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Solar Salt熔盐(60%Na NO3-40%KNO3)因其使用温度范围宽、热稳定性好、腐蚀性弱、储热性能好、价格低廉等优点,在太阳能光热发电领域得到广泛应用,其使用温度范围为300550℃,比较适合作为中高温储能材料,目前制备Solar Salt熔盐的原料纯度不同,制备的产品热物性有所差异。青海地区盐湖钠钾镁资源丰富,利用氯化钾、芒硝和水氯镁石制备硝酸盐,对硝酸熔盐中的杂质离子进行调控,结合青海丰富的太阳能资源,将高纯硝酸熔盐应用于太阳能光热发电系统,既可以综合利用盐湖钠镁钾资源,又可以促进硝酸熔盐储热技术的发展。本文以Solar Salt熔盐为基础,首先探究了杂质离子对Solar Salt熔盐热物性、结构及腐蚀性的影响,其次通过添加低熔点Mg(NO3)2.6H2O,制备了低熔点Na NO3-KNO3-Mg(NO3)2三元熔盐储能材料,开展了低熔点硝酸熔盐制备工艺优化及热物性变化规律研究,获得了制备硝酸盐最佳工艺及参数,并探究纯度对Na NO3-KNO3-Mg(NO3)2三元熔盐储能材料热物性影响。本文主要内容总结如下:(1)高纯硝酸盐制备及其杂质离子调控利用重结晶法对工业级Na NO3、KNO3进行提纯,制备了高纯Na NO3、KNO3,产品纯度大于99.9%;利用盐湖丰产的水氯镁石为原料,采用离子交换法制备了Mg(NO3)2.6H2O,产品纯度大于99.0%。制备的高纯硝酸盐中杂质离子含量得到了有效控制,更加适合制备光热发电所需储能材料。(2)Cl-和SO42-对Solar Salt熔盐热物性、结构及腐蚀性的影响通过探究杂质离子Cl-和SO42-及其含量对Solar Salt熔盐热物性、结构及腐蚀性的影响,获得了杂质离子Cl-和SO42-对Solar Salt熔盐热物性等的影响规律。随着Solar Salt熔盐中Cl-和SO42-含量(0.25%1.0%)的升高,熔盐熔点和相变潜热有所波动,分解温度有所降低,熔盐稳定性变差。Solar Salt熔盐500℃循环烧制576h后,当Solar Salt熔盐中Cl-含量小于0.75%(SO42-含量小于1.0%)时,Cl-(SO42-)对熔盐热腐蚀性影响较小。(3)低熔点Na NO3-KNO3-Mg(NO3)2三元熔盐制备及热物性研究以Solar Salt二元熔盐为基础,采用熔融共混法,通过添加Mg(NO3)2.6H2O制备了低熔点Na NO3-KNO3-Mg(NO3)2三元熔盐,优化了制备工艺,获得了最佳工艺参数及条件,获得了三元熔盐热物性变化规律,确定了其配比为49.5%Na NO3-33%KNO3-17.5%Mg(NO3)2,烧制条件为250℃,2 h;300℃,18 h。三元熔盐熔点为157.4℃,相变潜热为74 J/g,分解温度为451.7℃。(4)纯度对Na NO3-KNO3-Mg(NO3)2三元熔盐热物性的影响以工业级和高纯Na NO3、KNO3和Mg(NO3)2.6H2O为原料,分别制备工业级和高纯Na NO3-KNO3-Mg(NO3)2三元熔盐。探究了纯度对Na NO3-KNO3-Mg(NO3)2三元熔盐熔点、相变潜热、分解温度、密度、黏度和导热系数等的影响。与工业级Na NO3-KNO3-Mg(NO3)2三元熔盐相比,高纯Na NO3-KNO3-Mg(NO3)2三元熔盐熔点降低,相变潜热增大,分解温度升高;在不同温度下循环烧制30 h后,高纯Na NO3-KNO3-Mg(NO3)2三元熔盐热失重较小,热稳定性较好;在相同循环时间及温度下,高纯Na NO3-KNO3-Mg(NO3)2三元熔盐质量损失减小,表明提纯可以增加Na NO3-KNO3-Mg(NO3)2三元熔盐的热稳定性。通过阿基米德法、旋转法、差示扫描量热法和激光闪光法分别测得Na NO3-KNO3-Mg(NO3)2三元熔盐的密度、黏度、比热容和导热系数,并对数据进行分析及拟合,获得了密度等性质随温度的变化关系,高纯Na NO3-KNO3-Mg(NO3)2三元熔盐与工业级Na NO3-KNO3-Mg(NO3)2三元熔盐相比,密度增大,黏度降低,比热容降低,高温条件下导热系数有所降低,具有较好的热物性。