DE2336911C3 - Wärmespeicher- oder Wärmetransportmittel - Google Patents
Wärmespeicher- oder WärmetransportmittelInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Wärmespeicher- oder Wärmetransportmittel mit Phasenübergang fest-flüssig
oder umgekehrt, bestehend aus einer quaternären eutektischen Salzmischung aus dem System LiF-KF-NaF-MgF2.
Wärmespeichermittel werden z. B. in Sonnenkraftwerken und in Speicherofen angewendet. Wärmetransportmittel
finden z. B. in Kernreaktoren und in Salzbädern zur Wärmbehandlung Anwendung.
Ein Wärmespeichermittel der eingangs genannten Art ist aus der DE-OS 2140860 bekannt. Die
Schmelzpunkte der darin erwähnten eutektischen Salzmischungen liegen zwischen 615 und 746° C. Es
besteht jedoch in der Technik ein Bedarf an Wärmespeicher- und Wärmetransportmitteln mit einem
Schmelzpunkt zwischen 400 und 500° C, die eine möglichst große Schmelzwärme und Wärmekapazität
besitzen und die gegen gebräuchliche Gefäßmaterialien, z. B. Chrom-Nickel-Stahl, nicht korrosiv sind.
Aus der DE-OS 1579625 sind ein ternäres eutektisches
Gemisch aus 46,5 Mol% LiF, 42,0 Mol% KF und 11,5 Mol % NaF, das bei 454° C schmilzt und eine
Schmelzwärme von etwa 685 J/ghat, und eine quaternäre
Salzmischung aus 44,9 Mol% LiF, 40,6 Mol% KF, 11,5 Mol% NaF und 3 MoI % CaF2 mit einem
Schmelzpunkt von 444° C und einer Schmelzwärme von etwa 668 J/g als Wärmespeichermittel bekannt.
Insbesondere bei Kraftwerken, z. B. Sonnenkraftwerken, werden derartige Salzmischungen in enorm großen
Mengen benötigt. Der ziemlich hohe Preis und die reiative Seltenheit des Lithiumfluorids stellt daher
ein schwerwiegendes Hindernis für die Anwendung dieser Salzmischungen dar.
Die Erfindung hat die Aufgabe, Wärmespeicheroder Wärmetransportmittel mit einem eutektischen
Schmelzpunkt zwischen 400 und 500° C zu schaffen, die einen niedrigen Lithiumfluoridgehalt und eine
große Schmelzwärme aufweisen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Wärmespeicher- oder Wärmetransportmittel gelöst,
das aus etwa 44 MoI % LiF, etwa 40 MoI % KF, etwa 12 Mol% NaF und etwa 4 Mol% MgF2 besteht.
Der Schmelzpunkt dieser eutektischen Mischung beträgt etwa 449 ° C. Die Schmelzwärme beträgt etwa
701 J/g und ist damit um etwa 2,5% größer als die der bekannten eutektischen Mischung aus LiF, KF
und NaF. Bei gleicher Speicherkapazität an Schmelzwärme kann man also erfindungsgemäß mit einer geringeren
Menge an Salzmischung als bei der bekannten Mischung auskommen. Überdies enthält die
erfindungsgemäße Mischung weniger LiF, dies bedeutet eine Ersparnis an teuerem LiF.
Die neue Salzmischung wird vorzugsweise wie folgt hergestellt: Es wird eine Salzmischung dargestellt, die
44Mol%±2Mol%LiF
12Mol%± 1 Mol % NaF
40 MoI % ± 2 Mo! % KF und
4Mol%± 1 MoI % MgF2
enthält. Die Mischung wird so lange wiederholt geschmolzen und erstarren gelassen, bis eine unterhalb
450° C schmelzende klare Schmelze erhalten wird. Die Schmelze wird gegebenenfalls von einem bei dieser
Temperatur nicht geschmolzenen Rückstand abgegossen und abgekühlt. Die Zusammensetzung der
Schmelze entspricht nun der eutektischen Mischung mit der ungefähren Zusammensetzung 44 Mol% LiF,
40 MoI % KF, 12 Mol% NaF und 4 Mol% MgF2.
Die Salzmischung kann als Wärmespeichermittel und als Wärmetransportmittel Anwendung finden.
Die Mischung ist chemisch stabil, nicht brennbar und gegen Chrom-Nickel-Stähle nicht korrosiv; sie entwickelt
beim Gebrauch keine Dämpfe, was für die Anwendung in geschlossenen Behältern von Bedeutung
ist.
Claims (3)
1. Wärmespeicher- oder Wärmetransportmittel
mit Phasenübergang fest-flüssig und umgekehrt, bestehend aus einer quaternären eutektischen
Salzmischung aus dem System LiF-KF-NaF-MgF2, dadurch gekennzeichnet, daß es aus
etwa 44 Mol % LiF, etwa 40 Mol % KF, etwa 12 MoI % NaF und etwa 4 Mol% MgF2 besteht.
2. Verfahren zur Herstellung des Mittels nach Anspruch 1, unter wiederholtem Schmelzen und
Erstarrenlassen einer quaternären eutektischen Salzmischung aus dem System LiF-KF-NaF-MgF2,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Salzmischung aus 44 ±2 Mol % LiF, 40 ±2 Mol % KF,
12 ± 1 Mol% NaF und 4 ± 1 Mol % MgF2 so lange
wiederholt geschmolzen und erstarren gelassen wird, bis eine unterhalb 450 ° C schmelzende klare
Schmelze erhalten wird, die gegebenenfalls von einem bei dieser Temperatur nicht geschmolzenen
Rückstand abgegossen wird.
3. Verwendung des Mittels nach Anspruch 1 in einem Wärmespeicher- oder Wärmetransportsystem.
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