太阳能热发电高温熔盐腐蚀机理及其影响因素

为了解决太阳能热发电中存在的腐蚀行为,从腐蚀机理和影响因素两方面分析了硝酸盐熔盐流体中存在的金属腐蚀行为.理论计算显示,当O2-浓度小于23或者材料电极电压低于-1.6 V时,在碳钢材料表面才能生成稳定的耐腐蚀性氧化层.为了进一步分析金属材料在硝酸盐熔盐流体中的腐蚀问题,从硝酸熔盐的工作温度、杂质、成分变化、金属材料的...     

含钙三元氯化物体系相图计算与熔盐热稳定性

为寻求太阳能热利用高温传热储热材料,以盐湖资源为原料,提出分支/分区相图计算方法,设计NaCl-CaCl₂-KCl和KCl-CaCl₂-MgCl₂熔盐传热储热材料。基于正规溶液模型,以不同分支不同相互作用系数,计算了5个边界体系相图,实现用正规溶液模型计算含化合物体系复杂相图。含化合物KCl-CaCl₂和KCl-MgCl₂体系及3个不含化合物二元体系的计算相图与实验相图十分吻合。以分区域方法计算三元体系相图,预测出5个低共熔点来指导熔盐制备。采用差示扫描量热法测试并验证熔盐最低共熔点,确定其工作温度下限;以质量损失实验,确定其工作温度上限。结果表明,钠钾钙和钾镁钙氯化物熔盐能在550~850℃和480~700℃内稳定运行,可用作高温传热储热流体。     

高温熔盐在太阳能热发电中的应用

高温熔盐蓄热技术是熔盐在新领域的又一应用,有着广阔的发展前景。本文介绍了高温熔盐的特性及常见熔盐的种类,比较其性能的优缺点,重点探讨了硝酸熔盐在太阳能热发电中的应用。通过实例的具体数据,对其应用的可行性进行了分析,结果表明硝酸熔盐更能减少发电系统成本,将是今后太阳能热发电中主要的蓄热和传热材料。     

高温碳酸熔盐的制备及传热蓄热性质

为满足太阳能高温传热、蓄热的要求,根据碳酸盐的相图数据,利用静态熔融的方法制备了碳酸钠-碳酸钾新型熔盐,并对熔盐添加氯化钠、氯化钾、碳酸锂等高熔点物质进行改性,采用差式扫描量热法（DSC）、重量法、电位滴定法和热循环法对混合熔盐的熔点、相变潜热、离子变化、热稳定性等热力学性质进行了表征。实验结果表明,碳酸锂改性后的碳酸熔盐熔点和相变潜热数据较氯化钠、氯化钾改性的优越,但价格较贵,不适合作为太阳能高温传热介质;价格较低的氯化钠改性后的碳酸熔盐具有熔点比二元碳酸熔盐低133℃、相变潜热增加为二元碳酸熔盐的1．9倍和在850℃以下热稳定性好的特点,是一种比较理想的高温热载体。     

高温熔盐热物性的动态测定与误差修正方法

针对目前高温熔盐相变蓄热材料热物性参数测定方法的不足,在借鉴Stefan模型和Lamvik模型的基础上,利用相变材料相变时相界面移动速率与液固相热物性参数之间的关系,设计了一套高温熔盐熔点附近热物性的动态测定装置,并提出了一种基于数值模拟的测定误差修正方法。利用该装置对已知热物性的熔盐硝酸钠、硝酸钾及溴化锌进行了动态实验测定,并利用数值模拟对测定结果进行了修正。修正后的结果和参考值之间的误差比修正前要显著减小,硝酸钠和硝酸钾的热导率、热扩散率误差均小于5%。表明该修正方法可以有效地降低测定过程中由于非一维导热、边界条件不稳定所造成的测定误差,将动态测定与该修正方法结合起来能提高测试精度,为其他熔盐热物性的深入研究提供了基础数据和理论依据。     

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 ...     

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。     

高温氯化物熔盐中使用的Ag/AgCl参比电极研究进展

综述了用于高温氯化物熔盐体系的Ag/Ag Cl参比电极的研究进展,阐述了熔盐Ag/Ag Cl参比电极常见结构及制作过程,总结了影响电极稳定性和重现性的主要因素如隔膜材质(Pyrex玻璃、石英、刚玉和莫来石)、H2O及Ag Cl含量等,展望了高温氯化物熔盐中的Ag/Ag Cl参比电极未来发展趋势。     

氯离子对Solar Salt熔盐热物性的影响及结构分析

以质量比6∶4的NaNO_3/KNO_3的混合熔盐为基础,添加Cl~-,测定DSC-TG,研究其热稳定性并进行XRD分析。结果表明,Cl~-对NaNO_3-KNO_3熔点和相变潜热影响较小,上限温度轻微降低,热稳定性变差;XRD结果表明,在NaNO_3-KNO_3熔盐冷却时,Cl-优先与Na+结合;常温下,Cl~-以固溶体的形式存在。     

氯离子对Solar Salt熔盐热物性的影响及结构分析

以质量比6∶4的NaNO_3/KNO_3的混合熔盐为基础,添加Cl^-,测定DSC-TG,研究其热稳定性并进行XRD分析。结果表明,Cl-,测定DSC-TG,研究其热稳定性并进行XRD分析。结果表明,Cl^-对NaNO_3-KNO_3熔点和相变潜热影响较小,上限温度轻微降低,热稳定性变差;XRD结果表明,在NaNO_3-KNO_3熔盐冷却时,Cl-优先与Na+结合;常温下,Cl-对NaNO_3-KNO_3熔点和相变潜热影响较小,上限温度轻微降低,热稳定性变差;XRD结果表明,在NaNO_3-KNO_3熔盐冷却时,Cl-优先与Na+结合;常温下,Cl^-以固溶体的形式存在。     

熔融盐高储热材料的研究进展

储热技术是太阳能热发电行业的关键技术,而熔融盐是储热行业的主导材料。对储热材料的概念和类型做了介绍。概述了太阳能热发电在国内外的发展趋势,对比了碳酸盐、氯化盐、硝酸盐作为储热材料的优缺点,重点综述了熔融盐及其与其他材料（如金属、膨胀石墨、陶瓷等）的复合熔盐的研究进展,提出了避免孤立研究储热材料和开发多种复合技术的新思路。     

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。     

氯化熔盐体系黏度特性研究现状

中国钛原料钙镁含量高,主要采用熔盐氯化法处理,会产生大量废盐难以处理。研究氯化熔盐体系的黏度特性对于开发该工艺产生的大量废盐利用新方法具有重要意义。综述了国内外对氯化熔盐体系黏度影响规律的研究：从氯化熔盐体系的熔盐离子出发,探讨了Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺及K⁺等对氯化熔盐黏度的影响;从反应条件出发,探讨了温度、气氛和添加剂对氯化熔盐黏度的影响。结合当前对氯化熔盐体系黏度的研究,针对NaCl-KCl-CaCl₂-MgCl₂四元氯化熔盐体系,在不同温度条件下改变气氛或者添加剂,对体系黏度的变化规律进行了考察。通过改变氯化熔盐体系的黏度,寻求适合高温相转化渣高效分离的手段和方法,对高温相转化法高效循环处理熔盐氯化废渣具有重要意义,并能有效推动中国熔盐氯化法的发展。     

氯化物熔盐中铬的价态对镍基合金腐蚀性的影响

氯化物熔盐的腐蚀性是制约其应用的重要因素,对富铬金属材料的腐蚀会导致金属中铬元素优先流失到熔盐中。探讨进入熔盐中不同价态的铬对后续腐蚀的影响,是了解熔盐长期运行中金属持续受腐蚀的关键。通过浸没腐蚀实验研究在三元NaCl-MgCl₂-CaCl₂熔盐中引入Cr⁰、Cr²⁺与Cr³⁺后,对一种贫铬Hastelloy B-2(HB-2)和两种富铬Hastelloy C-276(HC-276)、Hastelloy X(HX)镍基合金腐蚀性的影响。通过比较腐蚀前后质量变化、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及能谱分析(EDS)的结果,探讨含不同价态铬的熔盐对贫铬与富铬金属的腐蚀性差异。实验结果表明,Cr⁰和Cr²⁺能消耗熔盐中H₂O、O₂等氧化性物种,从而有效抑制腐蚀;Cr³⁺会抑制贫铬HB-2的腐蚀,但能促进富铬HC-276和HX的腐蚀;SEM和XRD分析结果表明,Cr³⁺在增强富铬金属铬优先流失的同时也会增强铁流失。热力学理论计算结果表明,CrCl₃氧化Cr、Fe的反应进行得很彻底;而CrCl₃氧化Ni、Mo的反应进行程度有限。因此,熔盐中含CrCl₃会氧化合金中Cr和Fe从而促进富铬合金腐蚀,而含Cr⁰和CrCl₂能降低熔盐中的氧化性物质含量而抑制腐蚀。     

活性炭在室温熔盐电解质中的电容特性

制备了热稳定性高、电化学性能良好的室温熔盐高氯酸锂(LiClO4)-1,3-氮氧杂环戊-2-酮(OZO),对其作为电解质材料在活性炭电化学电容器中的应用进行了研究.恒流充放电和循环伏安测试表明,活性炭电极与该类室温熔盐电解质表现出良好的电化学兼容性,比电容达到55.2 F/g,并具有良好的循环性能,循环充放电760次后容量损失小于5%.结合室温熔盐不宜燃、不挥发等特性,表明其是超级电容器非常有前景的新型电解液.     

氯化物熔盐中铬的价态对镍基合金腐蚀性的影响

氯化物熔盐的腐蚀性是制约其应用的重要因素,对富铬金属材料的腐蚀会导致金属中铬元素优先流失到熔盐中。探讨进入熔盐中不同价态的铬对后续腐蚀的影响,是了解熔盐长期运行中金属持续受腐蚀的关键。通过浸没腐蚀实验研究在三元NaCl-MgCl₂-CaCl₂熔盐中引入Cr⁰、Cr²⁺与Cr³⁺后,对一种贫铬Hastelloy B-2(HB-2)和两种富铬Hastelloy C-276(HC-276)、Hastelloy X(HX)镍基合金腐蚀性的影响。通过比较腐蚀前后质量变化、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及能谱分析(EDS)的结果,探讨含不同价态铬的熔盐对贫铬与富铬金属的腐蚀性差异。实验结果表明,Cr⁰和Cr²⁺能消耗熔盐中H₂O、O₂等氧化性物种,从而有效抑制腐蚀;Cr³⁺会抑制贫铬HB-2的腐蚀,但能促进富铬HC-276和HX的腐蚀;SEM和XRD分析结果表明,Cr³⁺在增强富铬金属铬优先流失的同时也会增强铁流失。热力学理论计算结果表明,CrCl₃氧化Cr、Fe的反应进行得很彻底;而CrCl₃氧化Ni、Mo的反应进行程度有限。因此,熔盐中含CrCl₃会氧化合金中Cr和Fe从而促进富铬合金腐蚀,而含Cr⁰和CrCl₂能降低熔盐中的氧化性物质含量而抑制腐蚀。     

熔盐吸热管非稳态对流换热特性

实验研究了高温熔盐吸热管的非稳态对流换热特性。研究发现：加热热通量与熔盐流量变化将引起吸热管内熔盐的非稳态对流换热过程,熔盐出口温度与管壁温度变化趋势一致但变化速度较慢。熔盐进口温度越低时,熔盐黏度越大,非稳态过程进行得越慢;热通量变化量增大时,温度变化速率加大,但非稳态持续时间变化不大;熔盐流量变化的影响最为显著,熔盐流量增大时,非稳态过程显著加快。吸热管有保温层时,熔盐的非稳态对流换热特性与无保温层时基本一致,但管壁温度相对较高。     

熔盐法热解液化聚丙烯的研究

以熔融氯化锌作为热载体,对聚丙烯(PP)的热解液化进行研究。考察了热载体用量、热解温度对各组分收率的影响,以及热解温度对反应时间的影响,确定了热载体用量与聚丙烯的质量比为4:1,最佳热解温度范围为420—440℃。分馏液相产物得到汽油、柴油和重油组分,采用红外光谱对液相产物进行表征,并对汽油组分进行色-质分析和辛烷值计算,辛烷值可达86.32。结果表明,熔盐法热解聚丙烯具有速度快、汽油组分收率高、辛烷值高的特点。