(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210855125.7 (22)申请日 2022.07.19 (71)申请人 中山大学 地址 510275 广东省广州市海珠区新港西 路135号 申请人 华南理工大 学 (72)发明人 丁静　钟镜宇　姚业成　陆建峰　 王维龙　刘书乐　魏小兰　 (74)专利代理 机构 深圳市创富知识产权代理有 限公司 4 4367 专利代理师 梁嘉朗 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/11(2006.01) G06F 111/10(2020.01)G06F 119/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种氯化物熔盐工作温度上限值的计算方 法 (57)摘要 本发明公开了一种氯化物熔盐工作温度上 限值的计算方法， 包括以下步骤： 步骤(1)、 建立 和优化氯化物熔盐体系的热力学模 型， 然后计算 氯化物熔盐体系的相应组成及比例、 最低共熔 点； 步骤(2)、 通过基于闪蒸平 衡原理计算氯化物 熔盐体系指定成分下的P ‑T相图， 获得氯化物熔 盐体系的极限温度模拟值； 步骤(3)、 结合极限温 度模拟值， 然后根据经验公式最终确定氯化物熔 盐体系的工作温度上限模拟值。 本发 明不但克服 了通过传统的热稳定性实验对质量损失进行探 究工作量大、 不确定性高、 周期长等缺点， 还预先 报告了氯化物熔盐的工作温度上限模拟值， 减少 实验工作量， 同时有效提高氯化物熔盐工作温度 上限的研究效率。 权利要求书1页 说明书9页 附图5页 CN 115203952 A 2022.10.18 CN 115203952 A 1.一种氯化物熔盐工作温度上限值的计算方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤(1)、 通过固液相图计算方法建立和优化氯化物熔盐体系的热力学模型， 然后计算 氯化物熔盐体系的相应组成及比例、 最低共熔点； 步骤(2)、 通过基于闪蒸平衡原理计算氯 化物熔盐体系指定成分下的P ‑T相图， 获得氯化物熔盐体系的极限温度模拟值； 步骤(3)、 结合极限温度模拟值， 然后根据经验公式最终确定氯化物熔盐体系的工作温 度上限模拟值。 2.根据权利要求1所述氯化物熔盐工作温度 上限值的计算方法， 其特征在于， 根据参考 数据， 然后通过固液相图计算方法计算氯化物熔盐体系的过剩吉布斯自由能， 从而建立和 优化氯化物熔盐体系的热力学模 型， 然后借助FactSage软件计算氯化物熔盐体系的最低共 熔点和相应组成。 3.根据权利要求2所述氯化物熔盐工作温度 上限值的计算方法， 其特征在于， 所述参考 数据为文献实验数据和相图数据库中的活度数据。 4.根据权利要求1所述氯化物熔盐工作温度 上限值的计算方法， 其特征在于， 根据氯化 物熔盐体系的组成比例， 然后通过修正的似化学模型计算液相的活度系数和安托万方程计 算气相的饱和蒸汽压， 然后结合闪蒸平衡原理计算氯化物熔盐体系的P ‑T相图， 然后在P ‑T 相图上标注出一个大气压(760mmHg)所对应的温度值， 从而获得氯化物熔盐体系的极限温 度模拟值。 5.根据权利要求1所述氯化物熔盐工作温度 上限值的计算方法， 其特征在于， 除固液相 图计算方法以外， 所述 步骤(1)、 步骤(2)中涉及的一系列计算均采用MATLAB软件编程实现。 6.根据权利要求4所述氯化物熔盐工作温度 上限值的计算方法， 其特征在于， 首先需要 预算泡点温度Tb和露点温度Td， 假定温度初值T满足Tb<T<Td， 不断调整T的初值， 通过牛顿 迭代法反复迭代计算， 直到T值满足能量平衡方程； 与此同时由泡点预算 温度Tb和露点预算 温度Td内插计算得到所述氯化物熔盐体系的气相分率v， 然后通过牛顿迭代法反复迭代计 算， 直到v值满足能量平衡方程， 当T值和v值均满足能量平衡方程时， 计算得到相应的压力P 值， 从而计算得到氯化物熔盐体系的极限温度模拟值。 7.根据权利要求6所述氯化物熔盐工作温度 上限值的计算方法， 其特征在于， 若氯化物 熔盐体系为宽沸程混合物时， 温度初值T作为内迭代循环， 气相分率v作为外迭代循环； 若氯 化物熔盐体系为 窄沸程混合物时， 温度初值T作为外迭代循环， 气相分率v作为内迭代循环。 8.根据权利要求1所述氯化物熔盐工作温度 上限值的计算方法， 其特征在于， 还包括步 骤(4)、 对 所述氯化物熔盐体系的工作温度上限模拟值进 行验证， 对 所述氯化物熔盐样品进 行TGA热重分析 的质量损失临界点温度与工作温度上限模拟值进行比较， 从而对模拟结果 进行验证。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115203952 A 2一种氯化物熔盐工作温度上限值的计算方 法 技术领域 [0001]本发明涉及熔盐领域， 特别涉及一种氯化物熔盐工作温度上限值的计算方法。 背景技术 [0002]为了实现可再生能源的平稳供给和高比例消纳以及工业余热废热资源的高效回 收， 热能储存作为能源利用的重要环节， 对于可再生能源利用和工业节 能具有至关重要的 作用。 在传 储热材料中， 熔盐具有储 热密度和效率高、 工作温度范围宽、 经济成本低等优点， 可以很好 地满足聚光式太阳能发电站的高温使用要求和热能存 储的目标。 [0003]氯化物熔盐因其来源广 泛、 成本低廉、 相变潜热大、 工作温度范围宽、 储热密度大、 高温稳定性优异等优点已经成为候选的下一代高温太阳能热发电传热储热材料。 然而， 氯 化物熔盐虽然能够 满足高温热利用的加热温度要求， 但其在服役工况下的最佳工作温度范 围始终无法确定， 这 不仅限制了氯化物熔盐的商业利用， 更限制了熔盐传储热 领域的发展。 [0004]熔盐在服役工况下的最佳工作温度范围由工作温度下限和上限决定。 过去， 熔盐 领域多通过热力学相图计算来获得未知 多元熔盐体系的低共熔点和组成， 完成熔盐传 储热 材料的成分设计， 从而指导熔盐材料 的制备。 熔盐在服役工况下 的工作温度下限即为比熔 盐最低共熔点高8 0‑100℃的温度。 相图计算是一种省时、 高效的设计方法， 通过热力学计算 可以减少盲目而繁重的低共熔点熔盐的研制时间， 同时丰富熔盐体系相图数据库。 然而， 利 用固液相图计算来设计熔盐传储热材料的方法仅能获得熔盐在服役工况下的工作温度下 限， 只有确定熔盐在服役工况下的最佳工作温度范围才能确立更为完善的熔盐传储热材料 设计方法。 [0005]由于服役温度 高， 氯化物熔盐在高温近沸区的热物性数据始终缺乏， 难以通过实 验测定。 熔盐在服役工况下 的工作温度上限通常采用热稳定性实验来确定， 因此氯化物熔 盐工作温度上限的实验研究具有工作量大、 不确定性高、 周期长的问题。 发明内容 [0006]本发明的目的是克服现有技术中实验研究工作量大、 不确定性高、 周期长的问题， 提供一种确定氯化物熔盐工作温度上限值的方法， 结合该方法中的建模结果和经验公式可 以确定氯化物熔盐的工作温度上限值。 [0007]为了达到上述目的， 本发明是通过以下技 术方案实现的： [0008]一种氯化物熔盐工作温度上限值的计算方法， 包括以下步骤： [0009]步骤(1)、 通过固液相图计算方法建立和优化氯化物熔盐体系的热力学模型， 然后 计算氯化物熔盐体系的相应组成及比例、 最低共熔点； [0010]步骤(2)、 通过基于闪蒸平衡原理计算氯化物熔盐体系指定成分下的P ‑T相图， 获 得氯化物熔盐体系的极限温度模拟值； [0011]步骤(3)、 结合极限温度模拟值， 然后根据经验公式最终确定氯化物熔盐体系的工 作温度上限模拟值。说　明　书 1/9 页 3 CN 115203952 A 3