RU2326920C2

RU2326920C2 - Heat-retaining composition

Info

Publication number: RU2326920C2
Application number: RU2006126253/04A
Authority: RU
Inventors: Евгений Игоревич Фролов (RU); Евгений Игоревич Фролов; Тать на Валерьевна Губанова (RU); Татьяна Валерьевна Губанова; Иван Кириллович Гаркушин (RU); Иван Кириллович Гаркушин; Геннадий Евгеньевич Егорцев (RU); Геннадий Евгеньевич Егорцев; Игорь Мирославович Кондратюк (RU); Игорь Мирославович Кондратюк
Priority date: 2006-07-19
Filing date: 2006-07-19
Publication date: 2008-06-20
Also published as: RU2006126253A

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: invention relates to the heat-retaining composition including lithium fluoride 7.1...7.8 % weight ratio, lithium sulphate 24.8...26.8 % weight ratio and lithium bromide 66.0...68.1 % weight ratio.

EFFECT: working capacity of hear-retaining composition at very high temperature.

1 cl, 1 tbl, 4 ex

Description

Изобретение относится к разработке теплоаккумулирующих составов, включающих фториды, бромиды и сульфаты щелочных элементов, которые применяются в качестве теплоаккумулирующих веществ.The invention relates to the development of heat storage compositions, including fluorides, bromides and sulfates of alkaline elements, which are used as heat storage substances.

Известно два теплоаккумулирующих состава: первый содержит фторид, метаванадат и сульфат лития с температурой плавления смеси 497°С и удельной энтальпией плавления 241 Дж/г; второй содержит фторид, сульфат и молибдат лития с температурой плавления смеси 501°С и удельной энтальпией плавления 456 Дж/г (Губанова Т.В., Кондратюк И.К, Гаркушин И.К. Фазовые равновесия в трехкомпонентных системах LiF-LiVO₃-Li₂SO₄ и LiF-Li₂SO₄-Li₂MoO₄ // Журн. неорган. химии. - 2005. - Т.50. - №12. С.2079-2083.).Two heat storage compositions are known: the first contains fluoride, metavanadate and lithium sulfate with a melting point of the mixture 497 ° C and a specific melting enthalpy of 241 J / g; the second contains lithium fluoride, sulfate and molybdate with a melting point of the mixture 501 ° C and a specific melting enthalpy of 456 J / g (Gubanova T.V., Kondratyuk I.K., Garkushin I.K. Phase equilibria in three-component systems LiF-LiVO ₃ - Li ₂ SO ₄ and LiF-Li ₂ SO ₄ -Li ₂ MoO ₄ // Journal of Inorganic Chemistry. - 2005. - T.50. - No. 12. S.2079-2083.).

Наиболее близким к заявленному составу по температуре и компонентам является низкоплавкий состав системы LiF-Li₂SO₄ (Справочник по плавкости солевых систем. T.1 // Под ред. Воскресенской Н.К. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1961. - 708 с.), энтальпия плавления которого измерялась нами методом количественного ДТА. Снимали по три кривых охлаждения и нагревания исследуемого эвтектического состава и эталонного вещества (К₂Cr₂O₇, полиморфный переход при 397°С, 125.2 кДж/кг). Площади пиков дифференциальных кривых ДТА ограничивали в соответствии с рекомендациями Международного комитета по стандартизации в термическом анализе. Расчет удельной энтальпии плавления состава проводили по формуле:Closest to the claimed composition in terms of temperature and components is the low-melting composition of the LiF-Li ₂ SO _{4 system} (Handbook on the fusion of salt systems. T.1 // Edited by Voskresenskaya N.K. M.-L .: Publishing House of the USSR Academy of Sciences , 1961. - 708 pp.), The melting enthalpy of which was measured by us by the method of quantitative DTA. Three cooling and heating curves were studied for the studied eutectic composition and reference substance (K ₂ Cr ₂ O ₇ , polymorphic transition at 397 ° С, 125.2 kJ / kg). The peak areas of the differential DTA curves were limited in accordance with the recommendations of the International Committee for Standardization in thermal analysis. The calculation of the specific enthalpy of melting of the composition was carried out according to the formula:

где Δ_tH_эт - удельная энтальпия фазового перехода эталонного вещества, близкого по температуре фазового перехода к исследуемому составу, кДж/кг; S_E, S_эт. - площади пиков дифференциальных кривых, отвечающие плавлению эвтектического состава и фазовому переходу эталонного вещества соответственно; Т_Е, Т_эт. - температуры плавления эвтектического состава и фазового перехода эталонного вещества соответственно, К. Окончательное значение энтальпии находили как среднее трех измерений.where Δ _t H _et - specific enthalpy of the phase transition of the reference substance, close in phase transition temperature to the composition under study, kJ / kg; S _E, S _et. - peak areas of differential curves corresponding to melting of the eutectic composition and phase transition of the reference substance, respectively; T _E , T _et. - the melting temperature of the eutectic composition and phase transition of the reference substance, respectively, K. The final value of the enthalpy was found as the average of three measurements.

Удельная энтальпия плавления составила 126 Дж/г при температуре плавления эвтектического состава 530°С.The specific melting enthalpy was 126 J / g at a melting temperature of the eutectic composition of 530 ° C.

Настоящее изобретение обеспечивает работу состава в качестве теплоаккумулирующего материала в интервале температур 421-426°С.The present invention provides the composition as a heat storage material in the temperature range 421-426 ° C.

Новизна заявляемого состава по сравнению с известными, заключается в том, что теплоаккумулирующий состав, содержащий фторид и сульфат лития, дополнительно содержит бромид лития в следующем соотношении компонентов, мас.%:The novelty of the claimed composition in comparison with the known, lies in the fact that the heat storage composition containing lithium fluoride and sulfate additionally contains lithium bromide in the following ratio of components, wt.%:

Фторид лития 7,1...7,8Lithium fluoride 7.1 ... 7.8

Сульфат лития 24,8...26,8Lithium Sulfate 24.8 ... 26.8

Бромид лития 66,0...68,1Lithium bromide 66.0 ... 68.1

Примеры конкретного исполненияExamples of specific performance

Пример 1.Example 1

В электропечи шахтного типа переплавляют безводные соли квалификации «х.ч.» 0,71 г (7,1 мас.%) фторида лития +6,81 г (68,1 мас.%) бромида лития +2,48 г (24,8 мас.%) сульфата лития.In a shaft-type electric furnace, anhydrous salts of qualification “reagent grade” are smelted 0.71 g (7.1 wt.%) Lithium fluoride + 6.81 g (68.1 wt.%) Lithium bromide + 2.48 g (24 , 8 wt.%) Lithium sulfate.

Температура плавления смеси 423°С.The melting point of the mixture is 423 ° C.

Удельная энтальпия плавления 232 Дж/г, измерялась по методике определения удельной энтальпии плавления прототипа LiF-Li₂SO₄.The specific melting enthalpy of 232 J / g was measured by the method for determining the specific melting enthalpy of the prototype LiF-Li ₂ SO ₄ .

Пример 2.Example 2

В электропечи шахтного типа переплавляют безводные соли квалификации «х.ч.» 0,74 г (7,4 мас.%) фторида лития +6,71 г (67,1 мас.%) бромида лития +2,55 г (25,5 мас.%) сульфата лития.In a shaft-type electric furnace, anhydrous salts of qualification “reagent grade” are smelted 0.74 g (7.4 wt.%) Lithium fluoride + 6.71 g (67.1 wt.%) Lithium bromide + 2.55 g (25 5 wt.%) Lithium sulfate.

Температура плавления смеси 421°С.The melting point of the mixture is 421 ° C.

Удельная энтальпия плавления 234 Дж/г.Specific melting enthalpy of 234 J / g.

Пример 3.Example 3

В электропечи шахтного типа переплавляют безводные соли квалификации «х.ч.» 0,78 г (7,8 мас.%) фторида лития +6,68 г (66,8 мас.%) бромида лития +2,54 г (25,4 мас.%) сульфата лития.In a shaft-type electric furnace, anhydrous salts of qualification “reagent grade” are re-melted 0.78 g (7.8 wt.%) Lithium fluoride +6.68 g (66.8 wt.%) Lithium bromide + 2.54 g (25 , 4 wt.%) Lithium sulfate.

Температура плавления смеси 426°С.The melting point of the mixture is 426 ° C.

Удельная энтальпия плавления 249 Дж/г.The specific enthalpy of melting is 249 J / g.

Пример 4.Example 4

В электропечи шахтного типа переплавляют безводные соли квалификации «х.ч.» 0,72 г (7,2 мас.%) фторида лития +6,60 г (66,0 мас.%) бромида лития +2,68 г (26,8 мас.%) сульфата лития.In a shaft-type electric furnace, anhydrous salts of qualification “reagent grade” are melted 0.72 g (7.2 wt.%) Lithium fluoride + 6.60 g (66.0 wt.%) Lithium bromide + 2.68 g , 8 wt.%) Lithium sulfate.

Удельная энтальпия плавления 246 Дж/г.Specific melting enthalpy of 246 J / g.

В таблице приведены сравнительные характеристики физико-химических свойств предлагаемого состава и состава, выбранного в качестве прототипа.The table shows the comparative characteristics of the physico-chemical properties of the proposed composition and the composition selected as a prototype.

СоставыCompositions Состав смеси, мас.%The composition of the mixture, wt.% Удельная энтальпия плавления, Дж/гSpecific enthalpy of melting, J / g Температура плавления, °СMelting point, ° С LiFLiF LiBrLiBr Li₂SO₄ Li ₂ SO ₄ ПрототипPrototype 14,114.1 -- 85,985.9 126126 530530 ПредлагаемыйProposed 1one 7,17.1 68,168.1 24,824.8 232232 423423 22 7,47.4 67,167.1 25,525.5 234234 421421 33 7,87.8 66,866.8 25,425,4 249249 426426 4four 7,27.2 66,066.0 26,826.8 246246 423423

Из результатов таблицы видно, что предлагаемый состав обеспечивает работоспособность в тепловом аккумуляторе в диапазоне температур 421-426°С с удельной энтальпией плавления 232-249 Дж/г.From the results of the table it can be seen that the proposed composition ensures operability in a heat accumulator in the temperature range 421-426 ° C with a specific melting enthalpy of 232-249 J / g.

Claims

Heat storage composition, including lithium fluoride and sulfate, characterized in that it additionally contains lithium bromide in the following ratio of components, wt.%:

Lithium fluoride 7.1-7.8 Lithium sulfate 24.8-26.8 Lithium bromide 66.0-68.1