一种高温熔盐制备装置及方法
【专利摘要】本发明涉及一种高温熔盐制备装置及方法，包括移动式电伴热（10），带夹层（13）的熔盐罐（2），气流粉碎干燥器（3），热空气产生器（4），造粒装置（5），冷却装置（20），搅拌装置（11），进料口（12）；所述熔盐罐（2），气流粉碎干燥器（3），造粒装置（5），冷却装置（20）通过管道依次串联；所述热空气产生器（4）通过管道与所述气流粉碎干燥器（3）串联；所述移动式电伴热（10）与所述夹层（13）通过管道相串联；所述搅拌装置（11）设于所述熔盐罐（2）内，所述进料口（12）设于所述熔盐罐（2）的顶部。本发明装置和方法能用于大规模的制备熔盐并且设计合理，节能环保。
【专利说明】—种局温丨谷盐制备装直及方法
【技术领域】:
[0001] 本发明属于热量储存及传递【技术领域】，涉及一种高温熔盐制备装置及方法。
【背景技术】:
[0002]随着科技水平的不断发展，不可再生资源的消耗速度越来越快，为了保护不可再生资源，人们开始探索对可再生资源的利用。太阳能作为取之不尽、用之不竭的可再生清洁能源，越来越受到人们的关注。其中，太阳能光热发电，其最大的技术优势是可储能，可调峰；通过增加储能系统，把不可控的太阳能能源转变为稳定的电力输出，同时实现24小时连续发电，未来有望作为基础电力实现对火电的替代，是目前应用前景最为广阔的新能源产业。满足。
[0003]熔盐因具有广泛的使用温度范围，低蒸汽压，低粘度，良好的稳定性，低成本等诸多特性已成为太阳能光热发电技术中颇具潜力的传热蓄热介质，成为目前应用较多，较为成熟的传热蓄热介质。因此，熔盐不仅可广泛用于太阳能光热发电储热，也可用于其他工业蓄能。因此大量制备高温熔盐是目前发展的趋势，然而现有技术中制备高温熔盐大都处在实验阶段不能大规模生产。
【发明内容】
:
[0004]根据上述领域的需求和不足，本发明提供一种高温熔盐制备装置，该装置能用于大规模的制备熔盐并且设计合理，节能环保。
[0005]本发明的技术方案如下:
[0006]包括移动式电伴热(10)，带夹层(13)的熔盐罐(2)，气流粉碎干燥器(3)，热空气产生器(4)，造粒装置(5)，冷却装置(20)，搅拌装置(11)，进料口(12)；
[0007]所述熔盐罐(2 )，气流粉碎干燥器(3 )，造粒装置(5 )，冷却装置(20 )通过管道依次串联；所述热空气产生器(4)通过管道与所述气流粉碎干燥器(3)串联；所述移动式电伴热
(10)与所述夹层(13)通过管道相串联；
[0008]所述搅拌装置(11)设于所述熔盐罐(2)内，所述进料口(12)设于所述熔盐罐(2)的顶部。
[0009]还包括太阳能集热系统(9)，所述太阳能集热系统(9)与所述夹层(13)通过管道相串联；所述太阳能集热系统(9)与所述夹层(13)之间设有阀门，用于控制太阳能集热系统(9)中的热载体向夹层(13)中流动与否。
[0010]还包括高温储存罐(I)，所述高温储存罐(I)设于所述太阳能集热系统(9 )与所述夹层(13)之间的管道上；所述太阳能集热系统(9)、所述高温储存罐(I)、所述夹层(13)通过管道依次串联；所述太阳能集热系统(9)与所述高温储存罐(I)之间设有阀门，用于控制太阳能集热系统(9)中的热载体向高温储存罐(I)中流动与否。
[0011]还包括高温储存罐(1)，所述太阳能集热系统(9)、所述高温储存罐(I)、所述夹层(13)通过管道依次串联；连通所述太阳能集热系统(9)、所述高温储存罐(I )、所述夹层(13)之间的管道与连通所述太阳能集热系统(9)、所述夹层(13)的管道相并联；所述太阳能集热系统(9)与所述高温储存罐(I)之间设有阀门，用于控制太阳能集热系统(9)中的热载体向高温储存罐(I)中流动与否。
[0012]所述热空气产生器(4)为热交换器，所述夹层(13)、所述热交换器、所述气流粉碎干燥器(3 )通过管道依次串联，所述热交换器还与鼓风机(15 )相连接。
[0013]还包括低温储存罐(18)，所述热交换器与所述低温储存罐(18)通过管道相串联，所述低温储存罐(18)通过管道引出泵111(17)，所述泵111(17)引出两管道分别与所述太阳能集热系统(9)以及所述移动式电伴热(10)相串连；所述泵111(17)与所述太阳能集热系统
(9)以及所述泵111(17)与所述移动式电伴热(10)之间分别设有阀门，用于控制所述低温储存罐(18)中的热载体的流向。
[0014]还包括料仓(6 )、包装装置(7 )和存储装置(8 );所述料仓(6 )、包装装置(7 )通过管道串联，所述包装装置(7 )与存储装置(8 )相串联。
[0015]所述熔盐罐(2)与所述气流粉碎干燥器(3)之间设有泵I (14)，所述热交换器与所述低温储存罐(18)之间设有泵II (16);所述高温储存罐(I)与所述热夹层(13)之间设有泵IV (19)。
[0016]所述太阳能集热系统(9)采用槽式、塔式、碟式或线性菲涅尔式的太阳能光热发电方式。
[0017]所述熔盐罐(2)与所述泵I (14)之间设有阀门；所述热交换器与所述夹层(13)之间设有阀门；所述热载体 为高温熔盐、导热油、过热水蒸气。
[0018]一种高温熔盐的制备方法，其特征在于，使用上述高温熔盐制备装置。
[0019]本发明优选装置的工作流程:
[0020]1.将熔盐体系的不同组分按照一定的比例依次从加料口加入熔盐罐，在一定的温度和压力条件下，静态加热到熔盐罐内的熔盐成熔融状态时，开动机械搅拌一段时间至体系均匀。加热方式可选择移动式电伴热或太阳能集热。如果是在用料现场，比如太阳能光热电站，可直接使用聚集的太阳能，环保节能。
[0021]2.开启高温熔盐泵，打开出料口阀门，把熔盐罐内均匀的熔盐体系通过泵从气流粉碎干燥器的上方注入，同时热空气自气流粉碎干燥器的底部鼓入干燥器，二者是逆向的方式。如果是利用太阳能加热，可以将熔盐罐夹层中的高温导热油或熔盐或过热水蒸气，通过热交换装置加热所需的热空气，充分利用热能。目的:使液相的熔盐混合体系在经过气流粉碎干燥器后直接形成干燥均匀的粉末状，一方面便于包装出售。另外一方面是使用时性能均一稳定。现有技术中一般是实验室小规模的，直接是采用研磨的方式，目的也是呈粉末状。
[0022]3.自气流干燥器得到的粉末状熔盐进入造粒机，得到颗粒比表面积更小的均匀熔
盐产品。
[0023]4.产品经冷却后放入料仓，进入包装装置进行包装，最后放入存储装置储存。
[0024]熔盐，作为优质的高温热载体，其在制备过程中的加热方式，按照热源的不同，可以分为燃煤、燃油、燃气、电伴加热等。
[0025]本发明采用聚集的太阳能提供的热量作为热源，节能环保。另外，太阳能集热可采用槽式、塔式、碟式或线性菲涅尔式太阳能光热发电方式的镜场聚集太阳能。而从成本和技术成熟度的角度优选槽式和塔式。
[0026]方式一:选用光热发电的槽式镜场作为聚集太阳能的方式，通过集热管中的高温热载体直接加热熔盐罐。目前常见的高温热载体是高温熔盐、导热油、过热水蒸气，在槽式镜场中优选导热油。
[0027]方式二:选用光热发电的塔式镜场作为聚集太阳能的方式，通过吸热器中的高温热载体直接加热熔盐罐。目前常见的高温热载体是高温熔盐、导热油、过热水蒸气，在塔式镜场中优选熔盐。
[0028]本发明装置也可采用移动式电伴热提供热源，移动式电伴热不同于传统式的缠绕电伴热带，维修更加的方便简单。
[0029]太阳能集热和移动电伴热两种加热方式可形成互补作用，当太阳能辐射不充足时，可用电伴热进行补充。
[0030]本发明的有益效果为:
[0031]1.该装置适合大规模的生产熔盐；[0032]2.节能环保，降低成本；
[0033]3.进入气流干燥器的热空气的热量来自于熔盐罐加热载体的余热利用，最大效率的利用热量；
[0034]4.熔盐罐的温度、压力可控；
[0035]5.制备出来的高温熔盐产品颗粒更充盈、结实，结构更加细腻。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]图1本发明优选的高温熔盐制备装置结构示意图；
[0037]附图标记列示如下:1-高温储存罐，2-熔盐罐，3-气流粉碎干燥器，4 一热空气产生器，5-造粒装置，6-料仓，7-包装装置，8-存储装置，9-太阳能集热系统，10-移动式电伴热，11-搅拌装置，12-进料口，13-夹层，14-泵I，15-鼓风机，16-泵II，17-泵III，18-低温储存罐，19-泵IV，20-冷却装置。
【具体实施方式】:
[0038]下面结合附图对本发明进行说明。提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
[0039]图1是本发明高温熔盐制备装置结构示意图，如图1所示，本发明高温熔盐制备装置包括移动式电伴热10，带夹层13的熔盐罐2，气流粉碎干燥器3，热空气产生器4，造粒装置5，冷却装置20，搅拌装置11，进料口 12 ；
[0040]所述熔盐罐2，气流粉碎干燥器3，造粒装置5，冷却装置20通过管道依次串联；所述热空气产生器4通过管道与所述气流粉碎干燥器3串联；所述移动式电伴热10与所述夹层13通过管道相串联；移动式电伴热10加热夹层13中的热载体进而加热熔盐罐2来制备高温熔盐，所制备的高温熔盐通过管道从气流粉碎干燥器3上端流进，而热空气产生器4产生的热空气则从气流粉碎干燥器3的下端流进，从而达到干燥、粉碎高温熔盐的目的，经干燥后的高温熔盐置于造粒装置5中进行造粒，在冷却装置20进行冷却即得高温熔盐。
[0041]所述搅拌装置11设于所述熔盐罐2内，该搅拌装置11为机械搅拌装置，用于大规模制备熔盐过程中的搅拌混匀，所述进料口 12设于所述熔盐罐2上顶部，以便于从上方加入熔盐的各原料组成成分。
[0042]还包括太阳能集热系统9，所述太阳能集热系统9与所述夹层13通过管道相串联；所述太阳能集热系统9与所述夹层13之间设有阀门，用于控制太阳能集热系统9中的热载体向夹层13中流动与否，当阳光充足操作时，打开太阳能集热系统9与夹层13之间的阀门，可使用太阳能集热系统9加热热载体，并通过控制阀门使经过太阳能集热系统9被加热的热载体流向夹层13作为热源来加热制备高温熔盐。 [0043]还包括高温储存罐1，所述高温储存罐I设于所述太阳能集热系统9与所述夹层13之间的管道上；所述太阳能集热系统9、所述高温储存罐1、所述夹层13通过管道依次串联；所述太阳能集热系统9与所述高温储存罐I之间设有阀门，用于控制太阳能集热系统9中的热载体向高温储存罐I中流动与否；当关闭太阳能集热系统9与高温储存罐I之间的阀门时，可以使用移动式电伴热10直接加热热载体进而加热夹层的方式来制备高温熔盐；当能源充足或熔盐罐2不需要加热时，可打开太阳能集热系统9与高温储存罐I之间的阀门时，经过太阳能集热系统9加热的热载体便可通过管道流向高温储存罐I进而储存起来，当需要加热时，可以通过泵19抽进夹层13进而加热熔盐罐2来制备高温熔盐。
[0044]另一实施方式为该装置还包括高温储存罐(1)，所述太阳能集热系统(9)、所述高温储存罐(I )、所述夹层(13)通过管道依次串联；连通所述太阳能集热系统(9)、所述高温储存罐(I)、所述夹层(13)之间的管道与连通所述太阳能集热系统(9)、所述夹层(13)的管道相并联；所述太阳能集热系统(9)与所述高温储存罐(I)之间设有阀门，用于控制太阳能集热系统(9)中的热载体向高温储存罐(I)中流动与否。当关闭太阳能集热系统9与高温储存罐I之间的阀门时，可以使用太阳能集热系统9或是移动式电伴热10直接加热热载体进而加热夹层的方式来制备高温熔盐；当能源充足或熔盐罐2不需要加热时，可关闭所述太阳能集热系统9与所述夹层13之间的阀门以及所述太阳能集热系统9与移动式电伴热10之间的阀门，并打开太阳能集热系统9与高温储存罐I之间的阀门，这样经过太阳能集热系统9加热的热载体便可通过管道流向高温储存罐I进而储存起来，当需要加热时，可以通过泵19抽进夹层13进而加热熔盐罐2来制备高温熔盐。
[0045]所述热空气产生器4为热交换器，所述夹层13、所述热交换器以及所述气流粉碎干燥器3通过管道依次串联，所述热交换器还与鼓风机15相连接；当高温熔盐制备完毕后，夹层13中的热载体通过管道流向热交换器进而用于加热用鼓风机15鼓进热交换器的空气，该被加热后的空气通过管道流向气流粉碎干燥器3，高速运动的气流碰撞高温熔盐，对其进行辅助粉碎(类雾化过程)，得到粉末状熔盐，同时实现夹层13内的热载体的余热再利用，节能环保。
[0046]还包括低温储存罐18，所述热交换器与所述低温储存罐18通过管道相串联，所述低温储存罐18通过管道引出泵III 17，所述泵III 17引出两管道分别与所述太阳能集热系统9以及所述移动式电伴热10相串连；所述泵III 17与所述太阳能集热系统9以及所述泵III17与所述移动式电伴热10之间分别设有阀门，用于控制所述低温储存罐18中的热载体的流向；从夹层13流出的热载体加热过鼓风机15鼓出来的空气后通过管道流向低温储存罐18，而低温储存罐18出来的热载体则可通过两条管道流向不同的热源，流向移动式电伴热10，经过其加热进而用于加热制备高温熔盐的熔盐罐来制备高温熔盐；或是流向太阳集热系统9，该流向太阳能集热系统9的热载体或储存于高温储存罐以便后续用于加热制备高温熔盐，或是直接用于加热制备高温熔盐。该段设计实现了热载体的循环利用，降低成本，节能环保。
[0047]还包括料仓6、包装装置7和存储装置8 ;所述料仓6、包装装置7通过管道串联，所述包装装置7与存储装置8相串联；将上述经造粒装置5造粒后再冷却的熔盐暂时存放于料仓6，然后再使用包装装置7进行包装，最后使用储存装置8储存备用。
[0048]所述熔盐罐2与所述气流粉碎干燥器(3)之间设有泵I 14，所述热交换器与所述低温储存罐18之间设有泵II 16 ;所述高温储存罐I与所述热夹层13之间设有泵IV 19 ;泵I 14用于将熔盐罐2中制备的熔盐通过管道将其从气流粉碎干燥器3的上方注入；泵II 16用于将热交换器出来的热载体通过管道抽进低温储存罐18 ;泵1￥ 19用于将高温储存罐I中的高温热载体通过管道抽进夹层13进而加热熔盐罐2制备熔盐。
[0049]所述太阳能集热系统9采用槽式、塔式、碟式或线性菲涅尔式的太阳能光热发电方式。从成本和技术成熟度的角度优选槽式和塔式，当选用光热发电的槽式镜场作为聚集太阳能的方式，通过集热管中的高温热载体直接加热熔盐罐。目前常见的高温热载体是高温熔盐、导热油、过热水蒸气，在槽式镜场中优选导热油。当选用光热发电的塔式镜场作为聚集太阳能的方式，通过吸热器中的高温热载体直接加热熔盐罐。目前常见的高温热载体是高温熔盐、导热油、过热水蒸气，在塔式镜场中优选熔盐。
[0050]所述熔盐罐2与所述泵I 14之间设有阀门，该阀门用于控制熔盐罐2中的高温熔盐是否通过管道流向气流粉碎干燥器3 ;所述热交换器与所述夹层13之间设有阀门，该阀门用于控制夹层13中的热载体是否通过管道流向热交换器。
[0051]所述热载体为高温熔盐、导热油、过热水蒸气。
[0052]本发明设计有两个加热系统，分别为太阳能集热系统9和移动式电伴热10，当阳光充足时，可以使用太阳能集热系统9，得到的高温热载体可直接加热熔盐罐，当暂时不需要热量是，可将太阳能集热系统9加热的热载体直接存储于高温储能罐1，满足太阳能不足时对热载体的需求。另外，当太阳辐射不足时，还可以使用移动式电伴热10，保证设备在太阳辐射不足时使用，该制备装置充分利用了自然能源，节能环保。
[0053]在此指明，以上叙述有助于本领域技术人员理解本发明创造，但并非限制本发明创造的保护范围。任何没有脱离本发明创造实质内容的对以上叙述的等同替换、修饰改进和/或删繁从简而进行的实施，均落入本发明创造的保护范围。
【权利要求】
1.一种高温熔盐制备装置，其特征在于，包括移动式电伴热(10)，带夹层(13)的熔盐罐(2)，气流粉碎干燥器(3)，热空气产生器(4)，造粒装置(5)，冷却装置(20)，搅拌装置(11)，进料口(12)； 所述熔盐罐(2)，气流粉碎干燥器(3)，造粒装置(5)，冷却装置(20)通过管道依次串联；所述热空气产生器(4)通过管道与所述气流粉碎干燥器(3)串联；所述移动式电伴热(10)与所述夹层(13)通过管道相串联； 所述搅拌装置(11)设于所述熔盐罐(2 )内，所述进料口( 12 )设于所述熔盐罐(2 )的顶部。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括太阳能集热系统(9)，所述太阳能集热系统(9)与所述夹层(13)通过管道相串联；所述太阳能集热系统(9)与所述夹层(13)之间设有阀门，用于控制太阳能集热系统(9)中的热载体向夹层(13)中流动与否。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括高温储存罐(I)，所述高温储存罐(O设于所述太阳能集热系统(9)与所述夹层(13)之间的管道上；所述太阳能集热系统(9)、所述高温储存罐(I)、所述夹层(13)通过管道依次串联；所述太阳能集热系统(9)与所述高温储存罐(I)之间设有阀门，用于控制太阳能集热系统(9)中的热载体向高温储存罐(O中流动与否。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括高温储存罐(I)，所述太阳能集热系统(9)、所述高温储存罐(I)、所述夹层(13)通过管道依次串联；连通所述太阳能集热系统(9)、所述高温储存罐(I)、所述夹层(13)之间的管道与连通所述太阳能集热系统(9)、所述夹层(13)的管道相并联；所述太阳能集热系统(9)与所述高温储存罐(I)之间设有阀门，用于控制太阳能集热系统(9)中的热载体向高温储存罐(I)中流动与否。
5.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述热空气产生器(4)为热交换器，所述夹层(13)、所述热交换器、所述气流粉碎干燥器(3)通过管道依次串联，所述热交换器还与鼓风机(15)相连接。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括低温储存罐(18)，所述热交换器与所述低温储存罐(18)通过管道相串联，所述低温储存罐(18)通过管道引出泵IIK17)，所述泵111(17)引出两管道分别与所述太阳能集热系统(9)以及所述移动式电伴热(10)相串连；所述泵III(17)与所述太阳能集热系统(9)以及所述泵III(17)与所述移动式电伴热(10)之间分别设有阀门，用于控制所述低温储存罐(18 )中的热载体的流向。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括料仓(6)、包装装置(7)和存储装置(8);所述料仓(6)、包装装置(7)通过管道串联，所述包装装置(7)与存储装置(8)相串联。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述熔盐罐(2)与所述气流粉碎干燥器(3)之间设有泵I (14)，所述热交换器与所述低温储存罐(18)之间设有泵II (16);所述高温储存罐(I)与所述热夹层(13)之间设有泵IV (19)。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述太阳能集热系统(9)采用槽式、塔式、碟式或线性菲涅尔式的太阳能光热发电方式。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述熔盐罐(2)与所述泵I(14)之间设有阀门；所述热交换器与所述夹层(13)之间设有阀门；所述热载体为高温熔盐、导热油、过热水蒸气。
【文档编号】F24J2/34GK103937464SQ201310731908
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2013年12月26日 优先权日:2013年12月26日
【发明者】曾智勇 申请人:深圳市爱能森科技有限公司