熔盐辅助合成硼化铪工艺研究

这是一篇冶金工程领域的论文。以氧化铪和碳化硼为原料,采用氯化钠为熔盐介质,通过硼/碳热还原法合成了纯度较高的硼化铪粉体。研究了反应温度、保温时间等合成工艺参数以及原料配比对材料晶相组成和显微结构的影响。结果表明,以氯化钠为熔盐介质时,氧化铪在1300℃的合成温度下开始转化为硼化铪,其温度远低于传统的硼化铪合成所需温度。在硼过量20%,反应温度和保温时间分别为1400℃和2 h所制备的硼化铪粉体纯度较高,X射线衍射中可以明显观察到硼化铪结晶峰,且在扫描电镜中可以观察到紧密团聚形貌的硼化铪。

CMAS、CMAS+NaVO_(3)、CMAS+海盐作用下热障涂层的腐蚀行为与机理

环境沉积物(CaO-MgO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2),CMAS)的高温腐蚀已成为航空发动机涡轮叶片热障涂层过早失效的重要原因之一。然而涡轮叶片工作环境复杂,熔盐、海盐常与CMAS耦合,一起对热障涂层造成多元复杂腐蚀,但目前关于CMAS与盐类的多元耦合腐蚀行为鲜有报道。针对Y2O_(3)部分稳定ZrO_(2)(YSZ)热障涂层在CMAS、CMAS+NaVO_(3)、CMAS+海盐作用下的腐蚀行为进行对比研究。通过XRD、SEM等方法对不同条件下腐蚀后的涂层进行表征,并分析热处理温度、腐蚀物种类对腐蚀行为的影响。结果表明:与CMAS相比,CMAS+NaVO_(3)、CMAS+海盐会在更低的温度下损伤涂层(1200℃)。当三种腐蚀物均能完全熔化时(1250℃),CMAS+NaVO_(3)、CMAS+海盐熔体则由于更大的流动性而大量渗入,腐蚀内部涂层。其中,CMAS+海盐熔体在涂层内的渗透性最强,1250℃热处理4 h后,渗透深度超过400μm。盐类的共存会改变CMAS的性质,增强熔体的渗透能力,增加涂层内部甚至底部失效的倾向。研究结果有助于理解盐类与CMAS耦合时混合熔体对热障涂层的破坏机理及潜在威胁。

基于高盐雾环境的HDXM电子机箱散热设计分析

为了对当前HDXM电子机箱高盐雾环境下的散热设计进行提优改良,通过对传统设计问题进行辨析,提出了两类热设计改型方式,规避了原设计方式存在的结构冗杂、重量过重和热效率偏低等问题,有序可控各维度特性,达到热设计工程优化效果。同时通过热仿真分析比对,验证了此机箱热设计的可靠性,为总体设计构架奠定了热技术基础,对于后继同性热设计具有一定的借鉴意义。

热储能技术在新型电力系统中的应用综述

热能是能源的重要组成部分,全球约90%能源是热能的转换、传输和储存。随着“双碳”目标的提出,储能成为促进新能源大规模、高质量发展的新动能,其中热储能是储能中最具有应用前景的技术之一。分析国内外热储能最新发展动态,重点介绍熔盐储热和固体储热的典型应用场景和发展建议。热储能可为绿电供热提供热能储存,解决绿电供热成本高的问题,也为新型电力系统提供巨大的可调节负荷资源。

导热油槽式光热发电机组传储热系统运行控制的优化

光热发电作为一种新兴的清洁能源,在降低能源消耗、改善环境污染方面有着重要的意义。本文针对导热油槽式光热发电机组传储热系统运行控制问题,分析了传储热系统工作特性和运行控制方式,提出了控制模式的优化,并对系统常用运行模式的自动控制提出了建模方向和方式,有效提高了系统运行效率和稳定性,实现了太阳能光热发电的高效利用。

盐岩地下新能源储备库高频注采热力耦合效应对围岩长期变形的影响

盐岩因其致密性被公认为地下储能的良好介质,随着我国双碳战略的提出,利用盐岩进行地下新能源存储备受关注。盐岩新能源储备库运营过程中的高频注采造成了盐岩溶腔温度和应力场的高频往复。本文对高频注采效应下盐岩新能源储库的长期形变进行了热力耦合计算,并与传统能源储库的变形过程进行了对比。结果表明:新能源储库在考虑热力耦合情况下围岩最大位移增大7.8%,相较于传统能源储库,热效应对新能源储备库的影响更为显著,在新能源储库的稳定性评估中应充分考虑热效应的影响。

基于熔盐储热的燃煤机组调峰可行性分析

随着新能源发电装机量增加导致电网调峰压力增大,火电机组要承担更多调峰任务,但目前火电机组的灵活性和调峰能力都较差。针对某亚临界300 MW燃煤机组,进行熔盐储能改造,提出了6种储热策略和2种放热策略,分析了3种工况下储-放热过程对机组调峰能力及热力性能的影响,并用净现值法进行了技术经济分析。结果表明:抽再热蒸汽储热可行性高,调峰深度能到58.9%,但会增加煤耗;放热时,加热给水产生蒸汽做功的发电增量最大,能到额定发电量的11.3%,但对熔盐的温度水平要求高;高温熔盐代替低压加热器预热给水可行性高,但发电增量低;储-放热全过程中,循环电效率最高可达0.987;进行了储热改造经济性分析,计算得动态投资回收期为11.65年,净现值为4911.8万元,改造方案可行。

火电机组耦合熔盐储热系统调峰性能研究

为提高火电机组的调峰性能及其灵活性,在某1000MW火电机组中引入了熔盐储热系统,并提出了多种火电机组耦合熔盐储热系统方案。建立了火电机组热力学系统模型,并分析了火电机组在不同耦合方案下调峰容量、调峰深度、耦合系统热效率等,提出了最优的火电机组耦合熔盐储热系统方案。研究表明:储热阶段电锅炉加热熔盐的耦合系统热效率最高,其调峰深度可达到14.45%,与调峰深度最高的抽取主蒸汽联合电锅炉加热熔盐的方案仅相差0.34%;释热阶段取水点从除氧器至1号高加,其耦合系统热效率依次降低,在4号高加入口处取水耦合系统效率最高可达到45.86%;在不同机组负荷下,释热阶段耦合系统热效率随着机组负荷的升高呈上升趋势,耦合系统热效率最高差值为4.45%,机组负荷对调峰系统的耦合系统热效率影响不大。研究结果对火电机组耦合熔盐储热系统调峰具有指导意义。

钙镁二元盐复合材料的储热性能

水合盐热化学储热利用可逆的化学反应,能够在吸附与脱附过程中实现热量的释放与储存,其具有储热密度高、适合长期跨季节储热等优点,与太阳能相结合可以减少对化石能源的依赖。为探究两种不同多孔基底对钙镁二元盐复合热化学储热材料储热性能的影响,基于摩尔比为1∶2的MgCl_(2)与CaCl_(2)两种水合盐,本文对以微孔分子筛(13X)为多孔基底的MgCl_(2)/2CaCl_(2)复合材料和以介孔硅藻土(WSS)为多孔基底的MgCl_(2)/2CaCl_(2)复合材料的孔结构、平衡吸附量和循环稳定性等进行实验对比分析。采用蜂窝状储热单元的二维模型,对两种MgCl_(2)/2CaCl_(2)复合热化学储热单元的储/放热过程进行模拟对比分析。结果表明,与WSS相比,13X的孔隙更小、比表面积更大、平衡吸附量更高。由于MgCl_(2)/2CaCl_(2)的填充,两种复合材料的孔体积、比表面积、孔隙率较多孔基底均有所下降。受MgCl_(2)/2CaCl_(2)与多孔基底协同作用的影响,MgCl_(2)/2CaCl_(2)复合材料的平衡吸附量在整个相对湿度区间均有明显提升,Polanyi吸附势理论可以很好地描述MgCl_(2)/2CaCl_(2)复合材料的等温吸附线。WSS20储热单元的储热密度为371.94MJ/m^(3),可以持续输出20℃温升以上的空气198min,其放热功率和热回收效率均高于13X17储热单元。WSS20在循环47次后仍然保持完整的结构和良好的吸附量,而13X17在循环10次后发生破裂。综合储热密度和循环稳定性,WSS20更适合作为储热材料使用。

基于熔盐介质的大开口槽式集热器光热性能分析

建立了基于熔盐介质的槽式太阳能集热器的光学仿真模型和传热模型。经验证,传热介质出口温度与实际出口温度误差在±1%以内,周向能流密度误差在4.7%以内,表明所建模型准确性较高。分析了槽式集热器开口弦长、集热管直径、光学误差等对其光学性能的影响,以及法向直接辐照度、熔盐介质流速等对集热系统热性能的影响。结果表明,当开口弦长不变时,选择较大直径的集热管可以提高光学效率与截断因子,使系统热性能略有提高,而入射角和光学误差的增加会降低光学性能;增加法向直接辐照度或传热介质流速可以提高系统热效率。

光热电站熔盐储罐热应力分析

基于光热电站熔盐储罐结构建立了储罐的三维计算模型,通过载荷施加及边界条件设置进行热应力耦合分析,得到不同斜温层位置储罐的热应力及位移分布情况。根据不同斜温层厚度、位置获得储罐罐壁热应力变化趋势。斜温层厚度越大,储罐罐壁热应力越小。斜温层位置由罐底上升到罐顶,罐壁热应力先增大后减小。这些结果不仅有助于深入了解储罐的工作性能和安全性,还为储罐的优化设计和改进提供了重要的理论依据和实践指导。

环保钙/锌PVC热稳定剂的发展现状及应用

热稳定剂是聚氯乙烯(PVC)加工过程中重要的塑料助剂,可以抑制聚氯乙烯在高温下发生热降解,改善PVC热稳定性能。PVC是全球五大通用塑料之一,国内外对PVC的需求量逐渐增大,热稳定剂的消耗量随之增长,因此,低毒、无污染且高效环保的钙/锌热稳定剂成为研究热点。介绍了近年来国内外聚氯乙烯热稳定剂的发展现状,由于铅、镉盐类热稳定剂有毒,已被欧盟禁用,有机锡类热稳定剂价格昂贵,而环保钙/锌热稳定剂市场需求急剧增加。综述了钙/锌热稳定剂的研究现状,分析了环保热稳定剂对PVC的作用机理,提出了钙/锌热稳定剂市场应用前景和未来的发展重点及方向。

影响废酸再生装置长周期运行的问题及解决措施

介绍了某炼化公司湿法废酸再生工艺流程,对装置运行过程中影响长周期运行的瓶颈问题进行原因分析,针对装置高温换热器管束开裂、高温除尘器过滤效果不佳、导热盐换热器频繁发生泄漏、导热盐控制阀阀盖泄漏、一级反应器入口烟气风机振动大等问题,采取了相应的整改措施,取得了良好的效果,为同类湿法废酸再生装置提供借鉴。

670 MW燃煤机组耦合熔盐储能系统方案设计及性能分析

为应对新能源发电机组的反调峰特性对电网平稳运行带来的挑战,煤电机组急需提高灵活性运行和深度调峰能力。针对某670 MW一次再热机组,设计了利用蒸汽引射器调配再热器蒸汽入口流量等9种储-释能方案,基于Ebsilon软件建立热力仿真模型并对耦合系统的各项性能进行了分析。研究结果显示:所有方案均能有效拓宽机组的调峰区间;储热时相同调峰深度下抽汽储热方式的热经济性优于电加热储热,集成蒸汽引射器调配抽汽补偿再热入口流量的储热方案可以有效地解决大量抽取主蒸汽带来的再热器超温问题;释热时高温熔盐加热高压给水可以获得更好的热经济效益;储-释热组合方案C1-S2表现出最好的经济性能,其向上调峰深度达到76.89 MW,循环热效率和?效率分别达到42.48%、41.31%。

煤化工废水热法分盐结晶工艺工程实例

针对某煤化工企业的上游中水回用装置所产生的高盐、高COD废水,采用热法分盐结晶工艺,实现了废水零排放与结晶盐资源化利用的目的。介绍了该处理工艺的流程及设计参数,给出了处理效果及运行成本。实际运行结果表明,产水完全符合回用要求,硫酸钠结晶盐平均纯度达99.09%,氯化钠结晶盐平均纯度达98.52%。该装置的连续稳定运行标志着热法分盐技术在煤化工废水处理领域得到了成功应用。

化工企业脱硫石膏盐溶液法制备硫酸钙晶须的工艺研究

采用湿法脱硫工艺处理化工厂的废气时,会产生一种固体废弃物即脱硫石膏。与传统石膏相比,化工厂脱硫石膏中含有大量的有机杂质,综合利用难度更大。通过实验探索以化工厂脱硫石膏为原料制备硫酸钙晶须的生产工艺,分别采用盐溶液法制备晶须,探索盐溶液法中不同种类、不同浓度的盐溶液对产品的晶型形貌的影响。结果表明,采取盐溶液法制备晶须时,共对比5种不同盐溶液的效果,发现质量分数为10%的氯化钙中制备的晶须形貌最好,长径比为20~40,满足国标要求,且转化率较高。

基于光热的熔盐储热技术现状及发展趋势

针对常规太阳能利用具有间歇性和不稳定性等问题,介绍了光热技术在光热发电和太阳能直接热利用方面配备储热系统实现太阳能稳定供热的研究进展。总结了目前储热技术的分类方法和技术应用场景,综述了主流熔盐储热体系(碳酸盐、氯化盐、氟化盐、硝酸盐)的技术原理和研究进展,指出不同熔盐储热体系的优势和存在的技术问题。针对熔盐储热的技术关键,总结了在光热技术领域不同场景下的研究现状和工艺流程,并归纳出熔盐储热体系在光热领域的发展趋势。一是根据应用场景选择合适的集热方式,优化光热集热、熔盐储热的容量配置和协调控制;二是研发更低熔点、更宽液体温域、低腐蚀性的熔盐来提高熔盐储热的适用性;三是降低成本的同时兼顾熔盐储能系统运行的安全、稳定性,为未来熔盐储热技术的应用发展提供参考。

塔式光热机组 SGS 跳闸控制逻辑调试方法优化改进

为了减少换热器在蒸汽发生系统(SGS)在启动/停止的过程中产生的热应力,防止SGS跳闸后公用熔盐管路发生串盐现象,提高调试质量,通过增加SGS换热器熔盐侧温度变化率高触发SGS跳闸保护,SGS中任意一列SGS跳闸且触发疏盐条件,另一列同时触发疏盐条件。优化SGS疏盐自动控制逻辑、调试方法,可确保塔式光热机组SGS跳闸后设备动作顺序正确可靠,减少SGS跳闸后系统恢复时间,降低SGS熔盐冻结的风险。

太阳能热发电用熔盐储热材料金属相容性研究

为分析第三代太阳能热发电技术熔盐与低温罐选材的相容性,该文以一种低熔点(142℃)、高分解温度(>700℃)的混合熔盐为腐蚀环境,通过静态腐蚀实验研究碳钢(A515Gr70)和两种低合金钢(Q345R、15CrMoR)在450℃混合熔盐中的腐蚀行为。采用失重法测量不同金属的腐蚀速率。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和能谱仪(EDS)对金属腐蚀表面的微观形貌、相组成和微区成分进行分析。结果表明:碳钢不含有耐腐蚀元素Cr、Ni和Mo,腐蚀速率最大。15CrMoR表面氧化层以疏松多孔的Fe_(2)O_(3)为主,不能阻止熔盐浸入金属基体内部,导致氧化程度加重,耐腐蚀性较差。Q345R表面氧化层由致密性好的FeCr2O_(4)、NiO和TiO_(2)组成,对金属基体具有保护性,耐腐蚀性最佳。

水合盐相变材料用于锂离子电池热管理

锂离子电池的性能对温度很敏感。由于高倍率放电带来的温度变化较大,对电池热管理的要求越来越高。为调控电池的最高温度及温度均匀性,制备水合盐相变材料。该相变材料由三水醋酸钠、甘氨酸、十二水磷酸氢二钠构成的共晶水合盐和膨胀石墨组成。当添加质量分数5.0%的膨胀石墨时,材料的相变温度和相变焓分别是45.31℃和196.17 J/g,热导率为1.60 W/(m·K),且抗泄漏能力较好。在室温(25℃)下,当放电倍率为2 C时,采用相变冷却,单体电池的最大温差为0.21℃,电池组的最高温度控制在55℃以内,电池组间的最大温差为2.41℃,分别比空气冷却降低了89.55%、22.24%和77.46%。与空气冷却相比,相变冷却可提高电池组在高倍率放电时的温度均匀性,并使其处于合适的温度范围。