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蜂窩陶瓷范文第1篇

關(guān)鍵詞:汽車尾氣凈化;三元催化凈化;堇青石;蜂窩陶瓷;載體;熱膨脹系數(shù);抗熱沖擊性

1 蜂窩陶瓷的使用背景

來自公安部交通管理局的最新信息,至2009年底,我國汽車保有量已達(dá)7619.31萬輛。目前幾乎所有的大中城市最大的大氣污染源都來自汽車尾氣的排放,其中大氣污染物中73.5%的碳?xì)浠衔?HC)、63.4%的一氧化碳(CO)、46%的氮氧化合物(NOx)都來自汽車尾氣。為了解決汽車尾氣排放所帶來的環(huán)境壓力,我國已經(jīng)緊跟世界腳步先后在各城市和地區(qū)采用了汽車國Ⅲ、國Ⅳ排放法規(guī)。

此法規(guī)所涉及到的排放技術(shù),就是利用涂敷在堇青石蜂窩陶瓷載體上的重金屬催化劑,對汽車所排放出來的有害氣體如HC、CO、NOx等在合適的溫度環(huán)境下進(jìn)行催化,使以上三種有害氣體相互之間發(fā)生如圖一中所示的反應(yīng),從而生產(chǎn)無害的氣體排放,其反應(yīng)機(jī)理見圖1。

由圖1中可以看出,雖然蜂窩陶瓷載體對化學(xué)反應(yīng)起不到催化作用,但是由于蜂窩陶瓷的高比表面,提供了汽車尾氣和貴金屬催化劑強(qiáng)度的接觸機(jī)會,使得反應(yīng)物質(zhì)見的傳質(zhì)效果大大提高,從而使以上反應(yīng)的效率大大提高。

2 蜂窩陶瓷在國內(nèi)的發(fā)展歷史

美國康寧公司于1976年發(fā)明堇青石蜂窩陶瓷制造技術(shù),并將此產(chǎn)品應(yīng)用到汽車尾氣凈化中。我國在上世紀(jì)80年代初期,上海硅酸鹽研究所的一些學(xué)者最早接觸到蜂窩陶瓷,由于當(dāng)時(shí)國內(nèi)沒有任何可以借鑒的經(jīng)驗(yàn),國外對此技術(shù)又嚴(yán)加封鎖,再加上蜂窩陶瓷這種結(jié)構(gòu)陶瓷的生產(chǎn)工藝技術(shù)又完全不同于傳統(tǒng)陶瓷,因此研制過程特別艱難。直到1986年才生產(chǎn)出了真正意義上的蜂窩陶瓷,但是此產(chǎn)品在推向市場時(shí)卻由于質(zhì)量遠(yuǎn)不能達(dá)標(biāo)而無法應(yīng)用到汽車上。

進(jìn)入到20世紀(jì)90年代后,隨著我國整體工業(yè)的不斷發(fā)展,各大研究院所也在積極的尋求與企業(yè)的合作,于是我國蜂窩陶瓷的生產(chǎn)慢慢的由院所研究轉(zhuǎn)向了企業(yè)的研制生產(chǎn)階段。此時(shí)國內(nèi)外的技術(shù)交流也在大力推進(jìn),同時(shí)國外技術(shù)封鎖之門也在慢慢打開,使得我國的蜂窩陶瓷生產(chǎn)技術(shù)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。而且已經(jīng)在江蘇、上海等地紛紛出現(xiàn)了蜂窩陶瓷的生產(chǎn)廠家,并且產(chǎn)品也成功應(yīng)用到了汽車領(lǐng)域。

3 汽車用蜂窩陶瓷載體的技術(shù)要求

汽車用蜂窩陶瓷載體的使用環(huán)境特別惡劣,同時(shí)其又是后排放處理系統(tǒng)中的一個(gè)零部件,因此,對其系統(tǒng)的協(xié)調(diào)適應(yīng)性也要求非常高,因此蜂窩陶瓷必須具備以下性能:

(1) 大的比表面積:保證廢氣與催化觸媒的充分接觸。蜂窩陶瓷的比表面積來自于蜂窩陶瓷的孔密度,孔密度越高,產(chǎn)品的比表面積就越大。同時(shí)材料的細(xì)孔容量和細(xì)孔分布也會對蜂窩陶瓷的比表面積產(chǎn)生很大的影響。

(2) 穩(wěn)定的吸水性:確保催化觸媒牢固均勻地涂附在載體的表面,同時(shí)又不因涂附過厚帶來浪費(fèi)。此性能也是靠蜂窩陶瓷材料穩(wěn)定的細(xì)孔分布、平均孔徑、細(xì)孔容量來體現(xiàn)的,通常載體的細(xì)孔容積為0.2cm3/g,平均細(xì)孔徑為4um。這樣就能確保載體的吸水率穩(wěn)定在19%左右。

(3) 暖機(jī)性好:要求發(fā)動機(jī)在啟動后,載體的溫度能在最短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到催化觸媒的活性溫度。汽車在冷啟動的時(shí)候,往往在啟動階段由于載體和涂敷在其表面的催化劑的熱容的原因,載體和催化劑要在吸收了足夠的熱量之后,溫度才能夠達(dá)到催化劑的起活溫度。為了盡量縮短這段時(shí)間,在不改變催化劑和載體材料的前提下,就只能盡量通過降低載體的質(zhì)量來實(shí)現(xiàn)。通常所用的載體材料堇青石就是一種多孔質(zhì)的輕質(zhì)材料。

(4) 高耐熱沖擊性:要求載體在發(fā)動機(jī)反復(fù)啟動、熄火的熱沖擊下不被破壞。耐熱沖擊對陶瓷載體的破壞主要是由于隨著溫度的改變,載體會反復(fù)出現(xiàn)膨脹、收縮,從而破壞載體。堇青石的熱膨脹系數(shù)特別低,所以是生產(chǎn)蜂窩陶瓷載體的理想材料。

(5)低的排氣阻力:要求載體對發(fā)動機(jī)的排氣阻力很小,不影響發(fā)動機(jī)的性能。排氣阻力主要是由載體的開孔率所決定的,在相同的孔密度的情況下,只有通過降低蜂窩陶瓷的格子壁厚來增加載體的開孔率。例如400目的載體通常是做0.16mm左右的壁厚,而600目的載體通常是0.12mm左右的壁厚;另外,載體孔道內(nèi)壁的光潔度也會影響排氣阻力。

(6) 高機(jī)械強(qiáng)度:由于載體的工作環(huán)境是在顛簸的汽車上,因此要求載體具備較高的強(qiáng)度而不被外力破壞。

產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度除了材料本身的影響之外,還會受產(chǎn)品的外形構(gòu)造、孔結(jié)構(gòu)等因素的影響,所以通常的載體都是做成圓形或橢圓形;如果是要做成四方、五方等其他形狀,也要在角上采用大的圓弧過渡。

(7) 良好的組裝性:載體是排氣總程的一個(gè)零件,只有良好的外表以及精確的尺寸才能確保組裝的完美。

綜合以上所有的性能要求,從康寧公司發(fā)明蜂窩陶瓷那天開始人們也在不斷嘗試著用各種材料來制造蜂窩陶瓷載體。經(jīng)過多年的研究和實(shí)踐,目前所公認(rèn)的也是普遍采用的材料是高溫型的多孔堇青石。

4 我國汽車用蜂窩陶瓷的生產(chǎn)技術(shù)分析

我國從90年代初開始生產(chǎn)汽車用蜂窩陶瓷,也一直是在使用堇青石材料進(jìn)行制造。但我國所生產(chǎn)的堇青石蜂窩陶瓷載體沒有真正進(jìn)入到一級市場--汽車整車廠,而是一直在低端的汽配市場和在用車市場艱難得求生存。究其原因,主要是由于我國所生產(chǎn)的蜂窩陶瓷載體的性能還落后于兩大巨頭――美國康寧公司和日本NGK公司。同時(shí),無論是產(chǎn)品性能指標(biāo),還是性能的穩(wěn)定性方面都還不能完全滿足汽車廠家的要求,特別是在耐熱沖擊、暖機(jī)性能、排氣阻力等方面都還很難滿足新車的要求。

筆者通過10來年在蜂窩陶瓷研究、生產(chǎn)方面的經(jīng)驗(yàn),認(rèn)為目前我國汽車用蜂窩陶瓷在技術(shù)方面主要存在以下幾大方面的問題:

4.1生產(chǎn)工藝落后

目前,美國康寧公司和日本NGK公司都采用的是生料連續(xù)臥式成形技術(shù),而國內(nèi)目前仍然采用的是兩大巨頭公司80年代的成形工藝,熟料或半熟料立式間歇成形技術(shù)。

我們知道,蜂窩陶瓷是通過堇青石晶體在產(chǎn)品的擠出方向上,實(shí)現(xiàn)C軸(堇青石材料的熱膨脹系數(shù)為各向異性,其中a軸為2.9×10-6/℃,C軸為-1.1×10-6/℃)的定向排列,才有可能成為平均熱膨脹系數(shù)為1.5×10-6/℃的材料,生產(chǎn)出在擠出方向上的熱膨脹系數(shù)小于1.0×10-6/℃的堇青石蜂窩陶瓷產(chǎn)品。

如圖2所示,當(dāng)合成堇青石的片狀原料高嶺土、滑石通過模具成形時(shí),片狀結(jié)構(gòu)會象圖中所示的樣子產(chǎn)生定向排列。而此產(chǎn)品在燒成過程中,高嶺土、滑石、氧化鋁會合成堇青石,而合成的堇青石晶體的C軸的方向是由高嶺土的片狀方向來決定的,所以在堇青石蜂窩陶瓷產(chǎn)品中就會產(chǎn)生產(chǎn)品的熱膨脹系數(shù)遠(yuǎn)小于堇青石材料的熱膨脹系數(shù)的現(xiàn)象。

由于目前國內(nèi)普遍采用的都還是直接用合成好的堇青石粉原料來進(jìn)行生產(chǎn),所以此熟料生產(chǎn)工藝所生產(chǎn)的產(chǎn)品,是不可能實(shí)現(xiàn)C軸的定向排列的,也就不可能生產(chǎn)出熱膨脹系數(shù)小于1.5×10-6/℃的高品質(zhì)產(chǎn)品。雖然近幾年也有一兩各廠家開發(fā)用高嶺土、滑石、氧化鋁等合成堇青石的原料來生產(chǎn)的生料生產(chǎn)工藝,但是由于解決不了干燥、燒成開裂問題、產(chǎn)品尺寸控制難等問題,使得此工藝一直不能實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)。當(dāng)然也有的廠家將以上兩種工藝進(jìn)行結(jié)合,采用半生料半熟料的工藝來進(jìn)行生產(chǎn),但是此工藝所生產(chǎn)出來的產(chǎn)品的熱膨脹系數(shù)也只能降低到1.3×10-6/℃左右,仍然很難趕上世界先進(jìn)水平。由于我國所生產(chǎn)的產(chǎn)品的熱膨脹系數(shù)沒法降下來,直接導(dǎo)致產(chǎn)品的抗熱沖擊性能不能滿足要求。

在其它的性能方面,熟料生產(chǎn)的產(chǎn)品的容重也會比生料生產(chǎn)的產(chǎn)品的高,使得產(chǎn)品的暖機(jī)性能差,很難滿足國Ⅲ以上排放的需要。在細(xì)孔分布方面,熟料工藝的產(chǎn)品的燒結(jié)是原料顆粒粘結(jié)性的燒結(jié),而生料工藝的產(chǎn)品是通過原料的分解再合成的方式進(jìn)行燒結(jié),因此熟料工藝所生產(chǎn)的產(chǎn)品的細(xì)孔的容量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的小于生料生產(chǎn)的產(chǎn)品,因此生料生產(chǎn)的產(chǎn)品的比表面積要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的大于熟料成形的產(chǎn)品。以上兩種不同的工藝條件所生產(chǎn)的產(chǎn)品性能的差異,正是我國自主生產(chǎn)的汽車用蜂窩陶瓷載體一直處于低端的汽配市場的主要問題所在。

其實(shí),目前國內(nèi)已經(jīng)有科研機(jī)構(gòu)和部分廠家,如上海硅酸鹽研究所、吉安市吉泰環(huán)保節(jié)能材料有限公司等,已經(jīng)成功研制出了熱膨脹系數(shù)小于1.0×10-6/℃的生料生產(chǎn)工藝的產(chǎn)品,目前也都在積極推進(jìn)工業(yè)化生產(chǎn)。

4.2 原料資源缺乏

上面說過,目前國內(nèi)有不少的研究研所以及蜂窩陶瓷生產(chǎn)廠家也在積極進(jìn)行生產(chǎn)工藝的改進(jìn),試圖采用生料生產(chǎn)工藝來生產(chǎn)出高性能的汽車用堇青石蜂窩陶瓷產(chǎn)品。但是在近10年左右的研究探索中,人們所遇到的最大的問題在于找不到合適的原料,其中最大的原料制約在高嶺土。

目前美國康寧公司和日本NGK公司所采用的原料中的高嶺土都是來自美國喬治亞州的片狀高嶺土,此高嶺土不但片狀晶體結(jié)構(gòu)發(fā)育得非常完好,同時(shí)原料中的堿金屬和堿土金屬的含量也特別低。這樣高品質(zhì)的高嶺土生產(chǎn)出來的蜂窩陶瓷不但能夠在產(chǎn)品成形方向上產(chǎn)生很好的C軸定向排列,同時(shí)在產(chǎn)品燒成合成堇青石的過程中,也不會由于堿金屬和堿土金屬的存在而產(chǎn)生大量的玻璃相,而導(dǎo)致產(chǎn)品的熱膨脹系數(shù)提高或產(chǎn)品的細(xì)孔容量降低,但目前此高嶺土早就已經(jīng)壟斷在這兩大蜂窩陶瓷巨頭的手中。

其實(shí),我國也有著豐富的高嶺土資源,南方廣東省有大量的水洗高嶺土,還有北方有著大量的硬質(zhì)煤系高嶺土。從礦山資源的穩(wěn)定性和原料的純度、片狀晶體結(jié)構(gòu)的角度來看,北方的煤系硬質(zhì)高嶺土要優(yōu)于南方的水洗高嶺土。特別是以山西大同土為代表,此類高嶺土的片狀晶體結(jié)構(gòu)完好,同時(shí)純度又較高,礦山的穩(wěn)定性也較好,是目前國內(nèi)最理想的蜂窩陶瓷生產(chǎn)用高嶺土。但此高嶺土也存在一些較大的局限性:一方面,由于煤系高嶺土中含有較高的有機(jī)煤質(zhì)成份,使得產(chǎn)品的燒失率很高,導(dǎo)致用此高嶺土生產(chǎn)的產(chǎn)品的燒成收縮率會很高,使產(chǎn)品容易產(chǎn)生燒成開裂,同時(shí)產(chǎn)品的尺寸也難以控制;另一方面,由于此高嶺土為硬質(zhì)高嶺土,這樣使得原料粉體顆粒的內(nèi)流動性降低,從而使高嶺土片狀結(jié)構(gòu)的擠出方向定向排列會大打折扣;同時(shí),硬質(zhì)高嶺土對于產(chǎn)品的成形外觀較差,對模具的磨損也會遠(yuǎn)超過軟質(zhì)高嶺土。

南方的水洗高嶺土,主要存在著大礦脈的產(chǎn)品其片狀晶體結(jié)構(gòu)達(dá)不到要求,片狀晶體結(jié)構(gòu)好的產(chǎn)品又都是來源于很小的礦山,產(chǎn)品很不穩(wěn)定,堿金屬和堿土金屬的含量往往都過高,很難用于工業(yè)化生產(chǎn)。另外,有代表性的福建龍巖高嶺土,也是由于鈣含量過高而不能使用。蘇州高嶺土雖然雜質(zhì)含量較低,但是其晶體結(jié)構(gòu)為管狀和針狀,無法滿足技術(shù)需要。

目前研究的主要方法是,通過后處理,將晶體結(jié)構(gòu)能夠滿足要求的南方軟質(zhì)高嶺土用酸進(jìn)行處理,盡量降低原料中的堿金屬和堿土金屬的含量。同時(shí)采用水洗高嶺土搭配煤系硬質(zhì)高嶺土的方式來使用。通過一些后加工手段的處理,國產(chǎn)高嶺土是可以滿足生產(chǎn)需要的,但是在生產(chǎn)過程中,原料的品質(zhì)控制就顯得相當(dāng)重要。

4.3生產(chǎn)設(shè)備簡陋

在蜂窩陶瓷的生產(chǎn)設(shè)備中,成形設(shè)備至關(guān)重要,它同時(shí)決定著產(chǎn)品的外觀、尺寸、熱膨脹系數(shù)等內(nèi)在和外在的品質(zhì)。目前國內(nèi)汽車用蜂窩陶瓷的產(chǎn)品品質(zhì)上不去,成形設(shè)備的落后也是其中的一個(gè)重要原因。

目前,我國主要采用的是國內(nèi)自制的液壓立式間歇擠出成形機(jī)(如圖3),此設(shè)備一般的料筒長度在0.6~1m之間,料筒直徑在180~350mm之間,此類型的料筒構(gòu)造導(dǎo)致每次填料時(shí),能成形的產(chǎn)品數(shù)量都非常有限,而且由于每次重新添加的泥料都跟前面的泥料存在差異,所以經(jīng)常需要重新調(diào)整模具,這些問題都大大限制了產(chǎn)品的成形效率。同時(shí),由于此成形方式中,泥料也是采用小批量的混合、捏合、真空練泥而得來,這樣很難確保每次加工泥料的硬度的一致性,從而會使每次成形的產(chǎn)品的容重和細(xì)孔分布發(fā)生很大的波動?？傊?這種間歇式的液壓立式成形設(shè)備所生產(chǎn)的產(chǎn)品的批次穩(wěn)定性,是遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到汽車廠家的要求的。

目前兩大蜂窩陶瓷巨頭所采用的是如圖4所示的連續(xù)成形設(shè)備,只要將混合好的粉體原料定期從加料口中加入,再在配液槽中相應(yīng)的配置好液體調(diào)和劑,整個(gè)設(shè)備就可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)的產(chǎn)品成形。這種設(shè)備擠出成形動力來源于可調(diào)、可控的機(jī)械推力,而且在設(shè)備的泥料熬煉部分開始就安裝有內(nèi)外水冷系統(tǒng),這樣就通過控制冷卻水溫以及設(shè)備的扭矩,就完全可以控制設(shè)備中泥料的一致性,從而確保成形產(chǎn)品性能的一致性。由于此設(shè)備的整個(gè)生產(chǎn)過程都處于設(shè)備的密封狀態(tài)中,所以外界環(huán)境對產(chǎn)品成形的干擾就相對小很多,這樣可以大大減少模具的調(diào)整和清洗的時(shí)間,使成形效率進(jìn)一步提高。總之,采用此成形設(shè)備不但能夠確保高效穩(wěn)定的生產(chǎn),同時(shí)也能確保所生產(chǎn)產(chǎn)品的各向性能指標(biāo)的批次穩(wěn)定性。

4.4 模具制造水平落后

蜂窩陶瓷模具的工作原理如圖5所示,目前國內(nèi)的蜂窩陶瓷模具的加工主要存在以下幾個(gè)方面的問題:

3.4.1 模具前端導(dǎo)泥孔的加工一致性差

目前國內(nèi)模具前端導(dǎo)泥孔都是采用麻花鉆來進(jìn)行加工,由于此導(dǎo)泥孔的直徑約為1.2mm左右,而深度在8~15mm之間,因此,這種小深盲孔采用麻花鉆加工時(shí),通常所加工的孔的垂直度很難保證,同時(shí)孔徑的大小、孔深度等也存在很大的波動。這種一致性較差的小孔在產(chǎn)品成形時(shí),泥料在每個(gè)導(dǎo)泥孔中通過時(shí)所受到的阻力就會不一樣,從而使產(chǎn)品成形時(shí),在模具的不同部分產(chǎn)品的成形速度有快有慢,從而使產(chǎn)品產(chǎn)生變形或根本無法成形。而目前國外采用的是電化學(xué)腐蝕的方法來進(jìn)行加工,這種工藝所加工出來的小盲孔無論是在孔徑、孔深、孔型方面的一致性都特別好。

3.4.2 模具后端定型槽細(xì)槽無法加工

國內(nèi)目前加工蜂窩陶瓷后端定型槽都是采用快走絲的電火花放電方式來加工。這種加工方式在加工槽寬在0.18mm以上的模具時(shí)基本都能夠滿足要求,但是一旦要求加工0.18mm以下的槽寬時(shí),此方法就較難做到。一方面是加工所用過細(xì)的切割絲國內(nèi)沒有生產(chǎn);另一方面,即使有能夠滿足加工要求的切割絲存在,也會由于絲過細(xì)而經(jīng)常出現(xiàn)斷絲現(xiàn)象,從而導(dǎo)致模具加工失敗。目前國外切割槽的加工方式采用的是電火花慢走絲的加工方式來加工0.1mm以上的槽寬的模具,而槽寬小于0.1mm的則采用的是金剛砂輪片進(jìn)行切割加工。國內(nèi)對于慢走絲加工,由于加工成本的問題,還沒有哪個(gè)模具廠家進(jìn)行過嘗試,砂輪片切割加工在國內(nèi)也無此項(xiàng)技術(shù)。隨著汽車環(huán)保要求的越來越高,只有使用600目、壁厚0.12mm以上的蜂窩陶瓷產(chǎn)品才能滿足國Ⅳ排放法規(guī)的要求。目前我國由于模具的加工手段的限制,還不能加工此類產(chǎn)品的模具。

3.4.3 模具缺乏表面處理

無論是導(dǎo)泥小孔還是定型槽,通過以上加工手段加工的模具,無論是模具的加工面還是模具的工作面,都是比較粗糙的表面。泥料通過表面時(shí)所受到的摩擦阻力也會越大,這樣一方面,會增加產(chǎn)品的成形擠出壓力,也會使導(dǎo)泥孔和定型槽的不一致性負(fù)面效應(yīng)被放大。我國目前所生產(chǎn)的模具都是直接通過在使用的前期用泥料對模具的磨耗來對模具的工作面進(jìn)行無奈的表面處理。而國外模具則是要先進(jìn)行表面處理,通過離子蒸涂的方式或者化學(xué)鍍的方式,在加工好的模具表面鍍上一層光潔的碳化鎢等耐磨材料。由于鍍層的厚度是可以控制的,因此這種方式也可以用來加工薄壁產(chǎn)品的模具?？梢酝ㄟ^化學(xué)鍍在壁厚為0.16mm的模具表面均勻鍍上0.04mm的鍍層,使模具的槽寬變?yōu)?.12mm。同時(shí)這樣的模具在使用一段時(shí)間后,一旦槽寬磨損達(dá)不到要求了,還可以采用重新鍍層的方法來使模具再生,這樣還可以大大降低模具的成本。

蜂窩陶瓷范文第2篇

關(guān)鍵詞：焚燒爐 RTO焚燒爐 自由式RTO廢氣焚燒爐

減少焚燒爐燃油消耗，具有兩方面重要意義：第一，巨大經(jīng)濟(jì)效益：對于FR-4生產(chǎn)，采用一臺直燃式焚燒爐帶一臺立式上膠機(jī)配置時(shí)，每臺焚燒爐每小時(shí)油耗在80公斤左右。在能源十分緊缺，石油越來越高的年代，每臺焚燒爐如近來柴油價(jià)格達(dá)到8000元/噸，滿負(fù)荷生產(chǎn)時(shí)，一年耗費(fèi)燃油費(fèi)用達(dá)460萬元人民幣。中小型FR-4覆銅板廠多數(shù)配備2-3臺立式上膠機(jī)，滿負(fù)荷生產(chǎn)時(shí)，一年耗費(fèi)燃油費(fèi)用達(dá)920～1380萬元人民幣，明顯加大產(chǎn)品制造成本。經(jīng)過各個(gè)設(shè)備制造廠和覆銅板廠的不斷探索改進(jìn)，這種焚燒爐的油耗都有所降低，但多數(shù)每小時(shí)油耗仍達(dá)二三十公斤或三四十公斤，每年的費(fèi)用仍然很高。因此采用低油耗焚燒爐具有巨大經(jīng)濟(jì)效益。第二，減少碳的排放：低碳經(jīng)濟(jì)是一個(gè)任重道遠(yuǎn)的工作，減少焚燒爐燃油消耗，也就減少碳的排放。因此減少焚燒爐燃油消耗，既具有巨大經(jīng)濟(jì)效益，也減少了碳的排放。

在減少焚燒爐燃油消耗方面，人們研究了蓄熱式（簡稱RTO）焚燒爐，它有雙塔式和單塔式兩種形式。這兩種焚燒爐的結(jié)構(gòu)都很龐大，造價(jià)都很高，一些中小型企業(yè)接受不了。而且在對能耗比較高的直燃式焚燒爐改造方面，發(fā)揮不了作用。此外，這兩種焚燒爐都存在蜂窩陶瓷容易黏堵、維護(hù)費(fèi)用高、在試車過程如發(fā)現(xiàn)油耗偏大等問題但爐體不容易更改等問題，因此，出現(xiàn)了自由式RTO廢氣焚燒爐。

自由式RTO廢氣焚燒爐是對雙塔式和單塔式RTO廢氣焚燒爐的改進(jìn)，它的能耗非常低。它的結(jié)構(gòu)比雙塔式和單塔式RTO焚燒爐要簡單許多，因此它的制造成本低。與雙塔式和單塔式RTO廢氣焚燒爐相比，自由式RTO廢氣焚燒爐的維護(hù)方便，它的蜂窩陶瓷也沒有雙塔式和單塔式RTO廢氣焚燒爐那么容易黏堵。

自由式RTO廢氣焚燒爐它最大特點(diǎn)是可以根據(jù)工藝要求對爐膛結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，這是雙塔式和單塔式RTO廢氣焚燒爐做不到的。因此它的使用范圍更加廣泛，如它可以用于對直燃式廢氣焚燒爐的改造，以最低改造費(fèi)用取得最大經(jīng)濟(jì)效益；再它可以應(yīng)用于酚醛合成的含酚廢水處理，這是一個(gè)歷來都不容易解決的問題。自由式RTO廢氣焚燒爐由于其爐膛溫度高達(dá)900℃左右，可以將含酚廢水燒掉而不污染環(huán)境。

下面對這幾種焚燒爐結(jié)構(gòu)和功能做一對比介紹。

一、 直燃式廢氣焚燒爐

通常，廢氣焚燒爐是以柴油、重油或天然氣為燃料。送入焚燒爐的廢氣在上述燃料的火焰中燃燒、氧化分解。

早期廢氣焚燒爐主要任務(wù)就是把有機(jī)廢氣燒掉，很少考慮熱量回收，所以那種焚燒爐被稱為直燃式廢氣焚燒爐，這種焚燒爐的燃料消耗很大。通?！耙粚σ弧保ㄒ慌_焚燒爐對一臺上膠機(jī)）耗油量在80kg/小時(shí)左右。直燃式廢氣焚燒爐的結(jié)構(gòu)示意圖見圖1。

雖然人們也一直在尋找直燃式廢氣焚燒爐節(jié)能方法，如讓廢氣進(jìn)入爐膛時(shí)采用亂流的形式，并采用迷宮式或延長爐膛長度，在爐膛中放入一些磚等方法，來延長廢氣在爐膛中的停留時(shí)間，以使廢氣更加充分的燃燒。同時(shí)讓廢氣先預(yù)熱，然后再進(jìn)入爐膛。經(jīng)過預(yù)熱的廢氣溫度提高了以后，在爐膛中燃燒需要熱量相應(yīng)較低，以此來降低燃料消耗。但當(dāng)燃燒機(jī)熄火時(shí)，爐膛的溫度下降很快，燃燒機(jī)必須重新點(diǎn)火，所以這種結(jié)構(gòu)焚燒爐的能耗很高。

由于對直燃式廢氣焚燒爐所采取的種種改進(jìn)效果都有限，所以出現(xiàn)了下面的“蓄熱式RTO” 廢氣焚燒爐。

二、“蓄熱式”RTO 廢氣焚燒爐

一臺生產(chǎn)速度為18m/分的立式上膠機(jī)，在穩(wěn)定每小時(shí)產(chǎn)生溶劑量達(dá)100kg左右。FR-4覆銅板生產(chǎn)主要溶劑為DMF和丙酮，有機(jī)溶劑具有很高的熱值，如每公斤丙酮的熱值高達(dá)6000多大卡。如果能夠?qū)⑦@些溶劑全部都利用起來，讓它在焚燒爐里充分燃燒，那么100kg溶劑可以產(chǎn)生60萬大卡/小時(shí)的熱量。一臺立式上膠機(jī)在穩(wěn)定生產(chǎn)時(shí)需要的熱量也在60萬大卡/小時(shí)左右。因此，如果上膠機(jī)產(chǎn)生廢氣能夠充分燃燒，則焚燒爐可以不需要其他燃料，或補(bǔ)充少量燃料就可以維持正常生產(chǎn)。于是，出現(xiàn)了“蓄熱式” RTO廢氣焚燒爐。

所謂“蓄熱式”就是把焚燒爐燃燒過程產(chǎn)生的熱量蓄存在蓄熱材料中。當(dāng)前比較常用的蓄熱材料是“蜂窩陶瓷”，它具有很多的小孔（也稱為多孔磚），形成“蜂窩群”。當(dāng)這些“蜂窩群”蓄聚大量的熱量到達(dá)織熱狀態(tài)時(shí)，即使燃燒機(jī)不點(diǎn)火，織熱的蜂窩陶瓷也能把有機(jī)廢氣燃燒起來。因此，“蓄熱式” 廢氣焚燒爐就特別省能源。

“蓄熱式” 廢氣焚燒爐有雙塔式RTO和單塔式RRTO（旋轉(zhuǎn)式也稱RRTO）。這兩種爐子的結(jié)構(gòu)都很龐大，價(jià)格昂貴，爐膛結(jié)構(gòu)固定，蜂窩陶瓷容易粘堵等缺陷。這幾年，我們研究了“自由式RTO廢氣焚燒爐” ，它的爐膛結(jié)構(gòu)是可以自由調(diào)節(jié)（所以給這種焚燒爐取名“自由式RTO廢氣焚燒爐” ），蜂窩陶瓷不容易粘堵，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)并申請了國家專利，終于沖破這層面紗。所以“蓄熱式” 廢氣焚燒爐就有了三種結(jié)構(gòu)形式，下面我們分別論述之：

1、 雙塔式RTO廢氣焚燒爐：

當(dāng)前雙塔式RTO廢氣焚燒爐有如下兩種結(jié)構(gòu)形式：有一種是雙燃燒機(jī)結(jié)構(gòu)（見圖2 A），；另一種是單燃

燒機(jī)結(jié)構(gòu)（見圖2 B）。這兩種爐子都有人在用，它的原理都一樣。

雙塔分為A爐和B爐，兩個(gè)塔的結(jié)構(gòu)是相同的。下方是廢氣室，中部是蜂窩陶瓷，頂部是燃燒室。

廢氣從A爐的蓄熱室下方進(jìn)入焚燒爐，經(jīng)過蓄熱室到達(dá)燃燒室燃燒，產(chǎn)生的熱量被送到熱交換器給上膠機(jī)加熱，有部分熱量從B爐的蓄熱室的上方流經(jīng)蜂窩陶瓷到達(dá)B爐下方的廢氣室，對B爐蜂窩陶瓷加熱，然后經(jīng)過旁通管道排到煙囪（也可排入到熱交換器）。經(jīng)過預(yù)熱的蜂窩陶瓷，如果能夠達(dá)到熾熱狀態(tài)，能夠?qū)⑦M(jìn)入焚燒爐的廢氣點(diǎn)燃，就能夠達(dá)到降低能耗目的。

為了使A、B爐的蜂窩陶瓷都得到預(yù)熱，A、B爐就必須交替使用，這個(gè)過程通過氣動閥的切換來實(shí)現(xiàn)。

即第一周期廢氣是從A爐廢氣室進(jìn)入，流經(jīng)燃燒室以后，部分熱量從B爐廢氣室排走。經(jīng)過若3～5分鐘以后，經(jīng)過氣動閥的切換，廢氣是從B爐廢氣室進(jìn)入，部分熱量從A爐廢氣室排走，同時(shí)對A爐蜂窩陶瓷進(jìn)行預(yù)熱。通過氣動閥的不斷的切換，使A爐和B爐的蜂窩陶瓷被輪流加熱。

雙塔式RTO，當(dāng)爐膛的溫度達(dá)到850-950℃時(shí)，蜂窩陶瓷可以使有機(jī)廢氣自燃，所以能夠達(dá)到節(jié)能目的。A爐和B爐的切換，也為了通過對蜂窩陶瓷的熱處理，來防止蜂窩陶瓷的黏堵。

雙塔式RTO廢氣焚燒爐比直燃式廢氣焚燒爐在節(jié)能方面的確進(jìn)了一大步。但蜂窩陶瓷自下而上布置，頂部的蜂窩陶瓷接近燃燒室，溫度比較高，不容易出現(xiàn)黏堵。但下面的蜂窩陶瓷溫度比較低，有機(jī)廢氣中的低分子物會在這里沉積，容易出現(xiàn)蜂窩陶瓷的黏堵問題。

有些公司采用“返燒方法”，每過一段時(shí)間如將A爐產(chǎn)生熱量全部排入B爐，來燒去蜂窩陶瓷上的黏堵物，但由于蜂窩陶瓷3～4層厚，厚度達(dá)一米多，有些爐子在蜂窩陶瓷下面還布置有陶瓷環(huán)，陶瓷馬蹄塊等物，采用返燒方法也很難將下方黏堵物燒干凈。另外是A，B爐通過氣動閥頻繁切換，萬一氣動閥出現(xiàn)故障，就有安全隱患。

2、單塔式RRTO廢氣焚燒爐

為了解決RTO焚燒爐中蜂窩陶瓷的預(yù)熱，需要A，B兩個(gè)塔氣路頻繁切換問題，出現(xiàn)了單塔式RTO焚燒爐。有人為了區(qū)別雙塔式，給他取名RRTO，它的特點(diǎn)就是用一個(gè)旋轉(zhuǎn)廢氣室來代替雙塔（單塔式RRTO結(jié)構(gòu)見圖25）。

單塔式RRTO焚燒爐的廢氣室在下方，蜂窩陶瓷在中部，爐膛在上部。

廢氣從爐子的下方經(jīng)過已經(jīng)預(yù)熱了的蜂窩陶瓷進(jìn)入燃燒室燃燒，產(chǎn)生的熱量被送到熱交換器給上膠機(jī)加熱，有部分熱量則從燃燒室經(jīng)蜂窩陶瓷流到下方的廢氣室，給蜂窩陶瓷預(yù)熱。

為了使進(jìn)入的廢氣與流出的熱氣流分開，同時(shí)又要讓蓄熱室所有的蜂窩陶瓷都能夠均勻受熱。廢氣室被分成多個(gè)小格（如12-16個(gè)小格）。它通過旋轉(zhuǎn)使進(jìn)入的廢氣和流下的熱量每若干秒鐘就變換一個(gè)小格，這樣就使到蜂窩陶瓷被均勻加熱。

當(dāng)蜂窩陶瓷被加熱到比較高的溫度，并明顯超過有機(jī)廢氣的著火點(diǎn)時(shí)。即使燃燒機(jī)不點(diǎn)火，織熱的蜂窩陶瓷也能把有機(jī)廢氣點(diǎn)燃。如果生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有機(jī)廢氣很充分，則這個(gè)過程可以連續(xù)下去，即只燒廢氣不燒油，所以蓄熱式廢氣焚燒爐很節(jié)能。

單塔式RRTO焚燒爐比雙塔式RTO少了一個(gè)塔，也減少了氣閥切換問題，但多了廢氣室旋轉(zhuǎn)問題。單塔式RRTO焚燒爐結(jié)構(gòu)比較龐大，蜂窩陶瓷通常為4層，每塊磚的高度300mm，總高度在1200mm甚至更厚。由于下層蜂窩陶瓷的溫度比較低，仍解決不了蜂窩陶瓷容易黏堵問題。直立堆疊蜂窩陶瓷壞了之時(shí)也不容易更換等。

3、自由式RTO廢氣焚燒爐

自由式RTO廢氣焚燒爐是對雙塔式RTO廢氣焚燒爐和單塔式RRTO廢氣焚燒爐的改進(jìn)。它的后半部分即熱交換器部分與雙塔式RTO廢氣焚燒爐和單塔式RRTO廢氣焚燒爐基本相同（自由式RTO結(jié)構(gòu)見圖26）。

焚燒爐的最關(guān)鍵部分是爐膛部分，如果爐膛設(shè)計(jì)太大，則燃料消耗增加。如果設(shè)計(jì)太小，則廢氣容易過量，造成很大不安全因素。雙塔式RTO廢氣焚燒爐和單塔式RRTO廢氣焚燒爐的爐膛結(jié)構(gòu)很龐大，安裝完成以后很難更改。而自由式RTO廢氣焚燒爐的爐膛結(jié)構(gòu)是自由式的，它可以隨生產(chǎn)需求進(jìn)行調(diào)整。如在生產(chǎn)過程發(fā)現(xiàn)爐膛偏大時(shí)，它可以適當(dāng)調(diào)小。當(dāng)用戶需要把一拖二焚燒爐改為一拖三時(shí)，它也可以很容易的去完成，（包括供熱部分必要時(shí)的適當(dāng)加大，都可以做到）。因此，自由式RTO廢氣焚燒爐的安全性比雙塔式RTO廢氣焚燒爐和單塔式RRTO廢氣焚燒爐更加高。

4、蓄熱材料選用

由于“蓄熱式” 廢氣焚燒爐的溫度高達(dá)850-950℃，對于這些材料不僅需要它具有蓄熱性能，而且必須有較長使用壽命。含鋁質(zhì)陶瓷材料就具有蓄熱性能和耐熱性好，它的使用溫度可以高達(dá)1000℃以上，所以“蜂窩陶瓷”大部分采用可以用于做陶瓷的材料，它的優(yōu)點(diǎn)是耐熱性好，吸熱快，散熱也快。比較常用的有高鋁石，堇清石，莫來石等。

當(dāng)前，用的比較多的蜂窩陶瓷多孔磚的規(guī)格是： 150×150×150、150×150×300（mm），孔數(shù)：25×25、40×40、50×50、60×60等，它的孔徑從0.5mm～4mm。蜂窩陶瓷磚的截面孔主要為正方形，且孔道是相互平行的直通道結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)大大降低了氣孔流經(jīng)的阻力。 使用時(shí)把它堆放起來，讓前后每塊磚的孔對齊就可以，相當(dāng)方便。

有人為了增加廢氣在蓄熱體上的停留時(shí)間，在蜂窩陶瓷多孔磚的下方放入部分陶瓷環(huán)，陶瓷環(huán)的規(guī)格多種多樣，因使用者要求不同而不同。這些陶瓷環(huán)是無序堆放的，需要有容器避免它散開。

由于上述蓄熱材料都容易出現(xiàn)黏堵現(xiàn)象，蜂窩陶瓷多孔磚的孔道或陶瓷環(huán)表面及孔內(nèi)粘上一層棕色或綜黑色物質(zhì)，這些物質(zhì)是未完全氧化分解的低分子物。黏堵導(dǎo)致空氣流動不順暢，降低焚燒爐效率，并危及安全生產(chǎn)。黏堵現(xiàn)象主要出現(xiàn)在蜂窩陶瓷的低溫區(qū)，有機(jī)廢氣中的低分子物容易在這里沉積。為了解決這個(gè)問題，人們一直在不停的探索，包括在蜂窩陶瓷的低溫區(qū)應(yīng)用大孔徑蜂窩陶瓷，或?qū)⑺鼈冏龀善?，在它上面壓有許多溝槽，當(dāng)把它一塊一塊組合在一起時(shí)，就形成許多的孔，有人把它稱為“餅干式”。采用“餅干式”陶瓷磚目的是它具有蜂窩式陶瓷多孔磚堆放方便優(yōu)點(diǎn)，又比蜂窩式陶瓷多孔磚好清理。但“餅干式”陶瓷磚的孔數(shù)太少，蓄熱效果低，所以只能作為爐的下層磚。

熱膨脹系數(shù)是選用蜂窩陶瓷的一個(gè)重要參數(shù)，通常選用熱膨脹系數(shù)小的陶瓷材料，它是防止蜂窩陶瓷碎裂的一個(gè)重要參數(shù)。通常是采用高鋁土，堇青石，莫來石的混合材料站制造。

為了提高焚燒爐的熱效果，有人在蜂窩陶瓷中加入催化劑，它是一種貴金屬，它能夠降低有機(jī)廢氣在蜂窩陶瓷上“自燃”溫度。即使在較低的爐膛溫度下，即使還沒有達(dá)到有機(jī)廢氣自燃點(diǎn)，有機(jī)廢氣也能夠著火燃燒，進(jìn)一步提高焚燒爐節(jié)能效果。但在FR-4生產(chǎn)中，溴及其他某些化學(xué)物質(zhì)會使催化劑“中毒”，使其失去作用、因此，在使用時(shí)要慎重。

三、廢氣焚燒爐安全生產(chǎn)上的一些問題

1、蜂窩陶瓷的黏堵

蜂窩陶瓷的黏堵是RTO焚燒爐比較頭痛的一個(gè)問題。

（1）蜂窩陶瓷的黏堵增加燃料消耗：對于雙塔式RTO廢氣焚燒爐和單塔式RRTO廢氣焚燒爐，剛開始生產(chǎn)的時(shí)候，耗油很少。但生產(chǎn)一段時(shí)間以后，耗油量開始增加，產(chǎn)生原因就是蜂窩陶瓷開始出現(xiàn)黏堵現(xiàn)象。很多廠家每三個(gè)月，有的是半年就需要清理一次蜂窩陶瓷。清理方法是把蜂窩陶瓷都拆下來，換去黏堵比較嚴(yán)重的部分。重新開機(jī)生產(chǎn)時(shí)，耗油量又明顯下降了。

（2）蜂窩陶瓷黏堵威脅焚燒爐安全生產(chǎn)：由于蜂窩陶瓷產(chǎn)生黏堵導(dǎo)致空氣流動不順暢，廢氣流量開始下降，

這使上膠機(jī)和焚燒爐的安全生產(chǎn)受到威脅。黏堵現(xiàn)象主要出現(xiàn)在蜂窩陶瓷的低溫區(qū)，有機(jī)廢氣中的低分子物容易在這里沉積。黏堵，降低焚燒爐效率，并危及安全生產(chǎn)。

（3）增加生產(chǎn)成本：雙塔式RTO廢氣焚燒爐和單塔式RRTO廢氣焚燒爐的蜂窩陶瓷比較難拆，必須將整

個(gè)爐膛都拆開才能做到。工作量比較大，而且每次拆卸都造成部分蜂窩陶瓷碎裂而報(bào)廢。少的每次報(bào)廢幾十塊，多的每次報(bào)廢一百多二百塊，經(jīng)濟(jì)損失比較大。

自由式RTO廢氣焚燒爐的蜂窩陶瓷布置與雙塔式RTO廢氣焚燒爐和單塔式RRTO廢氣焚燒爐不同，蜂窩陶瓷不容易出現(xiàn)黏堵現(xiàn)象。有些廠家使用數(shù)年都沒有出現(xiàn)這種情況。此外，如果需要對蜂窩陶瓷進(jìn)行更換時(shí)，自由式RTO廢氣焚燒爐蜂窩陶瓷是水平擺放的，人可以自由出入，因此比較容易清理。

（4）蜂窩陶瓷黏堵主要原因：造成蜂窩陶瓷黏堵主要原因是溶劑帶有少量低分子樹脂，如果膠液中有填料時(shí)，還帶有一些填料。當(dāng)溶劑從從膠液中揮發(fā)出來時(shí)，部分低分子樹脂和很少量填料被溶劑帶出來，蜂窩陶瓷的孔很小，表面積很大，如果他們溫度很高時(shí)，低分子樹脂處于氣化狀態(tài)，不容易沉積。但是當(dāng)這些蜂窩陶瓷的溫度比較低時(shí)，這些低分子樹脂和量填料就容易出現(xiàn)沉積。由于雙塔式RTO廢氣焚燒爐和單塔式RRTO廢氣焚燒爐下層蜂窩陶瓷溫度比較低，所以容易產(chǎn)生沉積。沉積物多了，就產(chǎn)生黏堵。

自由式RTO廢氣焚燒爐蜂窩陶瓷溫度都很高，所以不會產(chǎn)生低分子樹脂沉積。但填料由于不能氣化，所以膠液中如果填料的比例比較高時(shí)，還是會出現(xiàn)由填料造成的黏堵。由低分子樹脂造成的黏堵物呈現(xiàn)棕色或綜黑色物質(zhì)，可以燒掉；由填料（如氫氧化鋁或硅微粉）造成的黏堵呈現(xiàn)白色，燒不掉。

（5）蜂窩陶瓷黏堵較常用處理方法：提高蜂窩陶瓷的溫度是防止黏堵或延長造成黏堵時(shí)間的最好的方法；但并不是所有的焚燒爐的蜂窩陶瓷的溫度都能提得很高，由于由低分子樹脂造成的黏堵物是可以燒掉的，所以，可以許多廠家采用“返燒”方法，（燃燒室高溫不往熱交換器送，而是把熱量回壓到蜂窩陶瓷上，把由低分子樹脂造成的黏堵物燒掉，這種做法常用于雙塔式RTO廢氣焚燒爐和單塔式RRTO廢氣焚燒爐）；對于由填料造成的黏堵，由于燒不掉，較常用方法是用壓縮空氣把他們吹掉。

2、燃燒機(jī)回火問題

當(dāng)燃燒機(jī)處于熄火狀態(tài)時(shí)，燃燒機(jī)的風(fēng)機(jī)可能處于停頓或低送風(fēng)狀態(tài)。而RTO焚燒爐此時(shí)爐膛的溫度仍高達(dá)800-900℃，就很容易出現(xiàn)回火燒壞燃燒機(jī)情況，這種情況在直燃式焚燒爐比較常見。為了解決這個(gè)問題，直燃式焚燒爐常采用排煙風(fēng)機(jī)的功率大于廢氣風(fēng)機(jī)的功率方法，使?fàn)t膛為微負(fù)壓，以避免出現(xiàn)回火燒壞燃燒機(jī)情況。但這種情況不容易維持。比較好的辦法是在燃燒機(jī)頭有感溫棒，設(shè)定一個(gè)保護(hù)溫度，當(dāng)其感應(yīng)到溫度超過設(shè)定值時(shí)，自動增大燃燒機(jī)送風(fēng)量，避免燃燒機(jī)過熱燒壞情況發(fā)生。

有些焚燒爐采用比較特殊燃燒機(jī)，這種燃燒機(jī)是一種全密閉結(jié)構(gòu)，它還通入壓縮空氣，就保證不會產(chǎn)生燃燒機(jī)回火燒壞燃燒機(jī)情況。

3、安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本專利針對國內(nèi)外焚燒爐發(fā)生過多次失火、爆炸情況，特別在RTO燃燒室上增加了一套安全設(shè)計(jì)，大大提高了焚燒爐生產(chǎn)的安全性。調(diào)節(jié)廢氣輸送的舞蹈性和廢氣輸送安全性。

（1）廢氣放空閥，在管道或爐膛壓力超過設(shè)定值時(shí)閥門自動打開，將壓力釋放，避免焚燒爐發(fā)生爆炸事故。在生產(chǎn)結(jié)束焚燒爐停機(jī)前10-20分鐘，打開該閥門將系統(tǒng)廢氣排光，以避免停機(jī)以后發(fā)生不安全事故。

（2）安全防爆片，當(dāng)焚燒爐壓力出現(xiàn)異常時(shí)自動破開，將壓力釋放，避免焚燒爐發(fā)生爆炸事故。

（3）冷風(fēng)進(jìn)入閥門，在爐膛溫度超高，難以控制時(shí)自動打開，進(jìn)入冷空氣降低爐膛溫度，防止焚燒爐出現(xiàn)不安全事故。

四、自由式RTO廢氣焚燒爐在其他行業(yè)應(yīng)用

自由式RTO廢氣焚燒爐的應(yīng)用范圍比雙塔式RTO廢氣焚燒爐和單塔式RRTO廢氣焚燒爐更加廣泛。

1、在噴漆、壓敏膠帶等行業(yè)應(yīng)用

雙塔式RTO廢氣焚燒爐和單塔式RRTO廢氣焚燒爐，體積都很龐大，不適用于這些的廢氣是間斷產(chǎn)生，或廢氣量比較小的場合。

自由式RTO廢氣焚燒爐結(jié)構(gòu)可以做得比較小，爐膛的結(jié)構(gòu)又可以自由調(diào)整，所以它可以用于廢氣的產(chǎn)生是間斷性，廢氣量可能比較?。ㄈ缒z粘帶或壓敏膠帶行業(yè)）的場合。

2、在含酚廢水處理方面的應(yīng)用

含酚廢水處理一直是酚醛樹脂工業(yè)的老大難問題。我們曾經(jīng)試用過“生化法”，“活性污泥法”，“離子交換樹脂吸付法”等等，都存在處理不徹底，或產(chǎn)生二次污染燈問題。后來采用將含酚廢水霧化噴入一個(gè)專用的廢水焚燒爐中，將有機(jī)物燒掉的方法，但耗油量相當(dāng)大，在能源短缺的時(shí)代，也不是一個(gè)好方法。也有一些工廠將含酚廢水與煤混合后送入鍋爐燒掉，混合煤過程產(chǎn)生刺激性氣體對人、對環(huán)境都產(chǎn)生污染。如果將將含酚廢水噴到鍋爐中燒掉，由于含酚廢水進(jìn)入鍋爐以后先氣化，氣體在爐膛停留時(shí)間太短，有許多有機(jī)物來不及燃燒就被排走。因此，這個(gè)方法不是一個(gè)完滿方法。

我們嘗試將含酚廢水霧化噴入廢氣焚燒爐中，這是一個(gè)有潛力的做法。但對于直燃式廢氣焚燒爐，當(dāng)含酚廢水噴進(jìn)去時(shí)，爐溫下降太快，所以不適用。對于蓄熱式廢氣焚燒爐，爐膛溫度高達(dá)850-950℃，足以將含酚廢水徹底氧化分解。而且蓄熱材料能夠保持焚燒爐不會再含酚廢水進(jìn)入焚燒爐時(shí)過快降溫，影響焚燒爐的正常運(yùn)行。

為了避免將含酚廢水進(jìn)入廢氣焚燒爐中，爐膛的溫度下降過快，并導(dǎo)致蜂窩陶瓷碎裂等產(chǎn)生。不適宜采用噴的方法。因?yàn)楹訌U水中的低分子物很容易黏堵噴嘴。就是將含酚廢水過濾了，但隨著低分子樹脂進(jìn)一步反應(yīng)，還是會黏堵。比較適當(dāng)方法應(yīng)當(dāng)將含酚廢水氣化，然后與有機(jī)廢氣一同輸送入燃燒室。這種做法可以避免黏堵噴嘴問題，可以避免含酚廢水間斷性進(jìn)入，以及爐膛降溫波動過大，造成蜂窩陶瓷碎裂等問題。

蜂窩陶瓷范文第3篇

本實(shí)用新型公開了一種新型釉料攪拌裝置，包括設(shè)有過濾網(wǎng)及輸釉管的攪拌桶，該攪拌桶還設(shè)有攪拌機(jī)，所述攪拌機(jī)包括置于機(jī)殼內(nèi)通過鍵、軸承固接于攪拌軸上的攪拌機(jī)風(fēng)葉，與攪拌軸連接的攪拌葉末端設(shè)有葉片。所述密封機(jī)殼設(shè)有一與其內(nèi)腔貫通的調(diào)節(jié)裝置；所述調(diào)節(jié)裝置為一氣動三聯(lián)體組合；所述氣動三聯(lián)體組合為氣管、氣動三聯(lián)體及快速接頭的連接體；所述快速接頭與機(jī)殼的連接處設(shè)有密封件。本實(shí)用新型實(shí)用性強(qiáng)，其結(jié)構(gòu)為攪拌機(jī)上加設(shè)一調(diào)節(jié)裝置，用以調(diào)節(jié)釉料攪拌速度，使攪拌速度不致過快，可有效調(diào)節(jié)釉料溫度，印花效果好，提升了產(chǎn)品檔次。本實(shí)用新型的適用范圍不局限于釉料，亦可適用于其他物質(zhì)的攪拌，具有廣闊的市場經(jīng)濟(jì)效益。

專利號：200620019139.1

超薄石材蜂窩板連接結(jié)構(gòu)

本實(shí)用新型的目的在于提供一種連接方式簡單牢靠、生產(chǎn)成本低，且外觀好的超薄石材蜂窩板連接結(jié)構(gòu)。該連接結(jié)構(gòu)包括由石材面板與蜂窩板膠接形成的超薄石材蜂窩板臺板。所述石材面板底側(cè)面經(jīng)玻璃纖維膠粘體與蜂窩板上端面相膠接，所述的蜂窩板下端面直接覆蓋有玻璃纖維膠粘體或粘合有鋁板的玻璃纖維膠粘體，其特征在于所述超薄石材蜂窩板臺板設(shè)有用于連接支腳的螺紋連接組件。

本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單牢靠、使用壽命長，且美觀大方等優(yōu)點(diǎn)。

專利號：200620087671.7

骨質(zhì)瓷用無鉛熔塊釉

本發(fā)明涉及陶瓷釉料，尤其是一種用于生產(chǎn)高檔無鉛骨質(zhì)瓷產(chǎn)品的骨質(zhì)瓷用無鉛熔塊釉。該無鉛熔塊釉由礦物原料和化工原料配制而成，其化學(xué)組成(wt%)為：SiO2 45～56，Al2O3 7～13，CaO 7～12，MgO 0.8～8，BaO 0～6，SrO 0～4，ZnO 9～17，K2O 3～5，Na2O 0.6～3.1，Li2O 0～1.5，B2O3 2～8，ZrO2 0～1.5。本發(fā)明無鉛釉的原料組成中不含有任何鉛組分，加入了較大量的堿金屬和堿土金屬氧化物，坯釉適應(yīng)性好，特別適合于國內(nèi)窯爐溫差過大的特點(diǎn)，燒后的成品瓷釉面細(xì)膩、光潤、光澤度好、平整、機(jī)械強(qiáng)度高、熱震穩(wěn)定性好，經(jīng)檢測熱震穩(wěn)定性達(dá)到180℃～20℃水中熱交換5塊一次未裂，鉛含量為零，徹底解決了高檔骨質(zhì)瓷的含鉛問題。

專利號：200710001089.3

一種金黃鏡面釉之制作方法

本發(fā)明涉及一種金黃鏡面釉之制作方法，該釉料包括氧化鋅、白云石、氧化鈦、方解石、無鉛熔塊、高嶺土、石英粉、氧化銅、氧化錳、五氧化二釩、氧化鐵等11種原料，其中氧化銅和氧化錳為著色氧化物。制作時(shí)，通過濕法球磨，然后過篩，按45～60波美度的濃度調(diào)配漿料，取光潔的瓷器坯料浸釉后入窯在 1160～1200℃的氧化氣氛下燒制，所得成品釉面金光閃爍、熠熠生輝、光彩照人，給人一種華麗富貴的觀感。

專利號：200710034391.9

一種在陶瓷制品上形成隱形圖案效果的制作方法

本發(fā)明涉及一種在陶瓷制品上形成隱形圖案效果的制作方法。它是在陶瓷制品表面上用各種易熔、有光、亞光或無光等釉料為底釉，然后在釉上刮制由阻水油或樹膠或纖維素調(diào)制的助熔材料的移印圖案或者貼上用助熔材料制作的釉下花紙，然后通過窯具燒成，以形成隱形圖案效果。本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)是利用各種底釉與助熔材料的熔融溫度差異(助熔材料的熔融溫度比底釉溫度低，且助熔材料本身不發(fā)色)來形成隱形圖案的效果。本發(fā)明的方法構(gòu)思獨(dú)特、制作容易，采用上述工藝形成一種弱對比的隱形圖案效果，能使陶瓷制品形成圖案似有似無、光潔潤澤、別開生面的視覺效果，屬于日用陶瓷制品表面著色裝飾，又能增加產(chǎn)品的質(zhì)感和美感的制作方法。

專利號：200610031712.5

一種防滑拋光磚

蜂窩陶瓷范文第4篇

關(guān)鍵詞：石材蜂窩板石材板膠粘劑

中圖分類號：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

石材蜂窩板的應(yīng)用

目前天然石材廣泛運(yùn)用于建筑外立面上，為建筑師一種常用的選擇，能滿足不同建筑風(fēng)格需要，使用起來比較成熟。但是天然石材/的缺點(diǎn)也很明顯，它重量大、強(qiáng)度低、脆性材質(zhì)等。石材為天然材料，其材質(zhì)均勻性較差，彎曲強(qiáng)度離散性大，屬于脆性材料，在生產(chǎn)、開發(fā)、加工過程中難免產(chǎn)生一些輕微的內(nèi)傷或微小的裂紋，很難被發(fā)現(xiàn)；在高層建筑外墻安裝后，由于要承受自重、風(fēng)、地震和溫度等荷載和作用對它的影響，內(nèi)傷會逐漸增大，存在著很大的安全隱患，石材蜂窩復(fù)合板便在市場的需求下應(yīng)運(yùn)而生。

石材蜂窩板起源于上世紀(jì)的歐洲，經(jīng)過在歐洲和北美的發(fā)展，已成為一種重要的復(fù)合新型建筑裝飾材料。上世紀(jì)九十年代傳入我國后．經(jīng)過行業(yè)人士的不懈努力，其質(zhì)量已有極大提高，應(yīng)用技術(shù)也得到飛速發(fā)展，不僅用于普通建筑裝飾，而且其應(yīng)用領(lǐng)域已發(fā)展到了地面、臺面、高層建筑的內(nèi)外墻面等，呈現(xiàn)出迅猛的發(fā)展勢頭。

石材蜂窩板是在專用蜂窩板的表面復(fù)合上石材，既克服了傳統(tǒng)石材幕墻的一些缺點(diǎn)，還能起到隔熱、降噪、抗震的作用，而且可根據(jù)需要取天然石材的外觀、花紋、色彩與質(zhì)感，滿足一些建筑外立面需要，目前正逐漸運(yùn)用在一些大型工程中。

石材蜂窩板結(jié)構(gòu)

石材蜂窩復(fù)合板是天然石材與鋁蜂窩板、鋼蜂窩板或玻纖蜂窩板粘接而成的板材，基本構(gòu)造見圖1。

圖1

說明：

1——石材；

2——與石材面板粘接的蜂窩板菌板(鋁板、鍍鋁鎊鋼板、玻纖板)；

3——鋁蜂窩芯；

4一一蜂窩板面板(鋁板、鍍鋁錚鋼板、玻纖板)；

5一一膠粘劑層。

2.1 石材

石材一般應(yīng)采用符合標(biāo)準(zhǔn)要求的天然石材，石材的選擇應(yīng)當(dāng)符合《天然花崗石建筑板材》優(yōu)等品的要求，彎曲強(qiáng)度不小于8MPa，吸水率應(yīng)小于0.8%等；當(dāng)石材飾面為亞光面或鏡面時(shí)，其厚度不宜大于5mm，石材飾面為粗面時(shí)，其厚度不宜大于8mm，對于外裝幕墻，通常推薦石材鋁蜂窩板的石材厚度為4-5mm，鋁蜂窩板厚度不低于25mm。

石材表面應(yīng)涂刷防護(hù)劑，其耐堿性、耐酸性宜大于80% ，且應(yīng)符合JC/T 973—2005 規(guī)定的一等品及以上要求的飾面型石材防護(hù)劑，防水在工程論證及施工過程中尤其重要。同時(shí)，石材放射性核素限量應(yīng)符合GB 6566 的規(guī)定。

2.2 膠粘劑

石材蜂窩板使用的粘合劑要求較高，其強(qiáng)度高、韌性好，適用于粘結(jié)金屬、陶瓷、玻璃、橡膠、硬塑料以及大多數(shù)常用材料，是一種用途廣泛的膠黏劑，既能為手工藝匠所使用，亦適合大多數(shù)工業(yè)應(yīng)用。

膠粘劑宜采用改性環(huán)氧樹脂類或改性聚氨醋類。主要技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合下表1的要求。

在蜂窩板加工過程中，粘接面的處理直接影響到石材蜂窩板的強(qiáng)度。粘接面至少應(yīng)該用去油污的清洗劑，如丙酮或三氯乙烯清洗，以除去所有的油漬、污漬和灰塵。不能使用酒精、汽油或油漆稀釋劑。通過機(jī)械打磨或化學(xué)腐蝕已清洗的表面，可以獲得強(qiáng)度最高、耐久性最好的粘接件。打磨后應(yīng)進(jìn)行第二次清洗處理。樹脂/固化劑混合料用抹刀涂到預(yù)處理的干潔的被粘接表面。通常，一層0.05到0.10mm厚的膠粘層即可賦予粘接處以最大的搭接剪切強(qiáng)度。粘接部分在用膠粘劑涂抹后應(yīng)立即拼合并夾住。使用均勻接觸壓力將保證粘接部位的最佳固化。

2.3 鋁板、鋼板、玻纖板

目前，石材蜂窩板基本可分為石材鋁蜂窩板、石材鋼蜂窩板、石材玻纖蜂窩板等。

鋁板宜選3XXX 、5XXX 系列的鋁合金板材，力學(xué)性能應(yīng)符合GB/T 3880.2 的要求。室外板的鋁蜂窩板面板厚度不宜小于0.7mm ，室內(nèi)板的鋁蜂窩板面板厚度不宜小于0.5 mm。背板暴露于空氣中的一面應(yīng)涂裝保護(hù)涂層，涂層材料可為聚酯、環(huán)氧、丙烯酸等材料，以防長期在空氣中暴露而造成鋁板的銹蝕。

鋼板應(yīng)采用結(jié)構(gòu)類別的鍍鋁缽銅板且應(yīng)符合GB/T 14978 的要求，板材厚度不應(yīng)小于0.35mm ，鍍層重量(ZA) 宜大于80g/m2 。

若選用玻纖板，玻纖板宜選用符合GB/T 8237 或GB/T 13657 規(guī)定的樹脂與元堿玻璃纖維布復(fù)合制成。制作玻纖板的無堿玻璃纖維布厚度不宜小于0.4 mm ，單位面積質(zhì)量不應(yīng)小于320g/ m2，經(jīng)向和緯向的拉伸斷裂強(qiáng)力不應(yīng)小于1.9 kN/25 mm。

2.4 鋁蜂窩

鋁蜂窩芯應(yīng)符合HB 5443的要求，鋁箔宜選用3003、5A02 或耐候性、耐腐蝕性及力學(xué)性能不低于上述牌號的鋁合金材料，鋁蜂窩芯壁宜留有透氣微孔。室外板的鋁蜂窩芯，厚度不宜小于14mm ，芯格邊長不宜大于6mm ，壁厚不宜小于0.07mm；室內(nèi)板的鋁蜂窩芯，芯格邊長不宜大于10mm ，壁厚不宜小于0.05mm。

鋁蜂窩芯材是由鋁箔和專用蜂窩節(jié)點(diǎn)膠在鋁蜂窩芯生產(chǎn)線上加工制造的，影響蜂窩芯材性能的因素主要包括鋁箔、節(jié)點(diǎn)膠以及蜂窩芯規(guī)格等參數(shù)。

鋁箔加工過程應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的表面處理，在對于強(qiáng)度或耐久性要求較高的產(chǎn)品中，應(yīng)慎用采用1100純鋁箔加工制造的蜂窩芯材。節(jié)點(diǎn)膠應(yīng)選用環(huán)氧改性高溫固化膠，它不僅能提供足夠的粘接強(qiáng)度而且具有優(yōu)良的耐環(huán)境及耐高低溫性能，普遍膠粘劑因強(qiáng)度較低往往容易使蜂窩芯脫膠，造成整體破壞失穩(wěn)。 蜂窩芯的節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度是評價(jià)其性能的主要依據(jù)，其節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度數(shù)據(jù)應(yīng)≥2.0N/mm。 鋁蜂窩芯規(guī)格是由鋁箔厚度以及蜂窩孔格尺寸來確定，不同規(guī)格的鋁蜂窩具有不同的密度以及不同的力學(xué)性能，其造價(jià)也存在著較大的差異。

2.5 安裝連接件

安裝連接件宜采用材質(zhì)為Q235 的冷轍工藝成型的異形螺母，如圖2 。其表面鍍辭鈍化處理應(yīng)滿足GB/T 5267.1 的規(guī)定，機(jī)械性能等級應(yīng)達(dá)到GB/T 3098.2 中規(guī)定的5 級。

圖2

異形螺母螺紋直徑M 不應(yīng)小于8mm ，螺柱直徑d 不應(yīng)小于12mm ，底座直徑D 不應(yīng)小于22mm ，高度L可根據(jù)板厚進(jìn)行調(diào)整。異形螺母采用膠粘劑進(jìn)行埋設(shè)處理時(shí)，所用膠粘劑應(yīng)符合規(guī)定。

單個(gè)異形螺母抗拉極限承載能力應(yīng)有有效的檢測證明，單個(gè)異形螺母的抗拉極限承載能力不應(yīng)小于3.2 kN；異形螺母的預(yù)埋需在工廠嚴(yán)格按照工藝要求和質(zhì)量控制完成，一般要求在出廠前對拉拔力進(jìn)行檢測，以保證螺母預(yù)埋精度和質(zhì)量。

石材蜂窩板與石材板實(shí)際運(yùn)用對比

石材蜂窩板與石材板相比優(yōu)勢較多，比如重量輕、強(qiáng)度高、剛度好、節(jié)能環(huán)保等，這里就在實(shí)際工程實(shí)施中經(jīng)常遇到的一些問題做簡單對比。

3.1 消除安全隱患

目前，幕墻發(fā)展正處于在一個(gè)高峰期，超過150m甚至200m的高樓也有很多，在選擇外裝飾材料的過程中，雖然通過使用背栓等連接方式在一些高樓上也有不少成功運(yùn)用，但天然石材板的安全隱患還是成為大多數(shù)業(yè)主或建筑師的顧忌之一。

拿光面板石材做個(gè)對比，按《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》有關(guān)規(guī)定，石材板厚度最薄不得小于25mm，每平方米石材重量均在70kg以上，這對幕墻抗震是尤為不利的；石材蜂窩板光面石材厚度一般不大于5mm，重量基本接近為整個(gè)石材板的1/5，可以極大的減少建筑物的重量荷載，滿足一些外立面裝飾效果的同時(shí)，也解除了安全隱患。

3.2 容易控制色差

在天然石材做裝飾材料的實(shí)施過程中，石材表面的色差不一致往往困擾著很多業(yè)主及石材加工單位，雖然采取分面、分部統(tǒng)一加工等方式稍有緩解，但總的來說，對于色差的控制還不是很理想。拿加工25mm光面石材的荒料板來說，先前用來切板的1片荒料石材板又被切成3-4片薄板，花紋與顏色幾乎相同，因而更易保證大面積使用時(shí)，其顏色與花紋的一致性，更容易控制色差。

3.3 板塊尺寸更大

按《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》有關(guān)規(guī)定，石材立面劃分時(shí)，單塊板面積不宜大于1.5m2，因石材是天然性材料，對于內(nèi)傷或微小的裂紋有時(shí)用肉眼很難看清，在使用時(shí)會埋下安全隱患。如果只注意強(qiáng)度計(jì)算，沒有考慮到天然石材的不可預(yù)見性，單塊板越大出現(xiàn)問題的概率越高。

但在工程實(shí)施中，有很多建筑師或業(yè)主為了追求外立面效果，往往加大石材版面面積，更是增加了安全隱患。鑒于石材蜂窩板的為工藝性加工，板面最大規(guī)格可達(dá)2400mmX1200mm，完全滿足了外立面效果。

3.4 節(jié)能環(huán)保

石材蜂窩板為一種復(fù)合型材料，其用等邊六邊型做成的中空鋁蜂芯擁有隔音、防潮、隔熱、防寒的性能，這些特點(diǎn)就遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了通體板所不具備的性能特點(diǎn)。其導(dǎo)熱系數(shù)為（0.104～0.130）w/mok，而普通實(shí)心石材導(dǎo)熱系數(shù)為（3.5～1.3）w/mok，其數(shù)值已在熱絕緣材料的范圍中。由此可見，石材鋁蜂窩板是一種隔熱節(jié)能的材料，同時(shí)還具有隔音降噪的性能，在建筑物上使用非常合理、實(shí)惠，符合幕墻趨向于節(jié)能、綠色、智能化方向發(fā)展的大方向。

工程中需要注意的幾個(gè)問題

重慶銀行大廈項(xiàng)目主樓及塔樓外立面均大量使用蜂窩石材板，以此項(xiàng)目為例，在前期方案確定及施工過程中有幾個(gè)問題需要注意。

4.1膠粘劑的耐久性

通過前面的介紹知道，石材蜂窩板的構(gòu)造中有三道膠粘劑層，整個(gè)板塊的復(fù)合完全靠粘接，膠粘劑的作用就不言而喻了。通常來講，為了滿足石材蜂窩板夾層結(jié)構(gòu)中不同部位的膠結(jié)要求，應(yīng)配套解決四種膠粘劑:夾芯膠粘劑、表板膠粘劑、封邊膠粘劑、接頭膠粘劑。正確地選擇膠粘劑，尤其是表板的膠粘劑是石材蜂窩板的質(zhì)量關(guān)鍵。

重慶銀行大廈項(xiàng)目單元部分蜂窩石材板塊，先前方案采用開敞式做法，考慮到重慶濕熱高溫，且多酸雨，在長期紫外線照射下，膠粘劑會加速老化，從而使石材蜂窩板產(chǎn)生開裂或脫落，存在安全隱患，我公司建議采用密封打膠做法并被甲方采納實(shí)施。

實(shí)際上從國內(nèi)外眾多的試驗(yàn)和研究結(jié)果表明，粘接劑都有大致相同的性能老化過程，并在老化衰減到一定程度后穩(wěn)定下來，且保持相對穩(wěn)定的粘接承載能力。為此，只要我們選擇合適的、經(jīng)過耐濕熱老化性檢測的膠粘劑，并控制板平面拉應(yīng)力處于膠粘劑老化衰減后的穩(wěn)定狀態(tài)范圍內(nèi)且小于其抗拉承載力，就可解決產(chǎn)品的長期使用而不致產(chǎn)品產(chǎn)生剝離的問題。在產(chǎn)品的使用中，要防止外部雨水直接浸泡膠粘劑而加速膠粘劑的性能老化。因此，采用石材蜂窩板的建筑幕墻宜采用封閉式系統(tǒng)。

重慶銀行大廈業(yè)主通過咨詢、考察、論證等工作，接受了我公司建議，消除了安全隱患。

4.2 接口的封閉處理

由于封閉式系統(tǒng)打膠在側(cè)邊進(jìn)行，所以石材蜂窩板一般需要在側(cè)面做石材折邊，同時(shí)，側(cè)面復(fù)合板結(jié)構(gòu)也應(yīng)完整，這樣才能保證密封，防止水的滲入。水的滲入點(diǎn)往往出現(xiàn)陰、陽角角交接處。以重慶銀行大廈項(xiàng)目蜂窩石材陽角處理為例，按建筑設(shè)計(jì)要求，石材陽角為海棠角處理方式，切角3mm,石材厚度為8mm，陽角兩側(cè)石材結(jié)合處必須保證接觸緊密，且打膠密封嚴(yán)實(shí)。另外，如果蜂窩石材需要有缺口出現(xiàn)，則缺口處必須石材封閉且打密封膠密封嚴(yán)實(shí)，單純用膠密封處理，容易產(chǎn)生滲水隱患。

4.3 板面的變形

蜂窩石材的板面問題大致歸納一般主要有：

板面彎曲：板面過大，整板抗彎強(qiáng)度不夠；

表板起皺：膠粘劑平面拉伸強(qiáng)度不夠而產(chǎn)生表板向外凸出，鋁蜂窩壓縮強(qiáng)度不夠而產(chǎn)生表板向內(nèi)凹陷；

表板破裂：整個(gè)板件厚度不夠，面板厚度不夠，表板強(qiáng)度不夠；

表板與蜂窩分離：表板與蜂窩剝離強(qiáng)度不夠；

在蜂窩石材使用過程中，在滿足外立面效果的基礎(chǔ)上需要盡量減少板面尺寸，通過計(jì)算選擇合適的厚度，同時(shí)按工藝要求進(jìn)行膠的粘接，才能減少板面出問題的幾率。

結(jié)束語：

通過上面的介紹我們知道石材蜂窩板構(gòu)造簡單、造價(jià)低，其成品具有保溫、隔熱、防水、防震等性能好，施工效率高等顯著優(yōu)點(diǎn)，具有較大的應(yīng)用推廣價(jià)值，符合目前建筑向節(jié)能、綠色、智能化發(fā)展的大方向。石材蜂窩板作為一種新型的建筑材料，其在應(yīng)用中仍有很多問題需要去探究。

參考文獻(xiàn)

杜繼予，包毅，竇鐵波， 周萱，新型復(fù)合材料研究項(xiàng)目石材蜂窩板及其應(yīng)用，2011年全國鋁門窗幕墻行業(yè)年會論文。

王文軍，李紅旭，張首文，建筑結(jié)構(gòu)膠的耐濕熱老化性能研究，粘接，2006.27（1）。

蜂窩陶瓷范文第5篇

關(guān)鍵字：高溫低氧 節(jié)能減排 工業(yè)爐窯

在上世紀(jì)90年代初，日本人提出了高溫低氧空氣燃燒技術(shù)(High Temperature Air Combustion.簡稱HTAC) 這一概念，該技術(shù)主要由高效余熱回收和低NOX生成率兩部分組成。

高效余熱回收是通過蜂窩狀陶瓷蓄熱體對工業(yè)爐窯的排煙焓進(jìn)行高效熱回收并對助燃空氣進(jìn)行高溫預(yù)熱來實(shí)現(xiàn)的。良好的換熱效果，降低了排煙熱損失，顯著提高了煙氣余熱回收率。為了解決高溫燃燒產(chǎn)生高NOX的問題，HTAC技術(shù)在保持過量空氣系數(shù)α>1的情況下，通過爐內(nèi)煙氣再循環(huán)或兩段燃燒方法，組織合理有效的爐內(nèi)燃燒，降低燃燒空間中的氧濃度，創(chuàng)造低氧燃燒條件來降低煙氣中NOX的濃度。

一、HTAC技術(shù)的重要組成部分

采用一對帶蓄熱體的燒嘴（蓄熱體可與燒嘴布置為一體，也可置于蓄熱室內(nèi)與燒嘴分開布置），在換向系統(tǒng)的控制下交替點(diǎn)火工作，完成煙氣與空氣熱交換，實(shí)現(xiàn)高溫低氧空氣燃燒。其工作原理見圖1所示。

圖1 高溫低氧空氣燃燒技術(shù)的工作示意圖

當(dāng)燒嘴A工作時(shí)，助燃空氣經(jīng)過該側(cè)蓄熱體A加熱后與燃料混合燃燒，生成的煙氣自燒嘴B流出，并放熱給蓄熱體B。經(jīng)一定時(shí)間（通常為30S）后，換向閥動作，燃料和助燃空氣經(jīng)蓄熱體B由燒嘴B射入，燒嘴B工作，產(chǎn)生煙氣流入燒嘴A，放熱給蓄熱體A后排出。HTAC技術(shù)主要通過一對蓄熱體，一對燒嘴和換向系統(tǒng)組成。

1.蓄熱體

蓄熱體是實(shí)現(xiàn)高溫?zé)煔馀c低溫助燃空氣換熱的介質(zhì)，是實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能的關(guān)鍵。其材質(zhì)、形狀、結(jié)構(gòu)尺寸直接影響工業(yè)爐窯的煙氣余熱回收率和燃燒的穩(wěn)定性。結(jié)構(gòu)合理的蓄熱體可使助燃空氣預(yù)熱達(dá)1000°C以上，只低于入口煙氣溫度50°C，使排煙溫度低于150°C。

蓄熱體的材質(zhì)應(yīng)具有耐高溫性、傳熱性、高強(qiáng)度等特征。目前，在煙氣溫度小于1200°C時(shí)多采用堇青石質(zhì)陶瓷，煙氣溫度為1200°C以上時(shí)多采用氧化鋁或氧化硅質(zhì)陶瓷，材質(zhì)的選擇還應(yīng)把排煙氣體酸堿度考慮在內(nèi)?，F(xiàn)較多采用的蓄熱體的形狀為球體和蜂窩體。雖然蜂窩體的傳熱系數(shù)小于陶瓷球體的傳熱系數(shù)，但其比表面積較大，單位體積傳熱能力可比球體的高出數(shù)倍，使其能在更小的空間、更短的時(shí)間內(nèi)積蓄和釋放大量熱量。陶瓷蜂窩體的壓力損失也相當(dāng)小，在同一燃燒容量，同一橫截面積下，為球體的1/3，可大大減少風(fēng)機(jī)的動力消耗。評價(jià)蓄熱體的性能時(shí)，溫度效率和壓力損失特性都是重要的參數(shù)。雖然氣流的往復(fù)流動使得蓄熱體內(nèi)不易積灰堵灰，但當(dāng)煙塵中結(jié)晶析出物粘性物含量多時(shí)也會出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。

2.換向系統(tǒng)

據(jù)設(shè)定的時(shí)間或流體溫度值，由控制系統(tǒng)操縱，同時(shí)進(jìn)行燃料、空氣和煙氣的換向，從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)燒嘴的交替工作?，F(xiàn)普遍采用四通換向閥來實(shí)現(xiàn)空氣和煙氣的換向。換向設(shè)備的可靠性、靈敏性、同步性直接關(guān)系到爐內(nèi)燃燒的穩(wěn)定性、完全性，爐溫的波動狀態(tài)。如果實(shí)現(xiàn)空氣、煙氣換向的四通換向閥不能及時(shí)關(guān)閉，燃燒器中的助燃空氣就會有部分與煙氣一起被引風(fēng)機(jī)抽走，導(dǎo)致不完全燃燒。如果燃料換向閥和四通換向閥的動作不一致，會使?fàn)t內(nèi)燃燒產(chǎn)生波動，如果某一時(shí)刻燃料過量，就會導(dǎo)致不完全燃燒。要盡量縮短換向時(shí)間，使燃料、空氣換向同步。選擇和設(shè)計(jì)換向系統(tǒng)既要考慮有一定耐壓，抗沖擊能力也應(yīng)考慮驅(qū)動換向系統(tǒng)所需的動力消耗。

3.燃燒器

合理的燃燒器結(jié)構(gòu)，不但可以保證燃料的持續(xù)穩(wěn)定燃燒，還可確保燃料在低氧濃度下燃燒，降低NOX的生成率。燃燒器的尺寸參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，主要靠數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)來確定。

二、影響HTAC技術(shù)應(yīng)用效果的主要參數(shù)

1．蓄熱體尺寸結(jié)構(gòu)

蓄熱體內(nèi)的換熱過程是包括對流、輻射和傳導(dǎo)在內(nèi)的復(fù)雜的非穩(wěn)態(tài)傳熱。在蓄熱體的材質(zhì)和形狀一定時(shí)，蓄熱體的熱交換系數(shù)與流體溫度、空塔流速有關(guān)，流速、溫度增加，熱交換系數(shù)增加。蓄熱體阻力損失與蓄熱體的高度成正比，且隨空塔流速、流體溫度的增加而增加。把蓄熱體的換熱特性和阻力損失綜合考慮，才能得到合理的尺寸結(jié)構(gòu)。

2．換向時(shí)間

換向系統(tǒng)的切換時(shí)間對火焰燃燒狀況、爐溫波動幅度和換熱效率有很大影響。換向周期愈短，預(yù)熱空氣溫度、爐溫和排煙溫度波動愈小，蓄熱體的蓄、放熱時(shí)間愈短，使煙氣余熱得到充分利用，熱回收效率增大。但是如果換向周期太短，換向頻繁，對換向設(shè)備要求高，同時(shí)切換占用時(shí)間增多，影響爐內(nèi)正常燃燒。換向時(shí)間太長又會造成排煙溫度高，煙氣余熱回收率降低，同時(shí)預(yù)熱空氣溫度波動大，造成爐溫波動大，爐內(nèi)溫差增大，使換熱效率降低。

三、HTAC技術(shù)的節(jié)能與環(huán)保分析

1.節(jié)能

高的煙氣余熱回收率，大大提高了燃料的節(jié)約率。在一定的氧濃度下，高的助燃空氣溫度保證了燃料的迅速燃燒。由于在HTAC條件下，隨著助燃空氣溫度的升高及氧濃度的降低，火焰體積增大，甚至充滿整個(gè)爐膛，再加上爐內(nèi)煙氣的回流，使得燃料與助燃空氣在爐內(nèi)得到很好的混合，在過量空氣系數(shù)接近1的情況下也能實(shí)現(xiàn)完全燃燒，在完全燃燒的前提下，空氣過量系數(shù)越小，節(jié)能效果越顯著。

由于輻射換熱能力的加強(qiáng)，換熱效率的提高，可相對減少換熱面積，縮小爐膛尺寸，節(jié)約設(shè)備資源。爐膛尺寸的縮小減少了散熱面積，使得爐膛散熱損失減少，相應(yīng)地提高了燃料的熱利用率。

2.環(huán)保

HTAC使NOX生成減少。由于節(jié)能率大大提高，生產(chǎn)等量產(chǎn)品所耗燃料量減少，生成CO2量就減少，大大降低了CO2的排放量。

由于燃燒不是在燒嘴內(nèi)進(jìn)行，而是在整個(gè)爐膛內(nèi)進(jìn)行，且在低氧條件下化學(xué)反應(yīng)速度得以延緩，從而降低了噪音污染。

四、結(jié)論

目前，HTAC技術(shù)作為一項(xiàng)成熟的技術(shù)在日本、歐美等國家正被廣泛地應(yīng)用，對其的研究工作重點(diǎn)已轉(zhuǎn)到擴(kuò)大其應(yīng)用范圍上。上世紀(jì)90年代初，高溫空氣燃燒技術(shù)就已經(jīng)被介紹到中國來了。但一直以來，人們都把研究重點(diǎn)放在了利用余熱回收提高熱效率的方面，對于高溫燃燒所導(dǎo)致的大量NOX排放問題并沒有重視。最近幾年，由于人們環(huán)保意識的加強(qiáng)，我國越來越多科研院校與企業(yè)開始致力于該項(xiàng)研究。但目前該項(xiàng)技術(shù)在我國的應(yīng)用還剛剛開始，我們要想更好地掌握和應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)，擁有獨(dú)立的設(shè)計(jì)產(chǎn)品，還需進(jìn)行大量深入細(xì)致的研究工作。

參考文獻(xiàn)

[1]羅國民, 張少忠, 蒼大強(qiáng), 郭漢杰. 高溫空氣燃燒系列技術(shù)在三軋廠加熱爐維護(hù)與生產(chǎn)上的應(yīng)用[J]. 冶金能源 , 2006,(04)