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勒辛环形蓄热陶瓷体及其制作工艺制造技术

技术编号:7934600 阅读:176 留言:0更新日期:2012-11-01 03:13
本发明专利技术涉及一种用于垃圾焚烧的陶瓷蓄热体,具体是指一种勒辛环形蓄热陶瓷。勒辛环形蓄热陶瓷体,为一中空圆柱形瓷体,在中空圆柱形瓷体内设置有竖向隔板,在中空圆柱形瓷体的外圆周设置有条纹;勒辛环形蓄热陶瓷体的原材料按重量组份为:苏州土25~30、煅烧铝矾土30~45、钛白粉2~3、纳米Al2O3粉2~5、球粘土5~12。本发明专利技术的陶瓷蓄热体安装方便,生产成本低,而且其孔径比大,比表面积及气体通量大,蓄热性能好,不容易被杂物堵塞,同时其热震稳定性能好,所以本发明专利技术能够比现有的陶瓷蓄热球及蜂窝蓄热体更优的性能,可用于1400℃高温条件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于垃圾焚烧的陶瓷蓄热体,具体是指一种勒辛环形蓄热陶瓷。
技术介绍
蓄热燃烧技术对节约能源起到非常重要的作用,蓄热燃烧技术的温度效益可达95%,余热回收率可达80%以上,NOx排放量可以大大降低。现有的蓄热材料主要由堇青石质、钛酸铝质、锆英石质、高铝质、刚玉质、碳化硅质及耐热铸铁或耐热钢等,其中堇青石质和钛酸铝质的使用温度都不能超过1300°C ;锆英石质材料成本较高;刚玉质材料的热膨胀系数较大,热震稳定性差;碳化硅质材料不宜用在氧化气氛下,所以目前应用较为广泛的是高铝质蓄热材料。众所周知,陶瓷的主要成分就是氧化铝,因此高铝质蓄热材料一般都是用来烧制成陶瓷蓄热体,目前国内外广泛使用的瓷质蓄热体主要有陶瓷蓄热球和蜂窝蓄热体,蓄热瓷球一般适用与空气分离设备蓄热器和钢铁厂高炉煤气加热炉作蓄热填料,通过对煤气和空气进行双预热,使燃烧温度快速达到轧钢对钢坯加热的要求。陶瓷蓄热球属于散堆的蓄热体,其一般为瓷球带I个或多个孔径,为使陶瓷蓄热球的强度下降的太多,陶瓷蓄热球的孔径一般不超过7个,而且孔径直径较小,尽管陶瓷蓄热球有孔径,但是其抗压强度仍比蜂窝蓄热体高,陶瓷蓄热球的缺点就是气流阻力较大,传热性能相比蜂窝蓄热体更低,而且由于孔径较小,容易被杂质所堵塞,造成气流阻力加大,增加生产能耗,降低了烟气的余热的回收效率,同时,由于单位体积换热面积小,增大了蓄热室的布置空间,给实际操作带来困难。蜂窝陶瓷蓄热体截面孔主要有正方形和正六边形两种孔结构,且孔道是相互平行的直通道结构,这种结构大大降低了气孔流经的阻力。采用蜂窝陶瓷的蓄热室体积大大减少,可布置足够量的烧嘴,满足热负荷需要。而蜂窝陶瓷的直气流通道与小球的迷宫式通道相比陶瓷蓄热球更不易堵塞。但是蜂窝蓄热体由于格孔边角部分的热应力,容易造成蜂窝蓄热体发生变形,从而导致蜂窝体堵塞,缩短了使用寿命,而蓄热体互相独立的平行通道的间壁的存在,限制了蓄热体内气流分布的均匀化,影响了蓄热体的热利用效率;此外,前后排蜂窝蓄热体安装过程中的错位,容易导致蜂窝体直通道部分堵塞,造成流动阻力增大,影响了蓄热体的换热性能,节能效果显著下降,如果采取复合注模蜂窝蓄热体,虽然可以避免蜂窝蓄热体安装过程中的错位,但是因为复合注模的蜂窝蓄热体的体壁相对更厚,制约了 蓄热体的换热比表面积的增大,从而使得蓄热效果大幅下降,而且蜂窝陶瓷造价较为昂贵,当蜂窝蓄热体需要更换时,往往是需要大面积的更换,造成生产成本上升。但是,无论是陶瓷蓄热球还是蜂窝蓄热体,目前它们的抗热冲击能力都不能达到1400°C,目前开发出的蜂窝陶瓷蓄热体仅能在低于1300°C的温度下使用,日本开发的也不超过1350°C,但工程应用中经常需要蓄热体在1400°C以上的环境下工作。经查新检索,目前国内尚未见到使用温度> 1400°C高温型蓄热体制备技术的相关报道。目前,陶瓷蓄热球和蜂窝蓄热体主要应用于钢铁冶炼行业,不太适用于垃圾焚烧行业,因为垃圾焚烧时,会产生许多颗粒,同时产生致癌物质“二噁英”等有毒有害气体,而充分燃烧“二噁英”温度接近1400°C,如果不采用蓄热技术,很难使燃烧温度达到充分燃烧“二噁英”的温度。陶瓷蓄热球因为孔径小而少,容易被垃圾焚烧时的颗粒物堵塞,而蜂窝陶瓷造价较高,发生堵塞后需要进行整体更换,更换的成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足,提供了一种换热性能优良、流动性能优良、单位体积换热面积大、流动阻力小、生产成本相对较低,安装方便,可以用于高达1400°C高温条件,主要用于垃圾焚烧行业的陶瓷蓄热体。为实现上述目的,本专利技术采用如下方案 勒辛环形蓄热陶瓷体,为一中空圆柱形瓷体,在中空圆柱形瓷体内设置有竖向隔板,在中空圆柱形瓷体的外圆周设置有条纹;勒辛环形蓄热陶瓷体的原材料按重量组份为苏州土 25 30、煅烧铝矾土 30 45、钛白粉2 3、纳米Al2O3粉2 5、球粘土 5 12。上述勒辛环形蓄热陶瓷体的制作工艺如下工艺流程为选料一实验一计量配置混合料(加入纳米分散剂)一球磨加工一细度分析一出浆一除铁过筛一榨泥——陈腐——挤坯——修坯——烘干——选坯——煅烧——冷却——出窑;具体步骤如下 对各种原料按重量组份称取苏州土 25 30、煅烧铝矾土 30 45、钛白粉2 3、纳米Al2O3粉2 5、球粘土 5 12进行配制,要求每IOOKg的误差不超过2%,然后是控制原料磨的细度及水分,细度要求在4-5之间,磨机内水分控制在45%左右;榨泥机压榨的泥饼的水分控制在25%以下,然后进行陈腐,至少需要陈腐72小时,成型时的泥饼要经过真空练泥机进行练泥,再送入挤坯机进行成型;成型后的半成品需要进行等距切割,产品的长度误差不超过5%,定期进行抽样检查,测量误差,对误差超过标准的半成品要销毁并进行重新练泥,合格的半成品将会送入烘干室中进行烘干,待半成品的水分在1%以下才能被送进窑炉煅烧;煅烧时要严格控制温度,一般的烧成时间为36-48小时,烧成时间的长短是根据半成品的水分、环境温度等来确定,最终的烧成结果是使得产品的吸水率控制在3. 75%以下,在烧成的保温阶段,要求I小时取样I次,并对样品进行检测,确保产品的烧成质量;煅烧完成以后的成品需要进行自然冷却,冷却后的成品同样需要通过检测、测量来确保产品质量。以下是本专利技术主要原材料的作用说明 苏州土可以调节坯料的塑性及成型性能,同时能提高产品的白度。煅烧铝矾土成本较低且Al2O3含量较高,钾、钠含量很低,能够提高产品的耐高温性能和耐腐蚀性能,同时煅烧过的铝矾土能产生刚玉、莫来石,在煅烧时能够诱导生成更多的莫来石。钛白粉性质稳定,陶瓷中加入可以降低陶瓷的烧结温度,提高陶瓷的耐酸碱性,同时还可以提高陶瓷急冷急热性能。纳米Al2O3粉具有耐高温的惰性,不属于活性氧化铝,几乎没有催化活性;耐热性强,成型性好,晶相稳定、硬度高、尺寸稳定性好,能够提高陶瓷的致密性、冷热疲劳性、断裂韧性、抗蠕变性能和耐磨性能。可以大大加快烧结速率,并降低烧结温度,而且纳米Al2O3可以与苏州土和求粘土煅烧后生产的SiO2反应生成莫来石。球粘土是天然的纳米材料,有良好的烧结作用和良好的粘合能力,能够很好的将非可塑性物料结合在一起。同时球粘土具有高可塑性与干燥强度能够提高耐火材料的工作性质与干燥强度,煅烧后形成莫来石。本专利技术它由瓷体I、隔板2、条纹3组成,其特征在于隔板2位于瓷球孔中央部位,条纹3在瓷体I的外表上,整体形状挤压而成。这样可以增加蓄热体的比表面积,从而提高了蓄热体的换热性能,同时,蓄热体中间还设计了一个隔板2,保证了蓄热室内各蓄热体间通道的贯通,有利于气流的通过,气流通量更大,提高了产品的抗压强度和在高温下的热稳定性,使产品在高温下不容易变形。蓄热体采用不规则堆放,气流会从而不断的在各种姿势的蓄热体中流动,增加了气体在蓄热体中滞留的时间,因此温度很好的保存在蓄热体中。本专利技术的效果在于蜂窝蓄热体安装更为方便,生产成本比蜂窝蓄热体低,而且其孔径比陶瓷蓄热球的孔径更大,比表面积及气体通量都比陶瓷蓄热球要大,因此其蓄热性能比陶瓷蓄热球更好,而且不容易被杂物堵塞,如果有部分蓄热体被杂物堵塞,只需要将被堵塞的蓄热体进行更换,但是蜂窝蓄热体一旦发生堵塞,就需本文档来自技高网
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【技术保护点】
勒辛环形蓄热陶瓷体,呈中空圆柱形瓷体,在中空圆柱形瓷体内设置有竖向隔板,在中空圆柱形瓷体的外圆周设置有条纹;其特征在于:勒辛环形蓄热陶瓷体的原材料按重量组份为:苏州土25~30、煅烧铝矾土30~45、钛白粉2~3、纳米Al2O3粉2~5、球粘土5~12。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:朱建良
申请(专利权)人:朱建良
类型:发明
国别省市:

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