LiNO3-NaNO3-KNO3三元熔盐材料的设计及热稳定性研究

采用共形离子溶液模型(conformalionic solution model, CIS) 在二元熔盐体系相图的基础上，对三元熔盐体系LiNO₃-NaNO₃-KNO₃进行了相图计算，得到该三元体系最低共熔点为117.7℃，相应的摩尔分数组成分别为x(LiNO₃) = 0.375，x(NaNO₃) = 0.075，x(KNO₃) = 0.550。按照热力学最低共熔点计算结果，采用熔融法制备了三元硝酸熔盐，通过DSC和TG实验测定其最低共熔点为118.3℃，这与计算得到的结果(117.7℃)基本一致。TG测试结果表明当温度低于587.2℃时，该三元熔盐体系较为稳定，其工作温度范围为118.3~587.2℃，该三元硝酸熔盐适合在太阳能热发电中作为高温传热蓄热材料使用。     

LiNO_3-KNO_3二元相图的热力学优化和计算

引入短程有序—扩展似化学模型来描述Li NO3-KNO3二元体系液相的Gibbs自由能,根据实验测定的相图数据,运用CALPHAD(Calculation of Phase Diagram)技术对该体系进行了热力学优化和计算,优化计算的结果和实测值符合很好。     

储能硝酸熔盐的热稳定性分析

研究了商业化储能二元混合硝酸熔盐Solar salt (60% NaNO3?40% KNO3)的热稳定性和恒温热稳定性,采用热重法分析了其热分解温度,通过恒温实验考察了处于开放空气气氛中的NaNO3, KNO3和Solar salt在不同温度下的热稳定性,研究了NaNO3和KNO3在Solar salt高温不稳定性中的作用. 结果表明,大于500℃时温度越高,熔盐越不稳定,相同温度下不稳定程度NaNO3>Solar salt>KNO3. 温度升高,分解产物NO2?平衡含量增大而达到平衡的时间缩短,O2?含量很低. Solar salt中硝酸盐热分解和挥发的质量损失比接近1:1,NaNO3是造成体系热分解的主要原因,而KNO3起到抗挥发的作用.     

高温熔盐的热物性测试及热稳定性分析

为满足太阳能高温传热、蓄热的要求,以价格便宜的氯化物为原料,通过静态熔融的方法配制出新型混合熔盐,并采用热重差热联用热分析仪及其他实验手段对熔盐的熔点、相变潜热及热稳定性进行了表征。实验结果表明:氯化物的混合熔盐具有较低的熔点,合适的潜热值及高温下良好的热稳定性的特点。氯化物熔盐的适宜使用温度在550~800℃。该实验研究为氯化物熔盐在太阳能高温利用中的使用提供了宝贵数据。     

KOH-KNO3二元亚熔盐分解铬铁矿的实验研究

通过采用添加硝酸钾的方法以强化铬铁矿的KOH亚熔盐氧化分解过程。实验考察了碱矿比、盐矿比、氧分压、气体流量以及反应温度等工艺参数对铬铁矿分解过程的影响,以明确KOH-KNO3二元亚熔盐分解铬铁矿的分解条件。结果表明,反应温度与碱矿比对铬转化率影响显著,氧气分压与气体流量的影响次之。在KOH亚熔盐体系中加入KNO3后,碱矿比可由4∶1降到2∶1;铬铁矿分解过程的动力学方程符合1 2(1-x)-3(1-x)2/3=kt,表观活化能为55.63 kJ/mol,为内扩散控制过程。KNO3通过强化氧传递过程而明显促进了铬铁矿的分解。     

KNO_3-NaNO_3-Ca(NO_3)_2/膨胀石墨复合相变储热材料的研究

采用未饱和水溶液法并利用超声波的震荡与分散的原理制备了[KNO_3-NaNO_3-Ca(NO_3)_2]/膨胀石墨复合相变储热材料,对样品做了导热系数、DSC、XRD和SEM等表征分析。通过添加不同质量分数的膨胀石墨(EG),研究了添加量对复合相变储热材料热物性能的影响。结果表明,利用未饱和水溶液法并利用超声波的震荡与分散的原理制备的复合相变材料的微观结构均一、稳定,导热系数增加更为明显,30%(质量分数)EG的复合相变材料导热系数可达24.29 W/(m·K),比纯共晶盐导热系数提高了67倍;EG质量分数小于10%时,共晶盐不能完全浸透到膨胀石墨空隙中,有明显的相分离,不能形成稳定的复合相;另外,EG含量越多,复合相变材料的导热系数就越大。     

二元硝酸熔盐高温热稳定性的热力学分析

通过计算由基元反应整合的4个复杂反应的非标准吉布斯自由能函数,并依据吉布斯自由能函数判据,从热力学角度分析了理想和非理想两种状态下二元硝酸熔盐高温热稳定性的详细机理。研究发现,理想状态下(氧化物活度系数γ等于1)二元硝酸熔盐在820 K时就发生分解;非理想状态下(氧化物活度系数γ等于25)二元熔盐在873K后才开始发生分解,与实验测得的热分解曲线一致,故此状态下的各种反应机理是二元硝酸熔盐实际应用时高温分解的具体路径。     

KH_2PO_4-KNO_3-H_2O三元水盐体系在313.15 K条件下相图的测定和研究

采用等温溶解平衡法测定KH_2PO_4-KNO_3-H_2O三元水盐体系在313.15 K条件下的溶解度,并利用湿渣法和XRD对平衡固相进行分析和验证。根据实验数据绘制相图,相图结果表明,KH_2PO_4-KNO_3-H_2O体系的溶解度等温线有一个三元共饱和点,两条分支,将相图划分为4个区域:不饱和区、KH_2PO_4结晶区、KNO_3结晶区和KH_2PO_4-KNO_3的混合结晶区。313.15 K下的共饱和点组成为w(KH_2PO_4)7.76%、w(KNO_3)33.24%。同时,测定溶液的密度,画出三元体系溶液密度与KNO_3含量的关系图,并将实验测定的密度值与密度模型计算的密度值进行比较,验证了该密度模型的可靠性。     

炭素材料热稳定性能的研究

采用了热分析仪和差示量热扫描仪等对若干类别的炭素材料的热稳定性能进行了系统分析研究。研究发现,炭素材料制备工艺及骨料粒度对其抗氧化性能影响很大,炭制品的低温抗氧化性能不及石墨制品,石墨接头材料的高温抗氧化性能不及石墨电极材料。石墨制品骨料粒度越小,高温抗氧化性能越差。     

三元硝酸熔盐高温热稳定性实验研究与机理分析

通过熔盐质量损失率和试样中NO2-含量变化状况,以及熔盐材料的热重(TG)曲线,研究了三元硝酸熔盐(53%KNO3-40%NaNO2-7%NaNO3)在空气和氮气气氛中高温条件下的热稳定性性能。结果表明,三元硝酸熔盐空气中的上限使用温度为773K,高温时存在劣化现象;而在氮气气氛中三元熔盐的热分解温度为723K。同时,从热力学和动力学角度分析得到,三元硝酸熔盐在773K以下空气中发生的反应为亚硝酸钠的分解和氧化;而在氮气气氛中三元熔盐723K以下时主要发生的是亚硝酸钠的分解反应。在氧气含量一定的情况下,氧气的扩散和亚硝酸盐的分解反应符合一级反应动力学模型。     

石墨增强TPU材料耐磨性能及热稳定性能研究

以石墨为填料、聚氨酯为基体,通过机械研磨法制备聚氨酯/石墨复合材料,研究了石墨对聚氨酯耐磨性能和热稳定性能的影响.结果表明:加入不同含量的石墨,均可提高复合材料的热稳定性能;随着石墨含量的增加,复合材料耐磨性能先升高后降低,但均高于纯聚氨酯,当石墨质量分数为0.50％时,复合材料耐磨性能最佳.     

石蜡复合相变材料热稳定性改进研究

从无机载体的改性和复合方法两方面介绍了如何提高石蜡基相变储能材料的热稳定性。综述了硅藻土、膨胀石墨、高岭土等无机材料的改性方法,总结了复合材料的制备方法,分析了插层复合法、吸附法等方法的优缺点。最后提出了无机载体材料改性及复合方法是石蜡基复合材料的研究方向和未来研究的重点。     

3-O-乙基维生素C热稳定性及抗氧化性的研究

采用高效液相色谱法跟踪测定,评价3-0-乙基维生素C的热稳定性.通过清除有机自由基1,1-二苯基苦基苯肼(DPPH)法,评价3-0-乙基维生素C的抗氧化性能.结果表明:在水溶液中60℃保持6周后,3-0-乙基维生素C的保存率为95.5%,维生素C磷酸酯镁保存率为70.6%,维生素C保存率0.01%.维生素C、3-0-乙基维生素C、维生素C磷酸酯镁去除自由基DPPH的IC50值分别为8.42μg、10.35μg、163.44μg,维生素C、3-O-乙基维生素C、维生素C磷酸酯镁对自由基DPPH的实际清除量分别为2.82 g·g-1、2.29 g·g-1、0.15 g·g-1.     

氯化物熔盐材料的制备及其热物理性质研究

制备了NaCl-CaCl₂、 NaCl-KCl-CaCl₂、 NaCl-CaCl₂-MgCl₂、 KCl-CaCl₂-MgCl₂、 NaCl-KCl-MgCl₂、 NaClKCl-CaCl₂-MgCl₂六种氯化物熔盐材料。采用差示扫描量热法确定它们的低共熔点和组成,测量其比热容、密度、黏度等热物性。测试熔盐材料的质量损失曲线确定工作温度上限,根据测试的结果,对其储能密度进行计算。研究结果表明:NaCl-KCl-CaCl₂-MgCl₂熔盐材料熔点为380.3℃,流动性较好,工作温度范围为430～700℃,储能密度为625.1 J·cm^-3,是六种熔盐中熔点最低、储能密度最大的熔盐,适合作为传热储热材料。NaCl-KCl-CaCl₂熔盐熔点为503.8℃,工作温度范围为550～850℃,储能密度为559.9 ...     

硝酸熔盐对不锈钢材料腐蚀行为的研究

通过熔盐热腐蚀浸泡实验,研究了301奥氏体不锈钢在不同温度硝酸熔盐中的腐蚀性能,考察了熔盐温度、浸泡时间对不锈钢材料表面结构和各主要组成元素含量的影响。结果表明,提高熔盐温度和延长浸泡时间加速不锈钢材料的腐蚀,致使不锈钢材料表面铁元素含量降低,氧元素含量提高。这为高温熔盐关键部件基体材料的选择提供重要依据。     

纯度对NaNO3-KNO3-Mg(NO3)2三元熔盐储能材料热物性及腐蚀性能的影响

利用盐湖丰产的氯化钾、水氯镁石和副产的芒硝为原料,采用离子交换法制备出高纯NaNO₃-KNO₃-Mg(NO₃)₂三元熔盐储热材料(NKM),通过与工业级硝酸钠、硝酸钾和硝酸镁为原料制得的NKM熔盐储热材料对比,发现纯化可提高NKM熔盐的热稳定性,并在一定程度上扩展储热材料的使用温度范围。根据DSC/TG-MS热分析数据,得到提纯后的NKM熔盐熔点降低为159.1℃,相变潜热提升30.6%,分解温度从431.2℃提升到448.5℃。这不仅满足了未来太阳能热发电技术发展的需求,而且在太阳能热发电领域具有广阔的应用前景。     

熔盐储能技术的研究及熔盐供暖技术的应用前景

液态熔盐由于体热容量大;低粘度、流动性好;低蒸汽压;较宽的工作温度范围;同时还具有较大的裂变材料溶解度,可用于熔盐堆中的最为燃料溶剂;是核能及太阳能传蓄热应用中良好的热工介质。本文结合典型熔盐的特点及应用对熔盐储能技术的研究进展进行了综述,并重点介绍了熔盐供暖技术的应用前景。熔盐储能供热利用熔盐极佳的储热特性,具有安全、环保、经济等特性,是目前最具竞争优势的供热方式。     

相变储热材料三水醋酸钠循环热稳定性实验与数值模拟研究

三水醋酸钠(CH3 COONa·3H2 O)是一种常见的相变材料.选择Na2 HPO4·12H2 O作为成核剂,羧甲基纤维素钠(CMC)作为增稠剂,利用步冷曲线法和差示扫描量热法研究CH3COONa·3H2O相变材料的循环融冻热稳定性;利用FLUENT软件,对CH3 COONa·3H2 O在试管中熔化凝固过程进行数值模拟.结果表明,CH3 COONa·3H2 O相变过程的数值模拟结果与不同实验条件下相变材料熔化凝固过程所需时间能够较好地匹配,说明基于FLUENT软件的相变材料数值模拟方法可以为实际实验提供参考;含有添加剂的CH3 COONa·3H2 O相变材料在循环融冻100次过程中,相变温度稳定在55℃左右,过冷度在1～4℃之间变化,且增稠剂与成核剂有较好的循环融冻热稳定性,利用T-history法估算相变材料的相变潜热值减少15.1％左右.     

PTFE/Al/Fe_2O_3三元反应材料的力学及反应性能

为研究PTFE/Al/Fe_2O_3反应材料在准静态压缩和落锤撞击条件下的力学响应和反应特性,在PTFE/Al基础配方中加入不同体积分数的Fe_2O_3,制备了PTFE/Al/Fe_2O_3三元反应材料,采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对材料进行了表征,并用准静态压缩和落锤撞击试验研究了材料的力学和反应性能。结果表明,随着Fe_2O_3含量的增加,PTFE/Al/Fe_2O_3反应材料压缩强度先增加后减小,当Fe_2O_3体积分数为15%时,材料的压缩强度达到最大,为88MPa;含Fe_2O_3体积分数5%的反应材料在准静态压缩和落锤撞击条件下均能发生剧烈的爆炸反应,但对其反应产物的XRD分析表明,Fe_2O_3与Al之间的铝热反应并未被触发;Fe_2O_3体积分数为15%和25%的反应材料在准静态压缩条件下未见发火现象,但在落锤撞击试验中,发生了剧烈的爆炸和燃烧,并在其反应产物中检测到了AlF_3、Al_2O_3、Fe、FeF_2、FeO(OH)的衍射峰,表明发生了铝热反应。     

硫酸装置熔盐系统的设计及运行

根据生产实践,论述WSA硫酸装置熔盐系统的设计及在正常操作与开停车期间的控制参数。详细介绍了熔盐性质,提出在熔盐充装、熔盐管道、阀门、泵槽、保温设置等方面应注意的事项和规避的风险,以保证硫酸装置的稳定运行。