ТЕПЛОАККУМУЛИРУЮЩИЙ СОСТАВ Российский патент 2012 года по МПК C09K5/06 

Предлагаемое изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к разработке теплоаккумулирующих составов, включающих фториды щелочных и щелочноземельных металлов, которые применяются в качестве теплоаккумулирующих веществ и могут быть использованы в тепловых аккумуляторах и в устройствах для поддержания постоянной температуры, применяемых в теплотехнике.

Известен теплоаккумулирующий состав, содержащий фторид, хлорид, сульфат и молибдат лития. Температура плавления смеси 402°C. (Гаркушин И.К., Губанова Т.В., Кондратюк И.М., Прохоров А.В., Максимов А.Е. Теплоаккумулирующий состав. Патент. №2272822 от 26.11.2004 г.).

Однако этот состав можно использовать для поддержания постоянной температуры при 400-402°C.

Известен теплоаккумулирующий состав, содержащий фториды лития, натрия, магния и стронция. Температура плавления смеси 636°C, удельная энтальпия плавления 456 Дж/г (Дибиров М.А., Вердиев Н.Н., Султанов Ю.И., Гаркушин И.К. Теплоаккумулирующий состав. А.с. СССР. №1432084 от 23.10.1988 г.). Однако этот состав поддерживает температуру при 636-640°C.

Задача изобретения - увеличение теплоаккумулирующей способности.

Технический результат состоит в том, что состав обеспечивает работу в качестве теплоаккумулирующего материала в интервале температур 600-605°C.

Сущность изобретения в том, что теплоаккумулирующий состав, включающий фториды лития, натрия и стронция, дополнительно содержит конгруэнтное соединение состава NaMgF₃ при следующем соотношении качественно-количественного состава композиции, мас.%:

LiF 25,5-26,5 NaF 25,3-25,7 SrF₂ 22,4-22,6 NaMgF₃ 25,8-26,2

и имеет работоспособность в интервале температур 600-605°C.

Технический результат достигается тем, что в теплоаккумулирующий состав, содержащий фториды лития, натрия и стронция, дополнительно введено конгруэнтное соединение состава NaMgF₃, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

LiF 25,5-26,5 NaF 25,3-25,7 SrF₂ 22,4-22,6 NaMgF₃ 25,8-26,2

Примеры конкретного исполнения.

В электропечи шахтного типа переплавляют безводные соли квалификации «х.ч.».

Пример 1. 0,26 г (26 мас.%) LiF + 0,225 г (25,5 мас.%) NaF + 0,13 г (26 мас.%) NaMgF₃ + 0,225 г (22,5 мас.%) SrF₂. Температура плавления сплава 600°C, энтальпия плавления 590 Дж/г.

Пример 2. 0,255 г (25,5 мас.%) LiF + 0,257 г (25,7 мас.%) NaF + 0,262 г (26,2 мас.%) NaMgF₃ + 0,226 г (22,6 мас.%) SrF₂. Температура плавления сплава 604°C, энтальпия плавления 575 Дж/г.

Пример 3. 0,265 г (26,5 мас.%) LiF + 0,253 г (25,3 мас.%) NaF + 0,258 г (25,8 мас.%) NaMgF₃ + 0,224 г (22,4 мас.%) SrF₂. Температура плавления сплава 605°C, энтальпия плавления 580 Дж/г.

За пределами указанных концентраций температура плавления возрастает и снижается удельная энтальпия плавления, нарушается однофазность, что приводит к неравномерному тепловыделению.

В таблице приведены сравнительные характеристики физико-химических свойств прототипа и предлагаемого состава.

Данные известного и предлагаемого составов приведены в таблице.

Таблица №/№ п/п Состав смеси, мас.% t_пл, °C ΔH_пл, Дж/г LiF NaF MgF₂ SrF₂ 1 24,38 3,37 31,54 40,71 636 456 №/№ п/п Предлагаемый t_пл, °C ΔH_пл, Дж/г   LiF NaF NaMgF₃ SrF₂     1 26 25,5 26 22,5 600 590 2 25,5 25,7 26,2 22,6 604 575 3 26,5 25,3 25,8 22,4 605 580

Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемый состав имеет существенные преимущества: обеспечивает работоспособность теплового аккумулятора в интервале температур 600-605°C; на 124-134 Дж/г выше удельная энтальпия плавления.

Предлагаемый состав может быть использован и в качестве теплоносителя.

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности, к теплоаккумулирующему составу, который может быть использован в тепловых аккумуляторах и в устройствах для поддержания постоянной температуры. Предложенный теплоаккумулирующий состав содержит, мас.%: фторид лития - 25,5-26,5; фторид натрия - 25,3-25,7; фторид стронция - 22,4-22,6; конгруэнтное соединение состава NaMgF₃ - 25,8-26,2. Технический результат - повышение удельной энтальпии плавления на 124-134 Дж/г состава по сравнению с известными теплоаккумулирующими составами на основе фторидов лития, натрия и стронция, увеличение его теплоаккумулирующей способности и обеспечение работоспособности в интервале температур 600-605°C. 1 табл., 3 пр.

Теплоаккумулирующий состав, включающий фториды лития, натрия и стронция, отличающийся тем, что дополнительно содержит конгруэнтное соединение состава NaMgF₃ при следующем соотношении качественно-количественного состава композиции, мас.%:
LiF 25,5-26,5 NaF 25,3-25,7 SrF₂ 22,4-22,6 NaMgF₃ 25,8-26,2,