本發(fā)明涉及陶瓷蓄熱材料制造技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種回轉(zhuǎn)式空預(yù)器用紅柱石陶瓷蓄熱材料及制備方法。

背景技術(shù)：

蜂窩陶瓷是一種結(jié)構(gòu)似蜂窩形狀、多孔性的工業(yè)陶瓷產(chǎn)品。廣泛應(yīng)用于蓄熱式燃燒、催化劑載體、工業(yè)煙氣處理等，利用蜂窩陶瓷的間壁進(jìn)行熱交換和化學(xué)反應(yīng)。

電力、冶金、石化工等工業(yè)中廣泛使用的工業(yè)鍋爐，通過燃燒燃料油或燃料氣產(chǎn)生高溫?zé)煔?，由于燃料、空氣中含有的硫、氮等物質(zhì)，燃燒后產(chǎn)生酸性氣體，為了防止煙氣中的酸性氣體對設(shè)備造成腐蝕，工業(yè)窯爐排煙溫度控制在露點腐蝕溫度以上，排煙溫度一般在140℃～200℃，熱效率通常低于 90％，煙氣中部分物理顯熱被浪費，煙氣中的SOX、NOX等有害氣體，對大氣和環(huán)境造成污染。

回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器位于鍋爐的尾部，常發(fā)生腐蝕，腐蝕程度與燃料有關(guān)，燃用高硫燃料時較為嚴(yán)重。該腐蝕主要發(fā)生在蓄熱材料的冷段，嚴(yán)重時可影響到蓄熱材料及管子外殼等。因腐蝕發(fā)生在溫度較低的區(qū)域，故通常稱為“低溫腐蝕”。低溫腐蝕 的危害是很大的。它加劇蓄熱材料表面粘結(jié)飛灰，堵塞部分通道，使流通阻力增大。嚴(yán)重時，冷段蓄熱材料大面積粉碎狀脫落，影響空氣預(yù)熱器的正常使用，迫使鍋爐或其他熱力設(shè)備停運檢修。

采用耐腐蝕的冷段蓄熱材料以提高抗酸性水膜的腐蝕，是防止及減緩腐蝕及堵灰的另一重要手段。目前傳統(tǒng)的蓄熱材料（換熱元件）具有以下缺點：

1、傳統(tǒng)的蓄熱材料一般都是金屬材料，在接觸酸性強腐蝕煙氣介質(zhì)，導(dǎo)致?lián)Q熱器的腐蝕嚴(yán)重，并且在酸腐蝕的同時還有固體顆粒對換熱器的運動沖擊，在長期連續(xù)使用的情況下很容易破壞。

2、搪瓷換熱元件是一種傳統(tǒng)鋼材防腐工藝，在普通金屬材料涂敷一種無機(jī)瓷釉，經(jīng)950℃高溫?zé)贫傻姆栏a(chǎn)品，它具有耐腐蝕、耐磨損、宜水沖洗等優(yōu)點，但是仍存在與金屬熱膨脹系數(shù)不匹配的缺陷，在經(jīng)過多次冷熱交替后易破裂，導(dǎo)致金屬與煙氣直接接觸造成使用壽命短。

3、陶瓷球形蓄熱材料易被煙氣里的雜質(zhì)和粉塵污染，由于比表面積小換熱效率低。陶瓷球更換時容易破損，裝入后如堆放不好的話易堵住通風(fēng)口，達(dá)不到最好的蓄熱和釋熱效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

（一）解決的技術(shù)問題

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種回轉(zhuǎn)式空預(yù)器用紅柱石陶瓷蓄熱材料及制備方法，解決了現(xiàn)有蓄熱材料耐磨性能、耐腐蝕性能不高，使用過程中易積灰堵塞、比表面積小換熱效率低、使用壽命短等技術(shù)問題，且在回轉(zhuǎn)式空預(yù)器中，用一種回轉(zhuǎn)式空預(yù)器用紅柱石陶瓷蓄熱材料的紅柱石質(zhì)蜂窩陶瓷蓄熱體材料（換熱元件）可以代替金屬和搪瓷蓄熱材料。

（二）技術(shù)方案

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種回轉(zhuǎn)式空預(yù)器用紅柱石陶瓷蓄熱材料，包括蜂窩陶瓷蓄熱體材料，所述蜂窩陶瓷蓄熱體材料包括無機(jī)粉料和添加劑，所述添加劑包括有固態(tài)粘結(jié)劑、潤滑劑，有機(jī)增塑保濕劑。

所述無機(jī)粉料按各原料所占重量百分?jǐn)?shù)為：紅柱石10～50%、堇青石10～30%、鋰輝石10～30%、白剛玉5～10%、鉀長石1～10%、高嶺土1～10%、焦寶石5～35%。

所述無機(jī)粉料的重量以100份計，加入固態(tài)粘結(jié)劑為3～7份、潤滑劑2～6份、有機(jī)增塑保濕劑0.5～2%。

一種回轉(zhuǎn)式空預(yù)器用紅柱石陶瓷蓄熱材料的制備方法，包括以下蜂窩陶瓷生產(chǎn)步驟：

S1、制備坯體：將球磨、捏合、陳腐制得的泥料通過擠出機(jī)成型，得到蜂窩體坯體；

S2、干燥定型：經(jīng)過微波爐微波定型后放在熱風(fēng)窯爐干燥定型；

S3、高溫?zé)桑合冉?jīng)過1300～1350℃燒制1～2小時，然后將燒制溫度轉(zhuǎn)為800～850℃燒制0.5～1小時，最后經(jīng)過1600～1650℃燒制1～2小時，得到蜂窩陶瓷蓄熱體材料。

優(yōu)選的，所述無機(jī)粉料按各原料所占重量百分?jǐn)?shù)為：紅柱石40～42%、堇青石10～11%、鋰輝石15～16%、白剛玉9～10%、鉀長石8～10%、高嶺土8～10%、焦寶石8～10%；無機(jī)粉料的重量以100份計，加入固態(tài)粘結(jié)劑為5～6份、潤滑劑3～4份、有機(jī)增塑保濕劑1～2%。

優(yōu)選的，所述固態(tài)粘結(jié)劑為HPMC、CMC的一種或兩種混合物。

優(yōu)選的，所述潤滑劑為有機(jī)潤滑劑，該有機(jī)潤滑劑為植物油、硬脂酸的一種或兩種混合物。

優(yōu)選的，所述有機(jī)增塑保濕劑為PEO、PVA的一種或兩種混合物。

優(yōu)選的，定型和干燥生產(chǎn)步驟放在熱風(fēng)干燥窯內(nèi)進(jìn)行，初始定型溫度為65℃，干燥時間為6～12h。

優(yōu)選的，微波定型中所述微波爐爐的功率為5～10kW，頻率為2450MHz±50MHz。

（三）有益效果

本發(fā)明提供了一種回轉(zhuǎn)式空預(yù)器用紅柱石陶瓷蓄熱材料及制備方法，具備以下有益效果：

（1）本發(fā)明用于冷端耐腐蝕、耐磨性能大大優(yōu)于金屬和搪瓷蓄熱材料。

（2）本發(fā)明的紅柱石用陶瓷蓄熱材料，主要用于火力發(fā)電廠鍋爐的回轉(zhuǎn)式空預(yù)器裝置中，還可用于冶金、石化等加熱爐中作為蓄熱材料以及廢氣處理RTO、RCO設(shè)備中等，具有環(huán)保和節(jié)能意義。

具體實施方式

基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍，下面結(jié)合實施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。

實施例1：

一種回轉(zhuǎn)式空預(yù)器用紅柱石陶瓷蓄熱材料，包括蜂窩陶瓷蓄熱體材料，蜂窩陶瓷蓄熱體材料包括無機(jī)粉料和添加劑，添加劑包括有固態(tài)粘結(jié)劑、潤滑劑，有機(jī)增塑保濕劑。

無機(jī)粉料按各原料所占重量百分?jǐn)?shù)為：紅柱石10%、堇青石15%、鋰輝石15%、白剛玉10%、鉀長石8%、高嶺土10%、焦寶石32%。

無機(jī)粉料的重量以100份計，加入固態(tài)粘結(jié)劑為5份、潤滑劑4份、有機(jī)增塑保濕劑1%。

其中，固態(tài)粘結(jié)劑HPMC為3份、CMC為2份。

其中，有機(jī)潤滑劑植物油為4份。

其中，有機(jī)增塑保濕劑PEO為1份。

一種回轉(zhuǎn)式空預(yù)器用紅柱石陶瓷蓄熱材料的制備方法，包括以下蜂窩陶瓷生產(chǎn)步驟：

S1、制備坯體：將球磨、捏合、陳腐制得的泥料通過擠出機(jī)成型，得到蜂窩體坯體；

S2、干燥定型：經(jīng)過微波爐微波定型后放在熱風(fēng)窯爐干燥定型；

S3、高溫?zé)桑合冉?jīng)過1300～1350℃燒制1～2小時，然后將燒制溫度轉(zhuǎn)為800～850℃燒制0.5～1小時，最后經(jīng)過1600～1650℃燒制1～2小時，得到蜂窩陶瓷蓄熱體材料。

其中，定型和干燥生產(chǎn)步驟放在熱風(fēng)干燥窯內(nèi)進(jìn)行，初始定型溫度為65℃，干燥時間為12h。

其中，微波定型中微波爐爐的功率為5kW，頻率為2450MHz±50MHz。

經(jīng)測試，蜂窩陶瓷蓄熱體的抗壓強度為 26～28MPa、體積密度為2.1～2.2g/cm3、抗硫酸侵蝕率為2.8%，滿足回轉(zhuǎn)式空預(yù)器用陶瓷蓄熱材料的性能要求。本發(fā)明的蜂窩陶瓷蓄熱體可作為回轉(zhuǎn)式空預(yù)器用陶瓷蓄熱材料。

實施例2

一種回轉(zhuǎn)式空預(yù)器用紅柱石陶瓷蓄熱材料，包括蜂窩陶瓷蓄熱體材料，蜂窩陶瓷蓄熱體材料包括無機(jī)粉料和添加劑，添加劑包括有固態(tài)粘結(jié)劑、潤滑劑，有機(jī)增塑保濕劑。

無機(jī)粉料按各原料所占重量百分?jǐn)?shù)為：紅柱石25%、堇青石13%、鋰輝石15%、白剛玉10%、鉀長石8%、高嶺土9%、焦寶石20%。

無機(jī)粉料的重量以100份計，加入固態(tài)粘結(jié)劑為5份、潤滑劑4份、有機(jī)增塑保濕劑1%。

其中，固態(tài)粘結(jié)劑HPMC為3份、CMC為2份。

其中，有機(jī)潤滑劑植物油為4份。

其中，有機(jī)增塑保濕劑PEO為1份。

一種回轉(zhuǎn)式空預(yù)器用紅柱石陶瓷蓄熱材料的制備方法，包括以下蜂窩陶瓷生產(chǎn)步驟：

S1、制備坯體：將球磨、捏合、陳腐制得的泥料通過擠出機(jī)成型，得到蜂窩體坯體；

S2、干燥定型：經(jīng)過微波爐微波定型后放在熱風(fēng)窯爐干燥定型；

S3、高溫?zé)桑合冉?jīng)過1300～1350℃燒制1～2小時，然后將燒制溫度轉(zhuǎn)為800～850℃燒制0.5～1小時，最后經(jīng)過1600～1650℃燒制1～2小時，得到蜂窩陶瓷蓄熱體材料。

其中，定型和干燥生產(chǎn)步驟放在熱風(fēng)干燥窯內(nèi)進(jìn)行，初始定型溫度為65℃，干燥時間為12h。

其中，微波定型中微波爐爐的功率為5kW，頻率為2450MHz±50MHz。

經(jīng)測試，蜂窩陶瓷蓄熱體的抗壓強度為 20～23MPa、體積密度為2.1～2.2g/cm3、抗硫酸侵蝕率為3.1%，滿足回轉(zhuǎn)式空預(yù)器用陶瓷蓄熱材料的性能要求。本發(fā)明的蜂窩陶瓷蓄熱體可作為回轉(zhuǎn)式空預(yù)器用陶瓷蓄熱材料。

實施例3

一種回轉(zhuǎn)式空預(yù)器用紅柱石陶瓷蓄熱材料，包括蜂窩陶瓷蓄熱體材料，蜂窩陶瓷蓄熱體材料包括無機(jī)粉料和添加劑，添加劑包括有固態(tài)粘結(jié)劑、潤滑劑，有機(jī)增塑保濕劑。

無機(jī)粉料按各原料所占重量百分?jǐn)?shù)為：紅柱石40%、堇青石10%、鋰輝石15%、白剛玉10%、鉀長石8%、高嶺土9%、焦寶石8%。

無機(jī)粉料的重量以100份計，加入固態(tài)粘結(jié)劑為5份、潤滑劑4份、有機(jī)增塑保濕劑1%。

其中，固態(tài)粘結(jié)劑HPMC為3份、CMC為2份。

其中，有機(jī)潤滑劑植物油為4份。

其中，有機(jī)增塑保濕劑PEO為1份。

一種回轉(zhuǎn)式空預(yù)器用紅柱石陶瓷蓄熱材料的制備方法，包括以下蜂窩陶瓷生產(chǎn)步驟：

S1、制備坯體：將球磨、捏合、陳腐制得的泥料通過擠出機(jī)成型，得到蜂窩體坯體；

S2、干燥定型：經(jīng)過微波爐微波定型后放在熱風(fēng)窯爐干燥定型；

S3、高溫?zé)桑合冉?jīng)過1300～1350℃燒制1～2小時，然后將燒制溫度轉(zhuǎn)為800～850℃燒制0.5～1小時，最后經(jīng)過1600～1650℃燒制1～2小時，得到蜂窩陶瓷蓄熱體材料。

其中，定型和干燥生產(chǎn)步驟放在熱風(fēng)干燥窯內(nèi)進(jìn)行，初始定型溫度為65℃，干燥時間為12h。

其中，微波定型中微波爐爐的功率為5kW，頻率為2450MHz±50MHz。

經(jīng)測試，蜂窩陶瓷蓄熱體的抗壓強度為 26～29MPa、體積密度為2.1～2.2g/cm3、抗硫酸侵蝕率為2.8%，滿足回轉(zhuǎn)式空預(yù)器用陶瓷蓄熱材料的性能要求。本發(fā)明的蜂窩陶瓷蓄熱體可作為回轉(zhuǎn)式空預(yù)器用陶瓷蓄熱材料。

本發(fā)明滿足普通規(guī)格和薄壁大規(guī)格的蜂窩陶瓷蓄熱體材料生產(chǎn)使用要求，該方法制備的蜂窩陶瓷具有較低的熱膨脹系數(shù)和良好抗熱沖擊性能，該方法制備的蜂窩陶瓷具有較高的機(jī)械強度和耐酸腐蝕性能，具有良好的保濕性能，在空氣中1小時內(nèi)無開裂，可以不使用微波設(shè)備定型，制造成本相對低廉，泥料的成型性能好，擠出壓力小，適合制備薄壁大規(guī)格的蜂窩陶瓷蓄熱體。

綜上，本發(fā)明在回轉(zhuǎn)式空預(yù)器用蓄熱材料（換熱元件），陶瓷材料的傳熱性能雖然略差，而用于冷端耐腐蝕、耐磨性能卻大大優(yōu)于金屬和搪瓷蓄熱材料。

此外，本發(fā)明的紅柱石用陶瓷蓄熱材料，主要用于火力發(fā)電廠鍋爐的回轉(zhuǎn)式空預(yù)器裝置中，還可用于冶金、石化等加熱爐中作為蓄熱材料以及廢氣處理RTO、RCO設(shè)備中等，具有環(huán)保和節(jié)能意義。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。