熔融鹽

熔融鹽

熔融鹽是鹽的熔融態液體,通常說的熔融鹽是指無機鹽的熔融體。形成熔融態的無機鹽其固態大部分為離子晶體,在高溫下熔化後形成離子熔體,因此最常見的熔融鹽是由鹼金屬或鹼土金屬與鹵化物、矽酸鹽、碳酸鹽、硝酸鹽以及磷酸鹽組成。熔融鹽技術就是將普通的固態無機鹽加熱到其熔點以上形成液態(如NaNO3在308℃熔化,常見的食鹽NaCl在801℃熔化),然後利用熔融鹽的熱循環達到太陽能傳熱蓄熱的目的。熔融鹽最早套用是從熔融鹽的金屬電解開始的,現今金屬鋁的生產、稀土金屬的製取,主要採用熔融鹽電解方法,其他一些金屬如鹼金屬、鹼土金屬、高熔點金屬的生產也採用熔融鹽電解的方法。

熔融鹽-化學組成

形成熔融態的無機鹽其固態大部分為離子晶體,在高溫下熔化後形成離子熔體,因此最常見的熔融鹽是由鹼金屬或鹼土金屬與鹵化物、矽酸鹽、碳酸鹽、硝酸鹽以及磷酸鹽組成。

熔融鹽-特性

熔融鹽有不同於水溶液的諸多性質,如高溫下的穩定性,在較寬範圍內的低蒸氣壓,低的粘度,具有良好的導電性,較高的離子遷移和擴散速度,高的熱容量,具有溶解各種不同材料的能力等。

用途

(1)作為電解提取金屬的電解質。熔融鹽最早套用是從熔融鹽的金屬電解開始的,現今金屬鋁的生產、稀土金屬的製取,主要採用熔融鹽電解方法,其他一些金屬如鹼金屬、鹼土金屬、高熔點金屬的生產也採用熔融鹽電解的方法。用熔融鹽電解生產金屬具有:工藝流程簡單、金屬回收率高、產品質量高、機械化、自動化程度高等優點。現今,熔融鹽電解是工業生產鋁的唯一方法,在近幾十年內還不能用其他方法代替。

(2)在核工業中的套用。在原子能工業中,均相反應堆用熔融鹽混合物為燃料溶劑和傳熱介質有許多優點,它的操作溫度有可變的範圍,燃料的加入比較容易,核裂變的產物可以連續地移出等。在核工業中使用最多的是LiF-BeF2熔融鹽體系。

熔融鹽-傳熱蓄熱技術

熔融鹽技術就是將普通的固態無機鹽加熱到其熔點以上形成液態(如NaNO3在308℃熔化,常見的食鹽NaCl在801℃熔化),然後利用熔融鹽的熱循環達到太陽能傳熱蓄熱的目的。與傳統的工質相比,熔融鹽具有使用溫度範圍廣(從幾十攝氏度到一千攝氏度以上)、傳熱性能高、工作壓力低、價格便宜等一系列漢密哈頓巨大的優點,熔融鹽傳熱蓄熱技術已經在化工、軍工等領域得到了廣泛的利用,在太陽能熱發電、生物質高溫制氫等新的高科技領域也有著廣闊的套用前景。

美國率先使用了熔融鹽作為太陽能熱發電的傳熱蓄熱工質,並在Solar Two太陽能熱發電實驗電站上取得了很好的效果。

2010年7月,義大利國家電力集團在西西里島建成了世界首個完全使用熔融鹽蓄熱的阿基米德太陽能光熱發電站。

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