在高溫窯爐中,熱損失的很大部分是排煙的熱量損失。當煙氣溫度為900~1300 ℃時,,煙氣余熱占爐子總能耗的50%~70%。因此,,積極采用先進的煙氣余熱回收技術(shù),,在工業(yè)窯爐燃燒系統(tǒng)中安裝換熱器,將煙氣的余熱回收用于預熱助燃空氣,,可以從根本上提高工業(yè)爐的能源利用率,,蜂窩體陶瓷是一種性能優(yōu)越的蓄熱體,是蓄熱節(jié)能技術(shù)中的關(guān)鍵材料,。它的性能決定了余熱回收體系的整體性能,。
一:蜂窩體為什么能蓄熱?
蜂窩體陶瓷作為蓄熱體,,使傳統(tǒng)的蓄熱室發(fā)生了巨大的變化,。從原來的格子磚發(fā)展成為陶瓷小球,又發(fā)展為蜂窩體蓄熱,,蓄熱室的比表面積急劇增大,,體積明顯減小,,換向時間大大縮短,換熱性能得到極大提高,,整個蓄熱的過程如下圖,。
蜂窩體陶瓷蓄熱的蓄熱過程,當煙氣流過蜂窩體時,,煙氣把自身的熱量傳給蜂窩體,,蜂窩體存儲熱量,溫度逐漸升高,;當冷流體流過時,,冷流體從蜂窩體得到熱量,蜂窩體的溫度逐漸降低,。如此反復,,形成一個非穩(wěn)態(tài)的傳熱過程。這樣,,通過蜂窩體的助燃空氣達到了預定高溫,,通過的煙氣又下降到了預定低溫,蜂窩體就把高溫煙氣中的顯熱轉(zhuǎn)移到了助燃空氣中,。蜂窩體蓄熱過程的工作原理依靠蜂窩體傳熱面結(jié)構(gòu)緊湊,,比表面積大,流通性能好,。不易積灰,、堵塞 ,冷、熱流體摻混少,,即使蓄熱體產(chǎn)生裂紋也不會對蓄熱有大的影響,;而且換向周期短,經(jīng)過蓄熱體預熱后的空氣溫度比較均勻,。
二:蜂窩陶瓷蓄熱體的材質(zhì)使用問題,。
耐高溫是蜂窩陶瓷蓄熱體的優(yōu)點之一,在于能夠克服常規(guī)金屬換熱器不能在高溫下長期工作的弱點,。無論是高溫余熱回收,,還是實現(xiàn)高溫預熱,蜂窩陶瓷蓄熱體必須首先滿足長期在高溫下工作的要求,,其次是抗金屬氧化物的侵蝕,,大部分冶金窯爐廢氣中含有各種雜質(zhì),導致在高溫使用時,,蜂窩體會與廢氣中的部分物質(zhì)發(fā)生反應,,從而降低其使用壽命。為了提高其高溫穩(wěn)定性,相繼使用的材質(zhì)有莫來石質(zhì),、剛玉質(zhì),、堇青石質(zhì)等蜂窩陶瓷但是,由于這些材料的熱膨脹系數(shù)隨強度的提高而增大,,在蓄熱燃燒要求的溫度急劇變化(在空氣中急冷溫差在 800 ℃以上的惡劣環(huán)境條件下),,其使用壽命還是受到較大的影響,這是其使用的最大問題雖然在蜂窩式蓄熱體材質(zhì)和配方上加大了研制力度,,但在結(jié)構(gòu)和制造工藝上改變不大,,蜂窩體的使用壽命還是不太理想。