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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)融鹽作為近年伴隨著光(guang)熱發(fa)電(dian)儲(chu)(chu)熱技術的(de)發(fa)展(zhan)(zhan)應用(yong)，越(yue)來越(yue)被能源(yuan)領域熟(shu)知和(he)認可，結合“碳(tan)達(da)峰、碳(tan)中(zhong)和(he)”生(sheng)態綠色低(di)碳(tan)發(fa)展(zhan)(zhan)的(de)需要，新(xin)能源(yuan)的(de)發(fa)展(zhan)(zhan)邁入(ru)快(kuai)車道，熔(rong)鹽儲(chu)(chu)能作為高安全、大容量、低(di)成本、高可靠、長壽命、易回收的(de)新(xin)型儲(chu)(chu)能技術形式，正在逐步被電(dian)力系統中(zhong)“源(yuan)、網、荷、儲(chu)(chu)”各環節所采納應用(yong)。

目前在(zai)太陽能光熱(re)發電領域應用最廣泛成熟的(de)熔鹽(yan)(yan)材料，即被稱作太陽鹽(yan)(yan)的(de)二元(yuan)鹽(yan)(yan)，二元(yuan)鹽(yan)(yan)由質(zhi)量(liang)比為硝(xiao)酸(suan)鈉60%（NaNO3）和硝(xiao)酸(suan)鉀40%（KNO3）組(zu)成,熔鹽(yan)(yan)的(de)工作溫度可達600℃。

在(zai)化工(gong)領域應用最(zui)廣泛的熔鹽材料主要是三(san)元(yuan)鹽，常規(gui)三(san)元(yuan)鹽由(you)質量比為硝(xiao)(xiao)酸鉀53%（KNO3）+亞硝(xiao)(xiao)酸鈉40%（NaNO2）+硝(xiao)(xiao)酸鈉7%（NaNO3）組成，熔鹽的工(gong)作溫度可達425℃。

國際(ji)上(shang)成(cheng)熟的(de)工業(ye)領域應用低(di)熔點（HitecXL）三元鹽(yan)成(cheng)本更低(di)，由質量比為硝酸鉀45%（KNO3）+硝酸鈣48%（CaNO3）+硝酸鈉(na)7%（NaNO3）組成(cheng)，針(zhen)對槽式導熱(re)、工業(ye)蒸(zheng)汽應用、火電廠調峰熔鹽(yan)儲能是最佳的(de)技術形式。

針對國內從(cong)目前的(de)應(ying)用情況來(lai)看，首批太陽能(neng)(neng)光熱發(fa)電(dian)項目二元(yuan)鹽(yan)應(ying)用總量達到14.63GWh，系統設(she)(she)計配置比較(jiao)完(wan)備，相關(guan)企業專家介紹熔鹽(yan)材料(liao)在運行(xing)一段時間(jian)后(hou)，性能(neng)(neng)越來(lai)越穩定，系統設(she)(she)計氮封裝(zhuang)置保護，但隨著化(hua)工原材料(liao)的(de)不斷上漲，和儲能(neng)(neng)材料(liao)成本下降的(de)趨勢(shi)出現矛盾。

針對(dui)化工領(ling)域或者(zhe)工業熔鹽(yan)(yan)鍋爐來看，針對(dui)目前國內(nei)應用的(de)(de)(de)三(san)元鹽(yan)(yan)來說(shuo)，問(wen)題(ti)(ti)就會比較多(duo)(duo)(duo)，很多(duo)(duo)(duo)客戶反饋每年都需(xu)要進(jin)行補充(chong)部分熔鹽(yan)(yan)，且極易出現(xian)煮鹽(yan)(yan)過程(cheng)中熔鹽(yan)(yan)氣泡并(bing)存現(xian)象(xiang)，結(jie)合相關項目情況，目前導(dao)致(zhi)的(de)(de)(de)主要因素(su)為，熔鹽(yan)(yan)核(he)心(xin)材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)純(chun)度(du)不能滿足熔鹽(yan)(yan)的(de)(de)(de)運行需(xu)要是最大的(de)(de)(de)主要因素(su)，系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)設計配方(fang)的(de)(de)(de)精準控制，使用過程(cheng)中的(de)(de)(de)超溫揮發導(dao)致(zhi)熔鹽(yan)(yan)材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)配比發生諸多(duo)(duo)(duo)變化，算是綜(zong)合諸多(duo)(duo)(duo)因素(su)的(de)(de)(de)影響，如何(he)有效避免和解決相關問(wen)題(ti)(ti)，是需(xu)要更多(duo)(duo)(duo)專業核(he)心(xin)材(cai)(cai)料提供(gong)(gong)商(shang)從(cong)材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)質量純(chun)度(du)入手，更需(xu)要核(he)心(xin)技(ji)術提供(gong)(gong)方(fang)從(cong)化鹽(yan)(yan)到系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)運行溫度(du)管控，氮封或者(zhe)其他保護措(cuo)施的(de)(de)(de)加強等(deng)因素(su)協同(tong)解決一系(xi)列問(wen)題(ti)(ti)。

運行中(zhong)的(de)材料(liao)(liao)性(xing)能配(pei)(pei)比檢測，補充原(yuan)材料(liao)(liao)的(de)配(pei)(pei)比合理(li)性(xing)都是需要專業(ye)公司(si)來(lai)協助用戶解決的(de)途徑(jing)，并非是簡單(dan)的(de)按照原(yuan)始配(pei)(pei)比進行補充，更需要系(xi)統設(she)計避(bi)免超溫的(de)現象發生，加熱(re)爐的(de)優化設(she)計也是為這類市(shi)場發展必須要保障的(de)有效措施。

接下來我們一起(qi)探討如何保障(zhang)熔(rong)鹽(yan)儲能(neng)系(xi)統(tong)的(de)穩定發(fa)展(zhan)保障(zhang)，以目前(qian)(qian)和未來發(fa)展(zhan)最(zui)具前(qian)(qian)景的(de)二元鹽(yan)為例。

其中硝酸鈉是一種無機物，化學式為NaNO3，分子量84.99，吸濕性(xing)(xing)無色透明三角系晶體，加熱至380℃時分解(jie)，極(ji)易溶(rong)(rong)(rong)于(yu)水(shui)、液氨，能溶(rong)(rong)(rong)于(yu)甲醇(chun)和乙醇(chun)，極(ji)微(wei)溶(rong)(rong)(rong)于(yu)丙(bing)酮，微(wei)溶(rong)(rong)(rong)于(yu)甘(gan)油，溶(rong)(rong)(rong)于(yu)水(shui)時吸熱，溶(rong)(rong)(rong)液變冷，水(shui)溶(rong)(rong)(rong)液為中性(xing)(xing)。

硝(xiao)酸(suan)鉀(jia)是(shi)一種無機化合物，俗稱火硝(xiao)或(huo)土硝(xiao)，化學式為(wei)KNO3，是(shi)鉀(jia)的硝(xiao)酸(suan)鹽，為(wei)無色透明斜方晶(jing)體或(huo)菱形晶(jing)體或(huo)白色粉末，無臭、無毒，有咸味和(he)(he)(he)清涼感；在空氣中吸濕微(wei)小，不易結塊(kuai)，易溶于水，能(neng)溶于液氨(an)和(he)(he)(he)甘油(you)，不溶于無水乙(yi)醇和(he)(he)(he)乙(yi)醚。

硝酸鉀是(shi)一種(zhong)無(wu)氯氮鉀復肥，具有高溶(rong)解性，其有效(xiao)成分氮和鉀均能迅(xun)速被作物(wu)吸收，無(wu)化學物(wu)質(zhi)殘留。

參(can)考熔(rong)鹽（二元鹽）物性參(can)數如(ru)下：

目前熔鹽儲能新材料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)性能指(zhi)標要求，為產(chan)品的(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩定(ding)應用提供了強有力的(de)(de)(de)(de)(de)(de)性能保障，影(ying)響(xiang)熔鹽腐蝕關鍵的(de)(de)(de)(de)(de)(de)核心因素主(zhu)要是(shi)(shi)硝酸(suan)鉀(jia)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氯離子、鎂離子、硫(liu)酸(suan)鹽等(deng)雜質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含量影(ying)響(xiang)產(chan)品的(de)(de)(de)(de)(de)(de)性能和(he)穩定(ding)性，和(he)對儲罐(guan)、管道、閥(fa)門、泵(beng)等(deng)材質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕速率(lv)影(ying)響(xiang)極大，如果控制好產(chan)品的(de)(de)(de)(de)(de)(de)質量穩定(ding)是(shi)(shi)至關重要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)保障條件。

以下為(wei)光熱(re)電站對熔鹽儲能材料硝(xiao)酸鉀產品的技術要求參數。

國內高純硝酸鉀產(chan)品制造商，隸屬于山西(xi)(xi)常(chang)晟新(xin)能(neng)(neng)源集(ji)團的(de)(de)兩家子公司山西(xi)(xi)沃錦新(xin)材料(liao)、交城并盛化工產(chan)品指標參數都遠遠超出國際先(xian)(xian)進(jin)企(qi)業水(shui)平，實現熔鹽(yan)儲(chu)熱核心原材料(liao)產(chan)品的(de)(de)進(jin)口(kou)替代。先(xian)(xian)進(jin)技術工藝制造出優質(zhi)的(de)(de)產(chan)品質(zhi)量，是滿足光(guang)熱發電領域熔鹽(yan)儲(chu)能(neng)(neng)的(de)(de)必備條件。

我國目前硝酸鉀生(sheng)(sheng)產(chan)工藝，硝酸鉀生(sheng)(sheng)產(chan)方法(fa)有傳統(tong)的(de)(de)轉化法(fa)、硝酸分解氯化鉀法(fa)和離(li)子交換(huan)法(fa)等多種工藝。讓我們探究一下，沃錦新材料(liao)是如何利(li)用(yong)先進技(ji)術(shu)工藝，滿足高純產(chan)品指標的(de)(de)保障。公司(si)均(jun)采用(yong)連(lian)續式離(li)子交換(huan)法(fa)生(sheng)(sheng)產(chan)硝酸鉀，為了(le)克服固定床離(li)子交換(huan)技(ji)術(shu)存在的(de)(de)這些(xie)“濃度脈(mo)沖”現象,美(mei)國先進分離(li)技(ji)術(shu)公司(si)(Advanced Separation TechnologiesInc，簡稱(cheng)AST)開發(fa)了(le)連(lian)續式離(li)子交換(huan)技(ji)術(shu)，并稱(cheng)作為ISEP。

采用氯(lv)化鉀和硝(xiao)酸（或硝(xiao)酸銨(an)）熔鹽在ISEP的連(lian)續式離子交(jiao)(jiao)換(huan)中(zhong)通(tong)過強酸性(xing)苯乙(yi)烯系陽(yang)離子交(jiao)(jiao)換(huan)樹脂(zhi)為交(jiao)(jiao)換(huan)劑，它是(shi)在苯乙(yi)烯-二(er)乙(yi)烯共(gong)聚基(ji)體帶(dai)有(you)(you)磺酸基(ji)的離子交(jiao)(jiao)換(huan)樹脂(zhi)，它具有(you)(you)交(jiao)(jiao)換(huan)容(rong)量高(gao)、交(jiao)(jiao)換(huan)速度(du)快、機械(xie)強度(du)好等特(te)點。

交換(huan)樹脂是利用將其自身(shen)所帶的某種離子(zi)(zi)和電解質(zhi)溶(rong)液同類型(xing)的離子(zi)(zi)互相(xiang)交換(huan)的原理，實現離子(zi)(zi)交換(huan)，發生吸附和洗脫反應，副產(chan)物氯化(hua)鋇可以循(xun)環(huan)再利用。此種工(gong)藝的采(cai)用循(xun)環(huan)洗脫雜質(zhi)的方法，能夠一次性(xing)得到(dao)高(gao)純度硝(xiao)酸鉀產(chan)品(pin)，也是目前為止，高(gao)品(pin)質(zhi)高(gao)純度硝(xiao)酸鉀制造工(gong)藝最佳的解決工(gong)藝技術。

表：國內首批(pi)光(guang)熱(re)發電示范項目(mu)案例

公(gong)司累計(ji)提供首(shou)批光熱發(fa)電(dian)項目高(gao)純度硝酸鉀產(chan)品(pin)70%以上份額，直接(jie)提供中電(dian)工程哈密50MW項目、首(shou)航節能(neng)敦(dun)(dun)煌100MW項目、魯能(neng)格爾木(mu)50MW項目、中船烏拉特中旗100MW項目等、蘭(lan)州(zhou)大成敦(dun)(dun)煌50MW項目（屬于OEM供貨(huo)）熔鹽新材(cai)料(liao)產(chan)品(pin)供貨(huo)。

山(shan)西沃(wo)錦(jin)新(xin)(xin)(xin)材(cai)料(liao)股份有限公(gong)司(si)(si)同(tong)交城并盛化工(gong)(gong)有限公(gong)司(si)(si)都(dou)隸屬于山(shan)西常晟新(xin)(xin)(xin)能(neng)源集團公(gong)司(si)(si)，是(shi)專業的(de)高純(chun)度(du)熔(rong)鹽(yan)核(he)(he)心(xin)材(cai)料(liao)提供商，依(yi)托(tuo)先進離(li)子交換工(gong)(gong)藝，制(zhi)造(zao)優(you)質(zhi)產(chan)品(pin)(pin)應(ying)用(yong)到首批(pi)光熱發電示范項目上面，作為“新(xin)(xin)(xin)能(neng)源+儲能(neng)”應(ying)用(yong)技術的(de)核(he)(he)心(xin)原材(cai)料(liao)制(zhi)造(zao)商，兩(liang)家公(gong)司(si)(si)同(tong)時(shi)入選(xuan)山(shan)西省2021年(nian)“專精(jing)特(te)新(xin)(xin)(xin)”中(zhong)小(xiao)企業名錄，并盛化工(gong)(gong)更選(xuan)入山(shan)西省2021年(nian)“專精(jing)特(te)新(xin)(xin)(xin)小(xiao)巨人”企業名錄，作為儲能(neng)新(xin)(xin)(xin)材(cai)料(liao)新(xin)(xin)(xin)業態新(xin)(xin)(xin)發展模式(shi)創(chuang)新(xin)(xin)(xin)的(de)代(dai)表，研究開發更高純(chun)度(du)熔(rong)鹽(yan)新(xin)(xin)(xin)材(cai)料(liao)產(chan)品(pin)(pin)，應(ying)用(yong)到更高工(gong)(gong)業領域，化學鋼(gang)化玻(bo)璃硝酸鉀產(chan)品(pin)(pin)制(zhi)造(zao)供應(ying)行(xing)列(lie)，實現沃(wo)錦(jin)新(xin)(xin)(xin)材(cai)料(liao)、并盛化工(gong)(gong)雙品(pin)(pin)牌高質(zhi)量(liang)發展新(xin)(xin)(xin)領域。

科(ke)技創(chuang)新支撐企業向更高(gao)品(pin)質(zhi)邁(mai)進的同時，公司也在(zai)研究開發熔(rong)鹽(yan)儲能(neng)新材料二(er)元鹽(yan)，硝酸鉀、硝酸鈉一次成(cheng)型制造技術工藝(yi)(yi)，目前已經完(wan)成(cheng)產(chan)品(pin)工藝(yi)(yi)打通，完(wan)成(cheng)小(xiao)批量試制階段，預(yu)計在(zai)不(bu)久的將來，公司依托不(bu)斷創(chuang)新進取的創(chuang)新技術思維，能(neng)夠提供更低(di)成(cheng)本的高(gao)品(pin)質(zhi)熔(rong)鹽(yan)系列(lie)產(chan)品(pin)。

公司的(de)創新(xin)不(bu)僅(jin)僅(jin)是僅(jin)靠產(chan)(chan)品一條主線，基于“雙控(kong)、雙碳”背景下的(de)構建低碳能(neng)源體系大背景下，結合構建以新(xin)能(neng)源為(wei)主體的(de)新(xin)型電力系統發(fa)展進程中，山西(xi)沃錦新(xin)材(cai)(cai)料(liao)在(zai)國內率先提出，從熔(rong)鹽儲能(neng)新(xin)材(cai)(cai)料(liao)的(de)提供商，到熔(rong)鹽儲能(neng)新(xin)材(cai)(cai)料(liao)的(de)綜(zong)合利用回收商躍升，在(zai)保證自己產(chan)(chan)品的(de)穩定供貨，并(bing)時刻關注(zhu)客戶的(de)熔(rong)鹽使用狀態(tai)，結合儲能(neng)項目的(de)生(sheng)命周期籌劃(hua)回收熔(rong)鹽產(chan)(chan)品的(de)循環再利用模式(shi)。

為落實2030年前碳(tan)達峰行動(dong)方案技術(shu)的(de)跨界應(ying)用(yong)，推進熔鹽儲(chu)能供(gong)熱(re)和(he)(he)發電(dian)示范應(ying)用(yong)，提供(gong)核(he)心材(cai)料的(de)全(quan)生命周期和(he)(he)循環回(hui)收延續利用(yong)價值(zhi)，為項目的(de)一次性投資降低成本(ben)，充分利用(yong)金融工具(ju)的(de)搭配，降低材(cai)料的(de)成本(ben)同時發掘產(chan)品殘(can)值(zhi)的(de)最高價值(zhi)。支撐(cheng)山(shan)西(xi)常晟新能源集團公(gong)司的(de)熔鹽儲(chu)能供(gong)熱(re)和(he)(he)發電(dian)跨界應(ying)用(yong)，提供(gong)核(he)心原(yuan)材(cai)料的(de)最低成本(ben)保(bao)障(zhang)。

山西沃(wo)錦新材料熔(rong)(rong)融鹽(yan)、并盛化工(gong)(gong)鉀天下“雙(shuang)品牌”愿意與大(da)家(jia)一(yi)起(qi)，為(wei)太陽(yang)能光熱發電領域(yu)、熔(rong)(rong)鹽(yan)儲(chu)能工(gong)(gong)業領域(yu)及燃煤機(ji)組熔(rong)(rong)鹽(yan)儲(chu)能改造領域(yu)，提供最優質(zhi)的熔(rong)(rong)鹽(yan)新材料支(zhi)撐保(bao)障服務，并共(gong)(gong)同(tong)探(tan)索通過“金融工(gong)(gong)具助力”、“熔(rong)(rong)鹽(yan)材料回收”等多種(zhong)創新模(mo)式，來共(gong)(gong)同(tong)快(kuai)速降低熔(rong)(rong)鹽(yan)儲(chu)能材料的成(cheng)本下降50%的目標努力，共(gong)(gong)同(tong)一(yi)起(qi)推動快(kuai)速下降熔(rong)(rong)鹽(yan)材料成(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。