在高溫窯爐中,熱(re)損失的很大部分是排煙的熱(re)量(liang)損失。當煙氣溫度為900~1300 ℃時,煙氣余熱占爐子(zi)總能耗(hao)的50%~70%。因此,積極采用先進的煙(yan)氣余熱回收技術,在工(gong)業窯爐燃燒系統中安裝換熱器,將煙氣(qi)的余熱(re)回收用于預熱(re)助燃空氣(qi),可以從根本(ben)上提高工業(ye)爐的能源利(li)用率(lv),蜂(feng)窩體陶瓷是一種性能優越的蓄熱體(ti),是(shi)蓄熱(re)(re)節能(neng)技(ji)術中的關鍵材料。它(ta)的性(xing)能(neng)決(jue)定了余熱(re)(re)回(hui)收體(ti)系的整體(ti)性(xing)能(neng)。
一:蜂窩體為什么(me)能蓄熱?
蜂窩(wo)體陶瓷作為(wei)(wei)蓄(xu)(xu)(xu)熱體,使傳(chuan)統的蓄(xu)(xu)(xu)熱室發(fa)生了巨大(da)的變(bian)化。從原(yuan)來的格子(zi)磚(zhuan)發(fa)展(zhan)成(cheng)為(wei)(wei)陶瓷小(xiao)球,又發(fa)展(zhan)為(wei)(wei)蜂窩(wo)體蓄(xu)(xu)(xu)熱,蓄(xu)(xu)(xu)熱室的比表面積(ji)急劇增大(da),體積(ji)明顯減小(xiao),換向時間大(da)大(da)縮短,換熱性能(neng)得到(dao)極大(da)提(ti)高,整個蓄(xu)(xu)(xu)熱的過(guo)程如下(xia)圖。
蜂窩體陶(tao)瓷蓄熱的蓄熱過(guo)程,當煙氣流(liu)過(guo)蜂(feng)窩(wo)體時,煙氣(qi)把自身的(de)熱量傳給(gei)蜂(feng)窩體,蜂窩體存儲熱量(liang),溫度逐漸升高;當冷(leng)流體流過時(shi),冷流體(ti)(ti)從蜂(feng)窩體(ti)(ti)得到熱量,蜂窩體的溫度逐漸降低。如此反復,形(xing)成(cheng)一個非穩態(tai)的傳熱過程。這樣,通過蜂窩體的助(zhu)燃空氣達到了預定高溫,通過的煙氣又下降到了預定低(di)溫,蜂窩體就把高溫煙氣中的顯熱(re)轉(zhuan)移到了助燃空(kong)氣中。蜂窩體蓄(xu)熱過程(cheng)的工作原理依靠蜂窩(wo)體(ti)傳熱面結構緊湊,比表面積大,流通性能好。不易積灰(hui)、堵塞 ,冷、熱(re)流體摻混少,即使蓄熱(re)體產生裂紋也不會(hui)對蓄熱有大的影響(xiang);而(er)且換(huan)向周(zhou)期短,經(jing)過(guo)蓄熱體預熱后的(de)空氣溫度比較均勻。
二:蜂窩陶瓷蓄熱體的材質使用(yong)問(wen)題(ti)。
耐(nai)高溫是蜂窩陶瓷蓄熱體的優點之一(yi),在于能夠(gou)克(ke)服常規金(jin)屬換熱(re)器(qi)不能在高溫(wen)下長期工作(zuo)的弱點。無論是高溫(wen)余熱(re)回收,還是實現高(gao)溫預(yu)熱,蜂(feng)窩陶瓷蓄熱體必須首先滿(man)足長期在高溫下工作的要求,其次是抗(kang)金(jin)屬氧化(hua)物的侵(qin)蝕,大部分(fen)冶金窯爐廢氣中含(han)有各種雜質,導(dao)致在高溫(wen)使用時,蜂窩體會(hui)與(yu)廢氣中的(de)部分物質發(fa)生反應(ying),從而降低其(qi)使(shi)用壽(shou)命。為(wei)了提高其(qi)高溫穩定性,相繼(ji)使用的材質有莫來石質、剛(gang)玉質(zhi)、堇青石質等(deng)蜂窩陶(tao)瓷但(dan)是,由于這些材料的熱膨脹系數隨強度的提高而增大,在(zai)蓄熱(re)燃燒要(yao)求的溫度急劇變化(在(zai)空氣(qi)中急(ji)冷溫差在(zai) 800 ℃以上的惡劣環境條件下(xia)),其使用壽命(ming)還是(shi)受到較大(da)的(de)影響,這是其使用(yong)的最大問題雖然(ran)在蜂窩式(shi)蓄熱體(ti)材質(zhi)和配方上加大了(le)研制力度(du),但在結構(gou)和制造工(gong)藝上改(gai)變(bian)不大,蜂(feng)窩體的使(shi)用(yong)壽(shou)命還(huan)是(shi)不太(tai)理(li)想(xiang)。