Теплоаккумулирующий состав Российский патент 2024 года по МПК C09K5/06 

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к разработке теплоаккумулирующих составов, которые могут быть использованы в устройствах для поддержания заданного температурного интервала.

Известен теплоаккумулирующий состав содержащий фторид, хлорид, сульфат и молибдат лития, температура плавления 402 - 404°С, удельная энтальпия плавления 296 - 312 Дж/г. Патент на изобретение RU 2272822. И.К. Гаркушин, Т.В. Губанова, И.М. Кондратюк, А.В. Прохоров, А.Е. Максимов. Теплоаккумулирующий состав. Опубл. 27.03.2006. Бюл. №9.

Однако предлагаемый состав способен аккумулировать тепловую энергию при 402- 404°С.

Известен теплоаккумулирующий состав, содержащий фторид, карбонат и сульфат лития, обеспечивает работоспособность теплового аккумулятора в интервале температур 476 - 480°С, удельная энтальпия плавления 305 - 315 Дж/г. Патент на изобретение RU 2675566. Н.Н. Вердиев, З.Н. Вердиева, А.Б. Алхасов, Г.А. Рабаданов, У.Г. Магомедбеков, Э.Г. Искендеров. Теплоаккумулирующий состав. Опубл. 19.12.2018. Бюл. №35.

Однако предлагаемый состав способен аккумулировать тепловую энергию при 476 - 480°С.

Известен также теплоаккумулирующий состав, содержащий фторид стронция, хлорид стронция и хлорид натрия, температура кристаллизации расплава 499-502°С, удельная энтальпия плавления 315-318 Дж/г. Патент на изобретение RU 2405019. Л.М. Васильченко, Н.В. Сотова. Теплоаккумулирующий состав Опубл. 27.11.2010. Бюл. №33.

Однако предлагаемый состав способен аккумулировать тепловую энергию при 499 - 502°С.

Наиболее близким к заявляемому составу по температуре и компонентам является теплоаккумулирующий состав, содержащий фторид лития и хлорид натрия с температурой плавления 680°С, удельная энтальпия плавления 476,9 Дж/г. Гасаналиев А.М., Гаматаева Б.Ю., Теплоаккумулирующие свойства расплавов, Успехи химии, 69 (2), 2000, с. 192-200. В данной статье указаны значения удельной энтальпии плавления, полученные расчетным методом, которые не отражают фактической величины удельной энтальпии фазового перехода. Недостатком этого теплоаккумулирующего состава является указанная невысокая удельная энтальпия плавления, что исключило бы данный состав из рассмотрения при возможном практическом применении.

Задача изобретения заключается в увеличении удельной энтальпии плавления до 652,7 Дж/г и обеспечение работоспособности теплового аккумулятора в интервале температур 675° - 680°С.

Новизна изобретения заключается в том, что в теплоаккумулирующий состав, содержащий фторид лития и хлорид натрия, отличающийся тем, что с целью повышения теплоты плавления до 646 - 652 Дж/г в интервале температур 675° - 680°С, изменено содержание компонентов при следующих соотношениях - мас. %:

LiF - не менее 23,0 и не более 24,0;

NaCl - не менее 76,0 и не более 77,0.

Примеры конкретного исполнения:

Температуры фазовых переходов и удельные энтальпии плавления определялись на установке синхронного термического анализа STA 449 F3 Phoenix, фирмы Netzsch, предназначенный для работы в интервале температур от комнатной до 1500°С, в атмосфере инертных газов (аргон). Квалификации исходных солей: LiF - «х.ч.»; NaCl - «х.ч.»; Скорость нагревания и охлаждения образцов составляла 10 град./мин. Точность измерения температур ±1,5°С, энтальпии фазовых переходов ±3%, масса навесок 0,1 г. Значения энтальпии фазовых переходов определялись как среднее трех измерений.

Пример 1. 0,234 г (23,4 мас. %) LiF + 0,766 г (76,6 мас. %) NaCl. Температура плавления сплава 675°С, энтальпия плавления 652 Дж/г.

Пример 2. 0,240 г (24,0 мас. %) LiF + 0,760 г (76,0 мас. %) NaCl. Температура плавления сплава 678°С, энтальпия плавления 648 Дж/г.

Пример 3. 0,230 г (23,0 мас. %) LiF + 0,770 г (77,0 мас. %) NaCl. Температура плавления сплава 680°С, энтальпия плавления 646 Дж/г.

За пределами указанных концентраций температура плавления возрастает и снижается удельная энтальпия плавления. В таблице приведены сравнительные характеристики прототипа и заявляемого состава.

Как видно из данных таблицы, предлагаемый состав обеспечивает работоспособность в тепловом аккумуляторе в диапазоне температур 675-680°С с удельной энтальпией плавления 646-652 Дж/г, что на 345-339 Дж/г выше по сравнению с прототипом.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в тепловых аккумуляторах для поддержания заданного температурного интервала. Теплоаккумулирующий состав содержит фторид лития в количестве от более 23,0 до менее 24,0 мас. % и хлорид атрия от более 76,0 до менее 77,0 мас. %. Теплоаккумулирующий состав представляет собой сплав, имеющий температуру плавления 675-680°С и удельную энтальпию плавления 646-652 Дж/г. Изобретение позволяет увеличить энтальпию плавления теплоаккумулирующего состава. 1 табл., 3 пр.

Теплоаккумулирующий состав, содержащий фторид лития и хлорид натрия при следующих соотношениях компонентов, мас. %: LiF более 23,0 и менее 24,0 и NaCl более 76,0 и менее 77,0, представляющий собой сплав, имеющий температуру плавления в пределах 675-680°С и удельную энтальпию плавления 646-652 Дж/г.