2018傳熱傳質(zhì)學(xué)年會集

三元碳酸熔鹽在傳蓄熱過的CO2排1，1，黃1，龍1，1，1（中山大學(xué)材料科學(xué)與，廣州510275）( , CO2排放量影響排序?yàn)椋?5#碳鋼>304>Al2O3/不銹321。陽能輸入與輸出時空不匹配的問題[3-5]，過去幾十年，在、西班牙等國[6,7]已取得3個方面：1、完善熔鹽體系的熱穩(wěn)定性上限溫度熱穩(wěn)定性評價指標(biāo)。Shin[11]等研究了三元碳酸鹽（32.1wt%Li2CO3-33.4wt%Na2CO3-過相變轉(zhuǎn)變溫度范圍為395-400℃，而在超過無過冷熱循環(huán)50次后三元碳酸鹽展示了不同的相變轉(zhuǎn)變溫度395-397℃；Lehman等[12]對碳酸鉀在880-1000℃進(jìn)行了熱分析，分析表明熔鹽在低于以下有劇烈的揮發(fā)，同時基于質(zhì)量損失與溫度和CO2分氛下900℃。Lee等[13]測量了二元碳酸鹽(Li2CO3-K2CO3)在500-620℃的熱穩(wěn)定性，熱 Yang等[14]HitecNOx排放量，并進(jìn)行了相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)熱力學(xué)計算以解釋NOx排放的機(jī)理，排放量沒有，建議Hitec熔鹽在450℃溫度以下的工況中使用。Olivares等[15]分析了三元碳酸熔鹽（Li2CO3-Na2CO3-K2CO3）CO2CO2產(chǎn)生溫度存在較大差異，并CO2氣體產(chǎn)生率隨溫度的變化規(guī)律是評價碳酸鹽熱穩(wěn)定的指標(biāo)熱過CO2排放的影響情況。26.6wt.%）的三種碳酸鹽來。三種單元碳酸鹽產(chǎn)自國藥化學(xué)試劑，分12048小時。如圖1所示。工作管材質(zhì)是Al2O3，工作管兩端是封閉的，以控制爐膛氣體氛圍。氣體流量控制器將氣體流量控制在500毫升/分鐘，通過T型三通管出爐，連接到不分光紅外分析儀，保持工作管內(nèi)壓力恒定。實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖如圖1所示，該系統(tǒng)主要由氬氣瓶， 、#碳鋼作為本研究的容器材料。表1列出了合金的組成。-1實(shí)驗(yàn)裝置示意Fig.1Schematicdiagramoftheexperimental1容器材質(zhì)的化學(xué)成Table1ChemicalcompositionofthecontainerCPS12129-K2CO3為-0.1MPa時，關(guān)閉閥門及真空泵，開啟氬氣閥門并調(diào)節(jié)減壓閥使氬氣緩慢進(jìn)入爐膛，500ml?min-1,保證檢測O2濃（1）檢測范圍：CO2：0-9821mg?m-3，O2：0-（2）流量：500ml?min-≤±1%（.S3（1ppm出本文儀器為2級儀器，儀器不確定度計算如下所示：uc

(0.6(0.6AR)2（C2v-,果1235118-153mg?m-3,即不確定度<153mg?m-3。uucUncertainty/mgUncertainty/mgm- 005000600070008000900010000Measurementdata/mgm-2不分光紅外CO2檢測不確定度曲Fig.2CO2detectionuncertaintycurveof實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與討3不同容器材質(zhì)下三元碳酸熔鹽在700CO2排放量變(a)：空氣氛圍(b)：氬氣氛圍Fig.3CO2emissionchangesofternarymoltencarbonateat700°Cunderdifferentcontainermaterials(a):Airatmosphere;(b):ArgonatmosphereCO2的劇烈程度，321>Al2O3>45#碳鋼>304；而在曲線下降階段，曲線斜率45#碳鋼=不304>321>Al2O3321CO2排放平均濃度最大，304的最小，45#Al2O3大?？梢钥闯?，在空氣氛圍下，45#碳鋼CO2321不銹鋼的促進(jìn)作用更加顯著；304CO2排放有顯著削弱作用。3（b）70020g三元碳酸熔鹽在不同容器CO2CO2排放濃度隨時間呈現(xiàn)先增后減的4種容器材料達(dá)到濃度的峰值基本一致，在±5℃范圍內(nèi)。在曲線上升階段，4CO2的劇烈程度相近；在曲線下降階45#321>Al2O3>304。在平均濃度方面，45#碳鋼CO2排放平均濃度最大，而Al2O3304321大?？梢钥?04CO245#不銹321CO2排放有顯著削弱作用。4不同氣體氛圍下三元碳酸熔鹽在700CO2排放量變；Fig.4CO2emissionchangesofternarymoltencarbonateat700°Cunderdifferentgasatmospheres(a):45#carbonsteel;(b):stainlesssteel321(c):stainlesssteel304;(d):Al2O3CO2排放。 Fig.5CO2emissionchangesofternarymoltencarbonateintwogasatmospheresatdifferenttemperatures(ContainermaterialisAl2O3)(a):Insulationprocessinairatmosphere;(b):Insulationprocessunderargonatmosphere(c):Heatingprocessinairatmosphere;(d):Heatingprocessunderargonatmosphere20gCO2排600800℃CO2±5分CO2排放平均濃度越大。然而在氬氣氛圍下，三元碳700CO22000mg/m3以下，800CO2濃度區(qū)2000~3000mg/m35（c）20g三元碳CO22℃/min?？梢钥吹剑瑑煞N氛圍下的排放濃度均在500500℃開CO2500600℃迅速增大，600800℃時上升20gCO2CO2排放濃550℃后迅速增大，5℃/min2℃/min增長速率快；空氣增長幅度與速率比氬氣氛點(diǎn)以上，溫度越高，釋放的氮氧化物/CO2濃度也越高。另一方面，如文獻(xiàn)[15]所述，在空氣氛圍下，三元碳酸熔鹽在530℃開始釋放出CO2，在601℃檢測到分解反應(yīng)開始；而的CO2排放規(guī)律相符?？梢圆聹y在空氣氛圍下530℃~601℃溫度范圍內(nèi)CO2排放來源于氣氛圍中710-715℃以下溫度范圍內(nèi)也是來源于熔鹽與容器材料之間的反應(yīng)，而以上溫結(jié)在傳蓄熱過CO2排放的影響。得到如下結(jié)論：在升溫過，三元碳酸熔鹽CO2排放量與升溫速率有關(guān)，升溫速率越大，碳酸熔鹽CO2排放量越大。在恒溫過，熔鹽溫度大于600℃后CO2排放量隨時間先在空氣氣氛保障下，容器材質(zhì)對碳酸熔鹽CO2排放量影響排序?yàn)椋翰讳P鋼321>45#碳鋼>Al2O3>不銹鋼304；在氬氣氣氛保障下，容器材質(zhì)對碳酸熔鹽CO2排放量影響排序?yàn)椋?5#碳鋼>304>Al2O3/321。S?zenA,Arcaklio?luE,?zalpM,etal.Solar-energypotentialinTurkey[J].AppliedEnergy,2005,VignaroobanK,XuX,ArvayA,etal.Heattransferfluidsforconcentratingsolarpowersystems–Areview[J].AppliedEnergy,2015,146:383-396.FlueckigerSM,GarimellaSV.Latentheataugmentationofthermoclineenergystorageforconcentratingsolarpower–Asystem-levelassessment[J].AppliedEnergy,2014,116(3):278-287.HuE,YangYP,NishimuraA,etal.Solarthermalaidedpowergeneration[J].AppliedEnergy,2010,HouH,XuZ,YangY.Anevaluationmethodofsolarcontributioninasolaraidedpowergeneration(SAPG)systembasedonexergyysis[J].AppliedEnergy,2016,182:1-8.AlqahtaniBJ,Pati?o-EcheverriD.IntegratedSolarCombinedCyclePowernts:Pavingthewayforthermalsolar[J].AppliedEnergy,2016,169:927-936.EckM1.SolarThermalPowerntsfortheSpanishElectricityMarket[C]//ExpertenforumEntwicklungslinieninDerEnergietechnik,Bochum.DLR,2007:261-270.TianH,DuL,WeiX,etal.EnhancedthermalconductivityofternarycarbonatesaltphasechangematerialwithMgparticlesforsolarthermalenergystorage[J].AppliedEnergy,2017,204:525-530.ChenS,LiorN,XiangW.Coalgasificationintegrationwithsolidoxidefuelcellandchemicalloocombustionforhigh-efficiencypowergenerationwithinherentCO2,capture[J].AppliedEnergy,2015,ElonevaS,SaidA,FogelholmCJ,etal.Preliminaryassessmentofamethodutilizingcarbondioxideandsteelmakingslagstoproduceprecipitatedcalciumcarbonate[J].AppliedEnergy,2012,90(1):329-334.LehmanRL,GentryJS,GlumacNG.Thermalstabilityofpotassiumcarbonatenearitsmeltingpoint[J].ThermochimicaActa,1998,316(1):1-9.LeeS,KimM,HwangM,etal.Thermalstabilityandviscositybehaviorsofhotmoltencarbonatemixtures[J].ExperimentalThermal&FluidScience,2013,49(9):94-104.YangC,WeiX,WangW,etal.NOx,emissionsandthecomponentchangesofternarymoltennitratesaltsinthermalenergystorageprocess[J].AppliedEnergy,2016,184:346-352.OlivaresRI,ChenC,WrightS.TheThermalStabilityofMoltenLithium-Sodium-PotassiumCarbonateandtheInfluenceofAdditivesontheMeltingPoint[J].JournalofSolarEnergyEngineering,2012,134(4):213-PengQ,DingJ,WeiX,etal.TheRelease