;李元元;朱教群;周衛兵	申請（專利權）人：	武漢理工大學
主分類號：	C09K5/06	分類號：	C09K5/06
代理公司：	湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102	代理人：	唐萬榮
地址：	430070 湖***	國省代碼：	湖北;42
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種基于碳酸鹽高溫傳熱材料及其制備方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種基于碳酸鹽的高溫傳熱材料及其制備方法，應用于工業熱能回收利用、太陽能熱利用等。

背景技術

能源的利用是人來賴以生存的基礎，隨著全球工業化生產的加速發展，能源的開發利用與日益嚴重的環境污染問題越來越受到人們的關注。大力開發可再生能源是解決能源問題的重要途徑。太陽能的熱利用具有無限性、普遍性和環保性，將太陽輻射熱能存儲起來，等到需要的時候再釋放熱量進行利用，儲熱是一個必備環節。這個過程對相變儲熱材料的相變潛熱、比熱容及儲熱密度等熱物性有較高的要求。

高溫相變儲熱材料在充熱過程時，將吸收的熱量儲存起來；放熱過程時，相變材料凝固釋放熱量給傳熱介質，以實現熱能的傳輸利用。熔融鹽具有相變潛熱大、相變溫度低、成本低、使用溫度范圍廣等優點，在高溫的應用領域有很大的研究價值。文獻1(Sandia?National?Laboratories.Solar?Power?Tower?Design?Basis?Document[R].California:Sandia?Corporation.2001:73-86.)指出Solar?Two太陽能發電站中已經成熟的采用了硝酸鈉和硝酸鉀的混合鹽作為傳熱和蓄熱材料。文獻2(孫李平，吳玉庭，馬重芳.太陽能高溫蓄熱熔融鹽優先的實驗研究[J].太陽能學報,2008(9):29-9.)對無水氯化鈉、無水氯化鎂、無水氯化鉀等熔鹽的比熱容及熔點進行測定。文獻3(Peng?Q,Ding?J,Wei?X,Yang?J,Yang?X.The?preparation?and?properties?of?multi-component?molten?salts.Applied?Energy2010,87:2812-2817.)報道使用了一種溫度可達550℃的熔鹽。大多數投入工業使用的熔融鹽主要是硝酸鹽、氯化鹽及其混合鹽。硝酸鹽的優勢是熔點較低，降低管道因凝固而產生凍堵的幾率，其缺點也較為明顯，在高溫下工作溫度上限為600℃，溫度高于使用溫度之后就會分解為其他物質，不能滿足高溫熱發電的需要。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術存在的不足而提供一種基于碳酸鹽的高溫傳熱材料及其制備方法，該高溫相變儲熱材料相變潛熱大、相變溫度低，相變儲熱能力隨著溫度的升高而不斷增強。

本發明為解決上述提出的問題所采用的技術方案為：

一種基于碳酸鹽的高溫傳熱材料，由原料碳酸錳、碳酸鋰、碳酸鉀、碳酸鈉經混合熔融而制備得到的，各原料所占質量百分比分別為：碳酸錳25%-40%，碳酸鋰45%-60%，碳酸鉀9%-20%，碳酸鈉9%-15%。

按上述方案，所述的碳酸錳、碳酸鋰、碳酸鉀、碳酸鈉質量純度均大于99.90%。

上述基于碳酸鹽的高溫傳熱材料的制備方法，包括如下步驟：

（1）配料：按質量百分比稱取碳酸錳25%-40%，碳酸鋰45%-60%，碳酸鉀9%-20%，碳酸鈉9%-15%作為原料；

（2）將上述原料按比例混合后使其熔化，并在熔融狀態保溫使其混合均勻，最后冷卻研磨，即得到基于碳酸鹽的高溫傳熱材料。

按上述方案，所述熔化的溫度為500-600℃。

按上述方案，所述保溫時間為18-24h。

按上述方案，所述原料可以預先進行烘干處理，盡量不含有水分。當然，如果原料的質量純度均能達到99.90%，不進行烘干處理也可以。

按上述方案，步驟（2）中所述的混合可以采用機械混合的方法，使其盡量達到宏觀上的均勻即可。