一种用废氢氧化铬生产的无机盐/陶瓷基复合蓄热材料及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种用废氢氧化铬生产的无机盐／陶瓷基复合蓄热材料及其生产方法，用该材料生产的蜂窝陶瓷蓄热体、蓄热球、格子砖、窖炉棚板和滑块等制品有利于保护环境，同时可以降低生产成本；蓄热性能和导热性有很大程度的提高，使用温度在１２５０℃以上；蓄热密度是莫来石和堇青石蜂窝陶瓷蓄热体的２－３倍；抗腐蚀性强，有非常低的热膨胀系数；改善了蜂窝陶瓷蓄热体在发生（相变）潜热时液固两相界面处的传热效果较差的缺陷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种陶瓷蓄热材料及生产方法。
技术介绍
近年来，世界各发达国家竞相开发的高温空气贫氧燃烧技术(HTAC), 蜂窝型蓄热式燃烧系统，为提高工业炉的热效率及减少温室气体C02的排放 量，产生了十分显著的效果。在这种先进的环保节能燃烧系统中，最关键的 部件是蜂窝陶瓷蓄热体，目前，蜂窝陶瓷蓄热体主要是釆用莫来石、堇青石 为原料，莫来石的密度和比热容较大，价格较便宜，堇青石具有抗震性能好 和价格低廉等优点，但存在如下几个方面的缺陷 一是氧化铁的危害，在加 热炉的炉气烟尘中含有大量的氧化铁和氧化亚铁， 一旦与莫来石蜂窝陶瓷蓄 热体接触，在加热炉的温度条件下，会与莫来石蜂窝陶瓷蓄热体反应，形成 低共熔物，降低蜂窝陶瓷蓄热体的软熔温度，导致蜂窝陶瓷蓄热体软熔或氧 化铁连续黏附增厚堵死气流通道，迫使加热炉无法正常运转而停炉检修；二 是酸碱的腐蚀，加热炉的高温烟气一般在125(TC以上，含有碱金属蒸气和S02 等酸性气体，对莫来石和堇青石蜂窝陶瓷蓄热体的腐蚀性很强，使蜂窝陶瓷 蓄热体发生熔融、黏结和挥发；三是蓄热密度低，莫来石和堇青石蜂窝陶瓷 蓄热体主要是进行显热蓄热，显热蓄热密度均不高，特别是堇青石蜂窝陶瓷 蓄热体的蓄热量小，而且，这两种蜂窝陶瓷蓄热体均为白色，对热具有反射 作用，很难保持在一定温度下进行快速吸热和放热，致使预热的空气温度不 高，不利于高温稀氧燃烧，会出现因炉内燃烧氧气不够而导致炉头吸风，炉 尾冒火的现象，由于炉内燃烧不充分，排放出去的废烟气温度也较高，难以 达到真正意义上的环保节能，增产降耗，使窑炉的热效率与发达国家相比远 低于20%以上；四是炭沉积的危害，在炭份较高的炉况下，容易产生炭化铁， 炭化铁又分解成铁和炭，其中微细的炭粒很容易渗入莫来石和堇青石蜂窝陶瓷蓄热体疏松的气孔或裂紋中，在炭的热胀冷缩的作用下，造成蜂窝陶瓷蓄 热体崩裂、破碎和粉化。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种生产蜂窝陶瓷蓄热体的材料，用该材料生产的 蜂窝陶瓷蓄热体具有蓄热量高，使用寿命长，环保，节能的效果。本专利技术的目的是通过如下方式实现的 一种用废氢氧化铬生产的无机盐/ 陶瓷基复合蓄热材料，主要由下列组分组成废氢氧化铬10-40Wt%，三石 10-60Wt%，硅酸锆5-8Wa，炭黑3-5TO，炭化硅5-10Wt。/。，氧化镁12 -16Wt%。一种用废氢氧化铬生产的无机盐/陶瓷基复合蓄热材料的生产方法配料 —球磨机混磨至100pm~ 5mm —榨泥脱水—练泥机挤制成型—干燥—1600°C 以上烧结-粉碎-包装。本专利技术具有如下的有益效果，1、废氢氧化铬是电镀工艺中处理含铬废水 产生的废渣，这些废渣不进行处理，会对环境造成很大的污染，通过对废氢 氧化铬的利用，有利于保护环境，同时可以降低生产成本；2、废氢氧化铬中 含有一定量的氧化铜和氧化镍等金属氧化物，通过利用后生产的无机盐/陶瓷 基复合蓄热材料用于生产蜂窝陶瓷蓄热体的蓄热性能和导热性有很大程度的 提高，提高了材料的显热蓄热效果，而目前科学界研究的潜热(相变)材料 都不能超过IOO(TC的使用温度，但这种材料由于废料中有铬酸钩等高熔点无 机盐的存在，与陶瓷基复合后使用温度在125(TC以上。蓄热密度较莫来石和 堇青石蜂窝陶瓷蓄热体高2-3倍；3、添加碳黑其一是还原废渣中的六价铬 成无害的三价铬，其二是加深材料的黑度，黑色的蓄热体能加大加快蜂窝陶 瓷蓄热体吸热放热的性能，氢氧化铬在高温煅烧时会生成黑铬，黑铬较普通 绿色0203化学性能稳定，普通&203在112存在的条件下容易发生分解反应， 使0"203很快挥发掉，而黑铬的存在使氧化铁必须在较高的温度下才能与之形 成共熔物，可以提高蜂窝陶瓷蓄热体的软熔温度，铬有抗碱金属烟气腐蚀的 特性；4、添加硅酸锆可以提高蜂窝陶瓷蓄热体抗S02等酸性烟气腐蚀的性能； 5、添加氧化镁有利于潜热(相变)材料的复合，同时使材料有近似于堇青石蜂窝陶瓷蓄热体一样优异的抗热震性，有非常低的热膨胀系数；6、三石(红柱石，硅线石，蓝晶石)高温热稳定性能好，性价比优于莫来石；7、添加碳 化硅有利于改善蜂窝陶瓷蓄热体在发生(相变)潜热时液固两相界面处的传 热效果较差的缺陷；8、目前所研究的无机盐/陶瓷基复合蓄热材料其使用温 度一般都低于IOO(TC，无法大量在各种高温炉中使用，而本专利技术耐火度高达 140(TC，而且与高铝质原料调配使用时，可将耐火度提高到170(TC,而且仍 可保留一定量的潜热(相变)能力，它的成分变化和耐火度变化如图l表示。 附图说明图l是本专利技术与高铝质原料调配使用时成分变化和耐火度变化图； 具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术做进一 步说明。本专利技术是利用废氢氧化铬生产无机盐/陶瓷基复合蓄热材料，主要由下列 组分组成废氢氧化铬30Wt%,三石38Wt%，硅酸锆6Wt%，炭黑4Wt%,炭化 硅8Wt°/。，氧化镁14Wt%。将上述组分配料—球磨机混磨至100 |i m ~ 5mm —榨泥脱水—练泥机挤制 成型—干燥—160(TC以上烧结—粉碎—包装。无机盐/陶瓷基复合蓄热材料可以制成蜂窝陶瓷蓄热体、蓄热球、格子砖、 窑炉棚板和滑块等制品，如果添加纳米材料，可以提高制品的机械性能强度， 高温强度增强2-3倍，并使制品表面光滑，形成外表的膜层，内部致密度高， 气孔少，炉内的炭微粒难以渗入制品内部，克服了炭沉积对制品造成崩裂、 破碎和粉化。本专利技术的优良综合特性，典型地体现在蜂窝陶瓷蓄热体产品上，使预热 空气温度提髙，炉内燃烧更充分，更稳定，热效率提高，烟气排放温度可降 到5(TC以下，能够增产降耗5%以上，本专利技术不仅改善促进了蜂窝陶瓷蓄热体 的性能，它同样可使蓄热球，耐火球的质量性能提升，可在纳米材料增强的 配合下，将高炉热风炉格子砖改进为蜂窝状的格子砖，可将热风炉蓄热室体 积减小50%，高度降低约10米，可将风温提高100-200°C，增产降焦耗5% 以上，本专利技术还有望制成优质低成本的窑炉棚板、滑块，抗渣性好的水口等各种新产品。西欧各国每年进口大量蜂窝陶瓷用于垃圾燃烧炉，这种优质的 新材料必将引起他们的兴趣和青睐。权利要求1、一种用废氢氧化铬生产的无机盐/陶瓷基复合蓄热材料，主要由下列组分组成废氢氧化铬10-40Wt％，三石10-60Wt％，硅酸锆5-8Wt％，炭黑3-5Wt％，炭化硅5-10Wt％，氧化镁12-16Wt％。2、 根据权利要求1所述的一种用废氢氧化铬生产的无机盐/陶瓷基复合 蓄热材料的生产方法配料—球磨机混磨至100pm 5誦—榨泥脱水—练泥机 挤制成型—干燥—160(TC以上烧结—粉碎—包装。全文摘要本专利技术公开了，用该材料生产的蜂窝陶瓷蓄热体、蓄热球、格子砖、窖炉棚板和滑块等制品有利于保护环境，同时可以降低生产成本；蓄热性能和导热性有很大程度的提高，使用温度在1250℃以上；蓄热密度是莫来石和堇青石蜂窝陶瓷蓄热体的2-3倍；抗腐蚀性强，有非常低的热膨胀系数；改善了蜂窝陶瓷蓄热体在发生(相变)潜热时液固两相界面处的传热效果较差的缺陷。文档编号C09K5/00GK101429014SQ200810143990公开日2009年5月13日 申请日期2008年12月17日 优先权日2008年12月17日专利技术者潘国本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用废氢氧化铬生产的无机盐／陶瓷基复合蓄热材料，主要由下列组分组成：废氢氧化铬１０－４０Ｗｔ％，三石１０－６０Ｗｔ％，硅酸锆５－８Ｗｔ％，炭黑３－５Ｗｔ％，炭化硅５－１０Ｗｔ％，氧化镁１２－１６Ｗｔ％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：潘国明，
申请(专利权)人：潘国明，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]