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CN108264888A - 一种熔盐水溶液储能工质及其应用 - Google Patents

一种熔盐水溶液储能工质及其应用 Download PDF

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CN108264888A CN201611260070.6A CN201611260070A CN108264888A CN 108264888 A CN108264888 A CN 108264888A CN 201611260070 A CN201611260070 A CN 201611260070A CN 108264888 A CN108264888 A CN 108264888A
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China
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fused salt
nano
water
energy storage
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CN201611260070.6A
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刘斌
薛凌云
王志伟
梁禹男
刘迪
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Barry (tianjin) New Energy Co Ltd
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    • C09K5/10—Liquid materials
    • C09K5/12—Molten materials, i.e. materials solid at room temperature, e.g. metals or salts

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Abstract

本发明公开了一种熔盐水溶液储能工质，由硝酸钾、硝酸钠、硝酸锂、硝酸钙、碳酸钾、碳酸钠中的两种或多种与水按一定比例混合组成。其熔点低于0℃，沸点高于110℃。可应用于太阳能热利用储能、弃风弃光电及“煤改电”蓄热供热、供暖等中低温传热储能领域。本发明熔盐水溶液成本低、配制工艺极简单。熔盐水溶液热物性非常稳定，使用过程中不会出现某一成分的分离现象，沸点相比水获得了有效提升，且熔点低、比热大、运行维护简单。本发明是目前解决供暖系统储能工质的新方向，是中低温储能系统发展的方向之一。

Description

一种熔盐水溶液储能工质及其应用
技术领域
本发明涉及储能材料技术领域，尤其是一种熔盐水溶液储能工质及其应用。
背景技术
太阳能热利用储能、弃风弃光电及“煤改电”蓄热供热、供暖等领域均需要中低温储能工质，目前有水储能介质、熔盐储能介质、固体砖储能介质等。作为无相变的显热储能，常压下水只能在100℃以下工作，储能利用温差小，且水的密度较小，储能装置体积较大，限制了应用范围。
用熔盐做储能介质，其具有较高的使用温度，但其熔点较高，在运行过程中要避免熔盐凝固在管路中，特别是阀门、法兰、弯头等处不可有熔盐残留，否则极易造成整个系统的冻堵。
固体砖储能介质，储能系统放热时换热流体的温度会随着固体砖温度的下降持续下降，取热越来越困难，储热效率低，且储热介质易粉化，储热系统寿命较短。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明的目的是提供一种熔盐水溶液储能工质，可达到推广熔盐在中低温传热蓄热系统中应用的有益效果。
本发明的技术方案是：一种熔盐水溶液储能工质，由KNO3、NaNO3、LiNO3、Ca(NO3)2、K2CO3和Na2CO3中的两种或多种与水按一定比例组成混合熔盐水溶液。
进一步的，采用NaNO3、K2CO3和水，其质量配比为NaNO3 5-10％、K2CO3 5-40％、H2O50-90％；称量相应质量的NaNO3、K2CO3，放入烧瓶中与水充分搅拌，配置成质量浓度为10％、30％、50％的NaNO3和K2CO3的混合熔盐水溶液，分别缓慢加热各个烧瓶直至混合熔盐水溶液沸腾，质量浓度计算公式为
进一步的，采用Ca(NO3)2、LiNO3和水，其质量配比为Ca(NO3)2 5-40％、LiNO3 5-10％、H2O 50-90％；称量相应质量的Ca(NO3)2、LiNO3，放入烧瓶中与水充分搅拌，配置成质量浓度为10％、30％、50％的Ca(NO3)2和LiNO3的混合熔盐水溶液，分别缓慢加热各个烧瓶直至混合熔盐水溶液沸腾，质量浓度计算公式为
进一步的，采用KNO3、NaNO3、Ca(NO3)2和水，其质量配比为KNO3 3-20％、NaNO3 3-20％、Ca(NO3)2 4-30％、H2O 50-90％；称量相应质量的KNO3、NaNO3和Ca(NO3)2，放入烧瓶中与水充分搅拌，配置成质量浓度为10％、30％、50％的混合熔盐水溶液，分别缓慢加热各个烧瓶直至混合熔盐水溶液沸腾，质量浓度计算公式为
进一步的，采用NaNO3、K2CO3、Na2CO3和水，其质量配比为NaNO3 3-20％、K2CO3 4-40％、Na2CO3 3-20％、H2O 50-90％；称量相应质量的NaNO3、K2CO3、Na2CO3，放入烧瓶中与水充分搅拌，配置成质量浓度为10％、30％、50％的混合熔盐水溶液，分别缓慢加热各个烧瓶直至混合熔盐水溶液沸腾，质量浓度计算公式为
一种熔盐水溶液储能工质的应用，应用于太阳能热利用或者弃风弃光电及“煤改电”蓄热供热或者供暖等中低温储能领域。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明熔盐水溶液成本低、配制工艺极简单
(2)本发明熔盐水溶液热物性性能非常稳定，使用过程中不会出现某一成分的分离现象，在液态温区具有良好的传热性能。
(3)本发明熔盐水溶液的凝固点极低，其在运行过程中不用考虑防凝问题，运行维护简单。
(4)本发明熔盐水溶液的比热高，减小了储能装置的体积，节约了储能系统的初投资和占地面积。
(5)本发明中的熔盐水溶液储能介质相对于水具有较高的沸点，换热温差大，且其具有高热稳定性、高比热容等优势；相对于熔盐储能介质具有较低的凝固点。因此用熔盐水溶液作为储能工质，系统体积小，运行安全，维护简单。
附图说明
图1为本发明的各种熔盐水溶液沸点随质量浓度的变化趋势图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1：
采用NaNO3、K2CO3和水，其质量配比为NaNO3 5％、K2CO3 5％、H2O 90％；称量相应质量的NaNO3、K2CO3，放入烧瓶中与水充分搅拌，配置成质量浓度为10％的NaNO3和K2CO3的混合熔盐水溶液，缓慢加热烧瓶直至混合熔盐水溶液沸腾。
实施例2：
采用NaNO3、K2CO3和水，其质量配比为NaNO3 10％、K2CO3 20％、H2O 70％；称量相应质量的NaNO3、K2CO3，放入烧瓶中与水充分搅拌，配置成质量浓度为30％的NaNO3和K2CO3的混合熔盐水溶液，缓慢加热烧瓶直至混合熔盐水溶液沸腾。
实施例3：
采用NaNO3、K2CO3和水，其质量配比为NaNO3 10％、K2CO3 40％、H2O 50％；称量相应质量的NaNO3、K2CO3，放入烧瓶中与水充分搅拌，配置成质量浓度为50％的NaNO3和K2CO3的混合熔盐水溶液，缓慢加热烧瓶直至混合熔盐水溶液沸腾。
实施例4：
采用Ca(NO3)2、LiNO3和水，其质量配比为Ca(NO3)2 5％、LiNO3 5％、H2O 90％；称量相应质量的Ca(NO3)2、LiNO3，放入烧瓶中与水充分搅拌，配置成质量浓度为10％的Ca(NO3)2和LiNO3的混合熔盐水溶液，缓慢加热烧瓶直至混合熔盐水溶液沸腾。
实施例5：
采用Ca(NO3)2、LiNO3和水，其质量配比为Ca(NO3)2 20％、LiNO3 10％、H2O 70％；称量相应质量的Ca(NO3)2、LiNO3，放入烧瓶中与水充分搅拌，配置成质量浓度为30％的Ca(NO3)2和LiNO3的混合熔盐水溶液，缓慢加热烧瓶直至混合熔盐水溶液沸腾。
实施例6：
采用Ca(NO3)2、LiNO3和水，其质量配比为Ca(NO3)2 40％、LiNO3 10％、H2O 50％；称量相应质量的Ca(NO3)2、LiNO3，放入烧瓶中与水充分搅拌，配置成质量浓度为50％的Ca(NO3)2和LiNO3的混合熔盐水溶液，缓慢加热烧瓶直至混合熔盐水溶液沸腾。
实施例7：
采用KNO3、NaNO3、Ca(NO3)2和水，其质量配比为KNO3 3％、NaNO3 3％、Ca(NO3)2 4％、H2O 90％；称量相应质量的KNO3、NaNO3和Ca(NO3)2，放入烧瓶中与水充分搅拌，配置成质量浓度为10％的混合熔盐水溶液，缓慢加热烧瓶直至混合熔盐水溶液沸腾。
实施例8：
采用KNO3、NaNO3、Ca(NO3)2和水，其质量配比为KNO3 20％、NaNO35％、Ca(NO3)2 5％、H2O 70％；称量相应质量的KNO3、NaNO3和Ca(NO3)2，放入烧瓶中与水充分搅拌，配置成质量浓度为30％的混合熔盐水溶液，缓慢加热烧瓶直至混合熔盐水溶液沸腾。
实施例9：
采用KNO3、NaNO3、Ca(NO3)2和水，其质量配比为KNO3 10％、NaNO3 10％、Ca(NO3)230％、H2O 50％；称量相应质量的KNO3、NaNO3和Ca(NO3)2，放入烧瓶中与水充分搅拌，配置成质量浓度为50％的混合熔盐水溶液，缓慢加热烧瓶直至混合熔盐水溶液沸腾。
实施例10：
采用NaNO3、K2CO3、Na2CO3和水，其质量配比为NaNO3 3％、K2CO3 4％、Na2CO3 3％、H2O90％；称量相应质量的NaNO3、K2CO3、Na2CO3，放入烧瓶中与水充分搅拌，配置成质量浓度为10％的混合熔盐水溶液，缓慢加热烧瓶直至混合熔盐水溶液沸腾。
实施例11：
采用NaNO3、K2CO3、Na2CO3和水，其质量配比为NaNO3 20％、K2CO3 5％、Na2CO3 5％、H2O 70％；称量相应质量的NaNO3、K2CO3、Na2CO3，放入烧瓶中与水充分搅拌，配置成质量浓度为30％的混合熔盐水溶液，缓慢加热烧瓶直至混合熔盐水溶液沸腾。
实施例12：
采用NaNO3、K2CO3、Na2CO3和水，其质量配比为NaNO3 5％、K2CO3 40％、Na2CO3 5％、H2O 50％；称量相应质量的NaNO3、K2CO3、Na2CO3，放入烧瓶中与水充分搅拌，配置成质量浓度为50％的混合熔盐水溶液，缓慢加热烧瓶直至混合熔盐水溶液沸腾。
图1为各种熔盐水溶液沸点随质量浓度的变化趋势。各种熔盐水溶液的沸点随熔盐质量浓度的增加，其沸点不断上升。
凡氯化盐、硝酸盐、碳酸盐等可溶性熔盐中的两种或多种混合熔盐水溶液均可得出相似的变化趋势，其可认为是在本发明所述的技术基础上做出等同变换。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种熔盐水溶液储能工质，其特征在于，由KNO3、NaNO3、LiNO3、Ca(NO3)2、K2CO3和Na2CO3中的两种或多种与水按一定比例组成混合熔盐水溶液。
2.根据权利要求1所述的一种熔盐水溶液储能工质，其特征在于，采用NaNO3、K2CO3和水，其质量配比为NaNO3 5-10％、K2CO3 5-40％、H2O 50-90％；称量相应质量的NaNO3、K2CO3，放入烧瓶中与水充分搅拌，配置成质量浓度为10％、30％、50％的NaNO3和K2CO3的混合熔盐水溶液，分别缓慢加热各个烧瓶直至混合熔盐水溶液沸腾，质量浓度计算公式为
3.根据权利要求1所述的一种熔盐水溶液储能工质，其特征在于，采用Ca(NO3)2、LiNO3和水，其质量配比为Ca(NO3)2 5-40％、LiNO3 5-10％、H2O 50-90％；称量相应质量的Ca(NO3)2、LiNO3，放入烧瓶中与水充分搅拌，配置成质量浓度为10％、30％、50％的Ca(NO3)2和LiNO3的混合熔盐水溶液，分别缓慢加热各个烧瓶直至混合熔盐水溶液沸腾，质量浓度计算公式为
4.根据权利要求1所述的一种熔盐水溶液储能工质，其特征在于，采用KNO3、NaNO3、Ca(NO3)2和水，其质量配比为KNO3 3-20％、NaNO3 3-20％、Ca(NO3)2 4-30％、H2O 50-90％；称量相应质量的KNO3、NaNO3和Ca(NO3)2，放入烧瓶中与水充分搅拌，配置成质量浓度为10％、30％、50％的混合熔盐水溶液，分别缓慢加热各个烧瓶直至混合熔盐水溶液沸腾，质量浓度计算公式为
5.根据权利要求1所述的一种熔盐水溶液储能工质，其特征在于，采用NaNO3、K2CO3、Na2CO3和水，其质量配比为NaNO3 3-20％、K2CO3 4-40％、Na2CO3 3-20％、H2O 50-90％；称量相应质量的NaNO3、K2CO3、Na2CO3，放入烧瓶中与水充分搅拌，配置成质量浓度为10％、30％、50％的混合熔盐水溶液，分别缓慢加热各个烧瓶直至混合熔盐水溶液沸腾，质量浓度计算公式为
6.一种熔盐水溶液储能工质的应用，其特征在于，应用于太阳能热利用或者弃风弃光电及“煤改电”蓄热供热或者供暖等中低温储能领域。
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