一种高温传热工质及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种高温传热工质及其制备方法，高温传热工质的各组分按照以下重量配比均匀混合而成：NaBr：3-25份；Ca(Br)2：4-25份；KBr：25-67份；LiBr：16-50份，本发明专利技术的高温传热工质在高温下传热系数高、蒸汽压力低、热稳定性和安全性能好；在其使用温度范围内不易与如不锈钢等金属材料发生化学反应，也不易因与多数流体发生化学反应而发生不燃烧或者爆炸等烈性事故，能够满足太阳能热发电对传热或工质及高温热管对传热工质性能的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及热能材料高新技术中的物理传热工质
，具体涉及一种高温传热工质及其制备方法。
技术介绍
聚光太阳能热发电作为一种大规模且具有商业可行性的发电模式，其中的传热蓄热技术是影响其发电规模以及效率的核心技术之一，而如何选择合适的高温传热介质又是传热技术中尤为重要的关键环节之一。熔盐是无机盐的熔融体，因其具备包括使用范围广、黏度低、导热系数大、热容量大和化学稳定性好在内的明显优点，近年来在聚光太阳能热发电系统中得到广泛应用。如美国、德国等已将其作为提高热发电的发电效率和降低发电成本的重要技术途径，并开发出了如Solar Salt(NaNO3:60％，KNO3:40％)、Hitec(NaNO3:7％，KNO3:53％，NaNO2:40％)和HitecXL(NaNO3:7％，KNO345％，Ca(NO3)2:48％)等混合熔盐，但目前的混合熔盐存在稳定性差、工作温度范围窄和成本相对较高等亟待改善的缺陷。此外，在高温热管技术中，采用的传热工质主要是钠、钾、钠钾合金等化学性非常活跃的、遇空气及多种介质非常容易发生化学反应而发生激烈燃烧、甚至爆炸的碱金属。热管在工作过程中一旦发生泄漏，会造成较大的经济损失、甚至可能导致人员伤亡。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种高温传热工质及其制备方法，旨在改善熔盐的工作温度范围和稳定性。本专利技术采用的技术方案具体为：一种高温传热工质，工质的各组分按照以下重量配比均匀混合而成：NaBr：3-25份；Ca(Br)2：4-25份；KBr：25-67份；LiBr：16-50份。一种高温传热工质，工质的各组分按照以下重量配比均匀混合而成：NaBr：5-20份；Ca(Br)2：6-20份；KBr：30-60份；LiBr：20-40份。一种高温传热工质，工质的各组分按照以下重量配比均匀混合而成：NaBr：10-25份；Ca(Br)2：15-25份；KBr：25-40份；LiBr：16-30份。一种高温传热工质，工质的各组分按照以下重量配比均匀混合而成：NaBr：5-15份；Ca(Br)2：5-20份；KBr：40-67份；LiBr：30-50份。一种高温传热工质，工质的各组分按照以下重量配比均匀混合而成：NaBr：5份；Ca(Br)2：18份；KBr：27份；LiBr：50份。一种高温传热工质的制备方法，包括如下步骤：混合步骤：将按比例取出的NaBr、Ca(Br)2、KBr和LiBr放入转速不低于8000rpm的混合装置内，以设定的混合机转速混合10-60s，使其充分混合；加热与搅拌步骤：将充分混合后的混合物放入加热装置内加热，加热的同时对其进行搅拌，直至混合物熔化；对熔化后的混合物继续搅拌30min以上，继续搅拌期间保持混合物的温度在所配比例的混合熔盐熔化温度以上至少200℃，直至混合物中的结晶水及其它杂质挥发完毕；工质成料步骤：停止加热步骤中的加热和搅拌步骤中的搅拌，将混合熔体冷却至常温，即得到高温传热工质。在上述高温传热工质的制备方法中，将混合熔体通过自然冷却的方式冷却至常温。在上述高温传热工质的制备方法中，将混合熔体放置到充满纯净氮气的室内后采用强制氮气对流的方式将混合熔体冷却至常温。在上述高温传热工质的制备方法中，所述加热装置包含有搅拌功能。本专利技术产生的有益效果是：首先，较之于目前作为传热工质的混合熔盐，按照本专利技术的工质组分制备出的混合熔盐具有在高温条件下具有传热系数高、蒸汽压力低、热稳定性和安全性能好的优点，可以更好地满足太阳能热发电传热(及高温热管传热)对传热和/或性能要求；其次，工质的工作温度根据配比不同高低可调，工质在其使用温度范围内既不易与如不锈钢等金属材料发生化学反应，也不会因与多数流体发生化学反应而产生不燃烧现象或者发生爆炸等烈性事故，且工质在使用过程中也不会产生有毒有害气体；此外，而且各配制组分为溴化盐，作为传热工质还具有成本低和制备方法简单的优点。附图说明当结合附图考虑时，能够更完整更好地理解本专利技术。此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1为本专利技术一种高温传热工质的DSC升温曲线；图2为本专利技术一种高温传热工质的DSC降温曲线；图3为本专利技术一种高温传热工质的热重变化曲线。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术的技术方案作进一步详细的说明。作为一种具体实施例，首先高温传热工质的各组分(工业级)按照以下重量配比均匀混合而成：NaBr：5份；Ca(Br)2：18份；KBr：27份；LiBr：50份，配制成50克混合物，将其放入烧杯中用玻璃棒进行初步搅拌混合；然后初步混合后的混合物放入转速10000rpm以上的粉碎机内，打开粉碎机的电源转动15-20s，使四种化合物基本实现充分、均匀混合；然后将混合均匀的混合物放入带搅拌器的电炉内逐渐将其加热到305℃，同时进行搅拌，直至混合物熔化；然后在继续加热和搅拌的同时，逐渐将混合物加热到并稳定到500℃，然后继续搅拌45min，待混合物中的结晶以及其它杂质挥发完毕后，停止加热和搅拌，将混合熔体自然冷却或者放置到充满纯净氮气的室内通过强制氮气对流的方式冷却至常温，即得到本专利技术的高温传热工质。采用同步热分析仪对制备的上述高温传热工质的DSC特性进行分析，得到图1-3的特性变化曲线。从图中可以看出，在熔化的过程中，熔化起始温度点为304.5℃，峰值温度为310.2℃，终止温度点为314.2℃；而在凝固的过程中，结晶起始温度点为302.4℃，峰值温度为300.2℃，终止点为297.0℃；从图3中可以看到；本专利技术的工质的分解温度为798.4℃，远高于现有混合熔盐的最高600℃左右的分解温度,可实现高效传热，能够作为高温热管和聚光太阳能集热系统的传热工质。如上所述，对本专利技术的实施例进行了详细地说明，显然，只要实质上没有脱离本专利技术的专利技术点及效果、对本领域的技术人员来说是显而易见的变形，也均包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温传热工质，其特征在于，工质的各组分按照以下重量配比均匀混合而成：NaBr：3‑25份；Ca(Br)2：4‑25份；KBr：25‑67份；LiBr：16‑50份。

【技术特征摘要】
1.一种高温传热工质，其特征在于，工质的各组分按照以下重量配比
均匀混合而成：NaBr：3-25份；Ca(Br)2：4-25份；KBr：25-67份；LiBr：
16-50份。
2.一种高温传热工质，其特征在于，工质的各组分按照以下重量配比
均匀混合而成：NaBr：5-20份；Ca(Br)2：6-20份；KBr：30-60份；LiBr：
20-40份。
3.一种高温传热工质，其特征在于，工质的各组分按照以下重量配比
均匀混合而成：NaBr：10-25份；Ca(Br)2：15-25份；KBr：25-40份；
LiBr：16-30份。
4.一种高温传热工质，其特征在于，工质的各组分按照以下重量配比
均匀混合而成：NaBr：5-15份；Ca(Br)2：5-20份；KBr：40-67份；LiBr：
30-50份。
5.一种高温传热工质，其特征在于，工质的各组分按照以下重量配比
均匀混合而成：NaBr：5份；Ca(Br)2：18份；KBr：27份；LiBr：50
份。
6.一种高温传热工质的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊亚选，史建峰，刘蓉，陈红兵，李德英，
申请(专利权)人：北京建筑大学，
类型：发明
国别省市：北京;11