硝酸熔盐传热储热过程的稳定性及性能强化

发布时间：2022-07-12 11:05

　　太阳能热发电技术在缓解环境污染和能源危机等方面显示出巨大的潜力。传储热系统是太阳能热发电技术的重要组成部分,传储热材料又是传储热系统的核心。硝酸熔盐因其熔点低、蒸气压小、粘度小、使用温度范围广等优点,已作为传储热材料被成功应用于商业太阳能热发电站中。但是,由于硝酸熔盐的氧化性和热分解特性,在高温传热储热过程和流经金属管、罐和阀门,或在单罐储热系统中接触填充储热固体可能发生反应,导致性能变化问题;另外硝酸熔盐流体与其他流体一样还存在导热系数和比热偏低等问题。因此,研究硝酸熔盐传储热过程中稳定性,强化其传热储热性能,对其应用具有重要的现实意义。通过监测储热过程NOx释放,研究了硝酸熔盐储热过程中的稳定性。参考HJ479-2009国标,对高温时二元硝酸熔盐（Solar Salt）接触金属和储热固体材料及三元硝酸熔盐（Hitec）接触金属后释放的NOx进行监测,并对长期接触金属后的Solar Salt和Hitec的熔点、熔化焓和比热进行测量。结果显示:Solar Salt接触金属和储热固体材料及Hitec接触金属后释放的NOx基本上随温度增加而增加。500°C长期储热过程中,Solar Sal... 

【文章页数】：104 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 熔盐传热储热材料
        1.2.1 熔盐传储热材料
        1.2.2 硝酸熔盐传储热材料及应用
    1.3 硝酸熔盐稳定性研究现状
    1.4 硝酸熔盐传热储热性能强化的研究进展
        1.4.1 纳米粒子对熔盐流体比热的强化
        1.4.2 纳米粒子对熔盐流体导热的强化
        1.4.3 纳米粒子对熔盐流体粘度的影响
    1.5 硝酸熔盐及其纳米复合流体的腐蚀性研究现状
    1.6 本文研究目的及主要内容
        1.6.1 研究目的
        1.6.2 主要内容
第二章 硝酸熔盐传热储热过程的稳定性
    2.1 前言
    2.2 实验原料与仪器
        2.2.1 实验试剂
        2.2.2 实验材料
        2.2.3 实验仪器
    2.3 硝酸熔盐储热过程释放NOx监测方法
        2.3.1 NOx测量原理
        2.3.2 溶液配制
        2.3.3 标准曲线绘制
        2.3.4 硝酸熔盐储热过程释放NOx测量方法
        2.3.5 数据处理与误差分析
    2.4 熔盐储热性能长期稳定性的研究方法
    2.5 硝酸熔盐储热稳定性的热力学分析方法
    2.6 结果与讨论
        2.6.1 金属材料对Solar salt稳定性的影响
        2.6.2 储热固体材料对Solar salt稳定性的影响
        2.6.3 金属材料对Hitec熔盐稳定性的影响
        2.6.4 硝酸熔盐长期储热稳定性
    2.7 本章小结
第三章 硝酸熔盐传热储热性能的强化
    3.1 前言
    3.2 实验原料与仪器
        3.2.1 实验试剂
        3.2.2 实验仪器
    3.3 实验方法
        3.3.1 MgO复合三元硝酸熔盐材料的制备
        3.3.2 MgO复合三元硝酸熔盐材料的表征
        3.3.3 MgO复合三元硝酸熔盐流体物性参数测量方法
    3.4 纳米MgO对熔盐物性参数影响的结果与讨论
        3.4.1 比热
        3.4.2 熔点和熔化焓
        3.4.3 密度和粘度
        3.4.4 热扩散系数和导热系数
    3.5 纳米MgO对熔盐传热与储热性能影响的结果与分析
    3.6 纳米MgO复合三元硝酸熔盐流体储热稳定性
    3.7 本章小结
第四章 MgO复合三元硝酸熔盐流体的腐蚀性
    4.1 前言
    4.2 实验原料和仪器
        4.2.1 实验试剂
        4.2.2 实验材料
        4.2.3 实验仪器
    4.3 实验方法
        4.3.1 长期腐蚀实验
        4.3.2 腐蚀层表征方法
    4.4 纳米MgO复合三元硝酸盐材料对金属的腐蚀性结果与分析
        4.4.1 金属种类对腐蚀性的影响
            4.4.1.1 腐蚀动力学分析
            4.4.1.2 腐蚀层表面形貌分析
            4.4.1.3 腐蚀层剖面形貌与元素分布
            4.4.1.4 受腐金属的XRD分析
        4.4.2 腐蚀时间对3 种金属腐蚀性的影响
            4.4.2.1 表面腐蚀形貌对比
            4.4.2.2 腐蚀层剖面形貌及其元素分布
            4.4.2.3 受腐金属的XRD分析
    4.5 本章小结
第五章 低成本高性能MgO复合硝酸熔盐制备方法
    5.1 前言
    5.2 实验原料与仪器
        5.2.1 实验试剂
        5.2.2 实验仪器
    5.3 实验方法
        5.3.1 MgO复合硝酸熔盐原位制备
            5.3.1.1 MgO复合Solar salt材料的制备
            5.3.1.2 MgO复合Hitec材料的制备
        5.3.2 复合材料的表征方法
    5.4 实验结果
        5.4.1 慢速升温MgO复合Solar salt原位生成制备方法
        5.4.2 电磁快速加热MgO复合Hitec原位生成制备方法
    5.5 本章结论
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件


【参考文献】：
期刊论文
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[3]亚洲最大太阳能项目8月底发电[J].   技术与市场. 2018(05)
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[5]我国太阳能热发电产业发展现状及前景浅析[J]. 巩玺.  太阳能. 2017(11)
[6]浅淡太阳能光热发电储热熔盐产业发展现状[J]. 于雪峰,何云,蒋中华,朱秀丽.  盐科学与化工. 2017(10)
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[10]三元硝酸熔盐高温劣化的化学热力学计算[J]. 龙兵,魏小兰,丁静,彭强,杨建平,杨晓西.  太阳能学报. 2011(02)

博士论文
[1]传蓄热熔盐的热物性研究[D]. 程进辉.中国科学院研究生院（上海应用物理研究所） 2014

硕士论文
[1]金属材料在硝酸熔盐中的腐蚀机理研究[D]. 杨春桃.华南理工大学 2017
[2]熔融盐传热蓄热材料的热稳定性理论研究[D]. 龙兵.华南理工大学 2010



本文编号：3659009