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面对当前能源日益枯竭和环境不断恶化的现实,开发利用新能源和可再生能源具有重大的战略意义。在利用新能源和可再生能源的发电技术中,太阳能热发电以其输电品质高、可实现大规模蓄热及无污染等优点而倍受关注。基于混合熔盐的高温传热蓄热技术是当前太阳能热发电的关键核心技术,为了进一步促进太阳能高温热发电的发展,本文对具有高使用温度的三元碳酸盐进行改良以期其熔点更低和热物性能更好。 本文在利用添加剂NaNO3(A)、NaOH(B)、LiOH(C)、KOH(D)、Ca(OH)2(E)、CaO(F)和CaCO3(G)对不同组分配比的三元混合碳酸盐进行改良配制的基础上,采用同步热分析仪和高温熔体粘度仪对所配制的混合熔盐的熔点、初晶点、分解温度、比热、粘度等热物性进行了测定,进而对其热稳定性、腐蚀性能、蓄热成本进行了分析。结果表明:在所采用的添加剂中,NaOH(B)和KOH(D)对降低三元碳酸盐的熔点最为显著,熔点可分别降至323℃和322℃,降低程度约为77℃左右;混合熔盐的初晶点与三元碳酸盐的组成相关。基于降低的熔点和初晶点,优选出6种B类和8种C-F类混合熔盐,其分解温度均在800-850℃之间;且通过对每种优选混合盐进行六次连续加热冷却重复循环实验研究发现,除了初次测量结果,其后五次的测量结果重复性较好,即具有较好的热稳定性;由于盐的偏析现象,初晶点的重复性不如熔点的重合度好,且随着实验次数的增加,混合盐都存在一定程度的质量损失,质量损失率均不超过15%。对熔融良好的混合盐,测出其粘度值范围在3 cP到6 cP之间,粘度值随着温度的增加而减小,熔化后具有良好的流动性。对优选的6种B类混合熔盐,拟合出比热与温度的二次关系式,其线性相关度均在0.96以上,且在拟合温度范围内,比热对温度有小幅度的增加。根据比热的拟合方程,与相对应的三元混合碳酸盐相比,优选的混合熔盐具有降低的显热蓄热成本。通过腐蚀性研究可知,加入添加剂NaOH后混合盐B5的腐蚀性略大于相应三元碳酸盐的腐蚀性,且不锈钢310S的耐腐蚀程度大于不锈钢321。 利用X射线衍射图(XRD)分析按质量比和摩尔比配制的混合熔盐的组分可知,为了使混合熔盐形成低熔点的共晶化合物需要尽量按照化学组成进行摩尔比配制。根据化合物的晶格能和键能理论,探讨了不同添加剂引起混合熔盐熔点不同的原因及降低混合熔盐熔点的有效途径。