三元硫酸熔鹽的制備及性能研究.pdf

1、太陽(yáng)能熱利用技術(shù)已經(jīng)成為了當(dāng)今能源領(lǐng)域發(fā)展的主要方向，但太陽(yáng)能的時(shí)間與空間上的間歇性特點(diǎn)造成了能源供應(yīng)和需求上的不匹配性矛盾，而儲(chǔ)熱系統(tǒng)可以增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性和連續(xù)性。因此，太陽(yáng)能儲(chǔ)熱技術(shù)及儲(chǔ)熱材料的研究就顯得尤為重要。本文旨在制備一種相變溫度在700℃左右并具有較高的儲(chǔ)熱能力的三元硫酸鹽。使用二元相圖法和三元相圖法去制備熔鹽，綜合選擇性能最優(yōu)的熔鹽研究其在760℃下對(duì)304不銹鋼和310S不銹鋼的相容性。利用應(yīng)用TG-DSC聯(lián)用熱分析儀

2、（TG-DSC）、電子掃描探針（EPMA）、X射線(xiàn)衍射儀（XRD）等測(cè)試方法，研究了三元硫酸鹽的熔點(diǎn)、相變潛熱、熱穩(wěn)定性、比熱容以及腐蝕性能。
　　通過(guò)DSC-TG測(cè)試二元相圖法和三元相圖法制備的復(fù)合熔鹽的熔點(diǎn)、相變潛熱和熱穩(wěn)定性。測(cè)試結(jié)果表明，在二元相圖法中當(dāng)硫酸鋰添加量較高和較低時(shí)都無(wú)法形成單一的共晶鹽，硫酸鎂的含量較低時(shí)也無(wú)法形成良好的共晶鹽。與硫酸鋰相比，硫酸鎂作為添加劑時(shí)能夠與二元基鹽形成共晶，并且在二元鹽的基礎(chǔ)上相變潛

3、熱有所提高。而三元相圖法所制備均能形成共晶，并且對(duì)比二元相圖法制備的熔鹽具有更大的相變潛熱，其中共晶點(diǎn)熔鹽具有最大的相變潛熱，為121.9J/g，由熔鹽的質(zhì)量變化曲線(xiàn)可知熔鹽在900℃以下基本沒(méi)有質(zhì)量變化，具有良好的熱穩(wěn)定性。
　　通過(guò)對(duì)熔鹽的密度和比熱容物性研究，計(jì)算出熔鹽的單位質(zhì)量?jī)?chǔ)熱量和單位體積儲(chǔ)熱量，計(jì)算結(jié)果表明：無(wú)論是單位質(zhì)量的總儲(chǔ)熱量還是單位體積的總儲(chǔ)熱量，利用三元相圖法制備的1a（50.5％Na2SO4-6.5%K2

4、SO4-43%MgSO4）熔鹽都具有最好的性能，其單位體積總儲(chǔ)熱量為1016.4J/cm3。
　　采用靜態(tài)腐蝕實(shí)驗(yàn)法研究了儲(chǔ)熱硫酸熔鹽在高溫（760℃）熔融態(tài)時(shí)分別于304和310S這兩種不銹鋼的相容性。采用宏觀(guān)形貌分析和截面微觀(guān)形貌分析，發(fā)現(xiàn)不銹鋼表面都產(chǎn)生了明顯的腐蝕氧化層。利用XRD和EPMA對(duì)不銹鋼表面的腐蝕產(chǎn)物進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)腐蝕產(chǎn)物中主要是鐵與鉻的氧化物，基體元素主要以氧化物的形式流失到熔鹽中。
　　腐蝕實(shí)驗(yàn)的結(jié)果