一种太阳能光热和谷充峰放电加热固体储热换热介质制造技术

本发明专利技术涉及一种太阳能光热和谷充峰放电加热固体储热换热介质，所述介质由以下材料组成：氧化镁、碳化硅和石墨。三种材料协同作用所制得的介质具有高导热系数、体积储热密度大、高温度参数运行等优点，该介质能将“带凸透镜阵列聚能模块”折射聚焦的温度高达500～1200℃高温太阳光热能量临时储存起来，根据需要放热或换热给工质的储热介质，从而解决了阴雨天气、夜间等无法采集到太阳光热能量时段的太阳能光热利用的间歇性问题，使太阳能光热发电、物料烘干、污水处理等光热利用的领域的可调节、连续性成为可能，为光热利用的商业化应用、节能减排和“双碳”目标的实现有着重大的战略意义。意义。意义。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能光热和谷充峰放电加热固体储热换热介质


[0001]本专利技术涉及太阳能光热利用的新能源
，具体地说，是一种太阳能光热和谷充峰放电加热固体储热换热介质。

技术介绍

[0002]储热是解决能源供需的时间和地点矛盾的有效手段；储热可以提高能源利用率，减少能源浪费，为社会提供绿色能源。能源与环境问题是当今世界普遍关注的两大主要问题，为了保护环境和经济的可持续发展，减少污染物排放，大力发展绿色能源技术尤为重要。在众多绿色能源中，风能和太阳能是地球上分布最广、资源总量最大的清洁能源。但太阳能的热利用在时间和空间上不稳定，给太阳能的热利用带来了较大的难度。为了有效利用太阳能、电网调峰和工业废热的回收再利用，储热技术是解决这些问题的有效手段。
[0003]依据储热机理的不同，储热系统可分为化学反应储热、显热储热和潜热储热3种类型。(1)化学反应储热：化学反应储热是指利用某些化合物在可逆化学反应过程中的吸热、放热机理，实现热量的储存。化学反应储热的储能密度一般都高于显热储热和潜热储热，而且通过催化剂或产物分离方法极易实现长期的能量储存，不需要保温，可以在常温下近似无损失地长期储存。(2)显热储热：显热储热是利用储热材料的温度变化进行热量的储存与释放，显热储热的热量与储热材料的质量、比热容、温度变化成正比。(3)潜热储热又称相变储热，是利用储热材料(P C M)相变时潜热非常大的特点，进行热量的吸收和释放。盐类材料与金属材料均可用作潜热储热材料。潜热储热具有储热密度大、使用时可保持在一定温度(相变温度附近)下进行吸热和放热、化学稳定性好和安全性好的突出优点，但在发生相变时，液
‑
固两相界面处的热传导效果较差，换热器设计困难，成本较高，这些因素导致潜热储热在实际应用中规模较小，进展缓慢。
[0004]蓄热材料是蓄热装置的构成主体，同时也是影响其蓄释热性能的重要因素之一，不同材料的热力性能各参数有所差异，所以选择相对适合的蓄热材料对装置性能必然产生有利的作用。
[0005]热导热率是衡量材料导热能力的一项指标。热导热率高的材料能够有效传递热量，并且能够从环境中快速吸收热量。相反，不良的热导体会阻碍热流，并且缓慢的吸收环境的热量。目前导热性能前十的材料是：(1)金刚石：金刚石是热导热率最高的材料之一，其导热率值是铜的5倍。(2)银：银是一种相对便宜且储量丰富的热导体，银具有良好的延展性。(3)铜：铜的熔点较高且腐蚀速度适中，并且能够有效减少传热过程中能量损失。(4)金：黄金是一种稀有的贵金属，用于特定的导热应用，黄金一般不会失去光泽，而且具有很强的抗腐蚀性。(5)氮化铝：氮化铝是已知具有电绝缘性和高导热率的材料之一，具有优异的抗热震性。(6)碳化硅：碳化硅是一种由硅原子和碳原子均衡组成的半导体，将碳和硅相融合，两者结合在一起，可形成一种非常坚硬、耐用的材料。(7)铝：铝的熔点较低。(8)钨：钨的熔点高、蒸气压低，是接触高电流器具的理想性质，钨的化学性质稳定。(9)石墨：石墨是高分子混合物中的常用添加剂，可用来提高其导热性能。(10)锌。
[0006]中国专利申请：CN105318757A公开了一种无金属换热管道的混凝土蓄热器及混凝土蓄热块的制备方法。该蓄热器它由多个蓄热单元沿竖直方向排列。每个蓄热单元包括沿水平方向排列的多个混凝土蓄热块。每个混凝土蓄热块包括蓄热块本体及无机封孔涂层。蓄热块本体内设置有换热流道。相邻两个蓄热块本体的换热流道之间相互连通。所述无机封孔涂层设置在换热流道的外壁上。所述无机封孔涂层由活性氧化镁粉、氧化钡、硼酐、氧化铝及硅微粉混合涂覆而成。所述蓄热块本体由铝酸盐水泥、硅微粉、碳化硅粉、活性氧化铝粉、铝矾土粉、焦宝石或镁橄榄石、及铜矿渣或钢渣脱模养护而成。该混凝土蓄热器采用无金属管道的换热结构，彻底解决了金属管道的腐蚀性问题，而且成本低，换热效率高。
[0007]中国专利申请：CN103342560A公开了一种陶瓷材料组成的热交换元件及其制备方法，更具体地说，是一种具有热震性好、耐腐蚀、耐磨损、低成本、高强度、换热效率高等特性的陶瓷材料、陶瓷热交换元件，以及制备方法。本专利技术选取70
‑
85％碳化硅、0
‑
5％氮化硅、0
‑
5％塞隆、0
‑
5％氮化铝、0.9
‑
3.2％助熔剂、10
‑
20％黏合剂、0
‑
2.5％成型助剂，制作陶瓷材料及热交换元件，具有良好导热和热震性，特别是用于余热回收时，油气燃烧排放尾气温度可以降至水露点以下，充分回收了尾气中的显热，并回收了干蒸汽的液化潜热，为有效治理油气燃烧排放尾气工艺提供了一种新的技术路线，可用于有效阻止油气燃烧排放物形成雾霾天气的技术方案。
[0008]但是我们看到现有技术要么存在材料种类繁多、成本高的缺点，要么存在储热换热性能差的缺点。所以基于此，本专利技术提供了一种原材料少且储热换热效果优良的材料组成的介质，关于本专利技术一种太阳能光热和谷充峰放电加热固体储热换热介质目前还未见报道。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供“一种太阳能光热和谷充峰放电加热固体储热换热介质”，尤其涉及一种太阳能光热利用领域将“带凸透镜阵列聚能模块”折射聚焦收集的高温太阳光热和电价低谷采用电加热自电能转化而来的热能临时储存起来，根据需要放热或换热给工质的固体储热换热介质。
[0010]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0011]第一方面，本专利技术提供了一种太阳能光热和谷充峰放电加热固体储热换热介质，所述介质是由以下材料组成：氧化镁、碳化硅和石墨。
[0012]优选地，所述材料氧化镁、碳化硅和石墨均呈固态。
[0013]优选地，所述材料氧化镁、碳化硅和石墨均呈颗粒状和/或粉末状。
[0014]优选地，所述介质是应用于惰性气体或真空环境中。
[0015]优选地，所述惰性气体包括二氧化碳或氩气或氦气。
[0016]优选地，所述介质所耐受的温度大于1000℃。
[0017]第二方面，本专利技术提供了如上所述的介质在高温储热、换热装置中的应用。
[0018]优选地，所述装置包括储热容器、管道阀门和换热器。
[0019]氧化镁是镁的氧化物，是一种碱土金属氧化物，氧化镁在高温高压下，性能稳定，绝缘性强，可以在800℃以上的高温高压储能环境下使用，有高度耐火绝缘性能。这种卓越的高温高压性能，再加上其较高的比热容，可以作为显热储热材料。氧化镁储热材料具有极
佳的耐火性能，根据氧化镁的纯度，最高可达2000℃，因而具备极高的使用温度，其适用的储热工作温度几乎能满足1600℃以下的所有储热工况，而现在的加热原件最高使用温度也无法达到这样的温度，因此大大降低了储热体的维护成本。氧化镁作为一种高温储热材料，也具有较高的储热容量，氧化镁的比热容约为1000J/kg.℃，相比金属、混凝土和熔盐等其他储热材料和熔盐类材料，在相同的质量和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能光热和谷充峰放电加热固体储热换热介质，其特征在于，所述介质是由以下材料组成：氧化镁、碳化硅和石墨。2.根据权利要求1所述的介质，其特征在于，所述材料氧化镁、碳化硅和石墨均呈固态。3.根据权利要求2所的介质，其特征在于，所述材料氧化镁、碳化硅和石墨均呈颗粒状和/或粉末状。4.根据权利要求3所述的介质，其特征在于，所述介质是...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁流潇，
申请(专利权)人：毅亚德科技江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：