熔盐炉加热温度不稳定,导致效率低。
1、熔盐炉的加热温度不稳定,调节不准确,热效率低。

2、熔盐加热炉能在较低的运行压力下,获得较高的工作温度,供热温度稳定,能精确地进行调整,热效率高。
400℃熔盐加热器采用什么熔盐
四氯化钛主要用作生产海绵钛、钛白粉及三氯化钛。其制取方法很多,主要有沸腾氯化、熔盐氯化和竖炉氯化3 种方法。沸腾氯化是现行生产四氯化钛的主要方法(中国、日本、美国采用),其次是熔盐氯化(独联体国家采用),而竖炉氯化已被淘汰。沸腾氯化一般是以钙镁含量低的高品位富钛料为原料,而熔盐氯化则可使用含高钙镁的原料。
1、沸腾氯化
沸腾氯化是采用细颗粒富钛料与固体碳质(石油焦)还原剂,在高温、氯气流的作用下呈流态化状态进行氯化反应,从而制取四氯化钛的方法。该法具有加速气-固相间传质及传热过程,强化生产的特点。国内外目前沸腾氯化使用的原料有高钛渣、天然金红石、人造金红石等。我国抚顺钛厂和遵义钛厂新建的沸腾氯化炉直径分别为Φ1.4 m与Φ2.4 m,采用独有的无筛板氯化技术,其中遵义钛厂设计日产粗四氯化钛70 t。
2、熔盐氯化
熔盐氯化是将磨细的钛渣或金红石和石油焦悬浮在熔盐(主要由KCl、NaCl、MgCl2 和CaCl2 组成)介质中,并通入氯气,从而制取四氯化钛的方法。一般也可使用电解镁的废电解质,在973K~1073K 条件下充入氯气,故氯化反应的速度受到熔体的性质、组成,还原剂的种类,原料的性质,氯化温度,氯气浓度及通入速度,熔体高度,配碳量等因素的影响。独联体四氯化钛生产中最佳的熔盐组成如表4 所示。 熔盐氯化法是前苏联20 世纪60 年代研制成功,用以生产四氯化钛的方法,该法不仅适用于前苏联的原料特点(钛渣含CaO+MgO 约6%),其炉子产能达20 t/m2 ~25 t/m2 四氯化钛,熔盐段截面积为6m2。大型熔盐氯化炉日产四氯化钛为120 t~150 t,原为矩形炉,现改为圆形炉,圆形熔盐氯化炉的尺寸为Φ 5.0 m×8.5 m,内径Φ 内为2.76 m,长方形为4.5 m×3.5 m×8.5 m。圆形炉内无死角,炉体强度增大,3 年大修1 次,比矩形炉使用年限延长近1 倍。熔盐氯化可使用多种富钛物料,除了含钙镁的钛渣外,现广泛使用由红钛铁矿(Fe2O3 3TiO2)熔炼的钛渣(TiO2 87%~91%),亦可使用金红石。
乌克兰采用熔盐氯化生产已有40 多年的历史,不仅适用于该国钛精矿MgO、CaO 含量高的特点,还具有以下优点:1)氯化装置单位生产率高,可达20 t/m2·d ~25t/m2·d TiCl4;2)氯化温度低,为800℃,很多杂质不会因氯化而进入TiCl4;3)从炉料到工业四氯化钛,钛的回收率高,可达95%;熔盐本身有净化TiCl4 的作用,获得TiCl4杂质含量低,钒、氯、硅、碳等杂质总含量≤2%;制得TiCl4 产物达98%以上,可使AlCl3、FeCl3、CaO、MgO 和SiO2 等杂质留在熔盐介质中,然后排出;4)对原料粒度组成要求不高,可利用细小粒度的钛渣;5)反应过程不产生COCl2,废气无爆炸危险。废气中Cl2 和HCl 含量非常小,对环境污染也不大。
3、竖炉氯化
竖炉氯化是将被氯化的钛渣(或金红石)与石油焦细磨,加粘结剂混匀制团并经焦化,将制成的团块料堆放在竖式氯化炉中,呈固体层状态与氯气作用从而制取四氯化钛的方法,也称固定层氯化或团料氯化,该法目前基本已被淘汰。 镁还原的主要反应为:
TiCl4+2Mg=Ti+2MgCl2
在还原过程中,TiCl4 中的微量杂质,如AlCl3、FeCl3、SiCl4、VOCl3 等均被镁还原生成相应的金属,这些金属全部混在海绵钛中。而混杂在镁中的杂质钾、钙、钠等,也是还原剂,它们分别将TiCl4 还原并生成相应的杂质氯化物。镁还原过程包括:TiCl4液体的气化→气体TiCl4和液体Mg 的外扩散→TiCl4 和Mg 分子吸附在活性中心→在活性中心上进行化学反应→结晶成核→钛晶粒长大→MgCl2 脱附→MgCl2 外扩散。这一过程中的关键步骤是结晶成核,随着化学反应的进行伴有非均相成核。 经排放MgCl2 操作后的镁还原产物, 含钛55%~60%、镁25%~30%、MgCl210%~15%,及少量TiCl3 和TiCl2,常用蒸馏法将海绵钛中的镁和MgCl2分离。
还原产物海绵钛在真空蒸馏过程中经受长期高温烧结,逐渐致密化、毛细孔逐渐缩小,树枝状结构消失,最后呈一坨状整块,俗称钛坨。
1.传热无相变,传热均匀稳定,传热性能好、系统压力小、使用温度较高、价格低、安全可靠。
2.熔盐质量对太阳能热发电的影响程度
熔盐是太阳能热发电主要的热储能介质,特别是使用过程处于高温高压的状态,对设备、熔盐要求都非常高。目前市场上硝酸盐产品品质不一,尤其是国外大公司打着天然产品,很可能引起用户误导,因为硝酸盐不管是天然产品,或化学合成,它的本质始终是化学品,只要产品杂质含量低就是好产品。在我们太阳能热发电项目里,熔盐的品质直接关系到设备的寿命与熔盐的消耗定额。如果熔盐产品中氯离子高,还会影响储能温度,因为氯离子在高温下加速硝酸盐分解。所以我们要科学选材,保证发电系统的畅通。
3.太阳能专用熔盐的品种
(1)低温熔盐介绍:三元组份硝酸盐100-300℃低温熔盐是我们公司针对低温太阳能热发电使用的专用盐,有三种盐复配而成。它的熔点在90℃左右,使用到300℃没有明显分解现象出现。是最优良导热油代替品。

(2)中温熔盐介绍:中温熔盐是传统的二元组份硝酸盐,熔点在220℃左右。它广泛用于金属表面热处理和化工生产的高温热载体,这种熔盐适用于槽式太阳能热发电,在270℃-400℃左右使用稳定性很好,我国已经有几十年应用经验。
(3)高温熔盐介绍:该产品由我们公司科技人员针对塔式太阳能热发电而研发,由三种硝酸盐组成的复合盐。熔点在230℃左右,使用温度在565℃左右,最高耐温范围在620℃左右,由于该产品使用温度高,熔盐容易对设备产生腐蚀,所以本产品对杂质控制非常严格,特别是氯离子杂质控制在0.001%左右,产品主含量几乎达到化学分析纯等级,是目前国际熔盐产品中最顶级的盐。
(4)硝酸钠产品质量介绍
分子式:NaNO3
分子量:84.99
CAS号:7631-99-4
性状:无色透明或白微带**菱形结晶,密度2.257(20℃时),味苦咸,易溶于水和液氨,微溶于甘油和乙醇中,易潮解,在含有极少量氯化钠杂质时,硝酸钠潮解性就大为增加。有氧化性。与易燃物品接触能引起爆炸。对呼吸系统和皮肤有刺激性。
用途:是制造硝酸钾、炸药、苦味酸及其他硝酸盐,也可用作玻璃的消泡剂与脱色剂,搪瓷工业的助溶剂,烟草助燃剂,金属清洗剂和配置黑色金属发蓝剂,铝合金热处理和熔盐原料,农业上用作肥料。
包装:内包装为聚乙烯薄膜袋,外包装为聚丙烯编织袋,每袋净重50kg、1000kg。
(5)硝酸钾产品质量介绍
分子式:KNO3
分子量:101
CAS号:7757-79-1
性状:硝酸钾为无色透明斜方晶体粉末或颗粒,相对密度2.109,熔点334℃。易溶于水。在空气中不易潮解,为强氧化剂,与有机物接触能引起燃烧爆炸。
用途:硝酸钾是制造黑色火药、导火线、烟花等的原料;作金属热处理淬火用;陶瓷工业用于制造彩釉;用作玻璃澄清剂,光学玻璃和太阳能熔盐等。生产青霉素钾盐、利福平等医药。还用作选矿药剂。农业上用作肥料,及花卉、蔬菜、果树等经济作物的叶面喷施肥料等。
4.熔盐的性质
熔盐,是一种由化学纯硝酸盐混合体组成的低熔点混合物。在工业上普遍采用的该种混合物又称导热盐、热媒体(英文名HEAT TRANSFER SALT,简称HTS)其成分为40%NaNO2、7%NaNO3、53%KNO3。这种熔融碱金属硝酸盐混合物具有均热性、导热性、流动性及化学稳定性等优点。HTS的熔点为142.2℃,熔融热为78. 986kj/kg,相对平均分子质量为89.2。HTS在427℃以下非常稳定,可长期不变质,并对碳钢或不锈钢腐蚀较轻。450℃以上开始缓慢分解,550℃以上分解速度加快,600℃以上则明显分解,同时熔点升高,颜色从透明的淡琥珀色逐渐变为棕黑色。熔盐的分解反应主要是亚硝酸钠的分解,其反应式为:5NaNO2=3NaNO3 +Na2O +N2,从而导致熔点逐渐上升。为了适应高温储能的需要,我公司调整配方,提高了使用温度。在使用过程可采用充N2保护。

5、熔盐系统的运行
熔盐炉系统是一个密闭循环加热的系统,通过泵周而复始地在系统中循环,由于和外界隔离,最大限度地减少了熔盐的分解变质。在生产中初次加热熔盐应注意以下几点:
(1)熔盐熔点随着组分的改变而改变,使用时必须控制在使用范围内,所有熔盐管线应有蒸汽伴热或采用电伴热,以防止熔盐在管线中凝固。
(2)在熔盐梯度升温过程中,要仔细检查熔盐阀的伴热,熔盐在整个系统中进行大循环时,尤其注意小循环回流阀不能关死,必须回转一圈,以防止熔盐阀结死。
(3)由于熔盐为混合物,密度不很均匀,而且初次加热熔化,熔盐中的水分含量较高,因此在熔盐循环过程中,要充分关注泵的电流。如果泵电流波动较大,而且持续时间较长,应立即停泵检查,找出问题原因。正常情况下,泵的电流会有波动,但波动的范围不大,随着熔盐温度的升高,泵电流会逐渐降低且趋于平稳。


