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低腐蚀NaCl-KCl-MgCl2熔盐制备关键技术

发布时间: 2022-11-17

来源: 科技服务团

基本信息

合作方式: 作价入股
成果类型: 发明专利
行业领域:
新能源及节能技术,可再生清洁能源技术
成果介绍
熔盐是一种低成本、长寿命、传热储热性能好的高温、高热通量和低运行压力的传热储热介质,采用熔盐作为CSP传热和储热工质,可显著提高光热发电系统的热效率、系统的可靠性和经济性,目前已成为新建CSP电站的首选。CSP的发展方向为超高温(700-1000℃)电站,实现更高的热电转换效率,从而进一步提高其经济性。2017年美国能源部DOE在Sun-Shot计划中正式提出发展超高温太阳能热发电系统,主要采用氯化物熔盐(简称氯盐)的蓄热储能技术实现下一代太阳能热发电系统的关键。但氯盐对材料的腐蚀性非常强,需要采取腐蚀控制策略才能满足CSP长期稳定运行需求。 本项目建立了高温氯盐粘度的测量方法,实现了超高温、高挥发、低粘度氯盐粘度的精准测试,发展了氯盐的熔点、密度、比热、导热系数等热物性的精准测量。首次提出气固还原结合缓蚀技术建立NaCl-KCl-MgCl2熔盐的净化除杂方法和工艺,净化后NaCl-KCl-MgCl2熔盐对316不锈钢的年腐蚀速率小于50 µm/a,解决了氯盐腐蚀控制国际难题。
成果亮点
项目主要创新成果如下: (1)首次通过梯级变温+气固还原+缓蚀剂调控的方法,发展了低腐蚀NaCl-KCl-MgCl2熔盐的净化制备工艺及其工艺放大。净化后NaCl-KCl-MgCl2熔盐(含缓蚀剂)对316不锈钢的年腐蚀速率小于50 µm/a,实现了氯化物熔盐腐蚀的有效控制。 (2)设计并建成首套60吨/a低腐蚀NaCl-KCl-MgCl2熔盐净化制备装置,解决了系统设计、设备研制等核心关键技术问题,装置稳定运行超7000 h;试制的3吨低腐蚀NaCl-KCl-MgCl2熔盐在中试装置中运行两年,未见明显腐蚀。 (3)建立高挥发氯化物熔盐热物性的精准测试分析方法及测试平台,实现氯化盐的熔点、密度、比热、导热系数、粘度等参数的精准测量。
团队介绍
本项目由中国科学院上海应用物理研究所研究团队自主研究完成,项目团队掌握了NaCl-KCl-MgCl2熔盐净化制备技术,培养一批关键技术人才,项目牵头完成人获2018年上海市嘉定区科技领军人才,2019上海市科技系统先进工作者,2020年上海市先进工作者等称号。
成果资料
产业化落地方案
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成果综合评价报告

评价单位:“科创中国”低碳能源技术产业科技服务团 (中国可再生能源学会) 评价时间:2022-11-18

孙孟佳

中国可再生能源学会

副主任

综合评价

本研究成果能够作为第三代光热发电技术用传蓄热介质,提升项目的整体效率,进而提升发电量和集热量。总体技术达到国内领先水平,在洁净能源领域具有广阔的应用前景。
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