[發明專利]勒辛環形蓄熱陶瓷體及其制作工藝

有效

• 申請號: 201210272965.7
• 申請日: 2012-08-02
• 公開（公告）號: CN102759292A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 朱建良
• 申請（專利權）人: 朱建良
• 主分類號: F28D20/00
• 分類號: F28D20/00;C04B35/66
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種用于垃圾焚燒的陶瓷蓄熱體，具體是指一種勒辛環形蓄熱陶瓷。

背景技術

蓄熱燃燒技術對節約能源起到非常重要的作用，蓄熱燃燒技術的溫度效益可達95％，余熱回收率可達80％以上，NO_X排放量可以大大降低。現有的蓄熱材料主要由堇青石質、鈦酸鋁質、鋯英石質、高鋁質、剛玉質、碳化硅質及耐熱鑄鐵或耐熱鋼等，其中堇青石質和鈦酸鋁質的使用溫度都不能超過1300℃；鋯英石質材料成本較高；剛玉質材料的熱膨脹系數較大，熱震穩定性差；碳化硅質材料不宜用在氧化氣氛下，所以目前應用較為廣泛的是高鋁質蓄熱材料。

眾所周知，陶瓷的主要成分就是氧化鋁，因此高鋁質蓄熱材料一般都是用來燒制成陶瓷蓄熱體，目前國內外廣泛使用的瓷質蓄熱體主要有陶瓷蓄熱球和蜂窩蓄熱體，蓄熱瓷球一般適用與空氣分離設備蓄熱器和鋼鐵廠高爐煤氣加熱爐作蓄熱填料，通過對煤氣和空氣進行雙預熱，使燃燒溫度快速達到軋鋼對鋼坯加熱的要求。陶瓷蓄熱球屬于散堆的蓄熱體，其一般為瓷球帶1個或多個孔徑，為使陶瓷蓄熱球的強度下降的太多，陶瓷蓄熱球的孔徑一般不超過7個，而且孔徑直徑較小，盡管陶瓷蓄熱球有孔徑，但是其抗壓強度仍比蜂窩蓄熱體高，陶瓷蓄熱球的缺點就是氣流阻力較大，傳熱性能相比蜂窩蓄熱體更低，而且由于孔徑較小，容易被雜質所堵塞，造成氣流阻力加大，增加生產能耗，降低了煙氣的余熱的回收效率，同時，由于單位體積換熱面積小，增大了蓄熱室的布置空間，給實際操作帶來困難。

蜂窩陶瓷蓄熱體截面孔主要有正方形和正六邊形兩種孔結構，且孔道是相互平行的直通道結構，這種結構大大降低了氣孔流經的阻力。采用蜂窩陶瓷的蓄熱室體積大大減少，可布置足夠量的燒嘴，滿足熱負荷需要。而蜂窩陶瓷的直氣流通道與小球的迷宮式通道相比陶瓷蓄熱球更不易堵塞。但是蜂窩蓄熱體由于格孔邊角部分的熱應力，容易造成蜂窩蓄熱體發生變形，從而導致蜂窩體堵塞，縮短了使用壽命，而蓄熱體互相獨立的平行通道的間壁的存在，限制了蓄熱體內氣流分布的均勻化，影響了蓄熱體的熱利用效率；此外，前后排蜂窩蓄熱體安裝過程中的錯位，容易導致蜂窩體直通道部分堵塞，造成流動阻力增大，影響了蓄熱體的換熱性能，節能效果顯著下降，如果采取復合注模蜂窩蓄熱體，雖然可以避免蜂窩蓄熱體安裝過程中的錯位，但是因為復合注模的蜂窩蓄熱體的體壁相對更厚，制約了蓄熱體的換熱比表面積的增大，從而使得蓄熱效果大幅下降，而且蜂窩陶瓷造價較為昂貴，當蜂窩蓄熱體需要更換時，往往是需要大面積的更換，造成生產成本上升。

但是，無論是陶瓷蓄熱球還是蜂窩蓄熱體，目前它們的抗熱沖擊能力都不能達到1400℃，目前開發出的蜂窩陶瓷蓄熱體僅能在低于1300℃的溫度下使用，日本開發的也不超過1350℃，但工程應用中經常需要蓄熱體在1400℃以上的環境下工作。經查新檢索，目前國內尚未見到使用溫度≥1400℃高溫型蓄熱體制備技術的相關報道。

目前，陶瓷蓄熱球和蜂窩蓄熱體主要應用于鋼鐵冶煉行業，不太適用于垃圾焚燒行業，因為垃圾焚燒時，會產生許多顆粒，同時產生致癌物質“二噁英”等有毒有害氣體，而充分燃燒“二噁英”溫度接近1400℃，如果不采用蓄熱技術，很難使燃燒溫度達到充分燃燒“二噁英”的溫度。陶瓷蓄熱球因為孔徑小而少，容易被垃圾焚燒時的顆粒物堵塞，而蜂窩陶瓷造價較高，發生堵塞后需要進行整體更換，更換的成本較高。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，提供了一種換熱性能優良、流動性能優良、單位體積換熱面積大、流動阻力小、生產成本相對較低，安裝方便，可以用于高達1400℃高溫條件，主要用于垃圾焚燒行業的陶瓷蓄熱體。

為實現上述目的，本發明采用如下方案：

勒辛環形蓄熱陶瓷體，為一中空圓柱形瓷體，在中空圓柱形瓷體內設置有豎向隔板，在中空圓柱形瓷體的外圓周設置有條紋；勒辛環形蓄熱陶瓷體的原材料按重量組份為：蘇州土25~30、煅燒鋁礬土30～45、鈦白粉2～3、納米Al₂O₃粉2～5、球粘土5～12。

上述勒辛環形蓄熱陶瓷體的制作工藝如下：工藝流程為：選料——實驗——計量配置混合料（加入納米分散劑）——球磨加工——細度分析——出漿——除鐵過篩——榨泥——陳腐——擠坯——修坯——烘干——選坯——煅燒——冷卻——出窯；具體步驟如下：