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1、关于相变蜡性质生产和应用第一页，本课件共有89页相变储能材料介绍相变储能材料介绍热能可以通过材料的显热或者潜热（相变热）两种方式进行储存。显热储能材料主要是利用其比热容和材料的温度变化进行能量的储存和释放，优点是能量的储存和释放过程是完全可逆的，系统设计简单，缺点是单位体积所能储存的能量较少，装置体积过大。相变储能是利用相变材料（Phasechangematerials,PCM）物态的转变进行能量的储存和释放，其优点是储能密度大，温度近似恒定。相变焓也称相变热，可以用量热法测定，主要有差示扫描量热法(DSC)。第二页，本课件共有89页作为相变储能材料需要满足以下条件：作为相变储能材料需要满足以
2、下条件：1.热力学标准：（1）要有合适的相变温度;（2）要有足够大的相变潜热，以便以较少的数量即能储存给定数量的热能;（3）导热系数要大，以便储放热时相变材料内传热速度快、温度梯度小;（4）高的比热，以提供额外的显热效果。（5）发生相变时膨胀或收缩性要小，即相变过程的体积变化小，以使盛装容器形状 简单;（6）高的密度，这样盛装的容器会更小;（7）相变的可逆性要好;第三页，本课件共有89页2.动力学标准凝固时无过冷现象或过冷程度很小。熔点应该在其热力学凝固点结晶。这可通过高的晶体成核速度及生长速率未实现，有时也可向储热材料中加入成核剂或“冷指”来抑制过冷现象。3.化学标准(1)高稳定性；(2)不
3、发生分解，以使潜热储能材料具有长期的使用寿命；(3)对构件材料无腐蚀作用；(4)材料应该无毒性、不燃、无爆炸性。4.经济标准可大量获得、廉价。第四页，本课件共有89页 在实际研究中，要找到满足以上所有条件的相变材料是非常困难的，因此通常的相变材料的指标是要有适合的相变温度和较高的焓变量，其次再考虑其他影响因素。第五页，本课件共有89页相变材料分类相变材料分类从储能的温度范围来看，可分为高温、中温及低温等类型。储能过程中，按材料相态的变化，又可分为固-固相变材料、固-液相变材料、液-气相变材料、固-气相变材料四大类。虽然液-气和固-气转化时伴随的相变潜热远大于固-液和固-固转化时的相变热，但是由
4、于液-气和固-气转化时产生气体，其相变气体体积变化非常大，故很难用于实际工程中。第六页，本课件共有89页 从化学组成来看，可分为无机材料和有机材料以及混合相变材料3大类。无机储能材料通常由多种组分构成,包括主储能剂、相变温度（凝固点）调整剂、防过冷剂（成核剂）、促进剂、防相分离剂（当固、液共存时因密度差易发生相分离时使用）等。无机类PCM包括：结晶水合盐、熔融盐、金属合金和其它无机物。有机类PCM包括石蜡、脂肪酸和其它有机物。混合PCM主要含有机和无机两种PCM的混合物。现已发现的PCM在6000种以上。第七页，本课件共有89页 在相变储能技术手段的研究领域中，首先是就要开发出相变潜热大、性能
5、稳定、性价比高的相变材料。除了对传统的无机盐、无机水合盐、有机和金属相变材料进行研究外，学者也开始关注新型相变储能材料，涉及从无机到有机，从单一组分到复合材料，从宏观到纳米化、微胶囊化、定形化等方向。第八页，本课件共有89页相变材料的应用相变材料的应用1.应用于太阳能系统应用于太阳能系统太阳能是巨大的能源宝库，清洁、无污染，而且取用方便，由于到达地球表面的太阳辐射能量密度并不高，而且受地理、昼夜和季节等规律性变化的影响，及阴晴云雨等随机因素的制约，其辐射强度也不断发生变化，而且具有稀薄性、非连续性和不稳定性。所以为了保持供热或供电装置稳定不问断地运行，就需要通过贮热装置把太阳能贮存起来，在太阳
6、能不足时再释放出来，从而满足生产、生活用能连续和稳定供应的需要。第九页，本课件共有89页无箱式太阳能热水器无箱式太阳能热水器无限太阳能有限公司第十页，本课件共有89页太阳能热水器安装图太阳能热水器安装图第十一页，本课件共有89页2.余热利用余热利用相变储能技术可以在机械、石油化工、陶瓷、玻璃、钢铁等各种行业应用。储能换热器在连续加热炉、热风炉和非连续加热炉上的余热回收上应用都是合适的。在冶金、玻璃、水泥、陶瓷等部门都有大量的各式高温窑炉，它们的能耗非常大，但热效率通常低于30%，节能的重点是回收烟气余热（热损失达50%以上）传统的做法是利用耐火材料的显热容变化来储存热量，但这种储热设备的体积大
7、、储热效果不明显。如果改用相变储热系统，则储热设备体积可减少30%-50%，同时节能15%-45%，还可起到稳定运行的作用。第十二页，本课件共有89页浴室温水热量回收浴室温水热量回收相变蜡的要求：熔点45.1，焓值195KJ/kg第十三页，本课件共有89页3.电力调峰电力调峰利用储能技术来加快传统工业和民用电气产品的改造，积极开发和利用储能式设备及电热电器产品，甚至建立中小型储能热电站，量大面广和灵活的使用谷期电力，是实现峰谷电价的切实可行的手段，在即将全面实行分时计算电价政策时，它便将成为热点。对电力比较丰富而又峰谷差明显的地区，出于环保的考虑，在一些企事业单位或民用住宅，常用电加热水供生活
8、、生产和采暖用，因此就可发展电热储能热水锅炉。第十四页，本课件共有89页电取暖器电取暖器图1第十五页，本课件共有89页图2第十六页，本课件共有89页4.纺织业的利用纺织业的利用把相变材料掺入纺织品后，利用相变材料可控温的特点，当外界环境升高温度时吸热，当外界环境温度降低时放热，从而降低外部环境对人体的影响，为我们提供一个安稳、舒适的微气候环境。第十七页，本课件共有89页5.航天仪器恒温及动力供应航天仪器恒温及动力供应早在上世纪50年代，由于航天事业的发展，人造卫星等航天器的研制常涉及到仪器、仪表或材料的恒温控制问题。因为人造卫星在运行中，时而处于太阳照射之下，时而由于地球的遮蔽处于黑暗中，在这
9、两种情况下，人造卫星表面的温度相差几百度。第十八页，本课件共有89页6.建筑节能建筑节能提高建筑领域能源使用效率，降低建筑能耗，对于整个社会节约能源和保护环境都具有显着的经济效益和社会影响。在有暖气的室内安装相变材料蓄热器后，当通入暖气时，它会把热贮存起来；当停止送暖气时，它会放出热量，维持室内的温度较为恒定。如果在室内的地板和天花板使用相变材料，由于相变材料的贮热和放热作用，则可将室内温度梯度降低到小于5的舒适状态。第十九页，本课件共有89页福建天利高新材料有限公司福建天利高新材料有限公司相变储能模块相变材料(PCM-PhaseChangeMaterial)是利用物质相态变化过程中吸收或放出
10、的潜热从而产生蓄冷或蓄热功能的材料。相变储能是利用物态转变过程中伴随的能量吸引和释放而进行的。第二十页，本课件共有89页中材集团中材集团v中材集团底层装配式住宅课题相变蜡要求：相变温度：18.5-22焓值：220KJ/kg第二十一页，本课件共有89页7.冷链运输专用相变材料冷链运输专用相变材料生物药品用于人类重大疾病的诊断、治疗。不当的储运会导致产品效价降低、失效，甚至毒副作用增加。经过严格验证的温控包装有利于保证药品质量。第二十二页，本课件共有89页冷链运输相变材料的包装冷链运输相变材料的包装上海绿帕实业有限公司第二十三页，本课件共有89页8.水泥温度控制剂水泥温度控制剂相变蜡的要求：熔点：
11、5060焓值：大于220KJ/kg作用：大型建筑水泥结构施工结束以后，水泥在熟化过程中，会产生大量的热量，有时温度高达80度以上，严重影响建筑物的强度。第二十四页，本课件共有89页9.它方面的应用它方面的应用相变材料还可以在医疗保健、农业温室电防热外壳、保温盒、取暖器、具有严格温度使用条件的特种仪器以及电子器件中作为散热材料等诸多方面有着广泛的应用；含有相变储能材料的沥青路面或混凝土可以防止桥梁结冰；相变材料可用在医学理疗方面；相变储能技术还可以用于缓解电子芯片(如CPU)的尖峰热负荷等。第二十五页，本课件共有89页欲知相变材料的熔解热，两条途径：一可从文献上查找；二可通过实验测定。后一方法的
12、工作量很大，若能找出相变材料的熔解热、熔点与其它物理性质间的关系，由己知或易知的物性参数来估算或预测熔解热、熔点，无疑对相变材料的选择有重要意义。第二十六页，本课件共有89页相变潜热的预测：Kopp定则假定：任何化合物的热容等于所有组成原子的热容之和。Discoveredin1864,KoppsLawisaphysicssuggestionbyACWoestyn,proposingthattheheatcapacityofamoleculeofanychemicalcompoundisequaltothesumoftheheatcapacitiesofitsconstituents.Trout
13、on定则：由液体的蒸发熵Se和沸点Te可以算出它的蒸发潜热：仅适用于低沸点材料和蒸发时不产生化学分解的物质。Hilerbrand分析了一系列金属的熔解熵后发现。只要熔化的合金是完全无序的，合金的熔解熵就等于组成元素的熔解熵之和；而对于有序的合金，实际的熵肯定比计算值高，并且有序程度越低达一差值就越小。结论：化合物的熔解热可以通过溶解熵和熔点来进行计算，而其溶解熵为组成元素熔解熵之和。第二十七页，本课件共有89页元素熔解热和熔解熵元素熔解熵数据是计算化合物熔解熵的基础。MariaTelkes综合文献的结果制成了一个包括元素的熔点和转化点，熔解热和转化热，熔解熵和转化熵的完整的表格，并把元素的熔解
14、和转化熵表示如图所示。熔解熵与元素周期律的关系第二十八页，本课件共有89页单位质量熔解热最高的元素排序如下表。较高的熔解热只在原子序数比较低的元素中出现，在原子序数超过47的元素中，熔解热均小于50cal/g。第二十九页，本课件共有89页相变材料的焓变量和熔点可以通过已知或易知的物性参数来估算，相变蜡在由固态变为液态过程可以近似看作恒温恒压，遵循吉布斯自由能公式：G=H-TfS(1-1)式中：G为吉布斯自由能；H为相变焓；Tf为相变温度(单位为K）；S为熵。根据热力学第二定律，恒温恒压的封闭体系，达到相平衡时有：(dG)T,P=0(1-2)故相变蜡的焓值有：H=TfS(1-3)第三十页，本课件
15、共有89页从上式可以看出，在给定的相变温度Tf下，相变蜡的焓变量随着其熵变的增大而增大，在熔化过程中熵的变化可以近似地通过各化合物组成元素的熵变加和算出，即：(1-4)式中:Sf为化合物的熔化熵；Sf,i为各组成元素的熔化熵；mi和yi分别为第i种元素的摩尔数和修正因数1。修正因数yi与元素的化合价有关，对于单价元素，yi取1，如元素H的化合价为1，修正因数取1，有些元素的计算值偏差较大，可根据文献来取修正因数，如元素C的化合价为4，修正因数取1/22。化合物熔解熵的计算：第三十一页，本课件共有89页由以上推导公式，MariaTelkes总结出有机物的熔化焓：Hf=SfTf(1-5)式中：Sf
16、可假定为常数，0.7J/(gK)，Tf为熔点（单位为K），Tf(K)=t()+273，若缺乏Tf的值，可以通过下式估算：Tf=CTe（1-6）式中：C为常数，有机物可取0.58，Te为常压下的沸点。化合物熔解热的计算：第三十二页，本课件共有89页1.熔解热的预测大大简化了在选定的熔点范围内寻找具有高熔解热的相变材料的工作。2.分析指出只有那些低原子序数的元素组成的化合物才可能有最大的单位质量熔解热，构成价格低、原子量低的化合物的元素包括H、B、C、N、Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、K、Ca、Ti、Fe，而锂化物和氟化物虽然熔解热大，但价格比较高。3.因此，筛选可能的相变物质时，应首先考
17、虑上述元素的化合物，并进行熔解热的预测分析和比较，使得实验测定在尽可能少的化合物或共熔体范围内进行。方法优点：第三十三页，本课件共有89页熔解热的经验计算公式（1）认为固体的摩尔熔解熵大致为定值，以此来估算熔解热：式中：Sf为常数cal/molK，可查表格，Tf为熔点，一般可从物性手册上查得。若该数据缺乏，可由下式估算式中，Te为正常沸点，K为常数，见表格。计算熔解热经验公式（1）中的有关常数第三十四页，本课件共有89页熔解热的经验计算公式（2）对于有机物，假定质量熔解熵为定值，则：对于无机物，可用下式（平均误差10%）式中，n为分子中的原子数，k0为常数，见下表.常数k0（2）中的公式要比（
18、1）中的公式精度高一些第三十五页，本课件共有89页估算熔化焓可以大大简化在给定的熔点范围内寻找高焓变量的相变材料的工作，但是实际应用时焓变量的实测值与理论计算值有较大偏差，约30%左右。可以采用差热分析法（DTA）和差示扫描量热法(DSC)对相变蜡的储热性能进行实测，差示扫描量热仪可以直接记录热流量随时间变化的曲线，曲线与基线所围成的峰面积与热焓成正比，通过计算机软件计算出峰面积，就可以得到样品的焓变量。在熔化过程中如果样品发生脱水、分解、氧化、升华等现象，就有会有质量的变化，可以采用热重法分析样品熔化过程的质量变化情况。相变潜热的测定：第三十六页，本课件共有89页差式扫描量热DSC示差扫描量
19、热计是根据与DTA相似的原理设计的，它通过调整样的加热功率E，使试祥和参比物的温差T为零，这样，试样和参比物对环境(金属块)的热交换量完全相同，可由参比物对环境的换热量和试样与参比物之加热功率差dq/dr算出试样的吸热量。DSC原理见下图。DSC原理图第三十七页，本课件共有89页相变蜡的分类相变蜡的分类根据储能的温度范围，可以将相变储能蜡分为高温、中温、低温等类型。第三十八页，本课件共有89页高温相变蜡 熔点高于80度的相变蜡就可以称为高温相变蜡。一般地说，超过80度的相变蜡制备工艺会复杂、成本会增加。高温相变材料可用于太阳能储能、工业余热回收等场所。解决由与供热与用热在时间上不匹配和间断性导
20、致的能量利用率低等问题。比如，利用相变材料设计制造的储能系统可以在低负载时将多余的热能吸收后储存在系统中，在高负载时释放所储存的能量，使整个工业装置系统长期稳定地在高效率工况下运行。第三十九页，本课件共有89页广元蜡业有限公司研究的高温相变蜡焓值图PN140号相变蜡第四十页，本课件共有89页中温相变储能蜡 发汗工艺是制备中温相变蜡的方法之一，可以将熔点不同的蜡分离开来，提炼出符合熔点要求的相变蜡。整个操作过程分为：装垫水、装原料（热的）、冷却、加热、化蜡五个步骤，先将原料蜡加热到熔点以上，然后将液体状的原料蜡置于发汗器皿中冷却，当原料蜡冷却到一定温度结晶后用温水开始进行循环加热，使原料蜡受热，
21、不同熔点的蜡组分就会逐渐熔化，依次在由蜡结晶而形成的毛细管中逐渐渗出，就可以收集到符合要求的相变蜡。发汗工艺的关键操作在于冷却和加热这两步，要根据原料蜡的性质预先设计好最佳的工艺操作条件，同时操作中要保证原料蜡能够被均匀的加热和冷却。第四十一页，本课件共有89页广元蜡业有限公司高焓值中温相变蜡高焓值76度相变蜡第四十二页，本课件共有89页低温相变储能蜡 从20世纪80年代，研究者开始将相变材料加入到建筑材料中，以达到节能环保和有效利用太阳能的目的。将相变材料与石膏等建筑材料进行复合，制成的储能建筑材料，白天可以充分吸收太阳的辐射能，晚上可以利用便宜电价进行蓄热储能，从而减小室内温度波动，提高人
22、体舒适度，同时还降低了建筑物供暖和空调制冷负荷，以及电力供给负荷的峰谷差。第四十三页，本课件共有89页第四十四页，本课件共有89页 蜡或固态烃是复杂的混合物，不是纯化合物，也不是单一类别的烃类。很早之前蜡一般是炼油厂的副产品，由于目前石油蜡价格比其它炼油产品较高，所以现在很多炼油公司把石油蜡的生产作为一个重要的炼油产品而不把石油蜡作为副产品。蜡的生产方法主要有。1.溶剂脱蜡工艺2.尿素异丙醇脱蜡工艺3.分子筛脱蜡工艺4.冷冻脱蜡工艺几种相变蜡生产工艺介绍几种相变蜡生产工艺介绍第四十五页，本课件共有89页1.溶剂脱蜡工艺 溶剂脱蜡工艺的关键是冷冻结晶步骤。为了克服低温下体系粘度过大、石蜡结晶细小
23、、过滤速率慢、石蜡结晶中夹带油引起润滑油收率下降等问题，常加入对油和蜡有选择性的混合溶剂，然后降低温度使石蜡结晶出来，与油品过滤分离，同时得到石蜡。溶剂脱蜡脱油主要用于固体石蜡或微晶蜡的生产。这些固体石蜡和微晶蜡的熔点取决于使用的生产原料。常用溶剂：酮类和芳香烃的混合物，如甲苯-丁酮。故溶剂脱蜡常称为酮苯脱蜡。优点：生产连续，蜡收率最高，成品蜡含油低，成品油含蜡量低，生产灵活性大，可以生产皂用蜡、地蜡以及各种含油率的石蜡，投资较低，适于大规模的石蜡生产。第四十六页，本课件共有89页酮苯脱蜡原理流程图操作说明：脱蜡原料油经溶剂稀释后进到结晶系统结晶，结晶时放出的热量被冷冻系统取走。结晶后，混合液
24、进到过滤系统过滤，分成滤液和蜡膏两部分，然后将它们进行加热，把油、蜡中的溶剂蒸出、得到脱蜡油与蜡。回收所得的溶剂再循环回来使用。对过滤系统和溶剂罐用安全气体进行密闭。第四十七页，本课件共有89页2.尿素异丙醇脱蜡工艺尿素异丙醇脱蜡工艺是利用正构烷烃能与尿素形成络合物，而异构烷烃、环烷烃和芳烃不能与尿素形成络合物的原理，从而达到使正构烷烃从石油馏分中分离出来的目的。尿素与烃类形成络合物是个可逆过程，因而可以实现尿素正构烷烃的分离。尿素脱蜡工艺主要是利用原料中的正构烷烃与尿素在2025下的异丙醇水溶液中反应产生固体络合物，而这种络合物在较高温度下(70左右)又能分解为尿素和正构烷烃，尿素可循环使用
25、。第四十八页，本课件共有89页尿素异丙醇脱蜡工艺流程第四十九页，本课件共有89页流程简介：整个流程由包合反应、包含物洗涤冷分离、包合物分解热分离、脱蜡液水洗、脱蜡油分离、蜡油分馏、二元共沸异丙醇回收、二元共沸醇提浓等单元组成。原料油、异丙醇、循环尿素水溶液与循环物料混合后进入套管反应器反应，反应后的物料部分进入冷分离-包合物洗涤器中，部分循环；进入冷分离-包合物洗涤器沉降分离后上层脱蜡油进入油水洗塔，下层尿素包合物使用溶剂油洗涤以除去包合物表面的油、降低液体石蜡中芳烃含量，洗涤后的尿素进入热分解器加热分解，分解后进行沉降分离，下层尿素溶液可循环使用。来自热分解器沉降后的上层蜡液用水洗除去异丙醇
26、后进行蒸馏，得到液体石蜡；来自冷分离器的油也进行水洗，除去醇后蒸馏得到低凝点的油。洗涤得到的异丙醇水溶液先蒸馏回收异丙醇，然后加入苯，形成苯-异丙醇-水三元共沸物，使异丙醇浓度提高到98.5以上，循环使用。采用共沸精馏可节省能量和溶剂消耗。第五十页，本课件共有89页3.分子筛脱蜡工艺 分子筛是人工合成的泡沸石，它是一种多孔的吸附剂，具有特殊的孔道结构，仅能吸附正构烷烃分子，无法吸附非正构烷烃，从而将正构烷烃和非正构烷烃分开，用蒸气吹扫，除去分子筛外部的非正构烷烃，然后用气态脱附剂或液体脱附剂，将分子筛中的正构烷烃顶替出来，将脱附剂与正构烷烃分离，该方法主要用于液体石蜡。分子筛脱蜡的过程是先将原
27、料在一定温度、一定压力下与分子筛接触吸附，加入洗涤溶剂除去非正构烷烃，然后加入脱附剂，在特定条件下将分子筛命吸附的正构烷烃脱附下来，再进行精馏即可得到液体石蜡，其生产工艺有Mo1ex法和Isosiv法，其主要差别是Mo1ex法吸附和脱附均在液相进行，而Isosiv法的吸附和脱附则在气相进行。第五十一页，本课件共有89页4.冷冻脱蜡工艺 冷冻脱蜡工艺是除去石油产品中的石蜡组分，以降低产品的凝点，同时也是取得生产石蜡原料的工艺。就是把含蜡的油料通过冷冻到低温(依具体要求而定)的结晶槽，使油中石蜡结晶后，通过压滤机或离心分蜡机等把液体油和石蜡结晶分开。结晶石蜡的蜡膏送入石蜡发汗工序的发汗器(盘)中，
28、慢慢升温到规定的温度，以使其中的油分和低熔点石蜡分出，分出的蜡下油一般作为裂化原料使用。第五十二页，本课件共有89页虽然石蜡作为相变材料具有很多优点，但是使用普通石蜡作为储能材料仍有缺点，如沸程较宽、相变温差大、相变热较低等。因此，相变石蜡的生产原料要求具有特定的相变温度，正构烷烃质量分数较高，相变热较大等特点。我国的原油多数是石蜡基原油，一般含有较多的正构烷烃，因而对生产相变蜡十分有利。石蜡相变材料的生产技术石蜡相变材料的生产技术第五十三页，本课件共有89页 石蜡相变材料的生产技术主要生产方法有：合成法、发汗法、尿素法、压榨法、蒸馏法、调和法等。第五十四页，本课件共有89页例如 生产相变温度
29、比较低的相变蜡，也就是碳原子数比较少的相变蜡，如碳原子数在20个左右，一般使用常压馏分油为原料，馏分油馏程越窄越好，因为后处理越有利。第五十五页，本课件共有89页低熔点相变蜡生产流程塔1，塔2均为填料塔，内装高效规整填料。第五十六页，本课件共有89页两塔主要工艺参数第五十七页，本课件共有89页操作说明：原料由原料泵经进料换热器加热到160左右，进入01塔，轻组分从塔顶抽出经冷凝后进入01塔回流罐，冷凝液经塔顶回流泵一部分送到01塔作为回流，其余部分作为产品送出装置;塔底重组分由塔底泵抽出，一部分经塔底换热器加热作为塔底回流，其余部分去02塔作为进料。在02塔中轻组分从塔顶由减压系统抽出经塔顶冷
30、凝器冷凝后，一部分进入02塔回流罐经回流泵送到塔顶作为回流，其余部分作为产品出装置;塔底重组分由塔底泵抽出，一部分经塔底换热器加热作为塔底回流，其余的作为产品送出装置。第五十八页，本课件共有89页 生产相变温度比较高的石蜡，生产原料可使用普通石蜡，由于石蜡中正构烷烃沸点比较高，无法采用精馏的方法分离，可采用分段结晶或使用适当组成的溶剂脱除碳原子数小的正构烷烃，以得到符合要求的相变蜡。一般来说，首先使用溶剂脱蜡的方法富集正构烷烃，再将富集得到的正构烷烃用精馏方法进行进一步切割，以得到所需组分，由于正构烷烃的碳原子数越多，沸点越高，而在温度超过350时，烷烃易分解，所以这个方法只适合于生产相变温度
31、比较低的相变蜡。第五十九页，本课件共有89页相变蜡存在的问题及解决方法 石蜡作为一种PCM具有很多优点，如相变潜热高、几乎无过冷现象、熔化时蒸气压低、无相分离、无腐蚀性、价格较低等。但是也有如下一些重要的缺点。一、导热系数低密度小等。解决方法：主要从提高石蜡的导热性能以及利用添加剂降低石蜡的熔点。从蓄热设备改进，比如采用翅片管、蜂窝、多孔介质等，在石蜡中添加金属粉末、金属网、石墨等。第六十页，本课件共有89页二、包封问题二、包封问题相变蜡在相变时会从液体变成固体或发生固液相变化，容易与其他被掺和的材料发生作用，在实际应用中受到限制。解决方法：一、制备微胶囊；二、是制备定形PCM；三、制备成纳米
32、复合PCM；四、制备成多孔石蜡PCM微胶囊技术是一种用成膜材料把固体或液体包裹形成粒径大小在微米或毫米范围内的微小粒子技术。将纳米级或金属氧化物粒子按一定的方式和比例添加到基液中，制备纳米复合PCM，可应用于热能工程领域的创新性研究。无机多孔材料（凹凸棒土、蛋白土、膨胀石墨、膨润土和珍珠岩等）利用真空吸附、渗流法、熔融插层法和共混等方法吸附有机PCM，控制和固定PCM在一定的空间范围内进行相变，制备稳定相变温度和相变焓的多孔石蜡PCM。将石蜡和高密度聚乙烯共同加热熔化，然后降温，高密度聚乙烯首先凝固，将石蜡包裹在其中，形成外形不变的定形相变材料。第六十一页，本课件共有89页三、燃烧问题如果相变
33、蜡用于建筑领域，因为国家规定建筑材料不能燃烧，而相变蜡虽然不是易燃品，但是相变蜡是可燃品，具有一定的燃烧性能，所以如果把相变材料直接用于建筑领域显然是需要改进的。目前许多应用单位采用措施为：1.与无机材料热混合，当比例合适时，就会克服燃烧现象。2.将相变蜡密封在金属里面，如金属管、金属取暖器、采用地暖方式等等。第六十二页，本课件共有89页四、相变蜡轻组分挥发问题相变蜡是一个复杂的混合物，有轻组分、中组分和重组分，因此当加热相变蜡的时候，会有轻组分挥发出来，如果轻组分含量太大并且温度较高，那么相变蜡如果密封在密闭容器里，就会产生压力。解决办法：1.采取措施降低相变蜡的轻组分含量。2.在密闭容器制
34、备时，加装一个放气阀。3.在满足使用要求的条件下，尽量降低使用温度。第六十三页，本课件共有89页五、价格问题在与用户接触的过程中，你会经常听到相变蜡的价格较高的抱怨之声。1.你可以明白的告诉用户，无机相变材料的价格较低，如果无机相变材料可以满足要求，应该选用价格较低的无机相变材料。2.有机相变蜡的价格是有一定的成本，所以在价格方面无法与成本只有几百元的无机相变材料相比。3.努力改进生产工艺，较低相变蜡的生产成本。第六十四页，本课件共有89页六、相变蜡的选型问题 相变蜡选型问题又简单又复杂。1.如果你要控制一个芯片的温度不超过为80，那么应该选用比80低5-8的相变蜡。2.如果需要重复次数非常多
35、而且要求非常高的场合，你应该选用可以重复使用而且相变可靠的相变蜡。3.如果要求重复使用次数不够多，对相变材料的成本特别重视，那么无机相变材料是一个好的选择。4.如果相变蜡发生相变时，你不容许有液体产生，你可以选用固固相变蜡、微胶囊相变蜡、定型相变蜡或者装入容器中。5.太阳能相变蜡可以选用70-140的相变蜡，地暖相变蜡选用30-50的相变蜡，建筑外墙可以选用40-50的相变蜡，建筑物内墙可以选用15-25的相变蜡。55度杯可以选用36-55的相变蜡。第六十五页，本课件共有89页七、相变电锅炉用相变蜡的问题1.相变蜡的熔点可以选用70-140之间的相变蜡。2.如果用相变蜡代替锅炉中的水，可以减小
36、锅炉体积2-9倍。水的可用温度差越大，锅炉体积减小越小，水的可用温度差越小，锅炉体积减小的倍数越大。水温降，水温降，403020105锅炉体积减小倍数1.72.2359.3第六十六页，本课件共有89页八、相变蜡的焓值问题一般地说，相变蜡焓值越高，储能量越大，但是相变蜡的成本也越高，所以在保证储能要求的情况下，有一个合适的相变蜡焓值。相变蜡焓值在200KJ/kg左右，比较合适。有挑战性的相变蜡焓值大于290以上第六十七页，本课件共有89页国内外生产相变蜡厂家国内外生产相变蜡厂家国内能够生产相变蜡的厂家是 南阳石蜡精细化工厂 上海焦耳蜡业有限公司国外有：杜邦公司、Teappcm、Sasol公司、B
37、ASF公司、IGI公司等第六十八页，本课件共有89页企业简介：Teappcm,isthepioneermanufacturersupplierofPhaseChangeMaterialsforAirconditionandheating,ElectroniccoolingetcandvariousRelatedChemicalsinIndiaUSAetc.Ithasseveralassociatedmanufacturingfacilitiesspreadacrosstheglobe.在美国印度等国家，teappcm是空调和供暖、电子冷却等各种相关化学品的相变材料的先锋制造商和供应商。它的几个
38、相关的生产设施遍布全球。Teappcm 公司公司第六十九页，本课件共有89页名称熔点/相变焓/（J/g）RT59205RT2526232RT3028206RT4043181RT5054195RT6564207RT8079209RT9090197RT110112213Teappcm公司商品化的石蜡状相变储能材料性能第七十页，本课件共有89页Sasol 公司公司企业简介：沙索（SASOL）集团是世界上最大的合成燃料和石化产品生产商之一，成立于1950年，总部设于南非约翰内斯堡，下设9个主要大公司，业务领域涉及矿产、合成燃料、化学、油品、气体、科技、石油和金融。沙索公司是矿物油基和合成石蜡，凡士林和
39、液体石蜡全方位领先的生产商和制造商。为全球200多个国家提供各种各样的应用。包括粘合剂，沥青改性剂，建筑板，化妆品，工业应用，包装，药品，聚合物加工和橡胶轮胎。蜡烛也形成蜡的主要市场，而我们公司的一些联合产品应用于钻井泥浆等。在国际市场上，己有多种牌号的相变石蜡出售，南非沙索（Sasol）石蜡和表面活性剂公司推出的相变蜡品种多达15种，该公司不仅出售相变蜡，还出售颗粒状相变材料。其产品的使用温度范围从-3到99不等。第七十一页，本课件共有89页Sasol公司相变蜡性能第七十二页，本课件共有89页IGI 公司公司公司简介：IGI公司是世界级公司，专注于蜡类原料、石油蜡制品以及特种蜡的研制、开发和
40、生产。IGI蜡类产品应用非常广泛，从给人们生活带来浪漫之光的蜡烛，到给孩子带来快乐色彩的蜡笔；从保鲜膜到粘合剂；从化妆品到标签；从杯子到电缆；从奶酪制品到谷类产品；IGI蜡产品在当今世界上起着举足轻重的关键作用。第七十三页，本课件共有89页IGI公司相变蜡性能及用途第七十四页，本课件共有89页巴斯夫BASF公司企业简介：一家德国的化工企业，也是世界最大的化工厂之一。巴斯夫集团在欧洲、亚洲、南北美洲的41个国家拥有超过160家全资子公司或者合资公司。公司总部位于莱茵河畔的路德维希港，它是世界上工厂面积最大的化学产品基地。巴斯夫股份有限公司主要商业领域是化学品，塑料，功能性化学品，农用化学品和食用
41、化学品，石油和天然气。巴斯夫(BASF)公司推出了相变石蜡砂浆，砂浆内10%25%的成分是有可以蓄热的微胶囊石蜡组成，1的墙面含有7501500g的石蜡，每2cm厚的蓄热能力相当于20cm厚的砖木结构墙，可调节室内温度，提高热舒适度。第七十五页，本课件共有89页BASF公司相变蜡性能产品牌号熔点/相变潜热/(KJkg-1)应用DS50002645夏季过热保护DS50072341室内温度在舒适区稳定性的被动和主动应用DS50302137表面冷却系统DS500126110夏季过热保护DS500823100室内温度在舒适区稳定性的被动和主动应用DS50292190表面冷却系统第七十六页，本课件共有8
42、9页南阳石蜡精细化工厂企业简介：中石化河南油田分公司南阳石蜡精细化工厂坐落在河南省南阳市，是中国石化股份有限公司河南油田分公司下属单位之一，固定资产7.29亿元，2006年主营业务收入达21亿元，是一个集石油蜡产、研、销一体化的中型企业。主营产品：汽油柴油石蜡煤油溶剂油微晶蜡第七十七页，本课件共有89页相变蜡牌号熔点/相变焓/(J/g)20#17.522.512025#22.527.512030#27.532.512035#32.537.5120南阳石蜡精细化工厂相变蜡产品性能指标第七十八页，本课件共有89页广元蜡业有限公司企业简介：建德市广元蜡业是一家集科研、生产、销售为一体的综合型化工企业
43、，是中国生产相变蜡品种和质量最好的专业特种蜡公司。地址：浙江省建德市乾潭镇梓洲村邮编：311605电话/传真：0571-64142826手机：吴经理150-266-59588邮箱：第七十九页，本课件共有89页广元蜡业有限公司主导产品：相变蜡，球型微粉蜡系列产品、砂纹蜡、消光粉、哑光粉、蜡浆、皮革涂饰蜡、乳化蜡、改性蜡、合成蜡、特种蜡等产品，广泛应用于蜡制品添加剂、纺织助剂、皮革助剂、橡胶助剂、涂料助剂、油墨助剂、粉末涂料助剂、PVC助剂、母料助剂、家禽拔毛蜡、精密铸造蜡、瓶口封口蜡、烷基硅蜡、水溶性硅油、各种合成蜡。在同行业处于国内领先地位，完全可替代大量的进口产品。第八十页，本课件共有89页
44、广元蜡业有限公司利用发汗的方法、尿素方法、压榨方法、蒸馏的方法和调和的方法等制备了相变蜡，最后经过深度精制制备了合格的不同相变温度、不同相变焓值及不同用途的系列相变蜡。该相变蜡可广泛用于太阳能储能、电力高低峰调峰、建筑储能恒温、电子元器件恒温、太阳能热水器等等方面。81第八十一页，本课件共有89页广元蜡业广元蜡业GY地暖专用相变蜡地暖专用相变蜡型号GY35GY41GY44GY50GY55熔点，Melting Point3541445055焓值，kJ/KgEnthalty210220200200210比热,kJ/(kg.)Specific heat3.223.223.223.223.22导热系数
45、，w/(m.)Thermal conductivity0.210.210.210.210.21外观，目测白色白色白色白色白色状 态固液相变第八十二页，本课件共有89页 广元蜡业广元蜡业GG型地暖专用相变蜡型地暖专用相变蜡型号GG35GG41GG44GG50GG55熔点，Melting Point3541445055焓值，kJ/KgEnthalty110110110110110比 热,kJ/(kg.)Specific heat3.223.223.223.223.22导热系数，w/(m.)Thermal conductivity0.30.30.30.30.3外观，目测白色白色白色白色白色状 态固固
46、相变第八十三页，本课件共有89页广元蜡业有限公司GY型地暖相变蜡是一种固液相变的相变蜡，其缺点是在地暖使用过程中可能会产生泄漏问题，因此使用固液相变蜡时，应该采取措施防止相变蜡泄漏污染。而GG型固固地暖相变蜡就不会产生泄漏问题，但是GG型地暖相变蜡存在相变蜡焓值较低的缺点。第八十四页，本课件共有89页广元蜡业有限公司建筑取暖专用相变蜡广元蜡业有限公司建筑取暖专用相变蜡型 号18202830354144熔点，Melting Point18202930354144焓值，kJ/KgEnthalty220220220210210220200比 热,kJ/(kg.)Specific heat3.223.
47、223.223.223.223.223.22导热系数，w/(m.)Thermal conductivity0.210.210.210.210.210.210.21状态固液变化或固固变化第八十五页，本课件共有89页广元蜡业有限公司相变蜡在建筑取暖这一领域的应用主要体现在三个方面：1.相变蓄能维护结构（内墙、外墙、屋顶及地面），利用相变蜡把太阳能热吸收下来，然后晚上再把热释放到房间，达到房间温暖的目的。2.供暖储热系统，利用晚上峰谷电把电能转化为热能，相变蜡吸收热量后进行储存以利于白天停电后放热，以达到节能的目的。3.空调相变蓄冷系统。在实际应用中，选用熔点接近室温的相变材料应用在建筑材料中，相变
48、材料在相变过程基本保持恒温的特性是房间的温度变化控制在较小的范围内，这样不仅给人们带来了舒适感，同时降低了能耗，减少了环境污染。第八十六页，本课件共有89页 广元蜡业有限公司相变蜡在建筑方面的应用广元蜡业有限公司相变蜡在建筑方面的应用技术技术直接把相变材料加入到墙体里面，但是这种方法容易使得相变材料泄露到空间中，引起房屋环境污染。把相变蜡放入各种大小不等的容器中，然后把容器放入到房屋空间中，或者放入墙体里面与墙体表面。把相变蜡制成固固相变蜡，然后加入混凝土砂浆中。把固液或者固固相变蜡放入房屋地板里面，利用太阳能热或者电热使其吸收热量，然后把热量释放到房间中。第八十七页，本课件共有89页 广元蜡
49、业有限公司太阳能专用相变蜡广元蜡业有限公司太阳能专用相变蜡 4860708091140熔点，Melting Point4860708091140焓值，kJ/KgEnthalty220210200180150160比 热,kJ/(kg.)Specific heat3.223.223.223.223.223.22导热系数，w/(m.)Thermal conductivity0.210.210.210.210.210.21外观，目测白色白色白色白色白色浅黄机械杂质，无无无无无无第八十八页，本课件共有89页如果把相变蜡填装在太阳能的真空管或者平板太阳能内部且内附盘管式换热器。太阳辐射的热量经过管壳、真空层以后被太阳能吸收涂层所吸收，吸收的热量使相变蜡被加热，而相变蜡温度达到相变温度以后，相变蜡开始发生固液相变过程，开始融化，即积蓄热量，并使其自身温度保持在相变温度，当外界用水经换热器流过相变蜡时，水即被加热，而且它能连续吸收、储存太阳热量，并将温度保持在相变温度。第八十九页，本课件共有89页