硝酸熔鹽傳熱儲(chǔ)熱過程的穩(wěn)定性及性能強(qiáng)化
發(fā)布時(shí)間:2022-07-12 11:05
太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)在緩解環(huán)境污染和能源危機(jī)等方面顯示出巨大的潛力。傳儲(chǔ)熱系統(tǒng)是太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)的重要組成部分,傳儲(chǔ)熱材料又是傳儲(chǔ)熱系統(tǒng)的核心。硝酸熔鹽因其熔點(diǎn)低、蒸氣壓小、粘度小、使用溫度范圍廣等優(yōu)點(diǎn),已作為傳儲(chǔ)熱材料被成功應(yīng)用于商業(yè)太陽(yáng)能熱發(fā)電站中。但是,由于硝酸熔鹽的氧化性和熱分解特性,在高溫傳熱儲(chǔ)熱過程和流經(jīng)金屬管、罐和閥門,或在單罐儲(chǔ)熱系統(tǒng)中接觸填充儲(chǔ)熱固體可能發(fā)生反應(yīng),導(dǎo)致性能變化問題;另外硝酸熔鹽流體與其他流體一樣還存在導(dǎo)熱系數(shù)和比熱偏低等問題。因此,研究硝酸熔鹽傳儲(chǔ)熱過程中穩(wěn)定性,強(qiáng)化其傳熱儲(chǔ)熱性能,對(duì)其應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。通過監(jiān)測(cè)儲(chǔ)熱過程N(yùn)Ox釋放,研究了硝酸熔鹽儲(chǔ)熱過程中的穩(wěn)定性。參考HJ479-2009國(guó)標(biāo),對(duì)高溫時(shí)二元硝酸熔鹽(Solar Salt)接觸金屬和儲(chǔ)熱固體材料及三元硝酸熔鹽(Hitec)接觸金屬后釋放的NOx進(jìn)行監(jiān)測(cè),并對(duì)長(zhǎng)期接觸金屬后的Solar Salt和Hitec的熔點(diǎn)、熔化焓和比熱進(jìn)行測(cè)量。結(jié)果顯示:Solar Salt接觸金屬和儲(chǔ)熱固體材料及Hitec接觸金屬后釋放的NOx基本上隨溫度增加而增加。500°C長(zhǎng)期儲(chǔ)熱過程中,Solar Sal...
【文章頁(yè)數(shù)】:104 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 前言
1.2 熔鹽傳熱儲(chǔ)熱材料
1.2.1 熔鹽傳儲(chǔ)熱材料
1.2.2 硝酸熔鹽傳儲(chǔ)熱材料及應(yīng)用
1.3 硝酸熔鹽穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀
1.4 硝酸熔鹽傳熱儲(chǔ)熱性能強(qiáng)化的研究進(jìn)展
1.4.1 納米粒子對(duì)熔鹽流體比熱的強(qiáng)化
1.4.2 納米粒子對(duì)熔鹽流體導(dǎo)熱的強(qiáng)化
1.4.3 納米粒子對(duì)熔鹽流體粘度的影響
1.5 硝酸熔鹽及其納米復(fù)合流體的腐蝕性研究現(xiàn)狀
1.6 本文研究目的及主要內(nèi)容
1.6.1 研究目的
1.6.2 主要內(nèi)容
第二章 硝酸熔鹽傳熱儲(chǔ)熱過程的穩(wěn)定性
2.1 前言
2.2 實(shí)驗(yàn)原料與儀器
2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
2.2.2 實(shí)驗(yàn)材料
2.2.3 實(shí)驗(yàn)儀器
2.3 硝酸熔鹽儲(chǔ)熱過程釋放NOx監(jiān)測(cè)方法
2.3.1 NOx測(cè)量原理
2.3.2 溶液配制
2.3.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制
2.3.4 硝酸熔鹽儲(chǔ)熱過程釋放NOx測(cè)量方法
2.3.5 數(shù)據(jù)處理與誤差分析
2.4 熔鹽儲(chǔ)熱性能長(zhǎng)期穩(wěn)定性的研究方法
2.5 硝酸熔鹽儲(chǔ)熱穩(wěn)定性的熱力學(xué)分析方法
2.6 結(jié)果與討論
2.6.1 金屬材料對(duì)Solar salt穩(wěn)定性的影響
2.6.2 儲(chǔ)熱固體材料對(duì)Solar salt穩(wěn)定性的影響
2.6.3 金屬材料對(duì)Hitec熔鹽穩(wěn)定性的影響
2.6.4 硝酸熔鹽長(zhǎng)期儲(chǔ)熱穩(wěn)定性
2.7 本章小結(jié)
第三章 硝酸熔鹽傳熱儲(chǔ)熱性能的強(qiáng)化
3.1 前言
3.2 實(shí)驗(yàn)原料與儀器
3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
3.3 實(shí)驗(yàn)方法
3.3.1 MgO復(fù)合三元硝酸熔鹽材料的制備
3.3.2 MgO復(fù)合三元硝酸熔鹽材料的表征
3.3.3 MgO復(fù)合三元硝酸熔鹽流體物性參數(shù)測(cè)量方法
3.4 納米MgO對(duì)熔鹽物性參數(shù)影響的結(jié)果與討論
3.4.1 比熱
3.4.2 熔點(diǎn)和熔化焓
3.4.3 密度和粘度
3.4.4 熱擴(kuò)散系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)
3.5 納米MgO對(duì)熔鹽傳熱與儲(chǔ)熱性能影響的結(jié)果與分析
3.6 納米MgO復(fù)合三元硝酸熔鹽流體儲(chǔ)熱穩(wěn)定性
3.7 本章小結(jié)
第四章 MgO復(fù)合三元硝酸熔鹽流體的腐蝕性
4.1 前言
4.2 實(shí)驗(yàn)原料和儀器
4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
4.2.2 實(shí)驗(yàn)材料
4.2.3 實(shí)驗(yàn)儀器
4.3 實(shí)驗(yàn)方法
4.3.1 長(zhǎng)期腐蝕實(shí)驗(yàn)
4.3.2 腐蝕層表征方法
4.4 納米MgO復(fù)合三元硝酸鹽材料對(duì)金屬的腐蝕性結(jié)果與分析
4.4.1 金屬種類對(duì)腐蝕性的影響
4.4.1.1 腐蝕動(dòng)力學(xué)分析
4.4.1.2 腐蝕層表面形貌分析
4.4.1.3 腐蝕層剖面形貌與元素分布
4.4.1.4 受腐金屬的XRD分析
4.4.2 腐蝕時(shí)間對(duì)3 種金屬腐蝕性的影響
4.4.2.1 表面腐蝕形貌對(duì)比
4.4.2.2 腐蝕層剖面形貌及其元素分布
4.4.2.3 受腐金屬的XRD分析
4.5 本章小結(jié)
第五章 低成本高性能MgO復(fù)合硝酸熔鹽制備方法
5.1 前言
5.2 實(shí)驗(yàn)原料與儀器
5.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
5.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
5.3 實(shí)驗(yàn)方法
5.3.1 MgO復(fù)合硝酸熔鹽原位制備
5.3.1.1 MgO復(fù)合Solar salt材料的制備
5.3.1.2 MgO復(fù)合Hitec材料的制備
5.3.2 復(fù)合材料的表征方法
5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.4.1 慢速升溫MgO復(fù)合Solar salt原位生成制備方法
5.4.2 電磁快速加熱MgO復(fù)合Hitec原位生成制備方法
5.5 本章結(jié)論
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]太陽(yáng)能光熱發(fā)電技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 蔡潔聰,王偉,鄭建平. 中外企業(yè)家. 2019(04)
[2]納米SiO2粒子對(duì)低熔點(diǎn)混合硝酸鹽熱物性影響[J]. 宋維龍,鹿院衛(wèi),吳玉庭,馬重芳. 化工學(xué)報(bào). 2018(09)
[3]亞洲最大太陽(yáng)能項(xiàng)目8月底發(fā)電[J]. 技術(shù)與市場(chǎng). 2018(05)
[4]鎂基三元氯化物熔鹽儲(chǔ)熱過程性能變化機(jī)理分析[J]. 魏小蘭,尹月,丁靜,宋明,劉波,王維龍. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2018(01)
[5]我國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及前景淺析[J]. 鞏璽. 太陽(yáng)能. 2017(11)
[6]淺淡太陽(yáng)能光熱發(fā)電儲(chǔ)熱熔鹽產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 于雪峰,何云,蔣中華,朱秀麗. 鹽科學(xué)與化工. 2017(10)
[7]In625合金和316L不銹鋼在NaCl-CaCl2-MgCl2熔鹽中的腐蝕機(jī)理[J]. 劉波,魏小蘭,王維龍,宋明,丁靜. 化工學(xué)報(bào). 2017(08)
[8]熔融硝酸鹽對(duì)儲(chǔ)熱混凝土中玄武巖骨料的浸蝕行為研究[J]. 段洋,朱教群,周衛(wèi)兵,程曉敏. 材料導(dǎo)報(bào). 2013(08)
[9]儲(chǔ)熱材料在太陽(yáng)能熱發(fā)電領(lǐng)域中的應(yīng)用與展望[J]. 常春,肖瀾,王紅梅,蔡永香. 新材料產(chǎn)業(yè). 2012(07)
[10]三元硝酸熔鹽高溫劣化的化學(xué)熱力學(xué)計(jì)算[J]. 龍兵,魏小蘭,丁靜,彭強(qiáng),楊建平,楊曉西. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2011(02)
博士論文
[1]傳蓄熱熔鹽的熱物性研究[D]. 程進(jìn)輝.中國(guó)科學(xué)院研究生院(上海應(yīng)用物理研究所) 2014
碩士論文
[1]金屬材料在硝酸熔鹽中的腐蝕機(jī)理研究[D]. 楊春桃.華南理工大學(xué) 2017
[2]熔融鹽傳熱蓄熱材料的熱穩(wěn)定性理論研究[D]. 龍兵.華南理工大學(xué) 2010
本文編號(hào):3659009
【文章頁(yè)數(shù)】:104 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 前言
1.2 熔鹽傳熱儲(chǔ)熱材料
1.2.1 熔鹽傳儲(chǔ)熱材料
1.2.2 硝酸熔鹽傳儲(chǔ)熱材料及應(yīng)用
1.3 硝酸熔鹽穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀
1.4 硝酸熔鹽傳熱儲(chǔ)熱性能強(qiáng)化的研究進(jìn)展
1.4.1 納米粒子對(duì)熔鹽流體比熱的強(qiáng)化
1.4.2 納米粒子對(duì)熔鹽流體導(dǎo)熱的強(qiáng)化
1.4.3 納米粒子對(duì)熔鹽流體粘度的影響
1.5 硝酸熔鹽及其納米復(fù)合流體的腐蝕性研究現(xiàn)狀
1.6 本文研究目的及主要內(nèi)容
1.6.1 研究目的
1.6.2 主要內(nèi)容
第二章 硝酸熔鹽傳熱儲(chǔ)熱過程的穩(wěn)定性
2.1 前言
2.2 實(shí)驗(yàn)原料與儀器
2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
2.2.2 實(shí)驗(yàn)材料
2.2.3 實(shí)驗(yàn)儀器
2.3 硝酸熔鹽儲(chǔ)熱過程釋放NOx監(jiān)測(cè)方法
2.3.1 NOx測(cè)量原理
2.3.2 溶液配制
2.3.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制
2.3.4 硝酸熔鹽儲(chǔ)熱過程釋放NOx測(cè)量方法
2.3.5 數(shù)據(jù)處理與誤差分析
2.4 熔鹽儲(chǔ)熱性能長(zhǎng)期穩(wěn)定性的研究方法
2.5 硝酸熔鹽儲(chǔ)熱穩(wěn)定性的熱力學(xué)分析方法
2.6 結(jié)果與討論
2.6.1 金屬材料對(duì)Solar salt穩(wěn)定性的影響
2.6.2 儲(chǔ)熱固體材料對(duì)Solar salt穩(wěn)定性的影響
2.6.3 金屬材料對(duì)Hitec熔鹽穩(wěn)定性的影響
2.6.4 硝酸熔鹽長(zhǎng)期儲(chǔ)熱穩(wěn)定性
2.7 本章小結(jié)
第三章 硝酸熔鹽傳熱儲(chǔ)熱性能的強(qiáng)化
3.1 前言
3.2 實(shí)驗(yàn)原料與儀器
3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
3.3 實(shí)驗(yàn)方法
3.3.1 MgO復(fù)合三元硝酸熔鹽材料的制備
3.3.2 MgO復(fù)合三元硝酸熔鹽材料的表征
3.3.3 MgO復(fù)合三元硝酸熔鹽流體物性參數(shù)測(cè)量方法
3.4 納米MgO對(duì)熔鹽物性參數(shù)影響的結(jié)果與討論
3.4.1 比熱
3.4.2 熔點(diǎn)和熔化焓
3.4.3 密度和粘度
3.4.4 熱擴(kuò)散系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)
3.5 納米MgO對(duì)熔鹽傳熱與儲(chǔ)熱性能影響的結(jié)果與分析
3.6 納米MgO復(fù)合三元硝酸熔鹽流體儲(chǔ)熱穩(wěn)定性
3.7 本章小結(jié)
第四章 MgO復(fù)合三元硝酸熔鹽流體的腐蝕性
4.1 前言
4.2 實(shí)驗(yàn)原料和儀器
4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
4.2.2 實(shí)驗(yàn)材料
4.2.3 實(shí)驗(yàn)儀器
4.3 實(shí)驗(yàn)方法
4.3.1 長(zhǎng)期腐蝕實(shí)驗(yàn)
4.3.2 腐蝕層表征方法
4.4 納米MgO復(fù)合三元硝酸鹽材料對(duì)金屬的腐蝕性結(jié)果與分析
4.4.1 金屬種類對(duì)腐蝕性的影響
4.4.1.1 腐蝕動(dòng)力學(xué)分析
4.4.1.2 腐蝕層表面形貌分析
4.4.1.3 腐蝕層剖面形貌與元素分布
4.4.1.4 受腐金屬的XRD分析
4.4.2 腐蝕時(shí)間對(duì)3 種金屬腐蝕性的影響
4.4.2.1 表面腐蝕形貌對(duì)比
4.4.2.2 腐蝕層剖面形貌及其元素分布
4.4.2.3 受腐金屬的XRD分析
4.5 本章小結(jié)
第五章 低成本高性能MgO復(fù)合硝酸熔鹽制備方法
5.1 前言
5.2 實(shí)驗(yàn)原料與儀器
5.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
5.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
5.3 實(shí)驗(yàn)方法
5.3.1 MgO復(fù)合硝酸熔鹽原位制備
5.3.1.1 MgO復(fù)合Solar salt材料的制備
5.3.1.2 MgO復(fù)合Hitec材料的制備
5.3.2 復(fù)合材料的表征方法
5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.4.1 慢速升溫MgO復(fù)合Solar salt原位生成制備方法
5.4.2 電磁快速加熱MgO復(fù)合Hitec原位生成制備方法
5.5 本章結(jié)論
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
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【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]太陽(yáng)能光熱發(fā)電技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 蔡潔聰,王偉,鄭建平. 中外企業(yè)家. 2019(04)
[2]納米SiO2粒子對(duì)低熔點(diǎn)混合硝酸鹽熱物性影響[J]. 宋維龍,鹿院衛(wèi),吳玉庭,馬重芳. 化工學(xué)報(bào). 2018(09)
[3]亞洲最大太陽(yáng)能項(xiàng)目8月底發(fā)電[J]. 技術(shù)與市場(chǎng). 2018(05)
[4]鎂基三元氯化物熔鹽儲(chǔ)熱過程性能變化機(jī)理分析[J]. 魏小蘭,尹月,丁靜,宋明,劉波,王維龍. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2018(01)
[5]我國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及前景淺析[J]. 鞏璽. 太陽(yáng)能. 2017(11)
[6]淺淡太陽(yáng)能光熱發(fā)電儲(chǔ)熱熔鹽產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 于雪峰,何云,蔣中華,朱秀麗. 鹽科學(xué)與化工. 2017(10)
[7]In625合金和316L不銹鋼在NaCl-CaCl2-MgCl2熔鹽中的腐蝕機(jī)理[J]. 劉波,魏小蘭,王維龍,宋明,丁靜. 化工學(xué)報(bào). 2017(08)
[8]熔融硝酸鹽對(duì)儲(chǔ)熱混凝土中玄武巖骨料的浸蝕行為研究[J]. 段洋,朱教群,周衛(wèi)兵,程曉敏. 材料導(dǎo)報(bào). 2013(08)
[9]儲(chǔ)熱材料在太陽(yáng)能熱發(fā)電領(lǐng)域中的應(yīng)用與展望[J]. 常春,肖瀾,王紅梅,蔡永香. 新材料產(chǎn)業(yè). 2012(07)
[10]三元硝酸熔鹽高溫劣化的化學(xué)熱力學(xué)計(jì)算[J]. 龍兵,魏小蘭,丁靜,彭強(qiáng),楊建平,楊曉西. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2011(02)
博士論文
[1]傳蓄熱熔鹽的熱物性研究[D]. 程進(jìn)輝.中國(guó)科學(xué)院研究生院(上海應(yīng)用物理研究所) 2014
碩士論文
[1]金屬材料在硝酸熔鹽中的腐蝕機(jī)理研究[D]. 楊春桃.華南理工大學(xué) 2017
[2]熔融鹽傳熱蓄熱材料的熱穩(wěn)定性理論研究[D]. 龍兵.華南理工大學(xué) 2010
本文編號(hào):3659009
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