[發明專利]一種氯化物系納米熔鹽傳熱蓄熱介質及其應用和制備方法

在審

• 申請號: 202110181027.5
• 申請日: 2021-02-09
• 公開（公告）號: CN113004875A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 袁建偉;潘瑩;陳留平;朱闖
• 申請（專利權）人: 中鹽金壇鹽化有限責任公司
• 主分類號: C09K5/12
• 分類號: C09K5/12
• 代理公司: 常州至善至誠專利代理事務所(普通合伙) 32409
• 代理人: 趙旭

1.一種氯化物系納米熔融鹽傳熱蓄熱介質，其特征在于：包括NaCl、KCl、ZnCl₂和納米粒子，所述納米粒子包括金屬氧化物納米粒子和/或非金屬納米粒子。

2.根據權利要求1所述的氯化物系納米熔鹽傳熱蓄熱介質，其特征在于：納米粒子包括選自SiO₂納米粒子、ZnO納米粒子、Al₂O₃納米粒子、TiO₂納米粒子、MgO納米粒子、碳納米管中的一種或者多種；所述納米粒子的平均粒徑為10nm-30nm。

3.根據權利要求1所述的氯化物系納米熔融鹽傳熱蓄熱介質，其特征在于，按質量百分比計，包括以下組分：

NaCl 10％-30％；

KCl 10％-30％；

ZnCl₂ 50％-80％；

納米粒子：1％-5％；

優選地，

NaCl：15％-30％；

KCl：15％-25％；

ZnCl₂：55％-75％：

納米粒子：2％-5％。

4.權利要求1-3中任一項所述的氯化物系納米熔融鹽傳熱蓄熱介質在太陽能發電中的應用。

5.權利要求1-3中任一項所述的氯化物系納米熔融鹽傳熱蓄熱介質在工業蓄能中的應用。

6.根據權利要求5所述的應用，其特征在于，所述工業蓄能為壓縮空氣儲能系統，所述壓縮空氣儲能系統包括：

儲氣室，所述儲氣室內能夠存儲高壓氣體；

低溫熔融鹽罐，所述低溫熔融鹽罐內限定有低溫熔鹽容納腔，所述低溫熔鹽容納腔內能夠存儲熔融鹽；

高溫熔融鹽罐，所述高溫熔融鹽罐內限定有高溫熔鹽容納腔，所述高溫熔鹽容納腔內能夠存儲熔融鹽，所述高溫熔鹽容納腔與所述低溫熔鹽容納腔連通，所述高溫熔融鹽罐和/或所述低溫熔融鹽罐內的熔融鹽為所述氯化物系納米熔鹽傳熱蓄熱介質；

熔融鹽電加熱器，所述熔融鹽電加熱器與所述低溫熔融鹽罐相連且能夠將所述低溫熔鹽容納腔內的熔融鹽加熱至高溫且為流動狀態，所述低溫熔鹽容納腔內的熔融鹽流動至所述高溫熔鹽容納腔以存儲熱能；

渦輪機組件，所述渦輪機組件分別與所述儲氣室和所述高溫熔融鹽罐相連，所述高壓氣體從所述儲氣室中釋放后經過所述渦輪機組件進行膨脹發電以釋能。

7.根據權利要求6所述的應用，其特征在于，所述渦輪機組件為壓縮機；所述渦輪機組件包括第一級渦輪機，第二級渦輪機，...，第N級渦輪機，N不小于2，經過第N-1級渦輪機做功后的高壓氣體再次經過熔融鹽加熱后進入所述第N級渦輪機膨脹做功。

8.權利要求1-3中任一項所述的氯化物系納米熔融鹽傳熱蓄熱介質的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

S1、制備納米粒子；

S2、制備三元氯化物熔融鹽體系，所述三元氯化物系熔融鹽體系為NaCl-KCl-ZnCl₂；

S3、將步驟S1的所述納米粒子和步驟S2的所述三元氯化物熔融鹽體系進行混合，得到混合熔融鹽；

所述步驟S1中采用物理法、氣相法或化學法制備所述納米粒子。

9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，步驟S2包括：

S21、取NaCl、KCl、ZnCl₂按比例混合，得到混合物；

S22、將步驟S21得到的所述混合物放入研缽內攪拌均勻，并研磨至無明顯顆粒物；

S23、將步驟S22中得到的混合物加熱至全部熔融，冷卻后取出；

S24、將步驟S23中得到的冷卻后的混合物研磨至粉末狀，得到所述三元氯化物熔融鹽體系；

所述步驟S22中的加熱溫度為400℃-450℃；

步驟S23中在將混合物加熱至全部熔融后，進行保溫后冷卻至室溫。

10.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，步驟S3包括：

S31、將所述納米粒子加入到所述三元氯化物熔融鹽體系，得到熔融鹽混合物；

S32、對所述熔融鹽混合物進行攪拌、保溫和超聲，得到所述混合熔融鹽；

S33、將所述混合熔融鹽進行冷卻、干燥后，得到所述氯化物系納米熔鹽傳熱蓄熱介質。