ТЕПЛОАККУМУЛИРУЮЩИЙ СОСТАВ
HEAT-RETAINING COMPOSITION

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к разработке теплоаккумулирующих составов, включающих галогениды и молибдаты щелочных элементов.
Известны теплоаккумулирующие составы: первый включает индивидуальное вещество - молибдат калия, однако рабочая температура состава 926°С и сравнительно низкая удельная энтальпия плавления - 163 кДж/кг (Термические константы веществ. Под ред. Глушко В.П. Вып.X, ч.2. М.: ВИНИТИ, 1981. - 441 с.); второй включает индивидуальное вещество - фторид лития, однако это вещество при сравнительно высокой энтальпии плавления 1043 кДж/кг (Термические константы веществ. Под ред. Глушко В.П. Вып.Х, ч.1. М.: ВИНИТИ, 1981. - 300 с.) обеспечивает температуру работоспособности при 849°С.
Известен также состав, содержащий бромид и молибдат калия (Вердиев Н.Н. и др. Вестник Московского университета. Серия 2. Химия. - 2009, т.50, вып.2, с.138-144). Однако этот состав обеспечивает работу теплового аккумулятора при 625°С и имеет удельную энтальпию плавления 90,5 кДж/кг.
2
4
Наиболее близким к заявляемому составу по температуре и компонентам является низкоплавкий состав системы LiF-LiMoO (Справочник по плавкости солевых систем. - Под ред. Воскресенской Н.К. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1961, т.1, с.707). Энтальпия плавления при рабочей температуре 617°С составляет 238 кДж/кг.
Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение работоспособности состава в диапазоне температур 674-700°С и увеличение удельной энтальпии плавления.
Новизна заявляемого состава по сравнению с известным заключается в том, что теплоаккумулирующий состав, содержащий фторид лития и молибдат щелочного элемента, содержит в качестве молибдата соль калия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
фторид лития 16…18
молибдат калия 82…84
Примеры конкретного исполнения
Пример 1
2
4
В электропечи шахтного типа переплавляют безводные соли квалификации «хч» (LiF) и «чда» (KMoO) 0,16 г (16.0 мас.%) фторида лития +0.84 г (84.0 мас.%) молибдата калия.
Температура плавления смеси 695°С.
Удельная энтальпия плавления рассчитывалась по формуле:
, кДж/кг,
t
эт
E
эт
E
эт
2
4
где ΔH - удельная энтальпия фазового перехода вещества, близкого по температуре фазового перехода к исследуемому составу, кДж/кг; S, S - площади пиков дифференциальных кривых, отвечающих плавлению эвтектического состава и фазовому переходу эталонного вещества соответственно; T, T - температуры плавления эвтектического состава и фазового перехода эталонного вещества соответственно, K. Окончательное значение энтальпии находили как среднее трех измерений. В качестве эталонного вещества взят NaMoO (температура плавления 645°С, удельная энтальпия плавления 95,5 кДж/кг).
Удельная энтальпия состава 310 кДж/кг.
Пример 2
2
4
В условиях примера 1 переплавляют безводные соли квалификации «хч» (LiF) и «чда» (KMoO) - 0,171 г (17.1 мас.%) фторида лития +0.829 г (82.9 мас.%) молибдата калия.
Температура плавления смеси 674°С. Удельная энтальпия плавления 307 кДж/кг.
Пример 3
2
4
В условиях примера 1 переплавляют безводные соли квалификации «хч» (LiF) и «чда» (KMoO) - 0,18 г (18.0 мас.%) фторида лития +0.82 г (82.0 мас.%) молибдата калия.
Температура плавления смеси 700°С. Удельная энтальпия плавления 302 кДж/кг.
Составы 1…3 с неразделяемыми термоэффектами на кривых охлаждения получены исследованием диаграммы плавкости системы методом дифференциального термического анализа (рис.1).
За заявляемыми пределами нарушается однофазность состава, что приводит к неравномерному тепловыделению.
В таблице приведены сравнительные характеристики свойств заявляемого состава и состава, выбранного в качестве прототипа.
Составы
Состав смеси, мас.%
Удельная энтальпия плавления, кДж/кг
Температура плавления,°С
LiF
Li<sub>2</sub>MoO<sub>4</sub>
K<sub>2</sub>MoO<sub>4</sub>
Прототип
8.4
91.6
-
238
609
Предлагаемый
1
16.0
-
84.0
310
695
2
17.1
-
82.9
307
674
3
18.0
-
82.0
302
700
Как видно из данных таблицы, предлагаемый состав обеспечивает работоспособность в тепловом аккумуляторе в диапазоне температур 674-700°С с удельной энтальпией плавления 302-310 кДж/кг, что на 64-72 кДж/кг выше по сравнению с прототипом.