теплоаккумулирующий состав

Классы МПК:C09K5/06 изменение состояния происходит от жидкого к твердому или наоборот
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2011-10-17
публикация патента:

Изобретение относится к разработке теплоаккумулирующих составов, включающих фториды, бромиды и хроматы щелочных элементов, которые применяются в качестве теплоаккумулирующих веществ. Описан теплоаккумулирующий состав, включающий фторид, бромид и соль лития, в качестве соли лития введен его хромат при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Фторид лития1.0теплоаккумулирующий состав, патент № 2478115 1.4
Бромид лития42.7теплоаккумулирующий состав, патент № 2478115 44.7
Хромат лития54.3теплоаккумулирующий состав, патент № 2478115 56.3

Технический результат - обеспечение работоспособности состава в тепловом аккумуляторе в интервале температур 342теплоаккумулирующий состав, патент № 2478115 352°C и повышение удельной энтальпии на 136теплоаккумулирующий состав, патент № 2478115 146 кДж/кг. 1 табл., 4 пр.

Формула изобретения

Теплоаккумулирующий состав, включающий фторид, бромид и соль лития, отличающийся тем, что в качестве соли лития введен его хромат при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Фторид лития1,0теплоаккумулирующий состав, патент № 2478115 1,4
Бромид лития42,7теплоаккумулирующий состав, патент № 2478115 44,7
Хромат лития54,3теплоаккумулирующий состав, патент № 2478115 56,3

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к разработке составов, включающих фториды, бромиды и хроматы щелочных элементов, которые применяются в качестве теплоаккумулирующих веществ.

Известен теплоаккумулирующий состав, содержащий бромид, хлорид и молибдат лития с температурой плавления смеси 444°C (Фролов Е.И., Губанова Т.В., Гаркушин И.К. Модель выбора состава трехкомпонентных систем из солей лития и их исследования для дальнейшего использования эвтектических составов этих систем в качестве электролитов химических источников тока и теплоаккумулирующих материалов. В кн.: Докл. Х Межд. конф. «Физико-химические процессы в неорганических материалах» КемГУ. 10-12 октяб. в 2-х томах. Кемерово: Кузбасвузиздат, 2007. т.2, с.188-192). Недостатком данного состава является обеспечение работоспособности при температуре 444°C и невозможность эксплуатации при более низких температурах.

Наиболее близким к заявленному составу по температуре и компонентам является низкоплавкий состав системы LiF-LiBr-Li2MoO4 (И.К.Гаркушин, Т.В.Губанова, Е.И.Фролов. Фазовые равновесия в системах с участием солей лития. Екатеринбург: УрО РАН, 2010. 121 с. ISBN 978-5-7691-2059-6). Температура плавления смеси 444°C и удельной энтальпии плавления 206 кДж/кг. Недостатком данного состава также является обеспечение работоспособности при температуре 444°C и невозможность эксплуатации при более низких температурах и низкое значение удельной энтальпии плавления.

Настоящее изобретение обеспечивает работу состава в качестве теплоаккумулирующего материала в интервале температур 342теплоаккумулирующий состав, патент № 2478115 352°C.

Новизна заявляемого состава по сравнению с известными заключается в том, что теплоаккумулирующий состав содержит фторид, бромид и другую соль лития, где в качестве соединения лития, для достижения увеличения удельной энтальпии плавления, взят хромат лития в следующем соотношении компонентов, мас.%:

Фторид лития1.0теплоаккумулирующий состав, патент № 2478115 1.4
Бромид лития42.7теплоаккумулирующий состав, патент № 2478115 44.7
Хромат лития54.3теплоаккумулирующий состав, патент № 2478115 56.3

Примеры конкретного исполнения.

Пример 1.

В электропечи шахтного типа переплавляют безводные соли квалификации «хч» (LiBr, Li2CrO4), «чда» (LiF), 0.010 г (1.0 мас.%) фторида лития + 0.447 г (44.7 мас.%) бромида лития + 0.543 г (54.3 мас.%) хромата лития. Температура плавления смеси 352°C.

Удельная энтальпия плавления рассчитывалась по формуле:

теплоаккумулирующий состав, патент № 2478115

где теплоаккумулирующий состав, патент № 2478115 tHE - удельная энтальпия фазового перехода вещества, близкого по температуре фазового перехода к исследуемому составу, кДж/кг; SE, Sэт - площади пиков дифференциальных кривых, отвечающих плавлению эвтектического состава и фазовому переходу эталонного вещества соответственно; TE, Tэт - температуры плавления эвтектического состава и фазового перехода эталонного вещества соответственно, К. Окончательное значение энтальпии находили как среднее трех измерений. В качестве эталонного вещества взят нитрат натрия (температура плавления 306°C, удельная энтальпия плавления 150 кДж/кг).

Удельная энтальпия плавления состава 326 кДж/кг.

Пример 2.

В условиях примера 1 переплавляют безводные соли квалификации «хч» (LiBr, Li2CrO4), «чда» (LiF), 0.010 г (1.0 мас.%) фторида лития + 0.553 г (55.3 мас.%) бромида лития + 0.437 г (43.7 мас.%) хромата лития. Температура плавления смеси 342°C. Удельная энтальпия плавления 310 кДж/кг.

Пример 3.

В условиях примера 1 переплавляют безводные соли квалификации «хч» (LiBr, Li2 CrO4), «чда» (LiF), 0.014 г (1.4 мас.%) фторида лития + 0.430 г (43.0 мас.%) бромида лития + 0.556 г (55.6 мас.%) хромата лития. Температура плавления смеси 349°C. Удельная энтальпия плавления 308 кДж/кг.

Пример 4.

В условиях примера 1 переплавляют безводные соли квалификации «хч» (LiBr, Li2CrO 4), «чда» (LiF), 0.010 г (1.0 мас.%) фторида лития + 0.427 г (42.7 мас.%) бромида лития + 0.563 г (56.3 мас.%) хромата лития. Температура плавления смеси 346°C. Удельная энтальпия плавления 313 кДж/кг.

За указанными пределами концентраций наблюдается неоднофазность составов, вследствие чего тепловыделение становится неравномерным.

В таблице приведены сравнительные характеристики физико-химических свойств предлагаемого состава и состава, выбранного в качестве прототипа.

Составы Состав смеси, мас.% Температура плавления, °C Удельная энтальпия плавления, Дж/г
LiFLiBr Li2CrO4 Li2MoO4
Прототип5.5 73 -21.5 444206
Предлагаемый теплоаккумулирующий состав, патент № 2478115
11 44.754.3 -352 326
2 1 55.343.7 -342 310
3 1.4 4355.6 -349 308
4 1 42.756.3 -346 313

Из результатов таблицы видно, что предлагаемый состав обеспечивает работоспособность в тепловом аккумуляторе в диапазоне температур 342-352°C с удельной энтальпией плавления 308теплоаккумулирующий состав, патент № 2478115 326 Дж/г, что на 136теплоаккумулирующий состав, патент № 2478115 146 кДж/кг выше по сравнению с прототипом.

Класс C09K5/06 изменение состояния происходит от жидкого к твердому или наоборот

низкоплавкая теплоаккумулирующая солевая смесь -  патент 2524959 (10.08.2014)
теплоаккумулирующий состав -  патент 2514193 (27.04.2014)
холодоаккумулирующий материал -  патент 2500709 (10.12.2013)
теплоаккумулирующий состав -  патент 2495900 (20.10.2013)
теплоаккумулирующий состав -  патент 2492206 (10.09.2013)
холодоаккумулирующий материал -  патент 2488620 (27.07.2013)
холодоаккумулирующий материал -  патент 2485157 (20.06.2013)
теплоаккумулирующий состав -  патент 2462497 (27.09.2012)
теплоаккумулирующий состав -  патент 2458096 (10.08.2012)
многокомпонентные волокна -  патент 2444583 (10.03.2012)
Наверх