一种蓄热材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及储能材料技术领域，尤其涉及一种蓄热材料及其制备方法。所述蓄热材料由包括固体物料和碱性激发剂溶液的原料制备得到；所述固体物料按重量份数计包括：活化的赤泥30～50份；粉煤灰30～50份；高炉矿渣15～50份；碳纳米纤维1～2份；木质素磺酸钠0.5～1份；所述碱性激发剂溶液由包括水玻璃、氢氧化钠和水的原料混合得到。本发明专利技术采用活化的赤泥、粉煤灰和高炉矿渣作为主要原料，配合碳纳米纤维和木质素磺酸钠，使得最终得到的蓄热材料热导率较高，比热容较小，耐火度较优，同时，蓄热材料的力学性能较优。力学性能较优。

【技术实现步骤摘要】
一种蓄热材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及储能材料
，尤其涉及一种蓄热材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]工业窑炉，特别是大型的高温工业窑炉，如隧道窑、梭式窑、水泥回转窑等，是陶瓷、冶金、建材和石化等行业重要的热工设备，其能耗超过全国工业总能耗的30％。工业窑炉运行中排放出大量高温烟气，直接排放进入空气不但造成严重的环境污染而且还浪费大量的高湿余热。可通过换热设备实现余热的回收达到高效节能的目的。因此抗高温、热导率良好的高性能储能元件就显得尤为重要。
[0003]材料蓄热的基本原理是在特定的条件下将某种形式的热量贮存起来，在需要热量的条件下将蓄热材料中储存的热量释放并加以利用，因此可以达到能量供应与需求达到平衡的目的。储能材料按储能方式可分为显热储能材料、相变储能材料、化学反应储能材料。在所有的储能材料中显热储能技术最为简单也比较成熟。显热蓄热材料是利用物质本身温度的变化过程来进行热量的储存，蓄放热过程相对比较简单，是早期应用较多的蓄热材料。
[0004]蓄热体材料主要采用硅线石、高岭土、红柱石等储量少原料，按照一定配比再加入添加剂，采用热压成型作出陶瓷蓄热体和蜂窝蓄热体。专利技术CN105174978公开了一种制备蓄热球的工艺，将粉煤灰、铝灰、煤矸石混合成球、辊筛、布料、烧结制备烧结陶粒，用于环保蓄热球。该蓄热体虽满足要求，但是工艺复杂，耗能高。CN102603355公开了一种碱基地质聚合物多孔材料，由水玻璃、矿渣、粉煤灰、偏高岭土、聚丙烯纤维等浆液与复合发泡制备得到地聚物多孔材料。该专利技术制得的产品可用于建筑应用中的保温砌块、化工设备耐火构件、保温砖等，但是不耐高温，高温强度低。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种蓄热材料及其制备方法，本专利技术提供的蓄热材料热导率较高，力学性能较优。
[0006]本专利技术提供了一种蓄热材料，由包括固体物料和碱性激发剂溶液的原料制备得到；
[0007]所述固体物料按重量份数计包括：
[0008][0009]所述碱性激发剂溶液由包括水玻璃、氢氧化钠和水的原料混合得到。
[0010]优选的，所述活化的赤泥按照以下方法制备得到：
[0011]将拜耳法赤泥在790～810℃下煅烧2～3h，得到活化的赤泥。
[0012]优选的，所述粉煤灰的粒径小于45μm。
[0013]优选的，所述高炉矿渣粉的平均粒径小于45μm。
[0014]优选的，所述碱性激发剂溶液按照以下方法制备得到：
[0015]将水玻璃、固体碱和水混匀后，得到碱性激发剂溶液。
[0016]优选的，所述固体碱选自氢氧化钠固体。
[0017]优选的，所述碱性激发剂溶液的模数为1.4～1.6，水玻璃掺量为35％～40％。
[0018]优选的，所述固体物料与碱性激发剂溶液中水的质量比为1：0.4～0.6。
[0019]本专利技术还提供了一种蓄热材料的制备方法，包括以下步骤：
[0020]将固体物料和碱性激发剂溶液混匀后，在模具中成型，经恒温养护，得到蓄热材料。
[0021]优选的，恒温养护的温度为58～62℃，恒温养护的时间为23～25h。
[0022]本专利技术提供了一种蓄热材料，为固废基蓄热材料，由包括固体物料和碱性激发剂溶液的原料制备得到；所述固体物料按重量份数计包括：活化的赤泥30～50份；粉煤灰30～50份；高炉矿渣15～50份；碳纳米纤维1～2份；木质素磺酸钠0.5～1份；所述碱性激发剂溶液由包括水玻璃、氢氧化钠和水的原料混合得到。本专利技术采用活化的赤泥、粉煤灰和高炉矿渣作为主要原料，配合碳纳米纤维和木质素磺酸钠，使得最终得到的蓄热材料热导率较高，比热容较小，耐火度较优，同时，蓄热材料的力学性能较优。
[0023]实验结果表明，所述蓄热材料在28d后的压强高于60Mpa；所述蓄热材料经过700℃高温烧结1h后的压强不低于40MPa，蓄热材料的导热系数大于0.75W/m
·
K，比热容低于2.5J/g
·
℃，耐火度大于1600℃。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]本专利技术提供了一种蓄热材料，由包括固体物料和碱性激发剂溶液的原料制备得到；
[0026]所述固体物料按重量份数计包括：
[0027][0028]所述碱性激发剂溶液由包括水玻璃、氢氧化钠和水的原料混合得到。
[0029]所述固体物料包括30～50重量份的活化的赤泥。在本专利技术的某些实施例中，所述
活化的赤泥为30重量份、50重量份或40重量份。
[0030]在本专利技术的某些实施例中，所述活化的赤泥按照以下方法制备得到：
[0031]将拜耳法赤泥在790～810℃下煅烧2～3h，得到活化的赤泥。
[0032]在本专利技术的某些实施例中，所述煅烧的温度为800℃。在本专利技术的某些实施例中，所述煅烧的时间为2h或3h。
[0033]本专利技术对所述拜耳法赤泥的来源并无特殊的限制，可以为一般市售。
[0034]所述固体物料还包括30～50重量份的粉煤灰。在本专利技术的某些实施例中，所述粉煤灰为40重量份或30重量份。在本专利技术的某些实施例中，所述粉煤灰为研磨后的粉煤灰。本专利技术对所述研磨的方法并无特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的机械研磨方法即可。在本专利技术的某些实施例中，所述粉煤灰为高硅粉煤灰，来源于燃煤电厂。
[0035]在本专利技术的某些实施例中，所述粉煤灰粒径小于45μm。
[0036]本专利技术对所述粉煤灰的来源并无特殊的限制，可以为一般市售。
[0037]所述固体物料还包括15～50重量份的高炉矿渣粉。在本专利技术的某些实施例中，所述高炉矿渣粉为28.5重量份、18.5重量份或18.2重量份。在本专利技术的某些实施例中，所述高炉矿渣粉的平均粒径小于45μm。本专利技术对所述高炉矿渣粉的来源并无特殊的限制，可以为一般市售。
[0038]所述固体物料还包括1～2重量份的碳纳米纤维。在本专利技术的某些实施例中，所述碳纳米纤维为1重量份。本专利技术对所述碳纳米纤维的来源并无特殊的限制，可以为一般市售。
[0039]所述固体物料还包括0.5～1重量份的木质素磺酸钠。在本专利技术的某些实施例中，所述木质素磺酸钠为0.5重量份或0.8重量份。
[0040]本专利技术对所述固体物料的制备方法并无特殊的限制，在本专利技术的某些实施例中，所述固体物料按照以下方法制备得到：
[0041]将活化的赤泥、粉煤灰、高炉矿渣粉、碳纳米纤维和木质素磺酸钠混匀，得到固体物料。
[0042]在本专利技术的某些实施例中，所述碱性激发剂溶液按照以下方法制备得到：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蓄热材料，由包括固体物料和碱性激发剂溶液的原料制备得到；所述固体物料按重量份数计包括：所述碱性激发剂溶液由包括水玻璃、氢氧化钠和水的原料混合得到。2.根据权利要求1所述的蓄热材料，其特征在于，所述活化的赤泥按照以下方法制备得到：将拜耳法赤泥在790～810℃下煅烧2～3h，得到活化的赤泥。3.根据权利要求1所述的蓄热材料，其特征在于，所述粉煤灰的粒径小于45μm。4.根据权利要求1所述的蓄热材料，其特征在于，所述高炉矿渣粉的平均粒径小于45μm。5.根据权利要求1所述的蓄热材料，其特征在于，所述碱性激发剂溶液按照以下方法制备得到：将水玻璃、固体碱和水混匀...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雪芳，刘光耀，李艳，
申请(专利权)人：华电电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：