太阳能高温蓄热多元混合熔盐的制备和热性能的研究

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能源作为我国经济和社会发展的重要组成部分。随着经济和技术的快速发展,我国能源消耗急剧增大,如煤、石油、天然气的大量开采和利用。在此同时又将导致大量温室气体的排放,对生态环境造成严重的危害。因此我国必须进行有效的能源结构调整,大力发展可再生能源,使其成为我国能源的发展重点。其中太阳能作为一种新型能源,具有资源丰富、受地域影响较小、清洁无污染等优点。太阳能热发电技术可以对太阳能进行很好地利用,而传热蓄热技术作为太阳能热发电技术的核心,选择合适的蓄热材料至关重要。熔盐作为蓄热材料具有使用温度高、粘度小、比热容高、成本低等优点,因此常被作为最好的蓄热材料。单独的氯化盐或者碳酸盐进行混合时,其相变温度及相变潜热较低,而使用氯化盐和碳酸盐两种盐类进行混合时,可以制备出相变温度和相变潜热相对较高的蓄热材料,更有利于应用于太阳能蓄热技术中。本文制备了氯化锂-氯化钠和氯化钠-碳酸钠两种二元混合熔盐以及氯化钾-碳酸钠-碳酸钾三元混合熔盐,利用差式扫描量热仪对混合熔盐的储热性能包括熔点、凝固点、潜热和热稳定性进行了实验研究。实验结果表明:可以发生共融的氯化锂-氯化钠混合熔盐的熔点为580℃左右,结晶潜热主要在200-400J/g之间;其中最佳配比为5:5,凝固温度为578.7℃,结晶潜热为320.2J/g;氯化锂-氯化钾的熔点为350℃左右,结晶潜热在60-200J/g之间;氯化钠-碳酸钠熔盐在600℃下未能发生共融;三元混合熔盐中可以发生共融的配比试样的熔点为570℃-580℃;凝固点主要集中在550℃-570℃之间;氯化钾:碳酸钠:碳酸钾=2:3:5的试样为最佳试样,具有较低的熔点568.9℃和凝固点545.3℃;熔盐的热稳定性较好。本文亦研究了混合熔盐的腐蚀性。对304和316L两种不锈钢片在静态下进行熔盐的腐蚀性实验分析,实验中使用的熔盐为NaCl-LiCl(50%-50%)、KCl-LiCl(50%-50%)、KCl-Na2CO3(50%-50%)、NaCl-Na2CO3(50%-50%)、KCl-K2CO3(50%-50%)、KCl-Na2CO3-K2CO3(30%-30%-40%)。结果显示:316L不锈钢片的抗腐蚀能力要强于304;相同总量,相同配比的碳酸熔盐和氯化熔盐相比,碳酸熔盐对两种不锈钢片的腐蚀性大于氯化盐。
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