Теплоаккумулирующий состав

Изобретение относится к теплоаккумулирующему составу, включающему фторид лития 7,1...7,8 мас.%, сульфат лития 24,8...26,8 мас.% и бромид лития 66,0...68,1 мас.%. Технический результат - работоспособность теплоаккумулирующего состава при температуре 421-426°С. 1 табл.

 

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

Известно два теплоаккумулирующих состава: первый содержит фторид, метаванадат и сульфат лития с температурой плавления смеси 497°С и удельной энтальпией плавления 241 Дж/г; второй содержит фторид, сульфат и молибдат лития с температурой плавления смеси 501°С и удельной энтальпией плавления 456 Дж/г (Губанова Т.В., Кондратюк И.К, Гаркушин И.К. Фазовые равновесия в трехкомпонентных системах LiF-LiVO₃-Li₂SO₄ и LiF-Li₂SO₄-Li₂MoO₄ // Журн. неорган. химии. - 2005. - Т.50. - №12. С.2079-2083.).

Наиболее близким к заявленному составу по температуре и компонентам является низкоплавкий состав системы LiF-Li₂SO₄ (Справочник по плавкости солевых систем. T.1 // Под ред. Воскресенской Н.К. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1961. - 708 с.), энтальпия плавления которого измерялась нами методом количественного ДТА. Снимали по три кривых охлаждения и нагревания исследуемого эвтектического состава и эталонного вещества (К₂Cr₂O₇, полиморфный переход при 397°С, 125.2 кДж/кг). Площади пиков дифференциальных кривых ДТА ограничивали в соответствии с рекомендациями Международного комитета по стандартизации в термическом анализе. Расчет удельной энтальпии плавления состава проводили по формуле:

где Δ_tH_эт - удельная энтальпия фазового перехода эталонного вещества, близкого по температуре фазового перехода к исследуемому составу, кДж/кг; S_E, S_эт. - площади пиков дифференциальных кривых, отвечающие плавлению эвтектического состава и фазовому переходу эталонного вещества соответственно; Т_Е, Т_эт. - температуры плавления эвтектического состава и фазового перехода эталонного вещества соответственно, К. Окончательное значение энтальпии находили как среднее трех измерений.

Удельная энтальпия плавления составила 126 Дж/г при температуре плавления эвтектического состава 530°С.

Настоящее изобретение обеспечивает работу состава в качестве теплоаккумулирующего материала в интервале температур 421-426°С.

Новизна заявляемого состава по сравнению с известными, заключается в том, что теплоаккумулирующий состав, содержащий фторид и сульфат лития, дополнительно содержит бромид лития в следующем соотношении компонентов, мас.%:

Фторид лития 7,1...7,8

Сульфат лития 24,8...26,8

Бромид лития 66,0...68,1

Примеры конкретного исполнения

Пример 1.

В электропечи шахтного типа переплавляют безводные соли квалификации «х.ч.» 0,71 г (7,1 мас.%) фторида лития +6,81 г (68,1 мас.%) бромида лития +2,48 г (24,8 мас.%) сульфата лития.

Температура плавления смеси 423°С.

Удельная энтальпия плавления 232 Дж/г, измерялась по методике определения удельной энтальпии плавления прототипа LiF-Li₂SO₄.

Пример 2.

В электропечи шахтного типа переплавляют безводные соли квалификации «х.ч.» 0,74 г (7,4 мас.%) фторида лития +6,71 г (67,1 мас.%) бромида лития +2,55 г (25,5 мас.%) сульфата лития.

Температура плавления смеси 421°С.

Удельная энтальпия плавления 234 Дж/г.

Пример 3.

В электропечи шахтного типа переплавляют безводные соли квалификации «х.ч.» 0,78 г (7,8 мас.%) фторида лития +6,68 г (66,8 мас.%) бромида лития +2,54 г (25,4 мас.%) сульфата лития.

Температура плавления смеси 426°С.

Удельная энтальпия плавления 249 Дж/г.

Пример 4.

В электропечи шахтного типа переплавляют безводные соли квалификации «х.ч.» 0,72 г (7,2 мас.%) фторида лития +6,60 г (66,0 мас.%) бромида лития +2,68 г (26,8 мас.%) сульфата лития.

Температура плавления смеси 423°С.

Удельная энтальпия плавления 246 Дж/г.

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

Составы	Состав смеси, мас.%	Удельная энтальпия плавления, Дж/г	Температура плавления, °С
LiF	LiBr	Li2SO4
Прототип	14,1	-	85,9	126	530
Предлагаемый
1	7,1	68,1	24,8	232	423
2	7,4	67,1	25,5	234	421
3	7,8	66,8	25,4	249	426
4	7,2	66,0	26,8	246	423

Из результатов таблицы видно, что предлагаемый состав обеспечивает работоспособность в тепловом аккумуляторе в диапазоне температур 421-426°С с удельной энтальпией плавления 232-249 Дж/г.

Теплоаккумулирующий состав, включающий фторид и сульфат лития, отличающийся тем, что дополнительно содержит бромид лития в следующем соотношении компонентов, мас.%:

Фторид лития	7,1-7,8
Сульфат лития	24,8-26,8
Бромид лития	66,0-68,1