RU2628613C1 - Heat-accumulating composition - Google Patents
Heat-accumulating composition Download PDFInfo
- Publication number
- RU2628613C1 RU2628613C1 RU2016105670A RU2016105670A RU2628613C1 RU 2628613 C1 RU2628613 C1 RU 2628613C1 RU 2016105670 A RU2016105670 A RU 2016105670A RU 2016105670 A RU2016105670 A RU 2016105670A RU 2628613 C1 RU2628613 C1 RU 2628613C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- heat
- lithium
- melting
- accumulating
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 21
- PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M lithium fluoride Chemical compound [Li+].[F-] PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 26
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 18
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims abstract description 9
- INHCSSUBVCNVSK-UHFFFAOYSA-L lithium sulfate Inorganic materials [Li+].[Li+].[O-]S([O-])(=O)=O INHCSSUBVCNVSK-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 5
- RBTVSNLYYIMMKS-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 3-aminoazetidine-1-carboxylate;hydrochloride Chemical compound Cl.CC(C)(C)OC(=O)N1CC(N)C1 RBTVSNLYYIMMKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 14
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 14
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 8
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 5
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 4
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 4
- 235000013024 sodium fluoride Nutrition 0.000 description 4
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 150000004673 fluoride salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000233805 Phoenix Species 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical class [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Inorganic materials [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- MEFBJEMVZONFCJ-UHFFFAOYSA-N molybdate Chemical compound [O-][Mo]([O-])(=O)=O MEFBJEMVZONFCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 1
- NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M potassium fluoride Chemical class [F-].[K+] NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000003270 potassium fluoride Nutrition 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 235000015424 sodium Nutrition 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000002076 thermal analysis method Methods 0.000 description 1
- 238000001757 thermogravimetry curve Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
- C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
- C09K5/06—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to solid or vice versa
Landscapes
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение посвящено разработке теплоаккумулирующих составов на основе сульфатов, фторидов и хлоридов лития и натрия, которые могут быть использованы для поддержания заданного интервала температур, представляющих интерес для теплотехники.The present invention is devoted to the development of heat storage compositions based on lithium and sodium sulfates, fluorides and chlorides, which can be used to maintain a given temperature range of interest to heat engineering.
Известен теплоаккумулирующий состав, содержащий фториды лития, натрия, стронция и магния, для которого температура плавления соответствует 600-605°C [1].Known heat storage composition containing fluorides of lithium, sodium, strontium and magnesium, for which the melting point corresponds to 600-605 ° C [1].
1. Вердиев Н.Н., Вердиева З.Н., Мустафаев Н.А., Магомедова Х.Г. Теплоаккумулирующий состав. Патент РФ №2458096 от 10.08.2012. Бюл. №22.1. Verdiev N.N., Verdieva Z.N., Mustafaev N.A., Magomedova H.G. Heat storage composition. RF patent No. 2458096 from 08/10/2012. Bull. Number 22.
Однако этот состав можно использовать для поддержания постоянной температуры при 600-605°C.However, this composition can be used to maintain a constant temperature at 600-605 ° C.
Также известен состав, содержащий фториды лития, натрия, калия и хлорид калия. Фазовая диаграмма системы K, Li, Na // F, Cl изучена [2-4].Also known is a composition containing lithium, sodium, potassium fluorides and potassium chloride. The phase diagram of the system K, Li, Na // F, Cl was studied [2-4].
2. Бергман А.Г., Березина С.И., Бакумская Е.А. ЖНХ, 1963. Т. 8. С. 2144.2. Bergman A.G., Berezina S.I., Bakumskaya E.A. ZHN, 1963.V. 8.P. 2144.
3. Бергман А.Г., Козаченко Е.Л., Керонян В.В. ЖНХ. Т. 13. С. 1670.3. Bergman A.G., Kozachenko E.L., Keronyan V.V. GC. T. 13.P. 1670.
4. Керонян В.В., Козаченко Е.Л., Бергман А.Г. ЖНХ. 1970. Т. 15. С. 3320.4. Keronyan V.V., Kozachenko E.L., Bergman A.G. GC. 1970.Vol. 15, p. 3320.
Теплофизические характеристики данного состава определены в [5].The thermophysical characteristics of this composition are determined in [5].
5. Васина Н.А., Грызлова Е.С., Коробов В.А., Кондратенков В.М., Нахшин М.Ю., Труш Ф.Ф. А.с. СССР. №1102800 от 15.07.1984. Бюл. №26.5. Vasina N.A., Gryzlova E.S., Korobov V.A., Kondratenkov V.M., Nakhshin M.Yu., Trush F.F. A.S. THE USSR. No. 1102800 from 07.15.1984. Bull. No. 26.
По данным [1-3] состав в стабильном тетраэдре LiF - NaF - KF - KCl системы K, Li, Na // F, Cl эвтектический, эвтектика плавится при 440°C и содержит экв.%: LiF - 44; NaF - 11,1; KF - 42; KCl - 2,9.According to [1-3], the composition in the stable LiF – NaF – KF – KCl tetrahedron of the K, Li, Na // F, Cl systems is eutectic, the eutectic melts at 440 ° C and contains equiv.%: LiF - 44; NaF 11.1; KF - 42; KCl - 2.9.
По данным [5] этот состав поддерживает температуру при 440-448°C.According to [5], this composition maintains the temperature at 440–448 ° C.
Проведенные нами дополнительные исследования показывают, что предложенный в А.с. СССР, №1102800 состав начинает кристаллизоваться при 437°C, результаты проведенных нами исследований приложены (рис.1).Our additional studies show that the proposed in A.S. USSR, No. 1102800, the composition begins to crystallize at 437 ° C, the results of our studies are attached (Fig. 1).
Наиболее близким по составу к рассматриваемому образцу является композит, содержащий фторид, хлорид, сульфат и молибдат лития [6]. Температура плавления указанной смеси 402-404°C, удельная энтальпия плавления 296-312 Дж/г.The closest composition to the sample under consideration is a composite containing lithium fluoride, chloride, sulfate and molybdate [6]. The melting point of this mixture is 402-404 ° C, the specific enthalpy of melting is 296-312 J / g.
6. Гаркушин И.К., Губанова Т.В., Кондратюк И.М., Прохоров А.Е., Максимов А.Е. Патент РФ №2272822 от 27.03.2006, Бюл. №9.6. Garkushin I.K., Gubanova T.V., Kondratyuk I.M., Prokhorov A.E., Maksimov A.E. RF patent No. 2272822 of March 27, 2006, Bull. No. 9.
Однако этот состав поддерживает температуру при 402-404°C и низкая удельная энтальпия плавления (312 Дж/г).However, this composition maintains a temperature at 402-404 ° C and a low specific melting enthalpy (312 J / g).
Задача изобретения - разработка состава, способного запасать и высвобождать тепловую энергию при 447-451°C, и повышение теплоаккумулирующей способности.The objective of the invention is the development of a composition capable of storing and releasing thermal energy at 447-451 ° C, and increasing the heat storage capacity.
Достижение технического результата связано с обеспечением работоспособности теплоаккумулирующей смеси с высокой удельной энтальпией плавления в интервале температур 447-451°C.The achievement of the technical result is associated with ensuring the operability of the heat storage mixture with a high specific melting enthalpy in the temperature range 447-451 ° C.
Технический результат достигается тем, что в теплоаккумулирующий состав, включающий фторид лития и сульфат лития, дополнительно введен хлорид натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:The technical result is achieved by the fact that in the heat storage composition, including lithium fluoride and lithium sulfate, sodium chloride is additionally introduced in the following ratio of components, wt.%:
Примеры конкретного исполненияExamples of specific performance
Температуры фазовых переходов и удельные энтальпии плавления определялись на установке синхронного термического анализа STA 449 F3 Phoenix, фирмы Netzsch, предназначенной для работы в интервале температур от комнатной до 1500°C, в атмосфере инертных газов. В качестве инертного газа использован аргон. Квалификации солей: LiF; Li2SO4; NaCl - «х.ч.».The temperatures of phase transitions and specific enthalpies of melting were determined using a synchronous thermal analysis unit STA 449 F3 Phoenix, Netzsch, designed to operate in the temperature range from room temperature to 1500 ° C in an inert gas atmosphere. Argon was used as an inert gas. Salts Qualifications: LiF; Li 2 SO 4 ; NaCl - “chemically pure”.
Пример 1. 0,0198 г (9,9 мас.%) LiF+0,1324 г (66,2 мас.%) Li2SO4+0,0478 г (23,9 мас.%) NaCl. Температура плавления сплава 447°C, энтальпия плавления 460 Дж/г.Example 1. 0.0198 g (9.9 wt.%) LiF + 0.1324 g (66.2 wt.%) Li 2 SO 4 +0.0478 g (23.9 wt.%) NaCl. The melting point of the alloy is 447 ° C, the melting enthalpy is 460 J / g.
Пример 2. 0.0196 г (9,80 мас.%) LiF+0.1326 г (66,30 мас.%) Li2SO4+0,0478 г (23,90 мас.%) NaCl. Температура плавления сплава 449°C, энтальпия плавления 456 Дж/г.Example 2. 0.0196 g (9.80 wt.%) LiF + 0.1326 g (66.30 wt.%) Li 2 SO 4 +0.0478 g (23.90 wt.%) NaCl. The melting point of the alloy is 449 ° C, and the enthalpy of melting is 456 J / g.
Пример 3. 0,0202 г (10,10 мас.%) LiF+0,1342 г (67,10 мас.%) Li2SO4+0,0456 г (22,80 мас.%) NaCl. Температура плавления сплава 451°C, энтальпия плавления 454 Дж/г.Example 3. 0.0202 g (10.10 wt.%) LiF + 0.1342 g (67.10 wt.%) Li 2 SO 4 +0.0456 g (22.80 wt.%) NaCl. The melting point of the alloy is 451 ° C, the melting enthalpy is 454 J / g.
На рис. 1 представлена термограмма эвтектического состава (экв. %: LiF - 44; NaF - 11,1; KF - 42; KCl - 2,9) системы Li, Na, K // F, Cl;In fig. Figure 1 shows a thermogram of the eutectic composition (equiv.%: LiF - 44; NaF - 11.1; KF - 42; KCl - 2.9) of the system Li, Na, K // F, Cl;
За пределами указанных концентраций температура плавления возрастает и снижается удельная энтальпия плавления, нарушается однофазность, что приводит к неравномерному тепловыделению.Outside of the indicated concentrations, the melting temperature increases and the specific enthalpy of melting decreases, single-phase behavior is violated, which leads to uneven heat release.
Данные по сравнению некоторых теплофизических свойств прототипа и предлагаемого состава приведены в таблице.Data comparing some of the thermophysical properties of the prototype and the proposed composition are shown in the table.
Из результатов таблицы видно, что предлагаемый состав обеспечивает работоспособность теплового аккумулятора в диапазоне температур 447-451°C, с удельной энтальпией фазового перехода 460 Дж/г, что на 148 Дж/г выше по сравнению с прототипом.From the results of the table it can be seen that the proposed composition ensures the operability of the heat accumulator in the temperature range 447-451 ° C, with a specific enthalpy of phase transition of 460 J / g, which is 148 J / g higher compared to the prototype.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016105670A RU2628613C1 (en) | 2016-02-18 | 2016-02-18 | Heat-accumulating composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016105670A RU2628613C1 (en) | 2016-02-18 | 2016-02-18 | Heat-accumulating composition |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2628613C1 true RU2628613C1 (en) | 2017-08-21 |
Family
ID=59744754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016105670A RU2628613C1 (en) | 2016-02-18 | 2016-02-18 | Heat-accumulating composition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2628613C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2703220C1 (en) * | 2018-11-15 | 2019-10-15 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки "Институт проблем геотермии" Дагестанского научного центра Российской Академии наук | Heat accumulating material |
| RU2817998C2 (en) * | 2022-02-18 | 2024-04-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) | Heat carrier from halides of alkali metals |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1018957A1 (en) * | 1982-02-11 | 1983-05-23 | Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им.В.В.Куйбышева | Thermoaccumulating fluoride mixture |
| US4421661A (en) * | 1981-06-19 | 1983-12-20 | Institute Of Gas Technology | High-temperature direct-contact thermal energy storage using phase-change media |
| SU1102800A1 (en) * | 1982-07-23 | 1984-07-15 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Источников Тока | Heat accumulating material |
| RU2272822C1 (en) * | 2004-11-26 | 2006-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образованя Самарский государственный технический университет | Heat-storage composition |
| RU2458096C1 (en) * | 2011-03-09 | 2012-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дагестанский государственный университет | Heat-accumulating composition |
-
2016
- 2016-02-18 RU RU2016105670A patent/RU2628613C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4421661A (en) * | 1981-06-19 | 1983-12-20 | Institute Of Gas Technology | High-temperature direct-contact thermal energy storage using phase-change media |
| SU1018957A1 (en) * | 1982-02-11 | 1983-05-23 | Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им.В.В.Куйбышева | Thermoaccumulating fluoride mixture |
| SU1102800A1 (en) * | 1982-07-23 | 1984-07-15 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Источников Тока | Heat accumulating material |
| RU2272822C1 (en) * | 2004-11-26 | 2006-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образованя Самарский государственный технический университет | Heat-storage composition |
| RU2458096C1 (en) * | 2011-03-09 | 2012-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дагестанский государственный университет | Heat-accumulating composition |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2703220C1 (en) * | 2018-11-15 | 2019-10-15 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки "Институт проблем геотермии" Дагестанского научного центра Российской Академии наук | Heat accumulating material |
| RU2817998C2 (en) * | 2022-02-18 | 2024-04-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) | Heat carrier from halides of alkali metals |
| RU2819041C1 (en) * | 2023-01-11 | 2024-05-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур РАН (ОИВТ РАН) | Heat-accumulating mixture of lithium, sodium and calcium halides |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Salunkhe | Investigations on latent heat storage materials for solar water and space heating applications | |
| RU2628613C1 (en) | Heat-accumulating composition | |
| RU2655002C1 (en) | Heat-accumulating composition | |
| RU2703220C1 (en) | Heat accumulating material | |
| RU2605989C1 (en) | Heat-accumulating composition | |
| Griffard et al. | Use of the Soft-Sphere Equation of State to predict the thermodynamic properties of the molten salt mixtures LiF–BeF2, NaF–BeF2, and KF–BeF2 | |
| RU2817998C2 (en) | Heat carrier from halides of alkali metals | |
| RU2827703C2 (en) | Heat-accumulating composition | |
| RU2819041C1 (en) | Heat-accumulating mixture of lithium, sodium and calcium halides | |
| RU2675566C1 (en) | Heat-accumulating composition | |
| WANG et al. | Phase diagram calculations of the LiF-NaF-KF system | |
| RU2458096C1 (en) | Heat-accumulating composition | |
| RU2478115C1 (en) | Heat-retaining composition | |
| RU2703217C1 (en) | Heat accumulating compound | |
| RU2492206C1 (en) | Heat-accumulating composition | |
| US20190040293A1 (en) | Latent heat storage medium | |
| RU2813183C1 (en) | Low-melting heat storage salt mixture | |
| Nasar | Correlation between standard enthalpy of formation, structural parameters and ionicity for alkali halides | |
| Kolyado et al. | Phase diagram of a system of adipic, glutaric, and sebacic acids | |
| Redkin et al. | Relation between the thermal expansion coefficient and the heat capacity in halide melts | |
| Galwey | A view and a review of the melting of alkali metal halide crystals: Part 2. Pattern of eutectics and solid solutions in binary common ion mixtures | |
| US20180230351A1 (en) | New formulations of nitrate salts for use as fluid for the storage and transfer of heat | |
| RU2810251C1 (en) | Heat storing composition | |
| RU2462497C2 (en) | Heat-retaining composition | |
| Gasanaliev et al. | Phase complex of the LiF-LiCl-SrCO3 system and thermodynamic properties of its eutectic mixtures |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TC4A | Altering the group of invention authors |
Effective date: 20180921 |