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(LiNO

基本信息

  • 申请号 CN00111406.9 
  • 公开号 CN1263924A 
  • 申请日 2000/01/01 
  • 公开日 2000/08/23 
  • 申请人 华东理工大学  
  • 优先权日期  
  • 发明人 于建国 宋兴福 潘惠琴  
  • 主分类号  
  • 申请人地址 200237上海市梅陇路130号 
  • 分类号  
  • 专利代理机构 华东理工大学专利事务所 
  • 当前专利状态 发明专利申请公布 
  • 代理人 罗大忱 
  • 有效性 发明公开 
  • 法律状态
  •  

摘要

本发明公开了一种(LiNO展开

权利要求书


1.一种(LiNO3-KNO3-NaNO3-NaNO2)混合熔盐,其特征在于,组分和 含量为: LiNO3   1-10% KNO3    40-80% NaNO3   5-15% NaNO2   10-50% 以上均为重量百分比。

2.如权利要求1所述的混合熔盐,其特征在于,组分和含量为: LiNO3   1-5% KNO3    50-80% NaNO3   5-15% NaNO2   10-50% 以上均为重量百分比。

3.一种混合熔盐的制备方法,其特征在于,主要包括以下步骤: ①混合: 将各组分按比例倒入一容器中,用机械翻滚的方法,使之达 到宏观尺度上的均匀; ②熔融: 将上述混合物加热,使其熔融,达到熔点后,使其保持此状 态约十分钟,然后缓慢冷却至常温; ③碾磨: 将冷却所得固体碾磨至粉末状,并且用机械翻滚的方法,再 次使其混合均匀,随后密封此固体,即可获得所说的混合熔盐。

4.如权利要求3所述的混合熔盐的制备方法,其特征在于,在步骤 ①混合前应先进行干燥。

5.如权利要求3所述的混合熔盐的制备方法,其特征在于,步骤③ 熔融过程是这样进行的: 将上述化合物加热,使其熔融,加热时,以约5度/分钟的速 率升温,达到熔点后,使其保持此状态约十分钟,然后以约5度/ 分钟的速率冷却至常温。
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说明书

本发明属于热量传递技术领域,涉及一种传热介质,尤其涉及一 种由多元混合熔盐所组成的混合熔盐。
在工业生产过程中,需要不断地提供或移走过程产生的热量,因 此需要传热介质。
对于传热介质而言,水或其蒸气是十分常见的。
但 对于移热过程而言,液态水的使用温度极其有限(一般小于100℃), 而水蒸气的热容很小,难以满足大量移热的要求。
在此工业背景下, 熔盐作为一种移热介质受到了广泛的重视。
改变熔盐的配方,并获得 合适的操作温度是这一领域的重要内容研究内容。
许多专利或文献公 开或报导了各自的熔盐系统。
如〖化工工艺设计手册(第二版)〗,(上 海医工设计院,1996)等,目前,常见熔盐系统的组成及其性质见 表1。
                表1常见熔盐体系的性质     熔盐
  组成(重量%)
    熔点(℃)
  操作温度(℃)
   LiCl-KCl
    59.0-41.0
    352
    450
   AlCl3-NaF
    25.0-75.0
    1009
    1080
   NaOH-KOH
    51.0-49.0
    117
    227
   Li2SO4-K2SO4
    71.6-28.4
    525
    675
   Li2CO3-Na2CO3
    50.0-50.0
    500
    700
   NaPO3-KPO3
    53.2-4.0-46.8
    547
    700
   KNO3-NaNO3
    50.0-50.0
    132
    170
  LiBO2-KBO2
  56.0-44.0
    582
 MgCl2-NaCl-KCl
  50.0-30.0-20.0
    396
    475
  LiF-NaF-KF
  46.5-11.5-42.0
    459
    500
  KNO3-NaNO3-
    NaNO2
  53.0-7.0-40.0

    142

    500

 Li2SO4-Na2SO4-
    K2SO4
  78.0-13.5-8.5

    512

 Li2CO3-Na2CO3-
    K2CO3
  43.5-31.5-25.0

    397

在熔盐的研究中,从经济性角度考虑,涉及两个方面因素。
其一, 希望使用价廉的组分。
若必须使用昂贵的组分,则希望此组分的用量 愈少於好。
其二,抑制熔盐在受热过程中的挥发性,减少由此而导致 的组分流失也是经济性考虑的一个重要方面。
事实上,随着时间的增 长,熔盐的流失可能达到很高的程度,例如,三元熔盐体系 (KNO3-NaNO3-NaNO2),当其重量含量分别为53%-7%-40%时,在500℃下 加热143小时,熔盐的损失量可达28%。
另外,从工业应用角度考虑,特别是针对常见的化工生产过程, 操作温度为400-600℃的熔盐使用量最为广泛。
而目前常见的三元体 系(KNO3,NaNO3,NaNO2)由于使用过程中的挥发、粘附器壁等因 素,损失量较大,迫切需要改进。
表1所提供的其它混合熔盐系统也同样存在着使用过程中熔盐损 失过大的缺点,致使生产过程成本增加。
因此,研究开发一种新的混合熔盐系统,将具有十分重要的现实 意义。
本发明的目的之一在于提供一种由(LiNO3-KNO3-NaNO3-NaNO2) 组成的混合熔盐系统; 本发明的目的之二在于公开一种所说的混合熔盐系统的制备方 法。
本发明的构思是这样的: 本发明以在三元熔盐体系(KNO3-NaNO3-NaNO2)中加入另一种无 机盐-LiNO3,组成一种新的四元由于熔盐体系- (LiNO3-KNO3-NaNO3-NaNO2),由于Li与K、Na为同系物,离子状态时具 有相类似的性质,当LiNO3与(KNO3-NaNO3-NaNO2)混合后,能形成 新的离子间的作用力,因此,具有较好的耐热性,难于挥发。
根据上述的构思,本发明提供了如下的混合熔盐的配方: LiNO3    1-10% KNO3     40-80% NaNO3    5-15% NaNO2    10-50% 以上均为重量百分比。
上述的混合熔盐系统操作温度为250℃~550℃,在此温度条件 下,操作170小时,损失仅为6%,远小于现有技术所提供的熔盐配 方; 而试验证明,当采用以下的优选配方时,将能获得更好的结果: LiNO3    1-5% KNO3     50-80% NaNO3    5-15% NaNO2    10-50% 以上均为重量百分比。
对于以上组分,应该防止其受潮。
对于变潮的组分,可以用常见 的干燥方法分别干燥,然后再加以使用。
上述的混合熔盐系统亦是这样进行制备的: ①干燥与称量: 分别称取LiNO3,KNO3,NaNO3,NaNO2四种组分,在干燥 器中用热空气干燥,充分脱除因受潮而吸收的水份,然后按照配方, 分别称取所要求的四种物质的重量; ②混合: 将四种组分倒入一容器中,用机械翻滚的方法,使之达到宏观尺 度上的均匀。
此时要尽量避免过程的受潮,从而避免混合物结块; ③熔融: 将上述混合物加热,使其熔融。
加热时,为使混合物均匀受热, 应以缓慢的速率升温(约5度/分钟),达到熔点后,使其保持此状态约 十分钟,然后缓慢冷却(约5度/分钟)至常温; ④碾磨: 将冷却所得固体碾磨至粉末状,并且用机械翻滚的方法,再次使 其混合均匀,随后密封此固体,即可获得所说的混合熔盐系统。
所说的熔盐的各项技术经济指标如下: 最优操作温度:250-550℃; 固体熔化温度:约230℃; 受热稳定性:挥发<6%(操作时间170小时),约为KNO3-NaNO3-NaNO2三元体系的10%; 热容:与KNO3-NaNO3-NaNO2三元体系相当; 对设备的腐蚀:与KNO3-NaNO3-NaNO2三元体系相当; 循环动力消耗:与KNO3-NaNO3-NaNO2三元体系相当; 由上述公开的混合熔盐系统的各项技术经济指标可见,该混合熔 盐具有以下显著的优点: (1)具有较大的热容,能够用作大规模的热量传递的介质; (2)经济性好,所有的组分价格低廉; (3)熔盐的制备过程简单易行; (4)熔盐具有很好的热稳定性,在长时间操作下能够有效的减 少组分的挥发及对器壁的粘附。
                  实施例1 甲烷化反应是强放热反应,因为该反应体系发生如下两个反应:                 ΔH1=-206KJ/mol                  ΔH2=-41KJ/mol 操作温度为400-500℃。
采用所说的混合熔盐系统(LiNO3-KNO3-NaNO3-NaNO2)移走反应 过程中产生的热量。
混合熔盐的重量百分比如下: LiNO3              1% KNO3               79% NaNO3              10% NaNO2              10% 混合熔盐系统的基本数据见表2。
         表2四元熔盐体系使用基本情况 操作时间  平均温度  控温精度  损失量  二次使用 100小时    458℃    0.1℃    <3%    稳定 展开

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