[發明專利]一種節能蜂窩陶瓷的制備方法

有效

• 申請號: 201110440841.0
• 申請日: 2011-12-16
• 公開（公告）號: CN102515775A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 冷光輝;樊國棟;樊奇彬
• 申請（專利權）人: 河南東大高溫節能材料有限公司
• 主分類號: C04B35/622
• 分類號: C04B35/622
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：本發明涉及適用于太陽能高溫熱發電、工業窯爐和熱風爐蓄熱蜂窩陶瓷加工使用的一種節能蜂窩陶瓷的制備方法。

背景技術：太陽能作為一種資源潛力巨大的可再生能源，在我國清潔能源戰略中扮演舉足輕重的角色。其中太陽能光熱利用由于具有“低投入，高回報，可連續供能”的明顯特征，對我國太陽能產業乃至能源整體供應今后的發展將產生重要影響。太陽能的建筑熱利用技術和太陽能熱發電技術已經明確列入國務院2006年頒布的《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》(2006-2020年)。太陽能是一種時間上非連續分布的能源形式，要使得其能連續地向用戶供應能量，蓄熱是一個重要環節。目前大多太陽能熱利用蓄熱材料存在一些缺點和不足，如《Method?and?apparatus?for?solar?energy?storage?system?using?gas?and?rock》(ZHU?YANONG(US).美國專利US2008066736)使用巖石作為蓄熱材料；《Air?conditioning?apparatus?and?method》(WURM?JAROSLAV，美國專利US4081024)利用金屬，鑄鐵，巖石在太陽能空調中作為蓄熱材料；《Thermophotovoltaic?power?source》(BEAULIEU，美國專利US4419532A)采用Al₂O₃-BeO等共晶氧化物作為蓄熱材料，這些蓄熱材料蓄熱密度有限，且沒有做成蜂窩陶瓷狀，比表面積很小，充放熱效率較低。《SOLAR?HEAT?STORAGE?SYSTEM》(KATO?YOZO+日本專利JP2002327962(A))使用混合油作為蓄熱材料；《一種熔融鹽傳熱蓄熱介質及其制備方法》(丁靜，中國專利CN101050355)采用硝酸鉀、硝酸鈉、亞硝酸鈉等熔融鹽作為蓄熱材料，這些蓄熱材料的使用溫度一般較低，且存在安全隱患。在復合蓄熱材料方面，《一種金屬基復合熔融鹽蓄熱材料的制備方法》(王華.中國發明專利CN1141355C)其方法是在多孔金屬基材質中浸入熔融鹽，然后在表面電積一層保護膜，但金屬耐腐蝕和耐高溫能力較差；《Development?of?PCM?for?Recovering?High?Temperature?Waste?Heat?and?Utilization?for?Producing?Hydrogen?by?Reforming?Reaction?of?Methane》(Kazushi?SATO，Jun-ichiro?YAG.International，Vol.42(2002)，No.2.215～219)提出了一種以銅為相變材料，在其表面電鍍一層鎳作為保護層，該方法制備的蓄熱材料能在1200℃的條件下使用，以鎳為保護層有一定的抗腐蝕能力，但這種方法制造成本較高，不適合在規模化太陽能熱利用蓄熱系統中使用。

蜂窩陶瓷是一種功能性多孔材料，具有較高的比表面積和良好的物理化學穩定性，在工業領域有廣泛用途。目前制造蜂窩陶瓷的原料主要是莫來石、堇青石和碳化硅等優質合成原料，使蜂窩陶瓷的生產成本和能耗較高。比如朱沛志的中國發明專利《莫來石質蜂窩陶瓷載體》(CN1111093C)先要煅燒礬土，再以礬土熟料和高嶺土為主要原料，經1200℃～1450℃燒成莫來石蜂窩陶瓷；Kevin?R.Brundage的美國專利《Production?of?Porous?Mullite?Bodies》(US?6,254,822?B1)以合成的莫來石等為主要原料，經1400℃～1550℃燒成多孔陶瓷；為了減少合成材料用量并提高蜂窩陶瓷性能，劉光文的中國發明專利《紅柱石蜂窩蓄熱體及制備方法》(CN101857447A)直接采用紅柱石精礦等為主要原料，經1350℃～1700℃燒成蜂窩陶瓷蓄熱體；Jean-Andre?Alar的美國專利《Ceramic?Honeycomb?Structures》(US?2010/0300053?A1)也是以紅柱石精礦等為主要原料，經1450℃～1500℃溫度范圍內燒成制得蜂窩陶瓷，但使用紅柱石精礦，生產成本也較高。

隨著我國工業的高速發展，每年會產生大量廢棄高鋁質陶瓷材料和耐火材料，這些高鋁廢棄物大多沒有得到高效的利用。此外，在生產過程中，傳統的蜂窩陶瓷生產工藝大多會用桐油、菜油、甘油等潤滑劑，這些高分子潤滑劑在燒成過程中產生極其難聞的廢氣，對周邊的環境造成極大污染。