[發明專利]一種低熔點二元硝酸混合熔鹽納米流體

有效

• 申請號: 201710329169.5
• 申請日: 2017-05-11
• 公開（公告）號: CN107033852B
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 吳玉庭;李英;馬重芳
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06
• 代理公司: 11203 北京思海天達知識產權代理有限公司
• 代理人: 張立改<國際申請>=<國際公布>=<進入

一種低熔點二元硝酸混合熔鹽納米流體，屬于高新技術中物理傳熱儲能技術領域。是由低成本、低熔點二元混合熔鹽與納米粒子復合制成；所述低熔點混合熔鹽主要由硝酸鉀和硝酸鈣組成；所述納米粒子種類為SiO₂、Al₂O₃、TiO₂、MgO納米粒子中的一種或幾種。本發明制備的新型低熔點二元硝酸混合熔鹽納米流體的為127.4℃，分解溫度為574.2℃，新型低熔點二元硝酸混合熔鹽納米流體的比熱約為1.73～1.91J/(g·K)，其顯熱蓄熱成本約為23.23元/(kW·h)，其導熱系數約為0.664W/(m·K)。相對于低熔點二元混合熔鹽，其使用溫度范圍并未發生較大改變，但其比熱有明顯提高，提高率約17.8％。

技術領域

本發明涉及一種用于中高溫傳熱蓄熱的混合熔鹽的配方，屬于高新技術中物理傳熱儲能技術領域。

背景技術

能源是人類生存和社會發展的物質基礎，是經濟發展和繁榮的最重要的因素。在世界能源消費急劇增長而化石資源消耗迅速、環境問題日趨嚴峻的今天，發展節能與清潔能源技術刻不容緩。

由于規模化可再生能源存在間歇性和不能穩定供應等缺陷，能源的供應和需求之間，往往存在數量上、形態上和空間上的差異，不能滿足工業化大規模連續功能的要求。儲能作為能源利用的重要環節，對工業節能和可再生能源利用具有特別重要的作用。已有儲能技術包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能、蓄熱、飛輪儲能、超導磁儲能、鉛酸電池儲能等，而除前3種物理儲能技術的單機容量可以達到或超過100MW規模外，其它儲能技術均在10MW甚至1MW規模以下，且這三種物理儲能技術具有運行費用低(不超過100$/kWh)、規模大、循環奉命長及已經實現了商業化應用等優點，其中，蓄熱是僅次于抽水蓄能得到大規模應用的儲能技術，具有很好的發展前景。

工業是我國最大的終端用能消費部門，是當前節能潛力最大的領域。我國的工業窯爐的熱效率相當低下，一般為20％～30％，工業各種余熱的平均回收利用率遠遠低于國外先進水平，主要原因之一是間歇式高品質余熱沒有得到有效利用。工業過程間斷性余熱由于其產生過程的不連續未被很好的利用，而節能降耗的有效方法之一就是采用高溫蓄熱技術來存儲間歇高溫余能并穩定使用，不僅可以有效提高能源使用效率，還使系統和設備的體積大大減小。

核電是目前現實有效、可大規模替代化石能源的優質、高效能源，它不僅溫室氣體和污染物排放非常小，而且具有成本優勢。核電的發展，對于天然鈾的需求將持續增加，有預測表明未來十年全球天然鈾的供需缺口仍將存在。為了確保核能長期應用，需開發能夠代替鈾且儲量充足的核原料。因此，在確保安全利用核能的同時，也需要積極努力地研究開發新的核能技術，使得反應堆的固有安全性更高，燃料處理更加安全。21世紀初，國際上提出了面向未來的第四代反應堆的開發計劃，并成立了第四代國際核能論壇(GIF)，進行合作研究開發第四代核能系統。在第四代反應堆中，以熔鹽作為燃料劑和冷卻劑的熔鹽堆改變了堆芯物理設計的思路，是唯一采用液態燃料的反應堆。

聚光型太陽能熱發電(CSP)是最有可能跟風力發電、水力發電一樣產生能與化石燃料經濟上相競爭的大量電能，被認為是可再生能源發電中最有前途的發電方式，有可能成為將來的主力能源。太陽能熱發電結合大規模蓄熱成為電網大規模提供靈活電力供應和服務的第一選擇。蓄熱系統的工作溫度直接決定了發電系統的工作效率，因此，降低蓄熱系統造價和提高儲熱材料性能是實現高效、規模化、低成本太陽能熱發電技術的關鍵。而采用適宜的熔融鹽作為傳熱蓄熱介質，可以有效提升太陽能熱發電系統的性能。它既能作為儲熱材料，也可以直接作為傳熱流體，簡化了換熱環節，實現傳熱儲熱一體化。因此，熔融鹽技術成為當前探索提高太陽能熱發電效率、降低發電成本的一個重要研究方向。