三元熔融盐高温稳定性研究开题报告
2020-04-23 19:56:55
1. 研究目的与意义(文献综述)
随着科技的日益进步与发展,传统化石能源的减少和环境污染问题也日益严重,因此,大力开发新能源尤其是太阳能这种取之不尽用之不竭的清洁能源,是解决能源和环境问题的最佳选择,传统化石能源经济将逐步让位给太阳能。截至目前,尽管国内外对太阳能热发电技术的研究已经取得了许多进展,实现了部分商业化运行,也积累了不少工程化经验,但是,现有的太阳能热发电系统还存在诸多缺点。可想而知,太阳能具有在时空分布上不连续、不均匀的特点,难以与用电需求周期和发电设备运行条件直接匹配,所以很多简单的太阳能热发电系统产电利用率和发电效率都不够理想。此外,在槽式太阳能热发电领域,商业化电站一般采用导热油作为传热介质,但导热油寿命短、成本高,这导致电站大规模化装机成本高、工作温度低、系统压力大、可靠性低,最终只能达到14%的年平均发电效率。塔式太阳能热发电系统一般采用水蒸气或空气作为传热工质,水蒸气和空气在高温下存在传热系数低且不均匀、系统压力高等缺点,这很大程度上降低了系统的可靠性,提高了系统投资和后期维护成本。
在这种背景下,低成本大规模的蓄热技术是太阳能热发电的关键。而就目前技术而言,熔融盐蓄热是太阳能热发电高温蓄热最现实的技术途径。熔融盐是盐的熔融态液体,即熔融态的无机化合物。最常见的熔融盐是由碱金属或碱土金属与卤化物、硅酸盐、碳酸盐,硝酸盐以及磷酸盐组成。和导热油等其他传热和储热介质相比,其优势在于有更高的使用温度且比热容较大、蒸汽压低、粘度低、流动阻力小、传储热效率高,且一般情况无毒。
熔融盐显热蓄热技术已在19座商业化运行的太阳能热发电站(总装机容量达875mw)上成功应用,另外,在建的太阳能热发电站中有一半采用大规模熔融盐显热蓄热技术。目前,国外电站中采用的二元混合硝酸盐存在熔点高、使用温度低等缺陷,还不能满足太阳能热发电、间歇性余热发电等多样化的需求。因此,开展高温熔融盐传热蓄热介质制备及热性能表征研究将是熔融盐蓄热技术发展的一个重点方向。熔融盐的流动与传热特性,直接关系到熔融盐蓄热循环系统的设计与布置,而熔融盐的热物性决定了熔融盐的流动与传热特性,最终会影响到蓄热系统的效率,因此,深入研究熔融盐的流动与传热性能也是熔融盐蓄热技术发展的方向之一。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本内容
材料制备:本工作选择lino3-nano3-kno3 三元熔融盐进行高温处理;通过静态熔融法所制得的混和熔盐即基盐;
材料表征:对材料高温状态下离子行为和特性以及材料的稳定性进行表征
3. 研究计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。
第4-7周:按照设计方案完成熔融盐材料的制备。
第8-11周:采用xrd等测试技术对熔融盐材料的物相、显微结构、电化学性能进行测试并分析。
4. 参考文献(12篇以上)
[1]程晓敏,徐凯,朱闯,喻国铭,刘志.高温处理对lino3-nano3-kno3熔盐固相线温度的影响[j].储能科学与技术,2017,6(05):1094-1098.
[2]程晓敏,李明娅,朱教群,周卫兵,李元元,马洪涛,俞铁铭.太阳能热利用储热材料的研究与应用[j].变频器世界,2014(08):41-49 77.
[3]姜竹. 无机复合相变储热材料的热稳定性探究[a].中国化工学会.2015年中国化工学会年会论文集[c].中国化工学会:,2015:1