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        能取暖和發(fā)電的“鹽”你見過嗎

        2021-02-04 07:55:40蘇更林
        小讀者之友 2021年1期

        蘇更林

        作為“調(diào)味之王”的食鹽,在人們飲食生活中的地位不言而喻。本文將要介紹的“熔鹽”,雖然也叫鹽,但它不能吃,卻可以用于取暖和發(fā)電。讓我們來認(rèn)識(shí)一下熔鹽吧!

        熔鹽是鹽類熔化形成的熔體,是由陽(yáng)離子和陰離子組成的離子熔體。我們通常所說的熔鹽是指無機(jī)鹽的熔體,如堿金屬、堿土金屬的鹵化物以及硝酸鹽、硫酸鹽等的熔體。廣義的熔鹽還包括氧化物熔體和熔融有機(jī)物。

        熔鹽的“一招鮮”

        熔鹽在標(biāo)準(zhǔn)溫度和大氣壓下為固態(tài),而在溫度升高到一定程度之后轉(zhuǎn)化為液態(tài)。俗話說:“一招鮮,吃遍天。”那么,熔鹽有啥“一招鮮”呢?

        當(dāng)然是儲(chǔ)熱密度大、黏度低、成本低、壽命長(zhǎng)、效率高。正是因?yàn)槿埯}有以上性能優(yōu)勢(shì),它才成為優(yōu)異的傳熱儲(chǔ)熱介質(zhì)。在特定的傳熱儲(chǔ)熱場(chǎng)合,可以根據(jù)工藝技術(shù)要求來選取不同類別的熔鹽單體,也可以按照一定比例通過復(fù)配方式來制成性能穩(wěn)定的混合共晶鹽,以完成特定的傳熱儲(chǔ)熱任務(wù)。

        熔鹽也不過就是傳熱儲(chǔ)熱嘛,本身并沒有創(chuàng)造新的能量,沒什么稀奇的。

        是這樣的,但儲(chǔ)熱可以提高能量的利用價(jià)值。比如,傳統(tǒng)的電力具有“即發(fā)即用”的特殊性,這就意味著過剩的“低谷電”有可能會(huì)變?yōu)椤皸壞堋薄H绻脳夛L(fēng)、棄光的電能以及“低谷電”來加熱熔鹽,從而把這些電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艽鎯?chǔ)起來,在用電高峰時(shí)再把這些熱能利用起來,這樣就可以通過供熱系統(tǒng)來替代燃煤(或天然氣)鍋爐進(jìn)行供暖了。這樣既提高了電網(wǎng)的穩(wěn)定性,又改善了大氣環(huán)境,同時(shí)還可以緩解氣荒和降低運(yùn)營(yíng)成本。

        清潔取暖中的“新星”

        2019年6月,京能北京熱力申報(bào)的“新型熔鹽蓄熱清潔供熱/供蒸汽”項(xiàng)目榮獲由國(guó)務(wù)院國(guó)資委主辦的中央企業(yè)熠星創(chuàng)新創(chuàng)意大賽最高獎(jiǎng)項(xiàng)一等獎(jiǎng)。該項(xiàng)目依托的就是熔鹽蓄熱供熱技術(shù),既可以供熱也可以供蒸汽。其中,與我們生活密切相關(guān)的應(yīng)用就要數(shù)清潔供暖了。

        傳統(tǒng)的燃煤取暖方式最大的問題就是污染嚴(yán)重。燃燒1噸標(biāo)準(zhǔn)煤將會(huì)產(chǎn)生2.62噸二氧化碳、8.5千克二氧化硫、7.4千克氮氧化物……這些污染物的排放直接導(dǎo)致了空氣質(zhì)量的惡化,并加劇了霧霾的形成。伴隨著“煤改氣”“煤改電”的推進(jìn),清潔供暖開始走進(jìn)百姓的生活?!坝名}取暖”就是在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)而生的,它能降低“煤改電”的運(yùn)營(yíng)成本,同時(shí)也為清潔供暖提供了一個(gè)新的途徑。

        “用鹽取暖”實(shí)質(zhì)上就是一種熔鹽蓄熱集中供暖的技術(shù),該技術(shù)充分利用低谷電、棄風(fēng)和棄光電、火電廠高溫蒸汽、太陽(yáng)能以及工業(yè)余熱等清潔能源,不僅可以替代燃煤(或燃?xì)猓╁仩t,減少污染物的排放,而且還可以作為應(yīng)急熱源,保障臨時(shí)停熱用戶的生活熱水需求,因此具有很好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益。

        點(diǎn)亮夜晚的“太陽(yáng)能”

        在甘肅省河西走廊最西端的戈壁大漠上,一個(gè)占地面積800公頃的超級(jí)景觀格外引人注目?!翱ā崩@塔轉(zhuǎn),“煙囪”不冒煙……這正是敦煌百兆瓦熔鹽塔式光熱電站風(fēng)貌的真實(shí)體現(xiàn)。

        “葵花”指的就是盜取太陽(yáng)天火的“神器”——定日鏡群,1.2萬面定日鏡能實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)光的反射聚焦,并自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)保持同步。定日鏡群所圍繞的“煙囪”壓根就不是什么煙囪,而是塔式光熱電站的核心裝置——吸熱塔。

        如今,被稱為“超級(jí)鏡子發(fā)電站”的敦煌百兆瓦熔鹽塔式光熱電站已經(jīng)正式并網(wǎng)發(fā)電,這是我國(guó)已建成的裝機(jī)規(guī)模最大的熔鹽塔式光熱電站,也是全球聚光規(guī)模最大、吸熱塔最高的熔鹽塔式電站,標(biāo)志著我國(guó)成為世界上少數(shù)掌握百兆瓦級(jí)熔鹽塔式光熱電站技術(shù)的國(guó)家。

        260米高的吸熱塔簡(jiǎn)直就是一個(gè)巨大的“鍋爐”,在其內(nèi)流動(dòng)著巨量的熔鹽蓄熱介質(zhì)。素有熾熱的“大肚漢”之稱的熔鹽,把超級(jí)鏡場(chǎng)集聚的光熱能量盡收囊中。這些熔鹽能把高熱流密度的輻射能轉(zhuǎn)化為熱能,從而使低溫熔鹽在瞬間升至幾百攝氏度的高溫。其中一部分熱熔鹽進(jìn)入蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)產(chǎn)生過熱蒸汽,驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電;還有部分熱熔鹽被存儲(chǔ)在熱熔鹽罐中,為日落后滿負(fù)荷發(fā)電儲(chǔ)存“太陽(yáng)能”。

        光熱發(fā)電離不開熔鹽這個(gè)“功臣”,正是通過熔鹽的吸熱、儲(chǔ)熱和換熱,才讓千家萬戶在晚上用上了清潔能源“太陽(yáng)能”。

        在我國(guó)首批20個(gè)光熱發(fā)電示范項(xiàng)目中,有18個(gè)采用了熔鹽儲(chǔ)熱,其中敦煌百兆瓦熔鹽塔式光熱電站就是一個(gè)典范。敦煌“超級(jí)鏡子發(fā)電站”的年發(fā)電能力為3.9億度,使用的熔鹽數(shù)量大約有3萬噸,儲(chǔ)熱時(shí)間大約為11個(gè)小時(shí)。

        熔鹽以其獨(dú)特的儲(chǔ)能優(yōu)勢(shì),迅速成為新能源發(fā)展中的一顆新星。“用鹽取暖”方興未艾,“用鹽發(fā)電”已成為塔式光熱電站的標(biāo)準(zhǔn)配置。熔鹽儲(chǔ)熱還可用于海水淡化、稠油開采、電網(wǎng)移峰填谷、分布式能源等多個(gè)領(lǐng)域,具有廣闊的發(fā)展前景。

        (欲何依摘自《北方人》,有刪改)

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