太陽(yáng)能光熱發(fā)電用的熔鹽及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種太陽(yáng)能光熱發(fā)電用的熔鹽及其制備方法，所述熔鹽由兩種不同的硝酸鹽組成，所述兩種不同的硝酸鹽為硝酸鈉和硝酸鉀。制備方法，以氯化鉀、硝酸鹽為原料，其包括以下方法步驟：（1）原料溶解，（2）冷卻結(jié)晶，（3）晶體沖洗，（4）結(jié)晶體熱溶解，（5）過(guò)濾，（6）成品脫水、烘干。 其采用一步法生產(chǎn)硝酸鉀和硝酸鈉的混合熔鹽的生產(chǎn)方法，制備得高含量、高收率、工藝簡(jiǎn)單的太陽(yáng)能光熱發(fā)電用熔鹽產(chǎn)品。
【專利說(shuō)明】 太陽(yáng)能光熱發(fā)電用的熔鹽及其制備方法
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明涉及一種熔鹽及制備方法，特別是一種太陽(yáng)能光熱發(fā)電用的熔鹽及其制備方法。
[0002]【背景技術(shù)】:
隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，在不斷提高人們生活水平的同時(shí)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)能源的需求也在不斷的增加。而隨著能源資源的不斷枯竭，開(kāi)發(fā)新能源是當(dāng)今社會(huì)的一個(gè)重要的課題；太陽(yáng)能和風(fēng)能是兩大清潔的能源。而在不斷倡導(dǎo)綠色能源的今天，太陽(yáng)能發(fā)電已經(jīng)受到越來(lái)越多的關(guān)注，讓太陽(yáng)能全天候不間斷地為人類提供綠色能源，是我們長(zhǎng)久以來(lái)的夢(mèng)想。而太陽(yáng)能光熱發(fā)電熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)的應(yīng)用讓此成為現(xiàn)實(shí)，熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)全天候持續(xù)發(fā)電的關(guān)鍵系統(tǒng)，在國(guó)外試驗(yàn)成功的發(fā)電項(xiàng)目中，采用的熔鹽一般是混合硝酸鹽制成。
[0003]硝酸鉀無(wú)色透明斜方晶體或菱形晶體或白色粉末，無(wú)臭、無(wú)毒，有咸味，是一種重要的無(wú)機(jī)化工業(yè)原料，廣泛應(yīng)用工農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、食品等方面。
[0004]硝酸鉀和硝酸鈉是制成熔鹽的兩種主要化學(xué)物質(zhì)，硝酸鉀和硝酸鈉的兩種產(chǎn)品單獨(dú)的生產(chǎn)在現(xiàn)有技術(shù)已是比較成熟，但是如果單獨(dú)的生產(chǎn)對(duì)于制備熔鹽時(shí)的應(yīng)用其生產(chǎn)成本即會(huì)相應(yīng)的增加；因此，如何同時(shí)生產(chǎn)出應(yīng)用于太陽(yáng)能光熱發(fā)電用的熔鹽用的硝酸鉀和硝酸鈉產(chǎn)品是當(dāng)前主要解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明公開(kāi)了一種太陽(yáng)能光熱發(fā)電用的熔鹽及其制備方法，其采用一步法生產(chǎn)硝酸鉀和硝酸鈉的混合熔鹽的生產(chǎn)方法，制備得高含量、高收率、工藝簡(jiǎn)單的太陽(yáng)能光熱發(fā)電用熔鹽產(chǎn)品。
[0006]本發(fā)明一種太陽(yáng)能光熱發(fā)電用熔鹽，由兩種不同的硝酸鹽組成，所述兩種不同的硝酸鹽為硝酸鈉和硝酸鉀。
[0007]本發(fā)明所述的太陽(yáng)能光熱發(fā)電用熔鹽，所述的兩種不同的硝酸鹽優(yōu)選各質(zhì)量組成為硝酸鈉55-60%，硝酸鉀40-45%。
[0008]本發(fā)明的另一發(fā)明目的是一種太陽(yáng)能光熱發(fā)電用熔鹽的制備方法，以氯化鉀、硝酸鹽為原料，其包括以下方法步驟:
(O原料溶解:以氯化鉀、硝酸鈉礦石和硝酸銨為原料，將其混合加熱制成含硝酸鉀和硝酸鈉的混合溶液；
(2 )冷卻結(jié)晶:將上步混合溶液冷卻，使硝酸鉀和硝酸鈉的結(jié)晶析出，冷卻液過(guò)濾，得濾液為母液I，得到復(fù)鹽結(jié)晶體；
(3)晶體沖洗:將復(fù)鹽結(jié)晶體用水沖洗，得半成品結(jié)晶體，沖洗溶液回收儲(chǔ)存罐；
(4)結(jié)晶體熱溶解:向(3)步的半成品結(jié)晶體中，加水、加熱，使之充分溶解為過(guò)飽和溶液；
(5)過(guò)濾:將(4)步中的過(guò)飽和溶液，經(jīng)過(guò)濾、除雜后，進(jìn)行冷卻、結(jié)晶、過(guò)濾，沖洗得到粗復(fù)鹽成品晶體； (6)成品脫水、烘干:將粗復(fù)鹽成品晶體，進(jìn)行脫水處理，再經(jīng)干燥處理至含水量< 0.1wt%，即為熔鹽產(chǎn)品。
[0009]本發(fā)明所述的一種太陽(yáng)能光熱發(fā)電用熔鹽的制備方法，優(yōu)選方法步驟如下:
(O原料溶解:以氯化鉀、硝酸鈉礦石和硝酸銨為原料，加熱控制在80-110°C的溫度下制成含硝酸鉀和硝酸鈉的混合溶液，并控制混合溶液中的Cl一和Na+的質(zhì)量濃度分別為16-22%、7-12% ；
(2)冷卻結(jié)晶:將上步混合溶液冷卻降溫至0-35°C，使硝酸鉀和硝酸鈉的結(jié)晶析出，冷卻液過(guò)濾得濾液為母液I，得到復(fù)鹽結(jié)晶體；
(3)晶體沖洗:將復(fù)鹽結(jié)晶體，用水沖洗，控制復(fù)鹽結(jié)晶體中，以氯化物計(jì)的Cl—質(zhì)量濃度為1-4%，NH4+以銨鹽計(jì)的質(zhì)量濃度為1.5-5%，S042_以硫酸鹽計(jì)的質(zhì)量濃度為1.0-3.0%，得半成品結(jié)晶體，沖洗溶液回收；
(4)結(jié)晶體熱溶解:向(3)步的半成品結(jié)晶體中，加水、加熱，使之溶解為過(guò)飽和溶液，控制過(guò)飽和溶液的濃度為45-58Be ；
(5)過(guò)濾:將(4)步的過(guò)飽和溶液，經(jīng)過(guò)濾清除泥渣雜物后，冷卻結(jié)晶，控制冷卻結(jié)晶溫度< 30°C后過(guò)濾、沖洗，得到粗復(fù)鹽成品晶體，控制粗復(fù)鹽成品晶體中C廠質(zhì)量濃度以氯化物計(jì)為0.008-0.01%, NH4+質(zhì)量濃度以銨鹽計(jì)為0.04-0.05%, S042_質(zhì)量濃度以硫酸鹽計(jì)為
0.008-0.01% ；
(6)成品脫水、烘干:將上步的粗復(fù)鹽成品晶體，進(jìn)行脫水處理至含水量<3Wt%，再經(jīng)干燥處理至含水量彡0.1 fft%,即為熔鹽產(chǎn)品。
[0010]本發(fā)明(3)步所述用水沖洗的水為清水和/或本步崗位上輪沖洗半成品晶體后排出的水。
[0011]本發(fā)明所述的本步崗位上輪沖洗半成品晶體后排出的水是指在生產(chǎn)熔鹽的過(guò)程中，(3)步晶體沖洗時(shí)對(duì)復(fù)鹽結(jié)晶體進(jìn)行沖洗后回收的低濃度的水溶液。這樣最大限度的回收了生產(chǎn)原料，減少了硝酸鉀及硝酸鈉等的流失。
[0012]本發(fā)明采用上述工藝，一步法生產(chǎn)硝酸鉀和硝酸鈉的混合熔鹽，該工藝技術(shù)利用各種不同濃度的沖洗、排放液沖洗半成品、成品，以減少硝酸鉀、硝酸鈉的流失，減少工藝補(bǔ)充水，達(dá)到收率高、質(zhì)量高、可連續(xù)循環(huán)生產(chǎn)。采用全循環(huán)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)“兩高”化生產(chǎn)，生產(chǎn)收率高；原材料利用率高，在保證“兩高”的前提下，實(shí)現(xiàn)平衡，連續(xù)循環(huán)工業(yè)化生產(chǎn)大大提高了生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，提高了工藝化水平。采用本發(fā)明工藝生產(chǎn)出的產(chǎn)品經(jīng)國(guó)家無(wú)機(jī)鹽產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心抽樣檢測(cè)，質(zhì)量達(dá)到和超過(guò)國(guó)家規(guī)定的優(yōu)等品質(zhì)量要求，而且節(jié)約了設(shè)備的投資，一次投料即能生產(chǎn)出硝酸鉀和硝酸鈉的混合熔鹽產(chǎn)品，較現(xiàn)有的分別生產(chǎn)硝酸鉀和生產(chǎn)硝酸鈉方法，減少了一次生產(chǎn)工藝過(guò)程，這樣即大幅度的降低了生產(chǎn)成本。
[0013]【具體實(shí)施方式】:下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0014]本發(fā)明實(shí)施例中原材料均為市售工業(yè)產(chǎn)品；
本發(fā)明文件中Cl—和NH4+的控制數(shù)值在溶液中表示“濃度”，在固體結(jié)晶中表示“質(zhì)量分?jǐn)?shù)”。
實(shí)施例1
(1)，原料溶解:第一次配料時(shí)在反應(yīng)容器中先加入適量清水，以氯化鉀、硝酸鈉礦石和硝酸銨為原料，加熱升溫至溶液溫度在80-110°C的溫度下反應(yīng)制成硝酸鉀和硝酸鈉的混合溶液，并控制混合溶液中的C廠和Na+的質(zhì)量濃度分別為16-22%、7-12% ；
(2)冷卻結(jié)晶:將上步制備的硝酸鉀和硝酸鈉混合溶液，冷卻降溫至0-35°C，使硝酸鉀和硝酸鈉的結(jié)晶析出，冷卻液過(guò)濾得濾液為母液I，得到復(fù)鹽結(jié)晶體；所述的復(fù)鹽結(jié)晶體主要是硝酸鉀和硝酸鈉的結(jié)晶體的混合；
(3)晶體沖洗:將上步制成的復(fù)鹽結(jié)晶體，用水沖洗，控制復(fù)鹽結(jié)晶體中，以氯化物計(jì)的Cl一質(zhì)量濃度為1_4%，NH4+以銨鹽計(jì)的質(zhì)量濃度為1.5-5%，S042_以硫酸鹽計(jì)的質(zhì)量濃度為
1.0-3.0%，得半成品結(jié)晶體，沖洗溶液回收；本步所用水為清水和本步崗位上輪沖洗半成品晶體后排出的低濃度的水；所謂低濃度的水是指沖洗晶體后含有復(fù)鹽結(jié)晶體中的各種殘留離子后形成的水溶液；
(4)結(jié)晶體熱溶解:向(3)步的半成品結(jié)晶體中，加水、加熱，使之溶解為過(guò)飽和溶液，控制過(guò)飽和溶液的濃度為45-58Be ；
(5)過(guò)濾:將(4)步的過(guò)飽和溶液，經(jīng)過(guò)濾清除泥渣雜物后，冷卻結(jié)晶，控制冷卻結(jié)晶溫度< 30°C后再過(guò)濾、沖洗，得到粗復(fù)鹽成品晶體，控制粗復(fù)鹽成品晶體中Cl—質(zhì)量濃度以氯化物計(jì)為0.008-0.01%，NH4+質(zhì)量濃度以銨鹽計(jì)為0.04-0.05%，S042_質(zhì)量濃度以硫酸鹽計(jì)為
0.008-0.01% ；
(6)成品脫水、烘干:將上步的粗復(fù)鹽成品晶體，進(jìn)行脫水處理至含水量<3Wt%，再經(jīng)干燥處理至含水量彡0.1 fft%,即為熔鹽產(chǎn)品。
[0015]采用上述工藝步驟生產(chǎn)的本發(fā)明產(chǎn)品經(jīng)國(guó)家權(quán)威機(jī)構(gòu)抽樣檢測(cè)，均達(dá)到或超過(guò)國(guó)家優(yōu)等品質(zhì)量要求。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽(yáng)能光熱發(fā)電用熔鹽，由兩種不同的硝酸鹽組成，其特征是所述兩種不同的硝酸鹽為硝酸鈉和硝酸鉀。
2.依據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能光熱發(fā)電用熔鹽，其特征是所述的兩種不同的硝酸鹽各質(zhì)量組成為硝酸鈉55-60%，硝酸鉀40-45%。
3.一種太陽(yáng)能光熱發(fā)電用熔鹽的制備方法，以氯化鉀、硝酸鹽為原料，其特征是包括以下方法步驟: (O原料溶解:以氯化鉀、硝酸鈉和硝酸銨為原料，將其混合加熱制成含硝酸鉀和硝酸鈉的混合溶液； (2 )冷卻結(jié)晶:將上步混合溶液冷卻，使硝酸鉀和硝酸鈉的結(jié)晶析出，冷卻液過(guò)濾，得濾液為母液I，得到復(fù)鹽結(jié)晶體； (3)晶體沖洗:將復(fù)鹽結(jié)晶體用水沖洗，得半成品結(jié)晶體，沖洗溶液回收儲(chǔ)存罐； (4)結(jié)晶體熱溶解:向(3)步的半成品結(jié)晶體中，加水、加熱，使之充分溶解為過(guò)飽和溶液； (5)過(guò)濾:將(4)步中的過(guò)飽和溶液，經(jīng)過(guò)濾、除雜后，進(jìn)行冷卻、結(jié)晶、過(guò)濾，沖洗得到粗復(fù)鹽成品晶體； (6)成品脫水、烘干:將粗復(fù)鹽成品晶體，進(jìn)行脫水處理，再經(jīng)干燥處理至含水量<0.1Wt%，即為熔鹽產(chǎn)品。
4.依據(jù)權(quán)利要求3所述的一種太陽(yáng)能光熱發(fā)電用熔鹽的制備方法，其特征是其方法步驟如下: (1)原料溶解:以氯化鉀、硝酸鈉礦石和硝酸銨為原料，將其混合加熱控制在80-110°C的溫度下，制成含硝酸鉀和硝酸鈉的混合溶液，并控制混合溶液中的Cl一和Na+的質(zhì)量濃度分別為 16-22%、7-12% ； (2)冷卻結(jié)晶:將上步混合溶液冷卻降溫至0-35°C，使硝酸鉀和硝酸鈉的結(jié)晶析出，冷卻液過(guò)濾得濾液為母液I，得到復(fù)鹽結(jié)晶體； (3)晶體沖洗:將復(fù)鹽結(jié)晶體，用水沖洗，控制復(fù)鹽結(jié)晶體中，以氯化物計(jì)的Cl—質(zhì)量濃度為1-4%，NH4+以銨鹽計(jì)的質(zhì)量濃度為1.5-5%，S042_以硫酸鹽計(jì)的質(zhì)量濃度為1.0-3.0%，得半成品結(jié)晶體，沖洗溶液回收； (4)結(jié)晶體熱溶解:向(3)步的半成品結(jié)晶體中，加水、加熱，使之溶解為過(guò)飽和溶液，控制過(guò)飽和溶液的濃度為45-58Be ； (5)過(guò)濾:將(4)步的過(guò)飽和溶液，經(jīng)過(guò)濾清除泥渣雜物后，冷卻結(jié)晶，控制冷卻結(jié)晶溫度< 30°C后過(guò)濾、沖洗，得到粗復(fù)鹽成品晶體，控制粗復(fù)鹽成品晶體中C廠質(zhì)量濃度以氯化物計(jì)為0.008-0.01%, NH4+質(zhì)量濃度以銨鹽計(jì)為0.04-0.05%, S042_質(zhì)量濃度以硫酸鹽計(jì)為0.008-0.01% ； (6)成品脫水、烘干:將上步的粗復(fù)鹽成品晶體，進(jìn)行脫水處理至含水量<3Wt%，再經(jīng)干燥處理至含水量彡0.1 fft%,即為熔鹽產(chǎn)品。
5.依據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種太陽(yáng)能光熱發(fā)電用熔鹽的制備方法，其特征是(3)步所述用水沖洗的水為清水和/或本步崗位上輪沖洗半成品晶體后排出的水。
【文檔編號(hào)】C09K5/12GK104403642SQ201410536906
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月13日
【發(fā)明者】趙家春, 趙晨 申請(qǐng)人:趙家春, 趙晨