本发明专利技术提供一种双层核壳结构高温相变储能胶囊及其制备方法，所述制备方法包括：将高温熔盐进行球磨得到芯材球磨料；将芯材球磨料进行滚动造粒得到芯材颗粒；将碳源材料进行球磨得到碳源材料球磨料；将芯材颗粒和碳源材料球磨料放入造粒机内进行滚动造粒，得到初级包覆体；对初级包覆体进行热处理得到初级胶囊体；将固体废弃物进行球磨得到固废球磨料；将初级胶囊体和固废球磨料放入造粒机内进行滚动造粒，得到双层包覆体；对双层包覆体进行热处理得到双层核壳结构高温相变储能胶囊。本发明专利技术的高温相变储能胶囊的制备方法简单、成本低、包覆率高、密封性好、相变潜热值大和循环使用寿命长，在电力削峰填谷和工业余热回收领域具有潜在的应用价值。具有潜在的应用价值。具有潜在的应用价值。
【技术实现步骤摘要】
一种双层核壳结构高温相变储能胶囊及其制备方法
[0001]本专利技术属于资源再利用和储能领域，特别涉及一种双层核壳结构高温相变储能胶囊及其制备方法。
技术介绍
[0002]高温熔盐相变储能材料作为一种相变储能材料，其相变温度集中于400摄氏度以上，具有便宜易得，蒸汽压低，相变温度范围广，熔化潜热高，导热性能好，熔融时体积变化小等优点，但其在使用过程中会发生固
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液相变，存在易泄漏、形态不稳定、对封装容器强侵蚀性等突出问题，严重制约其应用。目前，主要是通过烧结封装、浸渍封装和胶囊化封装等方法制备定型高温熔盐复合相变储能材料，解决其存在的应用问题。
[0003]胶囊化封装高温熔盐相变储能材料是使用金属、金属氧化物、陶瓷或玻璃包覆高温熔盐相变储能材料形成具有核壳结构的复合材料，具有制备方法简单，胶囊尺寸、壳层厚度可调，相变潜热值大，循环使用寿命长，与相变储能系统匹配程度高等优点，具有较高的开发潜力和工业应用价值，主要通过以下三种方法制备：化学气相沉积或电镀工艺、在高温下玻璃吹制工艺和限水溶胶
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凝胶工艺。目前的胶囊化封装高温熔盐相变储能材料的制备方法存在原材料成本高或复杂工艺导致的制备成本高以及包覆率低等问题。
[0004]因此，如何遴选合适的原料、采用适宜的工艺，在微尺度结构设计方面实现胶囊化封装高温熔盐相变储能材料的芯材膨胀空间预留和高性能胶囊壁材可控生长是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是以低成本固体废弃物为原料，通过滚动造粒技术构建双层核壳结构，实现对高温熔盐相变储能材料的有效包覆，实现对高温熔盐相变储能材料的有效包覆，形成可承载芯材膨胀的多孔碳中间层，制备高性能的双层核壳结构高温相变储能胶囊体。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种双层核壳结构高温相变储能胶囊的制备方法，所述制备方法包括：将高温熔盐进行球磨，得到芯材球磨料，将所述芯材球磨料放入造粒机内进行滚动造粒，得到芯材颗粒；将碳源材料进行球磨，得到碳源材料球磨料，将所述芯材颗粒和所述碳源材料球磨料放入造粒机内进行滚动造粒，得到初级包覆体；对所述初级包覆体进行热处理，使得所述高温熔盐的外围形成多孔碳结构，实现多孔碳对所述高温熔盐的封装，得到初级胶囊体；将固体废弃物进行球磨，得到固废球磨料，将所述初级胶囊体和所述固废球磨料放入造粒机内进行滚动造粒，得到双层包覆体；对所述双层包覆体进行热处理，得到双层核壳结构高温相变储能胶囊；其中，所述双层核壳结构高温相变储能胶囊的相变温度为400℃
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1000℃、粒径为1
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10mm；所述高温熔盐的质量占所述双层核壳结构相变储能胶囊的质量的40％
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80％；所述多孔炭的质量占所述双层核壳结构相变储能胶囊的质量的5％
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10％；所述固废基陶瓷壁材的质量占所述双层核壳结构相变储能胶囊的质量的10％
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55％。
[0007]作为本专利技术的再进一步技术方案是，所述高温熔盐至少包括下述中的一种：氯化物、硝酸盐、碳酸盐或氟化物；所述氯化物至少包括下述中的一种：氯化钠、氯化钾或氯化镁；所述硝酸盐至少包括下述中的一种：硝酸钠或硝酸钾；所述碳酸盐至少包括下述中的一种：碳酸钠或碳酸钾；所述氟化物至少包括下述中的一种：氟化钠或氟化锂。
[0008]作为本专利技术的再进一步技术方案是，所述碳源材料至少包括下述中的一种：玉米淀粉、红薯淀粉或工业蔗糖。
[0009]作为本专利技术的再进一步技术方案是，所述的固体废弃物至少包括下述中的一种：粉煤灰、废催化剂尾渣或锂云母选矿尾泥。
[0010]作为本专利技术的再进一步技术方案是，所述将高温熔盐进行球磨包括：对高温熔盐进行干法球磨，球磨过程中球料比为1:1
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1.2:1，球磨时间为1
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4h，球磨后得到芯材球磨料；所述将所述芯材球磨料放入造粒机内进行滚动造粒包括：将所述芯材球磨料放入滚筒式圆盘造粒机内，以水为粘结剂进行滚动造粒，所述滚筒式圆盘造粒机的直径为50cm、深度为20cm，滚动造粒过程中转速为1
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100r/mi n，滚动时间为1
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20mi n，滚动造粒结束后得到芯材颗粒。
[0011]作为本专利技术的再进一步技术方案是，所述将碳源材料进行球磨包括：对碳源材料进行干法球磨，球磨过程中球料比为1:1
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1.2:1，球磨时间为1
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4h，球磨后得到碳源材料球磨料；所述将所述芯材颗粒和所述碳源材料球磨料放入造粒机内进行滚动造粒包括：将所述芯材颗粒和所述碳源材料球磨料放入滚筒式圆盘造粒机内，以水为粘结剂进行滚动造粒，所述滚筒式圆盘造粒机的直径为50cm、深度为20cm，滚动造粒过程中转速为1
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100r/mi n，滚动时间为1
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20mi n，滚动造粒结束后得到初级包覆体。
[0012]作为本专利技术的再进一步技术方案是，所述将固体废弃物进行球磨包括：对固体废弃物进行干法球磨，球磨过程中球料比为1:1
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1.5:1，球磨时间为4
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8h，球磨放料过程中采用8目网格，球磨结束后将球磨后的所述固体废弃物过100目网筛，得到固废球磨料；所述将所述初级胶囊体和所述固废球磨料放入造粒机内进行滚动造粒包括：将所述初级胶囊体和所述固废球磨料放入滚筒式圆盘造粒机内，以水为粘结剂进行滚动造粒，所述滚筒式圆盘造粒机的直径为50cm、深度为20cm，滚动造粒过程中转速为1
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100r/mi n，滚动时间为1
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20mi n，滚动造粒结束后得到双层包覆体。
[0013]作为本专利技术的再进一步技术方案是，所述对所述初级包覆体进行热处理包括：将所述初级包覆体放入热处理炉中进行热处理，热处理过程中自室温以3
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10℃/mi n的升温速率升温至400℃，保温20
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60mi n，烧成结束后随炉冷却80
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120mi n至室温，使得所述高温熔盐的外围形成多孔碳结构，实现多孔碳对所述高温熔盐的封装，得到初级胶囊体。
[0014]作为本专利技术的再进一步技术方案是，所述对所述双层包覆体进行热处理包括：将所述双层包覆体放入热处理炉中进行热处理，热处理过程中自室温以3
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10℃/mi n的升温速率升温至800
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1200℃，保温30
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120mi n，烧成结束后随炉冷却80
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120mi n至室温，使得所述固体废弃物烧结形成固废基陶瓷壁材，得到双层核壳结构高温相变储能胶囊。
[0015]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了一种双层核壳结构高温相变储能胶囊，所述双层核壳结构高温相变储能胶囊由权利要求1
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9任一项所述的制备方法制作而成。
[0016]有益效果：本专利技术提出了一种双层本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种双层核壳结构高温相变储能胶囊的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将高温熔盐进行球磨，得到芯材球磨料，将所述芯材球磨料放入造粒机内进行滚动造粒，得到芯材颗粒；将碳源材料进行球磨，得到碳源材料球磨料，将所述芯材颗粒和所述碳源材料球磨料放入造粒机内进行滚动造粒，得到初级包覆体；对所述初级包覆体进行热处理，使得所述高温熔盐的外围形成多孔碳结构，实现多孔碳对所述高温熔盐的封装，得到初级胶囊体；将固体废弃物进行球磨，得到固废球磨料，将所述初级胶囊体和所述固废球磨料放入造粒机内进行滚动造粒，得到双层包覆体；对所述双层包覆体进行热处理，使得所述固体废弃物烧结形成固废基陶瓷壁材，得到双层核壳结构高温相变储能胶囊；其中，所述双层核壳结构高温相变储能胶囊的相变温度为400℃
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1000℃、粒径为1
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10mm；所述高温熔盐的质量占所述双层核壳结构相变储能胶囊的质量的40％
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80％；所述多孔碳的质量占所述双层核壳结构相变储能胶囊的质量的5％
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10％；所述固废基陶瓷壁材的质量占所述双层核壳结构相变储能胶囊的质量的10％
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55％。2.根据权利要求1所述的双层核壳结构高温相变储能胶囊的制备方法，其特征在于：所述高温熔盐至少包括下述中的一种：氯化物、硝酸盐、碳酸盐或氟化物；所述氯化物至少包括下述中的一种：氯化钠、氯化钾或氯化镁；所述硝酸盐至少包括下述中的一种：硝酸钠或硝酸钾；所述碳酸盐至少包括下述中的一种：碳酸钠或碳酸钾；所述氟化物至少包括下述中的一种：氟化钠或氟化锂。3.根据权利要求2所述的双层核壳结构高温相变储能胶囊的制备方法，其特征在于：所述碳源材料至少包括下述中的一种：玉米淀粉、红薯淀粉或工业蔗糖。4.根据权利要求3所述的双层核壳结构高温相变储能胶囊的制备方法，其特征在于：所述的固体废弃物至少包括下述中的一种：粉煤灰、废催化剂尾渣或锂云母选矿尾泥。5.根据权利要求4所述的双层核壳结构高温相变储能胶囊的制备方法，其特征在于：所述将高温熔盐进行球磨包括：对高温熔盐进行干法球磨，球磨过程中球料比为1:1
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1.2:1，球磨时间为1
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4h，球磨后得到芯材球磨料；所述将所述芯材球磨料放入造粒机内进行滚动造粒包括：将所述芯材球磨料放入滚筒式圆盘造粒机内，以水为粘结剂进行滚动造粒，所述滚筒式圆盘造粒机的直径为50cm、深度为20cm，滚动造粒过程中转速为1
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100r/min，滚动时间为1
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20min，滚动造粒结束后得到芯材颗粒。6.根据权利要求5所述的双层核壳结构高温相变储能胶囊的制备方法，其特征在于：所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：张晓光，潘德安，艾永红，张浩杰，孔儒豪，
申请(专利权)人：江西五矿高安有色金属有限公司，
类型：发明
国别省市：
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