二元硝酸納米熔鹽傳熱蓄熱介質及其製備方法

2023-05-22 13:57:16

二元硝酸納米熔鹽傳熱蓄熱介質及其製備方法
【專利摘要】本發明「二元硝酸納米熔鹽傳熱蓄熱介質及其製備方法」,屬於太陽能光熱發電領域。本發明提供的二元硝酸納米熔鹽傳熱蓄熱介質，其特徵在於：將納米粒子分散到高溫條件下的KNO3-NaNO3、KNO3-NaNO2固-液相變二元硝酸熔鹽體系中複合而得；所述納米粒子為SiO2、ZnO、Al2O3、TiO2、CaO和/或MgO納米粒子。本發明提供的傳熱蓄熱介質克服了現有二元硝酸熔融鹽體系存在的導熱係數低，熱穩定性差，使用溫度範圍窄等缺點，可廣泛用於太陽能光熱發電【技術領域】。
【專利說明】二元硝酸納米熔鹽傳熱蓄熱介質及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用於太陽能光熱發電的蓄熱傳熱複合介質，尤其涉及一種二元硝酸納米熔鹽傳熱蓄熱介質及其製備方法。
【背景技術】
[0002]在工業蓄能和太陽能光熱發電技術中，目前使用的蓄熱傳熱介質主要有空氣、水、導熱油、熔鹽、鈉和鋁等金屬。熔鹽因具有廣泛的使用溫度範圍，低蒸汽壓，低粘度，良好的穩定性，低成本等諸多特性已成為太陽能光熱發電技術中頗具潛力的傳熱蓄熱介質，成為目前應用較多，較為成熟的傳熱蓄熱介質。高溫熔鹽主要有硝酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽、氟化物、氯化物、氧化物等。
[0003] 硝酸熔鹽體系的原料來源廣泛、價格低廉、腐蝕性小且一般在500°C以下不會熱分解，與其他熔鹽相比，硝酸熔鹽具有很大的優勢。目前，國外太陽能光熱發電的電站所使用的傳熱蓄熱介質主要為二元硝酸鹽體系(40% KN03-60% NaNO3)和三元硝酸鹽體系(KNO3-NaNO3-NaNO2)0但是硝酸熔鹽體系存在熔解熱較小、熱導率低的缺點，三元硝酸鹽體系的熔點低至142°C，但是上限溫度偏低，造成熱機效率和太陽能利用率偏低，且組分NaNO2在高溫條件下易發生分解反應，產生硝酸鈉、氧化鈉和氮氣，如果與空氣接觸還會產生氧化反應。二元硝酸鹽體系的工作溫度範圍為290°C -600°C，上限溫度較高比較理想，但是熔點偏高，雲遮時的維護成本過高，而且會導致在實際應用中需要消耗更多的能量來保溫，以防止熔鹽在管路中凝結，而熔融鹽在管路中凝結，對太陽能熱發電系統產生的後果是非常嚴重的。國內通常採用的二元硝酸熔鹽體系是55% KN03-45% NaNO2,工作溫度範圍130-50(TC，其熔點大幅度降低，減少了維護成本，但是上限使用溫度也相應降低。
[0004]中國發明專利申請200910074994.0公開了一種氟鹽基納米高溫相變蓄熱複合材料，是將納米級的金粒子、銀粒子、銅粒子按一定比例複合到高溫相變的氟鹽中得到的，克服了氟鹽基相變材料存在的傳熱性能差，導熱率低，凝固時體積收縮大等缺陷。但是在氟鹽基鹽中複合銀粒子、銅粒子或金粒子後並沒有克服氟鹽基存在的熔點偏高、熱傳導率低、熱穩定性差等缺陷。關於如何對二元硝酸熔融鹽進行改性從而提高其各種性能，如工作溫度範圍、熱穩定性和/或導熱係數等，使其更適合在工業蓄能和太陽能光熱發電【技術領域】使用，有必要進一步研究和嘗試。

【發明內容】

[0005]本發明根據上述領域存在的缺陷和空白，提供一種二元硝酸納米熔鹽傳熱蓄熱介質的配方，其製備工藝，克服了現有二元硝酸熔融鹽體系存在的導熱係數低，熱穩定性差，使用溫度範圍窄等缺點。本發明的技術方案如下:
[0006]二元硝酸納米熔鹽傳熱蓄熱介質，其特徵在於:是將納米粒子分散到固-液相變狀態的二元硝酸熔鹽體系中複合而得；所述納米粒子為Si02、ZnO、A1203、CaO, TiO2和/或MgO納米粒子。[0007]所述納米粒子的重量在所述二元硝酸納米熔鹽中佔1% _5%。
[0008]所述納米粒子的粒徑為10_30nm。
[0009]上述任意二元硝酸納米熔鹽傳熱蓄熱介質，所述二元硝酸熔鹽體系為KNO3-NaNO3,各成分的重量份組成為:硝酸鉀20-40份；硝酸鈉60-80份。
[0010]所述二元硝酸熔鹽體系KNO3-NaNO3中各成分的重量份組成為:硝酸鉀40份；硝酸鈉60份。
[0011]所述二元硝酸熔鹽體系為KNO3-NaNO2，各成分的重量份組成為:硝酸鉀30_60份；亞硝酸鈉40-70份。
[0012]所述二元硝酸熔鹽體系為KNO3-NaNO2中各成分的重量份組成為:硝酸鉀55份；亞硝酸鈉45份。
[0013]上述任一二元硝酸納米熔鹽傳熱蓄熱介質在工業蓄能或太陽能光熱發電中的用途。
[0014]用於製備上述任一所述二元硝酸納米熔鹽傳熱蓄熱介質的製備工藝，其特徵在於採用以下熔鹽製備裝置:所述設備包括熱源裝置、帶夾層內腔(13)的熔鹽罐(2)、氣流粉碎乾燥器(3)、造粒裝置(5-1)、冷卻裝置(5-2)和輸出裝置；
[0015]所述熱源裝置包括熱載體承載腔，所述熱載體承載腔與所述夾層內腔(13)之間通過熱載體管道(20-1)連通；
[0016]所述熔鹽罐(2)、氣流粉碎乾燥器(3)和輸出裝置之間通過熔鹽管道向連通，所述熔鹽管道由所述熔鹽罐(2)的下端伸出並連通氣流粉碎乾燥器(3)的上端；所述氣流粉碎乾燥器(3)的下端與熱交換器(4)相連；
[0017]所述熱源裝置指太陽能集熱系統(9)、移動式電伴熱(10)或相互獨立控制且並聯的太陽能集熱系統(9)和移動式電伴熱(10)；
[0018]步驟如下:
[0019]將按比例組成的二元硝酸熔鹽體系的原料加入到所述帶夾層的熔鹽罐(2)中，啟動熱源裝置加熱到熔融狀態後按比例加入所述納米粒子，繼續加熱並攪拌至熔鹽體系均勻為止；
[0020]將加入均勻的複合熔鹽抽至氣流粉碎乾燥器(3 )中，進行氣流粉碎和乾燥，得到二元硝酸納米熔鹽傳熱蓄熱介質，最後通過輸出裝置輸出。
[0021]所述太陽能集熱系統(9)與所述熔鹽罐之間的熱載體管道(20-1)設為相互獨立控制的兩根，其中一根上設置有高溫儲存罐(I )。
[0022]所述帶夾層的熔鹽罐(2)與所述氣流粉碎乾燥器(3)之間的熔鹽管道上設置有高溫熔鹽泵(14)。
[0023]所述帶夾層的熔鹽罐(2)的夾層內腔底部與所述熱交換器(4)之間通過一段熱載體管道(20-2)相連通。
[0024]所述熱交換器(4)與所述熱源裝置之間通過一段熱載體管道(20-3)相連通，所述熱載體管道(20-3)上設置有低溫儲存罐(18)。
[0025]所述帶夾層的熔鹽罐(2 )還包括攪拌裝置(11)和進料口( 12 )。
[0026]所述輸出裝置依次包括造粒裝置(5-1)、冷卻裝置(5-2)、料倉(6)、包裝裝置(7)和/或存儲裝置(8)。[0027]每一段所述熱載體管道上都至少設置有一個熱載體泵。
[0028]任一方法中採用的熔鹽製備設備。
[0029]本發明的傳熱蓄熱介質相比原二元硝酸熔鹽，熔點降低不顯著，但都有所降低，但是納米粒子的加入大大提高了二元硝酸熔鹽的導熱係數和熱穩定性，避免了一般高溫熔鹽使用時容易局部過熱的缺陷，大大拓寬了二元硝酸熔鹽體系的工作溫度範圍，可廣泛用於工業蓄能和太陽能光熱發電【技術領域】。
[0030]本發明中採用的納米粒子的理化性質簡介如下，特別注意的是，本發明次採用的這些納米粒子符合工業純級即可，也就是說，該純級以及更高純級的材料都可以用於本發明。
[0031]二氧化矽:又稱矽石。在自然界分布很廣，如石英、石英砂等。白色或無色，含鐵量較高的是淡黃色。密度2.2~2.66，熔點1670°C (鱗石英)、1710°C (方石英)，沸點2230°C，相對介電常數為3.9。不溶於水微溶於一般的酸，但溶於氫氟酸及熱濃磷酸，能和熔融鹼類起作用。用於制玻璃、水玻璃、陶器、搪瓷、耐火材料、矽鐵、型砂、單質矽等。
[0032]氧化鋅:氧化鋅(ZnO),俗稱鋅白，是鋅的一種氧化物。難溶於水,可溶於酸和強鹼，氧化鋅是一種常用的化學添加劑，廣泛地應用於塑料、矽酸鹽製品、合成橡膠、潤滑油、油漆塗料、藥膏、粘合劑、食品、電池、阻燃劑等產品的製作中。熔點:1975°C，密度5.6，沸點2950 O。[0033]氧化鋁:化學符號=Al2O3、分子量102，純淨氧化鋁是白色無定形粉末，俗稱礬土，密度3.9-4.0g/cm3，熔點2050°C、沸點2980°C，不溶於水。
[0034]氧化鈦:化學式=TiO2，分子量:79.87;密度:4.26g/m，Lat25 O (lit.)，熔點:1840°C，沸點:2900°C，白色無定形粉末，加熱時變黃色，受高溫變棕色，冷時再呈白色，化學性質相當穩定，不溶於鹽酸、硝酸和稀硫酸。
[0035]氧化鎂:白色或淡黃色粉末，無臭、無味，該品不溶於水或乙醇，微溶於乙二醇，熔點2852°C，沸點3600°C，氧化鎂有高度耐火絕緣性能。
[0036]本發明提供的二元硝酸納米熔鹽傳熱蓄熱介質，納米粒子均勻分布在二元硝酸熔鹽中，在高溫液相狀態下，混合液內的納米粒子穩定懸浮。由於納米粒子很大的比表面積和界面效應，大大增加了二元硝酸納米熔鹽的導熱係數和傳熱面積。通過納米空洞產生的巨大毛細管力將熔鹽吸附到基體中來控制空穴的尺度和分布，從而使體積收縮變小。毛細管力的作用使液態的二元硝酸納米熔鹽很難從微孔中溢出，從而解決了高溫熔鹽熔化時的流動性問題。
[0037]二元硝酸納米熔鹽傳熱蓄熱介質的相變潛熱比沒有加入納米粒子的二元硝酸熔鹽相變潛熱高，儲能密度高，降低了對蓄熱系統尺寸的要求，能量利用率高，節能效果好。該介質可以利用和控制空穴的形成以強化傳熱，限制二元硝酸熔鹽固液相變時的體積收縮，比沒有加入納米粒子的二元硝酸熔鹽的體積收縮減少。
[0038]二元硝酸納米熔鹽的吸熱及蓄熱能力好，導熱係數明顯提高，導熱性能大大增加，克服了二元硝酸熔鹽導熱性能差，易局部過熱的缺點，可廣泛用於太陽能光熱發電【技術領域】。
[0039]本發明還提供了用於規模化製備二元硝酸納米熔鹽的製備工藝，其步驟依賴於一套本發明提出的設備，該套工藝和設備的創新點及優點如下:[0040]工藝如下:
[0041]1.將熔鹽體系的不同組分按照一定的順序依次加入熔鹽罐，在一定的溫度和壓力條件下，加熱到熔鹽罐內的熔鹽粘度可機械攪拌時，開動機械攪拌一段時間至體系均勻。由熱源裝置提供加熱所需的能量，熱源裝置可選擇移動式電伴熱或太陽能集熱。如果是在用料現場，比如太陽能光熱電站，可直接使用聚集的太陽能，環保節能。
[0042]2.開啟高溫熔鹽泵，打開出料口，把熔鹽罐內均勻的熔鹽體系從氣流粉碎乾燥器上方噴入，同時熱空氣自氣流粉碎乾燥器的底部鼓入乾燥器，二者是逆向的方式。目的:使液相的熔鹽混合體系在經過氣流粉碎乾燥器後直接形成乾燥均勻的粉末狀，一方面便於包裝出售。另外一方面是使用時性能均一穩定。自氣流乾燥器得到的粉末狀熔鹽進入造粒裝置，得到顆粒更充盈、結實，結構更加細膩的複合熔鹽產品。經冷卻裝置降至室溫後放入料倉，包裝，儲存。
[0043]3.熱源裝置是太陽能集熱系統的情況下，可以將熔鹽罐夾層中的熱載體(高溫導熱油或熔鹽或過熱水蒸氣)疏導至熱交換器中用於加熱所需的熱空氣，充分利用了熔鹽罐用過之後的熱載體的餘熱。整體上提高了該工藝的熱能利用率。
[0044]優點1:
[0045]本發明的熱源裝置提供了以下三種方案:
[0046]方案一、本發明採用聚集的太陽能提供的熱量作為熱源，節能環保。可採用四種方式提供熱源:槽式、塔式、碟式、線性菲涅爾式太陽能光熱發電方式的鏡場聚集太陽能。從成本和技術成熟度的角度優選槽式和塔式。
[0047]方式一:選用光熱發電的槽式鏡場作為聚集太陽能的方式，通過集熱管中的高溫熱載體直
[0048]接加熱熔鹽罐。目前常見的高溫熱載體是高溫熔鹽、導熱油、過熱水蒸氣，在槽式鏡場中
[0049]優選導熱油。
[0050]方式二:選用光熱發電的塔式鏡場作為聚集太陽能的方式，通過吸熱器中的高溫熱載體直
[0051]接加熱熔鹽罐。目前常見的高溫熱載體是高溫熔鹽、導熱油、過熱水蒸氣，在塔式鏡場中
[0052]優選熔鹽。
[0053]方案二、也可採用移動式電伴熱提供熱源，移動式電伴熱不同於傳統式的纏繞電伴熱帶，維修更加的方便簡單。
[0054]方案三、太陽能集熱系統和移動式電伴熱獨立控制且並聯地使用，二者可形成互補作用，比如太陽能輻射不充足時，可用儲存在高溫罐的熱載體或電伴熱進行補充。
[0055]優點2:
[0056]進入氣流粉碎乾燥器的熱空氣的熱量來自於熔鹽罐夾層中的熱載體的餘熱，最大效率的利用熱量。
[0057]優點3:
[0058]熔鹽罐的溫度、壓力可控。
[0059]優點4:[0060]最終產品顆粒細小均勻。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0061]圖1本發明工藝所用的熔鹽製備設備的結構示意圖；
[0062]其中1-高溫儲存罐，2-熔鹽罐，3-氣流粉碎乾燥器，4 一熱交換器，5-1造粒裝置、5-2冷卻裝置6-料倉，7-包裝裝置，8-存儲裝置，9-太陽能集熱系統，10-移動式電伴熱，11-攪拌裝置，12-進料口，13-夾層內腔，14-高溫熔鹽泵，15-鼓風機，16、17、19-熱載體泵，18-低溫儲存罐，20-1, 20-2，20-3-熱載體管道。
【具體實施方式】
[0063]下面結合具體實施例對本發明進行詳細描述。
[0064]實驗材料
[0065]二氧化娃(5;102)、氧化鋅(2110)、氧化招(六1203)、氧化鈦(1102)、氧化鎂(1%0)納米粒子，粒徑10~30nm,工業純級及以上,商購。
[0066]硝酸鉀、硝酸鈉、亞硝酸鈉:工業純級，商購。
[0067]所用的設備:真空加熱爐、差示掃描儀。
[0068]製備工藝及設備:
[0069]本發明硝酸納米熔鹽的製備方法有兩種選擇:
[0070]1、用於實驗室研究的小規模生產可以採用如下步驟:
[0071]步驟I按比例組成二元硝酸熔鹽體系，放入真空加熱爐中加熱除氣除水使其成熔融狀態，加熱，溫度為熔鹽相變溫度以上50-100°C。
[0072]步驟2將納米粒子按比例加入步驟(1)熔融的二元硝酸納米熔鹽體系中，磁力攪拌該熔融混合物0.5-lh，保溫超聲0.5_2h，自然冷卻，即製得均勻穩定的二元硝酸納米熔鹽。
[0073]2、規模化生產優選採用以下工藝及配套的熔鹽製備裝置:
[0074]熔鹽製備設備:所述設備包括熱源裝置、帶夾層內腔(13)的熔鹽罐(2)、氣流粉碎乾燥器(3)，造粒裝置(5-1)、冷卻裝置(5-2)和輸出裝置；
[0075]使用中，將按比例組成的二元硝酸熔鹽體系的原料加入到所述熔鹽罐(2)中，啟動熱源裝置加熱到熔融狀態後按比例加入所述納米粒子，繼續加熱至熔鹽體系均勻為止；
[0076] 將加熱均勻的複合熔鹽抽至氣流粉碎乾燥器(3 )中，進行氣流粉碎和乾燥，得到二元硝酸納米熔鹽粉末狀產品，再經造粒裝置和冷卻裝置得到顆粒更充盈、結實，結構更加細膩的複合熔鹽產品，最後通過輸出裝置輸出。
[0077]所述熱源裝置包括熱載體承載腔，所述熱載體承載腔與所述夾層內腔(13)之間通過熱載體管道(20-1)連通；
[0078]所述熔鹽罐(2)、氣流粉碎乾燥器(3)和輸出裝置之間通過熔鹽管道向連通，所述熔鹽管道由所述熔鹽罐(2)的下端伸出並連通氣流粉碎乾燥器(3)的上端；所述氣流粉碎乾燥器(3)的下端與熱交換器(4)相連；熔鹽罐內均勻的熔鹽體系從上方抽入氣流粉碎乾燥器中，同時熱空氣自氣流粉碎乾燥器的底部鼓入乾燥器，二者是逆向的方式。目的:使液相的熔鹽混合體系在經過氣流粉碎乾燥器後直接形成乾燥均勻的粉末狀，一方面便於包裝出售。另外一方面是使用時性能均一穩定；
[0079]所述熱源裝置指太陽能集熱系統(9)、移動式電伴熱(10)或相互獨立控制且並聯的太陽能集熱系統(9)和移動式電伴熱(10);該設備中熱源裝置可以是單獨的所述太陽能集熱系統9或單獨的移動式電伴熱，也可以是相互獨立控制且並聯的太陽能集熱系統(9)和移動式電伴熱(10)。
[0080]所述太陽能集熱系統(9)與所述熔鹽罐之間的熱載體管道(20)設為相互獨立控制的兩根，其中一根上設置有高溫儲存罐(I);所述高溫儲存罐(I)與所述帶夾層的熔鹽罐(2)之間設有熱載體泵(19)。所述太陽能集熱系統9與所述高溫儲存罐(I)之間設有閥門，用於控制太陽能集熱系統(9)中的熱載體向高溫儲存罐(I)中流動；當關閉該閥門時，可以使用太陽能集熱系統(9)或是移動式電伴熱(10)直接加熱熱載體進而加熱熔鹽罐(2)的方式來製備高溫熔鹽；當能源充足或熔鹽罐不需要加熱時，可打開太陽能集熱系統與高溫儲存罐(I)之間的閥門，經過太陽能集熱系統加熱的熱載體便可通過管道流向高溫儲存罐進而儲存起來，當需要加熱時，可以通過熱載體泵(19)抽進夾層內腔(13)進而加熱熔鹽罐
(2)來製備高溫熔鹽。
[0081] 優選所述帶夾層的熔鹽罐(2)與所述氣流粉碎乾燥器(3)之間的熔鹽管道上設置有高溫熔鹽泵(14)。用於將加熱後的熔鹽抽至氣流粉碎乾燥器中。
[0082]優選所述帶夾層的熔鹽罐(2 )的夾層內腔(13 )底部與所述熱交換器(4 )之間通過一段熱載體管道(20-2 )相連通。該段熱載體管道(20-2 )用於將夾層內腔(13 )中的熱載體引導至熱交換器(4)中用於加熱該設備中所需的熱空氣。從而實現夾層內腔(13)內的熱載體的餘熱再利用，節能環保。
[0083]優選所述熱交換器(4)與所述熱源裝置之間通過一段熱載體管道(20-3)相連通，所述熱載體管道(20-3)上設置有低溫儲存罐(18)。
[0084]在熱交換器中被用盡熱量的熱載體冷卻後通過所述熱載體管道(20-3)上的熱載體泵(16)抽送至低溫儲存罐中，通過熱載體泵(17)送回到熱源裝置中循環使用。
[0085]優選所述帶夾層的熔鹽罐(2 )還包括攪拌裝置(11)和進料口( 12 )。
[0086]優選所述輸出裝置依次包括料倉(6 )、包裝裝置(7 )和/或存儲裝置(8 )。
[0087]每一段所述熱載體管道(20)至少設置有一個熱載體泵。
[0088]上述設備中的各段管道上均設置有充足的閥門和泵(熱載體泵或熔巖泵)用於控制管道中的物質的流動和流向。熱源裝置與帶夾層的熔鹽罐之間的熱載體管道上的閥門通過控制熱載體的輸送量和速度從而控制加熱溫度，所述熔鹽罐自身帶有壓力控制裝置。
[0089]實施例1.基於KNO3-NaNO3 二元硝酸鹽體系的納米熔鹽的製備工藝及性能比較
[0090]步驟1.按比例組成1(勵3-似勵3熔鹽體系，放入真空加熱爐中加熱除氣除水使其成熔融狀態，加熱，溫度為熔鹽相變溫度以上50-100°C。
[0091]步驟2.將納米粒子按比例加入步驟(1)熔融的二元硝酸納米熔鹽體系中，磁力攪拌該熔融混合物0.5-lh，保溫超聲0.5-2h，自然冷卻，即製得均勻穩定的二元硝酸納米熔鹽。
[0092]步驟3.熔點測試:
[0093]採用通用的差示掃描儀DSC進行(常壓下掃描)。
[0094]步驟4.熱穩定性測試[0095]對製備得到二元硝酸納米熔鹽及對照(每種二元硝酸納米熔鹽的原二元硝酸熔鹽)進行熱穩定性測試。
[0096]測試採用重量法進行:將所得的熔融鹽分別裝入鎳制的坩堝中，放入溫控爐中進行加熱，從常溫開始進行實驗，每隔一段時間取出實驗坩堝用分析天平稱重。如果在某一溫度段內，試樣的重量不再減少，再提高溫控爐的溫度。然後再每隔一段時間取出實驗坩堝進行稱重，到另一個穩態之後再繼續升溫。
[0097]實驗結果:
[0098]步驟I和2配製並複合而得的二元硝酸納米熔鹽及其配方如表1所示
[0099]表1.實施例1製備得到的二元硝酸納米熔鹽
[0100]
【權利要求】
1.二元硝酸納米熔鹽傳熱蓄熱介質，其特徵在於:是將納米粒子分散到固-液相變狀態的二元硝酸熔鹽體系中複合而得；所述納米粒子為Si02、Zn0、Al203、Ca0、Ti02和/或MgO納米粒子。
2.根據權利要求1所述的二元硝酸納米熔鹽傳熱蓄熱介質，其特徵在於:所述納米粒子的重量在所述二元硝酸納米熔鹽中佔1% _5%。
3.根據權利要求1所述的二元硝酸納米熔鹽傳熱蓄熱介質，所述納米粒子的粒徑為10_30nmo
4.根據權利要求1~3任一所述的二元硝酸納米熔鹽傳熱蓄熱介質，所述二元硝酸熔鹽體系為KNO3-NaNO3,各成分的重量份組成為:硝酸鉀20-40份；硝酸鈉60-80份。
5.根據權利要求4所述的二元硝酸納米熔鹽傳熱蓄熱介質，所述各成分的重量份組成為:硝酸鉀40份；硝酸鈉60份。
6.根據權利要求1~3任一所述的二元硝酸納米熔鹽傳熱蓄熱介質，所述二元硝酸熔鹽體系為KNO3-NaNO2，各成分的重量份組成為:硝酸鉀30-60份；亞硝酸鈉40-70份。
7.根據權利要求6所述的二元硝酸納米熔鹽傳熱蓄熱介質，所述各成分的重量份組成為:硝酸鉀55份；亞硝酸鈉45份。
8.權利要求1~7任一所述二元硝酸納米熔鹽傳熱蓄熱介質在工業蓄能或太陽能光熱發電中的用途。
9.用於製備權利要 求1~7任一所述二元硝酸納米熔鹽傳熱蓄熱介質的方法，其特徵在於採用以下熔鹽製備設備:所述設備包括熱源裝置、帶夾層內腔(13)的熔鹽罐(2)、氣流粉碎乾燥器(3 )、造粒裝置(5-1 )、冷卻裝置(5-2 )和輸出裝置； 所述熱源裝置包括熱載體承載腔，所述熱載體承載腔與所述夾層內腔(13)之間通過熱載體管道(20-1)連通； 所述熔鹽罐(2)、氣流粉碎乾燥器(3)和輸出裝置之間通過熔鹽管道向連通，所述熔鹽管道由所述熔鹽罐(2)的下端伸出並連通氣流粉碎乾燥器(3)的上端；所述氣流粉碎乾燥器(3)的下端與熱交換器(4)相連； 所述熱源裝置指太陽能集熱系統(9)、移動式電伴熱(10)或相互獨立控制且並聯的太陽能集熱系統(9)和移動式電伴熱(10)； 步驟如下: 將按比例組成的二元硝酸熔鹽體系的原料加入到所述帶夾層的熔鹽罐(2)中，啟動熱源裝置加熱到熔融狀態後按比例加入所述納米粒子，繼續加熱並攪拌至熔鹽體系均勻為止; 將加熱均勻的複合熔鹽抽至氣流粉碎乾燥器(3)中，進行氣流粉碎，得到顆粒均勻的粉末狀產品；再進入造粒裝置(5-1)得到顆粒產品，冷卻後通過輸出裝置輸出。
10.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於:所述太陽能集熱系統(9)與所述熔鹽罐之間的熱載體管道(20-1)設為相互獨立控制的兩根，其中一根上設置有高溫儲存罐(I)。
11.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於:二元硝酸納米熔鹽傳熱蓄熱介質所述帶夾層的熔鹽罐(2)與所述氣流粉碎乾燥器(3)之間的熔鹽管道上設置有高溫熔鹽泵(14)。
12.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於:所述帶夾層的熔鹽罐(2)的夾層內腔底部與所述熱交換器(4)之間通過一段熱載體管道(20-2)相連通。
13.根據權利要求12所述的方法，其特徵在於:所述熱交換器(4)與所述熱源裝置之間通過一段熱載體管道(20-3)相連通，所述熱載體管道(20-3)上設置有低溫儲存罐(18)。
14.根據權利要求9-13任一所述的方法，其特徵在於:所述帶夾層的熔鹽罐(2)還包括攪拌裝置(11)和進料口(12)。
15.根據權利要求14所述的方法，其特徵在於:所述輸出裝置依次包括料倉(6)、包裝裝置(7)和/或存儲裝置(8)。
16.根據權利要求9-15任一所述的方法，其特徵在於:每一段所述熱載體管道(20)至少設置有一個熱載體泵。
17.權利要求9-16任一方法中採用的熔鹽製備設備。
【文檔編號】F24J2/34GK103911121SQ201310732781
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年12月26日 優先權日:2013年12月26日
【發明者】曾智勇 申請人:深圳市愛能森科技有限公司