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——熔鹽新材料“金融+”回收循環利用，助力儲能新業態高質量發展

熔(rong)融鹽(yan)作(zuo)為近年伴(ban)隨著光(guang)熱發電(dian)儲熱技術(shu)(shu)的(de)發展應(ying)用，越來越被能源領域熟知和(he)認可，結合“碳(tan)達(da)峰、碳(tan)中和(he)”生(sheng)態(tai)綠色低(di)(di)碳(tan)發展的(de)需要，新(xin)能源的(de)發展邁(mai)入快車道，熔(rong)鹽(yan)儲能作(zuo)為高(gao)安全(quan)、大(da)容量、低(di)(di)成(cheng)本、高(gao)可靠、長壽命(ming)、易回收的(de)新(xin)型儲能技術(shu)(shu)形式(shi)，正在逐步(bu)被電(dian)力系統中“源、網、荷、儲”各環(huan)節所采納(na)應(ying)用。

目前在(zai)太(tai)陽能光熱(re)發電(dian)領域(yu)應用最(zui)廣(guang)泛成熟(shu)的(de)熔鹽(yan)材料，即被稱作太(tai)陽鹽(yan)的(de)二(er)元(yuan)鹽(yan)，二(er)元(yuan)鹽(yan)由質量比為硝酸(suan)(suan)鈉(na)60%（NaNO3）和硝酸(suan)(suan)鉀40%（KNO3）組成,熔鹽(yan)的(de)工(gong)作溫度可(ke)達600℃。

在化工(gong)領域應(ying)用最廣泛(fan)的(de)熔(rong)鹽(yan)材料主要(yao)是三(san)元鹽(yan)，常規三(san)元鹽(yan)由(you)質量比為硝(xiao)酸(suan)(suan)鉀(jia)53%（KNO3）+亞硝(xiao)酸(suan)(suan)鈉40%（NaNO2）+硝(xiao)酸(suan)(suan)鈉7%（NaNO3）組成，熔(rong)鹽(yan)的(de)工(gong)作(zuo)溫(wen)度可達425℃。

國(guo)際(ji)上成熟的(de)工業領域應用(yong)低熔(rong)點(dian)（HitecXL）三(san)元鹽成本更(geng)低，由質(zhi)量比為硝酸(suan)(suan)鉀(jia)45%（KNO3）+硝酸(suan)(suan)鈣48%（CaNO3）+硝酸(suan)(suan)鈉7%（NaNO3）組成，針對槽式導(dao)熱(re)、工業蒸汽應用(yong)、火(huo)電廠調峰(feng)熔(rong)鹽儲能是最佳的(de)技術形式。

針對國(guo)內從目前(qian)的(de)應用情況來看，首(shou)批(pi)太陽能(neng)(neng)光熱(re)發(fa)電項目二元鹽應用總量達到(dao)14.63GWh，系(xi)(xi)統設計配置(zhi)比較完備(bei)，相(xiang)關企業專家介紹熔鹽材料在運行一段時間(jian)后，性(xing)能(neng)(neng)越來越穩定，系(xi)(xi)統設計氮封裝置(zhi)保護，但隨(sui)著化工原(yuan)材料的(de)不斷上漲，和儲能(neng)(neng)材料成(cheng)本下降的(de)趨勢出(chu)現(xian)矛(mao)盾。

針(zhen)對化工(gong)領(ling)域或者工(gong)業熔(rong)鹽(yan)(yan)鍋爐來(lai)看，針(zhen)對目前國內應用(yong)的(de)(de)(de)(de)三(san)元(yuan)鹽(yan)(yan)來(lai)說，問題(ti)就會(hui)比較多，很多客戶(hu)反饋每年(nian)都需(xu)要(yao)進行(xing)補充部分熔(rong)鹽(yan)(yan)，且極易出(chu)現煮(zhu)鹽(yan)(yan)過程(cheng)中(zhong)熔(rong)鹽(yan)(yan)氣泡并(bing)存現象，結合相關項目情況(kuang)，目前導(dao)致的(de)(de)(de)(de)主要(yao)因(yin)素為，熔(rong)鹽(yan)(yan)核(he)心(xin)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)純(chun)度(du)(du)(du)不能滿足(zu)熔(rong)鹽(yan)(yan)的(de)(de)(de)(de)運行(xing)需(xu)要(yao)是(shi)最大的(de)(de)(de)(de)主要(yao)因(yin)素，系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)設計(ji)配(pei)方的(de)(de)(de)(de)精準控制，使用(yong)過程(cheng)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)超溫(wen)揮發導(dao)致熔(rong)鹽(yan)(yan)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)配(pei)比發生諸(zhu)多變化，算是(shi)綜合諸(zhu)多因(yin)素的(de)(de)(de)(de)影響，如(ru)何有(you)效避免(mian)和(he)解(jie)決相關問題(ti)，是(shi)需(xu)要(yao)更多專業核(he)心(xin)材料(liao)提供商從材料(liao)的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量純(chun)度(du)(du)(du)入手(shou)，更需(xu)要(yao)核(he)心(xin)技術提供方從化鹽(yan)(yan)到系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)運行(xing)溫(wen)度(du)(du)(du)管(guan)控，氮封或者其他保護措(cuo)施的(de)(de)(de)(de)加強等因(yin)素協同解(jie)決一系(xi)(xi)列(lie)問題(ti)。

運行(xing)中的(de)(de)材料(liao)性能配比(bi)檢測，補(bu)充原材料(liao)的(de)(de)配比(bi)合理性都是(shi)需要專業公(gong)司來(lai)協(xie)助用戶解決的(de)(de)途徑，并(bing)非是(shi)簡(jian)單的(de)(de)按照原始配比(bi)進行(xing)補(bu)充，更(geng)需要系統(tong)設計避(bi)免超溫的(de)(de)現(xian)象發(fa)生，加熱爐的(de)(de)優化設計也是(shi)為(wei)這類市場發(fa)展必須要保障(zhang)的(de)(de)有(you)效措施。

接下來我們一(yi)起探討如何(he)保(bao)障熔(rong)鹽(yan)儲能系統的穩定發展保(bao)障，以目前和未來發展最具前景的二元鹽(yan)為例。

其中硝酸鈉是一種無(wu)機物，化(hua)學式為NaNO3，分(fen)子量84.99，吸濕性無(wu)色(se)透明三角系晶體(ti)，加熱至(zhi)380℃時分(fen)解，極易溶(rong)于(yu)(yu)水、液氨，能(neng)溶(rong)于(yu)(yu)甲醇和(he)乙(yi)醇，極微溶(rong)于(yu)(yu)丙(bing)酮(tong)，微溶(rong)于(yu)(yu)甘油(you)，溶(rong)于(yu)(yu)水時吸熱，溶(rong)液變冷，水溶(rong)液為中性。

硝酸鉀是一(yi)種無(wu)機化(hua)合物，俗稱火硝或(huo)土硝，化(hua)學式為(wei)KNO3，是鉀的硝酸鹽，為(wei)無(wu)色(se)透明斜(xie)方晶體或(huo)菱(ling)形晶體或(huo)白色(se)粉(fen)末，無(wu)臭、無(wu)毒，有咸味(wei)和清涼感；在空氣(qi)中吸濕微小，不易結塊，易溶于水，能溶于液氨(an)和甘油，不溶于無(wu)水乙醇和乙醚。

硝酸鉀(jia)是一種無(wu)氯氮(dan)鉀(jia)復肥，具有高溶解性(xing)，其有效成分氮(dan)和鉀(jia)均能迅速被作物吸(xi)收，無(wu)化學物質殘留。

參(can)考熔(rong)鹽(yan)（二元鹽(yan)）物性參(can)數如(ru)下：

目(mu)前熔鹽(yan)儲(chu)(chu)能(neng)新材料的性(xing)能(neng)指標要(yao)(yao)求，為產品的穩(wen)定(ding)應用提供了強有(you)力(li)的性(xing)能(neng)保障(zhang)，影響(xiang)熔鹽(yan)腐蝕(shi)關(guan)鍵的核(he)心因素(su)主要(yao)(yao)是(shi)硝酸鉀中的氯離(li)子、鎂離(li)子、硫酸鹽(yan)等雜質(zhi)的含量影響(xiang)產品的性(xing)能(neng)和穩(wen)定(ding)性(xing)，和對儲(chu)(chu)罐、管道、閥(fa)門、泵等材質(zhi)的腐蝕(shi)速率影響(xiang)極大，如果控制(zhi)好產品的質(zhi)量穩(wen)定(ding)是(shi)至關(guan)重要(yao)(yao)的保障(zhang)條(tiao)件。

以下為光(guang)熱電站對(dui)熔鹽(yan)儲能材料硝酸鉀產品的技術要求參數(shu)。

國內高純(chun)硝酸鉀產品(pin)(pin)制造(zao)商，隸屬(shu)于山西常晟新(xin)能源集團(tuan)的(de)兩家子公司(si)山西沃錦新(xin)材料(liao)、交城并盛化工(gong)產品(pin)(pin)指標參數都遠遠超出(chu)國際(ji)先進(jin)企業水平，實(shi)現熔(rong)鹽儲熱核心原材料(liao)產品(pin)(pin)的(de)進(jin)口替(ti)代(dai)。先進(jin)技術工(gong)藝制造(zao)出(chu)優(you)質的(de)產品(pin)(pin)質量，是滿足光熱發電領(ling)域熔(rong)鹽儲能的(de)必備條件。

我國(guo)目前硝(xiao)酸鉀生產工藝，硝(xiao)酸鉀生產方法有傳統的(de)轉(zhuan)化(hua)法、硝(xiao)酸分解氯化(hua)鉀法和(he)離子(zi)(zi)交換(huan)(huan)法等多種(zhong)工藝。讓我們探究一下，沃錦新材料是(shi)如何利(li)用先(xian)進技(ji)(ji)(ji)術(shu)工藝，滿足高純產品指(zhi)標的(de)保障。公司均采用連續(xu)式離子(zi)(zi)交換(huan)(huan)法生產硝(xiao)酸鉀，為了(le)克(ke)服固定床離子(zi)(zi)交換(huan)(huan)技(ji)(ji)(ji)術(shu)存在的(de)這些“濃度脈沖”現象,美國(guo)先(xian)進分離技(ji)(ji)(ji)術(shu)公司(Advanced Separation TechnologiesInc，簡稱AST)開發了(le)連續(xu)式離子(zi)(zi)交換(huan)(huan)技(ji)(ji)(ji)術(shu)，并稱作為ISEP。

采用(yong)氯化(hua)鉀(jia)和硝酸(suan)(suan)(suan)（或(huo)硝酸(suan)(suan)(suan)銨）熔鹽在(zai)ISEP的(de)連續式離(li)子(zi)交(jiao)換中通過(guo)強酸(suan)(suan)(suan)性(xing)苯乙(yi)烯系陽離(li)子(zi)交(jiao)換樹(shu)脂(zhi)為交(jiao)換劑，它是在(zai)苯乙(yi)烯-二乙(yi)烯共聚(ju)基體帶(dai)有(you)磺酸(suan)(suan)(suan)基的(de)離(li)子(zi)交(jiao)換樹(shu)脂(zhi)，它具有(you)交(jiao)換容量(liang)高、交(jiao)換速度(du)快、機械強度(du)好等特點。

交換(huan)樹脂是利(li)用將其(qi)自身(shen)所帶(dai)的(de)(de)某種(zhong)離(li)(li)子(zi)和電解(jie)質(zhi)溶液同類型的(de)(de)離(li)(li)子(zi)互相(xiang)交換(huan)的(de)(de)原理，實現離(li)(li)子(zi)交換(huan)，發生吸(xi)附和洗脫(tuo)反應(ying)，副(fu)產物氯化鋇可以循環(huan)再利(li)用。此種(zhong)工(gong)(gong)藝的(de)(de)采(cai)用循環(huan)洗脫(tuo)雜質(zhi)的(de)(de)方法，能夠一次性得到高純度(du)硝(xiao)酸(suan)鉀產品(pin)，也(ye)是目前為止(zhi)，高品(pin)質(zhi)高純度(du)硝(xiao)酸(suan)鉀制造(zao)工(gong)(gong)藝最(zui)佳的(de)(de)解(jie)決工(gong)(gong)藝技(ji)術。

表：國內(nei)首批光熱發電示(shi)范項目案例

公司累計提(ti)供(gong)首(shou)批光熱發電項(xiang)目高(gao)純度硝(xiao)酸(suan)鉀產品70%以上份額，直接提(ti)供(gong)中電工(gong)程哈(ha)密50MW項(xiang)目、首(shou)航節能敦煌100MW項(xiang)目、魯能格爾木50MW項(xiang)目、中船(chuan)烏(wu)拉特中旗100MW項(xiang)目等、蘭州大成敦煌50MW項(xiang)目（屬于OEM供(gong)貨）熔(rong)鹽新材(cai)料(liao)產品供(gong)貨。

山(shan)西(xi)(xi)沃錦新(xin)材料股份有限公司同交(jiao)城(cheng)并(bing)盛(sheng)化工有限公司都隸屬于山(shan)西(xi)(xi)常晟新(xin)能源集團(tuan)公司，是專業(ye)(ye)的(de)高(gao)(gao)純度(du)熔(rong)鹽核心(xin)材料提供(gong)商，依托先(xian)進離(li)子交(jiao)換工藝，制造(zao)(zao)優質產(chan)品(pin)應用到首批(pi)光熱發電(dian)示范項(xiang)目上面(mian)，作為“新(xin)能源+儲(chu)能”應用技術的(de)核心(xin)原材料制造(zao)(zao)商，兩家公司同時入選山(shan)西(xi)(xi)省2021年“專精特新(xin)”中小企業(ye)(ye)名(ming)錄，并(bing)盛(sheng)化工更(geng)選入山(shan)西(xi)(xi)省2021年“專精特新(xin)小巨(ju)人”企業(ye)(ye)名(ming)錄，作為儲(chu)能新(xin)材料新(xin)業(ye)(ye)態新(xin)發展模式創新(xin)的(de)代表，研究開(kai)發更(geng)高(gao)(gao)純度(du)熔(rong)鹽新(xin)材料產(chan)品(pin)，應用到更(geng)高(gao)(gao)工業(ye)(ye)領域，化學鋼化玻璃(li)硝酸鉀產(chan)品(pin)制造(zao)(zao)供(gong)應行(xing)列，實現沃錦新(xin)材料、并(bing)盛(sheng)化工雙品(pin)牌(pai)高(gao)(gao)質量發展新(xin)領域。

科(ke)技創新(xin)支撐(cheng)企業向更高(gao)品(pin)質(zhi)邁進的同時(shi)，公(gong)司也在研究開發熔(rong)鹽(yan)儲能新(xin)材料二元鹽(yan)，硝(xiao)(xiao)酸(suan)鉀、硝(xiao)(xiao)酸(suan)鈉一次成(cheng)型制造技術工(gong)藝(yi)，目前已經完成(cheng)產(chan)品(pin)工(gong)藝(yi)打通，完成(cheng)小批量試制階段，預計在不久(jiu)的將(jiang)來(lai)，公(gong)司依托不斷創新(xin)進取的創新(xin)技術思維，能夠(gou)提供更低成(cheng)本的高(gao)品(pin)質(zhi)熔(rong)鹽(yan)系(xi)列產(chan)品(pin)。

公司的創(chuang)新不僅僅是僅靠(kao)產品一條主線(xian)，基于“雙控、雙碳(tan)”背景下的構(gou)建低(di)碳(tan)能源體系(xi)大(da)背景下，結(jie)合(he)(he)構(gou)建以新能源為(wei)主體的新型電力系(xi)統發(fa)展進程中，山西沃錦新材料在(zai)(zai)國內率先提(ti)出，從(cong)熔(rong)鹽(yan)儲能新材料的提(ti)供商，到熔(rong)鹽(yan)儲能新材料的綜(zong)合(he)(he)利(li)用(yong)回(hui)(hui)收(shou)商躍升，在(zai)(zai)保證自己產品的穩定供貨，并時刻關注客戶的熔(rong)鹽(yan)使用(yong)狀態(tai)，結(jie)合(he)(he)儲能項(xiang)目的生(sheng)命周期籌劃回(hui)(hui)收(shou)熔(rong)鹽(yan)產品的循環(huan)再利(li)用(yong)模式(shi)。

為落(luo)實(shi)2030年前碳達峰行動方案技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)跨界應(ying)用，推進熔鹽(yan)儲能供(gong)熱(re)和發(fa)(fa)電示范應(ying)用，提供(gong)核(he)心材料的(de)(de)(de)全生命周期和循(xun)環回(hui)收延(yan)續(xu)利(li)用價值，為項(xiang)目的(de)(de)(de)一次性投資降低成本(ben)(ben)，充(chong)分利(li)用金融工具(ju)的(de)(de)(de)搭配，降低材料的(de)(de)(de)成本(ben)(ben)同(tong)時發(fa)(fa)掘產品殘值的(de)(de)(de)最高價值。支撐山西(xi)常晟新能源集團公司的(de)(de)(de)熔鹽(yan)儲能供(gong)熱(re)和發(fa)(fa)電跨界應(ying)用，提供(gong)核(he)心原材料的(de)(de)(de)最低成本(ben)(ben)保障。

山西(xi)沃錦新(xin)(xin)材(cai)(cai)(cai)料(liao)熔融(rong)鹽(yan)、并盛(sheng)化工(gong)鉀天(tian)下(xia)“雙品(pin)牌(pai)”愿意與大家一(yi)起，為太陽能光熱發電領(ling)域(yu)(yu)、熔鹽(yan)儲能工(gong)業領(ling)域(yu)(yu)及燃煤機組熔鹽(yan)儲能改造(zao)領(ling)域(yu)(yu)，提供(gong)最優質的(de)熔鹽(yan)新(xin)(xin)材(cai)(cai)(cai)料(liao)支撐(cheng)保障服務，并共同(tong)(tong)探索(suo)通過“金(jin)融(rong)工(gong)具(ju)助力(li)”、“熔鹽(yan)材(cai)(cai)(cai)料(liao)回收”等多種創(chuang)新(xin)(xin)模式，來(lai)共同(tong)(tong)快(kuai)速降低熔鹽(yan)儲能材(cai)(cai)(cai)料(liao)的(de)成(cheng)本下(xia)降50%的(de)目標(biao)努(nu)力(li)，共同(tong)(tong)一(yi)起推動快(kuai)速下(xia)降熔鹽(yan)材(cai)(cai)(cai)料(liao)成(cheng)本策略。

注：本文由山西常晟新能源科技王工（13810518839）供稿，歡迎行業朋友聯系交流。