熔盐储热技能在钢铁产业中运用的近况及停顿
我国事钢铁大国,钢铁行业作为高耗能行业,跟着国度动力体系体例改造渐渐深入、对钢铁动力构造调解需要进步、市场驱动钢铁产物多变哄动员力构造改动,钢铁临盆既面对动力、资本、情况的强束缚,又面对节能技能冲破遭逢瓶颈,而低碳干净动力比重低、会合国式动力供给零碎柔性有余、动力收受接管与动力变换效力晋升难、钢铁临盆和动力借历时空婚配难等成绩更为凸起的近况。因而,在“双碳”指标压力下,钢铁节能环保转型倒退亟须节能新实际、节能新技能。经过工艺动力耗费的进程节能提效,引入新动力优化动力构造,进步动力调理灵动性低落用能代价,是达到钢铁企业减碳晋升竞争力的首要门路。
储热技能劣势在于可以排解动力稳定、不陆续而致使的动力借用率低、装备效力高等成绩,同时进步企业关于新动力的消纳才能;进一步的,储热技能经过与工艺相连系,晋升企业全体动力调理灵动性,可以容许工艺装备策划设计或者运转在较低的负荷,从而低落投资和运转代价。因而,本文经过梳理阐发熔盐储热技能的倒退及其在钢铁工艺中的翻新运用,论述熔盐储热技能在钢铁行业动力的综合借用提效中的可行性,所起到的首要效用和将来的倒退远景。
1 熔盐储热技能道理及亮点
熔盐是熔融盐的简称,指金属阳离子和非金属阴离子所构成的熔融态有机盐,故也可认作离子液体。熔盐在常温常压下为固态,达到必经温度后改变成液态,液态熔盐中阴阳离子之间的彼此效用使其具备非凡的物理及化学机能,适单干为传热储热的前言。依据阴离子品种的差别,容易看到熔盐大抵分为氟化盐、氯化盐、碳酸盐、硫酸盐和硝酸盐等。
表1 熔盐分类及亮点
熔盐体系 | 首要资料 | 亮点 |
氯化盐体系 | KCl、MgCl二、NaCl、CaCl2 | 运用温度范畴广,不乱性好、任务温度高、腐化性强、代价低 |
氟化盐体系 | NaF、CaF二、MgF2 | 高溶点、高溶融热和低粘度、腐化性强、代价高 |
碳酸盐体系 | K2CO三、Na2CO三、Li2CO三、Ba2CO3 | 热力学不乱,化学不乱性差,易发生化学分化发生氧,加重腐化 |
硝酸盐体系 | NaNO三、KNO三、NaNO2 | 代价低、腐化性小、具备低劣的传热和活动特征、任务温度低 |
作为储热资料大范围应历时,需求熔盐具备熔点低、分化温度高、黏度低、热导率高档亮点。
(1)低熔点。熔盐的温度不足凝结点时,容易发生“冻管”,致使零碎生效,因而低熔点的熔盐资料可以低落保温能耗。
(2)高分化温度。熔盐的分化温度决意了其下限运用温度,较高分化温度可以确保熔盐可以重复运用,历久不乱任务。
(3)高沸点。较低的饱和蒸气压无利于确保零碎的宁静。
(4)大比热容。比热容可以决意熔盐资料的储热密度和储热才能,较大的比热容使熔融盐在相反传热量下用量较少。
(5)高热导率。热导率决意了熔盐的传热机能,较高的热导率以免熔融盐在蓄热时因为部分过热而发生分化,并确保其在供热发电时能有用供应热量。
(6)低黏度。熔融盐活动性好,可以缩小泵运送功率,低落运转代价。
(7)弱腐化性。熔融盐与容器、管路资料相容性好,宁静性高。
(8)低代价。质料易得上,代价昂贵,无利于减小零碎投资代价。
因而在今朝经常使用的熔盐资猜中,硝酸盐体系能满意以上需要,为适适用作熔盐储热介质,由硝酸钾、硝酸钠构成的混淆熔盐已经胜利运用在太阳能热发电站的贸易例子中,因而成为今朝运用广、装机容量大的储热资料。
2 熔盐储热倒退进程及相干行业成熟运用
近几十年来,硝酸熔盐组作为传热储热介质被群众熟知,是因为其在光热电站上的大范围运用,近年,跟着硝酸熔盐储热零碎的运转愈来愈成熟不乱,其储热运用也慢慢扩大到干净动力供热、火电深度调峰、余热收受接管等运用。
2.1 熔盐储热在光热发电中的运用
从20世纪60年月早期至20世纪90年月早期,美国、西班牙等国鼎力展开光热发电技能的调研,因而也主导了熔盐储热技能的调研和开辟,1996年美国加利福尼亚Solar Two光热发电站使用二元硝酸熔盐Solar Salt(40wt%KNO3-60wt%NaNO3)(后简称“太阳盐”)作为传热储热介质,该电站历久运转并没有严重成绩,这奠基了硝酸熔盐在光热发电畛域的运用根底。