專利名稱：勒辛環(huán)形蓄熱陶瓷體及其制作工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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(huán)形蓄熱陶瓷。
背景技術(shù)：
蓄熱燃燒技術(shù)對(duì)節(jié)約能源起到非常重要的作用，蓄熱燃燒技術(shù)的溫度效益可達(dá)95%,余熱回收率可達(dá)80%以上，NOx排放量可以大大降低?，F(xiàn)有的蓄熱材料主要由堇青石質(zhì)、鈦酸鋁質(zhì)、鋯英石質(zhì)、高鋁質(zhì)、剛玉質(zhì)、碳化硅質(zhì)及耐熱鑄鐵或耐熱鋼等，其中堇青石質(zhì)和鈦酸鋁質(zhì)的使用溫度都不能超過(guò)1300°C ;鋯英石質(zhì)材料成本較高；剛玉質(zhì)材料的熱膨脹系數(shù)較大，熱震穩(wěn)定性差；碳化硅質(zhì)材料不宜用在氧化氣氛下，所以目前應(yīng)用較為廣泛的是高鋁質(zhì)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(zhì)蓄熱材料一般都是用來(lái)燒制成陶瓷蓄熱體，目前國(guó)內(nèi)外廣泛使用的瓷質(zhì)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(shè)備蓄熱器和鋼鐵廠高爐煤氣加熱爐作蓄熱填料，通過(guò)對(duì)煤氣和空氣進(jìn)行雙預(yù)熱，使燃燒溫度快速達(dá)到軋鋼對(duì)鋼坯加熱的要求。陶瓷蓄熱球?qū)儆谏⒍训男顭狍w，其一般為瓷球帶I個(gè)或多個(gè)孔徑，為使陶瓷蓄熱球的強(qiáng)度下降的太多，陶瓷蓄熱球的孔徑一般不超過(guò)7個(gè)，而且孔徑直徑較小，盡管陶瓷蓄熱球有孔徑，但是其抗壓強(qiáng)度仍比蜂窩蓄熱體高，陶瓷蓄熱球的缺點(diǎn)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(zhì)所堵塞，造成氣流阻力加大，增加生產(chǎn)能耗，降低了煙氣的余熱的回收效率，同時(shí)，由于單位體積換熱面積小，增大了蓄熱室的布置空間，給實(shí)際操作帶來(lái)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(jié)構(gòu)，且孔道是相互平行的直通道結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)大大降低了氣孔流經(jīng)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(fù)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(yīng)力，容易造成蜂窩蓄熱體發(fā)生變形，從而導(dǎo)致蜂窩體堵塞，縮短了使用壽命，而蓄熱體互相獨(dú)立的平行通道的間壁的存在，限制了蓄熱體內(nèi)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(guò)程中的錯(cuò)位，容易導(dǎo)致蜂窩體直通道部分堵塞，造成流動(dòng)阻力增大，影響了蓄熱體的換熱性能，節(jié)能效果顯著下降，如果采取復(fù)合注模蜂窩蓄熱體，雖然可以避免蜂窩蓄熱體安裝過(guò)程中的錯(cuò)位，但是因?yàn)閺?fù)合注模的蜂窩蓄熱體的體壁相對(duì)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(jià)較為昂貴，當(dāng)蜂窩蓄熱體需要更換時(shí)，往往是需要大面積的更換，造成生產(chǎn)成本上升。但是，無(wú)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(dá)到1400°C,目前開(kāi)發(fā)出的蜂窩陶瓷蓄熱體僅能在低于1300°C的溫度下使用，日本開(kāi)發(fā)的也不超過(guò)1350°C，但工程應(yīng)用中經(jīng)常需要蓄熱體在1400°C以上的環(huán)境下工作。經(jīng)查新檢索，目前國(guó)內(nèi)尚未見(jiàn)到使用溫度> 1400°C高溫型蓄熱體制備技術(shù)的相關(guān)報(bào)道。目前，陶瓷蓄熱球和蜂窩蓄熱體主要應(yīng)用于鋼鐵冶煉行業(yè)，不太適用于垃圾焚燒行業(yè)，因?yàn)槔贌龝r(shí)，會(huì)產(chǎn)生許多顆粒，同時(shí)產(chǎn)生致癌物質(zhì)“二噁英”等有毒有害氣體，而充分燃燒“二噁英”溫度接近1400°C，如果不采用蓄熱技術(shù)，很難使燃燒溫度達(dá)到充分燃燒“二噁英”的溫度。陶瓷蓄熱球因?yàn)榭讖叫《?，容易被垃圾焚燒時(shí)的顆粒物堵塞，而蜂窩陶瓷造價(jià)較高，發(fā)生堵塞后需要進(jìn)行整體更換，更換的成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種換熱性能優(yōu)良、流動(dòng)性能優(yōu)良、單位體積換熱面積大、流動(dòng)阻力小、生產(chǎn)成本相對(duì)較低，安裝方便，可以用于高達(dá)1400°C高溫條件，主要用于垃圾焚燒行業(yè)的陶瓷蓄熱體。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下方案
勒辛環(huán)形蓄熱陶瓷體，為一中空?qǐng)A柱形瓷體，在中空?qǐng)A柱形瓷體內(nèi)設(shè)置有豎向隔板，在中空?qǐng)A柱形瓷體的外圓周設(shè)置有條紋；勒辛環(huán)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(huán)形蓄熱陶瓷體的制作工藝如下工藝流程為選料一實(shí)驗(yàn)一計(jì)量配置混合料(加入納米分散劑)一球磨加工一細(xì)度分析一出漿一除鐵過(guò)篩一榨泥——陳腐——擠坯——修坯——烘干——選坯——煅燒——冷卻——出窯；具體步驟如下
對(duì)各種原料按重量組份稱取蘇州土 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進(jìn)行配制，要求每IOOKg的誤差不超過(guò)2%，然后是控制原料磨的細(xì)度及水分，細(xì)度要求在4-5之間，磨機(jī)內(nèi)水分控制在45%左右；榨泥機(jī)壓榨的泥餅的水分控制在25%以下，然后進(jìn)行陳腐，至少需要陳腐72小時(shí)，成型時(shí)的泥餅要經(jīng)過(guò)真空練泥機(jī)進(jìn)行練泥，再送入擠坯機(jī)進(jìn)行成型；成型后的半成品需要進(jìn)行等距切割，產(chǎn)品的長(zhǎng)度誤差不超過(guò)5%，定期進(jìn)行抽樣檢查，測(cè)量誤差，對(duì)誤差超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的半成品要銷毀并進(jìn)行重新練泥，合格的半成品將會(huì)送入烘干室中進(jìn)行烘干，待半成品的水分在1%以下才能被送進(jìn)窯爐煅燒；煅燒時(shí)要嚴(yán)格控制溫度，一般的燒成時(shí)間為36-48小時(shí)，燒成時(shí)間的長(zhǎng)短是根據(jù)半成品的水分、環(huán)境溫度等來(lái)確定，最終的燒成結(jié)果是使得產(chǎn)品的吸水率控制在3. 75%以下，在燒成的保溫階段，要求I小時(shí)取樣I次，并對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè)，確保產(chǎn)品的燒成質(zhì)量；煅燒完成以后的成品需要進(jìn)行自然冷卻，冷卻后的成品同樣需要通過(guò)檢測(cè)、測(cè)量來(lái)確保產(chǎn)品質(zhì)量。以下是本發(fā)明主要原材料的作用說(shuō)明
蘇州土可以調(diào)節(jié)坯料的塑性及成型性能，同時(shí)能提高產(chǎn)品的白度。煅燒鋁礬土成本較低且Al2O3含量較高，鉀、鈉含量很低，能夠提高產(chǎn)品的耐高溫性能和耐腐蝕性能，同時(shí)煅燒過(guò)的鋁礬土能產(chǎn)生剛玉、莫來(lái)石，在煅燒時(shí)能夠誘導(dǎo)生成更多的莫來(lái)石。鈦白粉性質(zhì)穩(wěn)定，陶瓷中加入可以降低陶瓷的燒結(jié)溫度，提高陶瓷的耐酸堿性，同時(shí)還可以提高陶瓷急冷急熱性能。納米Al2O3粉具有耐高溫的惰性，不屬于活性氧化鋁，幾乎沒(méi)有催化活性；耐熱性強(qiáng)，成型性好，晶相穩(wěn)定、硬度高、尺寸穩(wěn)定性好，能夠提高陶瓷的致密性、冷熱疲勞性、斷裂韌性、抗蠕變性能和耐磨性能。可以大大加快燒結(jié)速率，并降低燒結(jié)溫度，而且納米Al2O3可以與蘇州土和求粘土煅燒后生產(chǎn)的SiO2反應(yīng)生成莫來(lái)石。
球粘土是天然的納米材料，有良好的燒結(jié)作用和良好的粘合能力，能夠很好的將非可塑性物料結(jié)合在一起。同時(shí)球粘土具有高可塑性與干燥強(qiáng)度能夠提高耐火材料的工作性質(zhì)與干燥強(qiáng)度，煅燒后形成莫來(lái)石。本發(fā)明它由瓷體I、隔板2、條紋3組成，其特征在于隔板2位于瓷球孔中央部位，條紋3在瓷體I的外表上，整體形狀擠壓而成。這樣可以增加蓄熱體的比表面積，從而提高了蓄熱體的換熱性能，同時(shí)，蓄熱體中間還設(shè)計(jì)了一個(gè)隔板2，保證了蓄熱室內(nèi)各蓄熱體間通道的貫通，有利于氣流的通過(guò)，氣流通量更大，提高了產(chǎn)品的抗壓強(qiáng)度和在高溫下的熱穩(wěn)定性，使產(chǎn)品在高溫下不容易變形。蓄熱體采用不規(guī)則堆放，氣流會(huì)從而不斷的在各種姿勢(shì)的蓄熱體中流動(dòng)，增加了氣體在蓄熱體中滯留的時(shí)間，因此溫度很好的保存在蓄熱體中。本發(fā)明的效果在于蜂窩蓄熱體安裝更為方便，生產(chǎn)成本比蜂窩蓄熱體低，而且其孔徑比陶瓷蓄熱球的孔徑更大，比表面積及氣體通量都比陶瓷蓄熱球要大，因此其蓄熱性能比陶瓷蓄熱球更好，而且不容易被雜物堵塞，如果有部分蓄熱體被雜物堵塞，只需要將被堵塞的蓄熱體進(jìn)行更換，但是蜂窩蓄熱體一旦發(fā)生堵塞，就需要進(jìn)行整體更換，成本相對(duì)更高。生產(chǎn)成本低、安裝方便，同時(shí)其熱震穩(wěn)定性能好，所以本發(fā)明能夠比現(xiàn)有的陶瓷蓄熱球 及蜂窩蓄熱體更優(yōu)的性能，可用于1400°C高溫條件。


圖I為本發(fā)明的勒辛環(huán)形蓄熱陶瓷體結(jié)構(gòu)示意 圖中，I、中空?qǐng)A柱形瓷體,2、豎向隔板，3、條紋
具體實(shí)施例方式如圖I所示，勒辛環(huán)形蓄熱陶瓷體，為一中空?qǐng)A柱形瓷體1，在中空?qǐng)A柱形瓷體I內(nèi)設(shè)置有豎向隔板2，在中空?qǐng)A柱形瓷體的外圓周設(shè)置有條紋3;勒辛環(huán)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。工藝流程
選料——實(shí)驗(yàn)——計(jì)量配置混合料(加入納米分散劑)——球磨加工——細(xì)度分析一出漿一除鐵過(guò)篩一榨泥一陳腐一擠坯一修坯一烘干一選坯一煅燒——冷卻——出窯。對(duì)各種原料按重量組份稱取蘇州土 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進(jìn)行配制，要求每IOOKg的誤差不超過(guò)2%，然后是控制原料磨的細(xì)度及水分，細(xì)度要求在4-5之間，磨機(jī)內(nèi)水分控制在45%左右；榨泥機(jī)壓榨的泥餅的水分控制在25%以下，然后進(jìn)行陳腐，至少需要陳腐72小時(shí)，成型時(shí)的泥餅要經(jīng)過(guò)真空練泥機(jī)進(jìn)行練泥，再送入擠坯機(jī)進(jìn)行成型；成型后的半成品需要進(jìn)行等距切割，產(chǎn)品的長(zhǎng)度誤差不超過(guò)5%，定期進(jìn)行抽樣檢查，測(cè)量誤差，對(duì)誤差超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的半成品要銷毀并進(jìn)行重新練泥，合格的半成品將會(huì)送入烘干室中進(jìn)行烘干，待半成品的水分在1%以下才能被送進(jìn)窯爐煅燒；煅燒時(shí)要嚴(yán)格控制溫度，一般的燒成時(shí)間為36-48小時(shí)，燒成時(shí)間的長(zhǎng)短是根據(jù)半成品的水分、環(huán)境溫度等來(lái)確定，最終的燒成結(jié)果是使得產(chǎn)品的吸水率控制在3. 75%以下，在燒成的保溫階段，要求I小時(shí)取樣I次，并對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè)，確保產(chǎn)品的燒成質(zhì)量；煅燒完成以后的成品需要進(jìn)行自然冷卻，冷卻后的成品同樣需要通過(guò)檢測(cè)、測(cè)量來(lái)確保產(chǎn)品質(zhì)量。本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，比表面積大、流動(dòng)阻力小、單位體積換熱面積大，蓄熱能力強(qiáng)，抗熱沖擊力強(qiáng) ，安裝方便，適用于垃圾焚燒。
權(quán)利要求
1.勒辛環(huán)形蓄熱陶瓷體，呈中空?qǐng)A柱形瓷體，在中空?qǐng)A柱形瓷體內(nèi)設(shè)置有豎向隔板，在中空?qǐng)A柱形瓷體的外圓周設(shè)置有條紋；其特征在于勒辛環(huán)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。
2.權(quán)利要求I所述的勒辛環(huán)形蓄熱陶瓷體的制作工藝，工藝流程為選料一實(shí)驗(yàn)——計(jì)量配置混合料(加入納米分散劑)——球磨加工——細(xì)度分析——出漿——除鐵過(guò)篩一榨泥一陳腐一擠坯一修坯一烘干——選坯一煅燒一冷卻一出窯；其特征在于，具體步驟如下 (1)、對(duì)各種原料按重量組份稱取蘇州土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進(jìn)行配制，要求每IOOKg的誤差不超過(guò)2% ； (2)、控制原料磨的細(xì)度及水分，細(xì)度要求在4-5之間，磨機(jī)內(nèi)水分控制在45%左右；榨泥機(jī)壓榨的泥餅的水分控制在25%以下； (3)、進(jìn)行陳腐，至少需要陳腐72小時(shí)，成型時(shí)的泥餅要經(jīng)過(guò)真空練泥機(jī)進(jìn)行練泥，再送入擠坯機(jī)進(jìn)行成型；成型后的半成品需要進(jìn)行等距切割，產(chǎn)品的長(zhǎng)度誤差不超過(guò)5%，定期進(jìn)行抽樣檢查，測(cè)量誤差，對(duì)誤差超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的半成品要銷毀并進(jìn)行重新練泥，合格的半成品將會(huì)送入烘干室中進(jìn)行烘干，待半成品的水分在1%以下才能被送進(jìn)窯爐煅燒；煅燒時(shí)要嚴(yán)格控制溫度，燒成時(shí)間為36-48小時(shí)，燒成時(shí)間的長(zhǎng)短是根據(jù)半成品的水分、環(huán)境溫度等來(lái)確定，最終的燒成結(jié)果是使得產(chǎn)品的吸水率控制在3. 75%以下，在燒成的保溫階段，要求I小時(shí)取樣I次，并對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè)，確保產(chǎn)品的燒成質(zhì)量；煅燒完成以后的成品需要進(jìn)行自然冷卻，冷卻后的成品同樣需要通過(guò)檢測(cè)、測(cè)量來(lái)確保產(chǎn)品質(zhì)量。
全文摘要
本發(fā)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(huán)形蓄熱陶瓷。勒辛環(huán)形蓄熱陶瓷體，為一中空?qǐng)A柱形瓷體，在中空?qǐng)A柱形瓷體內(nèi)設(shè)置有豎向隔板，在中空?qǐng)A柱形瓷體的外圓周設(shè)置有條紋；勒辛環(huán)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。本發(fā)明的陶瓷蓄熱體安裝方便，生產(chǎn)成本低，而且其孔徑比大，比表面積及氣體通量大，蓄熱性能好，不容易被雜物堵塞，同時(shí)其熱震穩(wěn)定性能好，所以本發(fā)明能夠比現(xiàn)有的陶瓷蓄熱球及蜂窩蓄熱體更優(yōu)的性能，可用于1400℃高溫條件。
文檔編號(hào)F28D20/00GK102759292SQ20121027296
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月2日
發(fā)明者朱建良 申請(qǐng)人:朱建良