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蜂窝陶瓷蓄热体换热效率和高度一、引言蓄热体是近年来广泛应用于能源转换和储存领域的一种热传导材料。
蜂窝陶瓷蓄热体是其中一种常见的设计。
本文将探讨蜂窝陶瓷蓄热体在传热过程中的效率和高度对于换热性能的影响，并提供一些相关实验和研究结果。
二、蜂窝陶瓷蓄热体的结构和工作原理蜂窝陶瓷蓄热体是一种具有规则孔隙结构的热传导材料。
由于其良好的热容量和导热性能，它被广泛应用于太阳能集热器、储能系统等领域。
其工作原理基于材料内部孔隙结构的热传导和储能过程。
三、蜂窝陶瓷蓄热体的换热效率蜂窝陶瓷蓄热体的换热效率是评估其性能的重要指标之一。
换热效率取决于多个因素，包括材料的导热性能、孔隙结构的设计等。
1.材料的导热性能蜂窝陶瓷蓄热体的导热性能是影响换热效率的主要因素。
导热性能越好，热量在材料内部的传递速度就越快，从而提高换热效率。
研究表明，选择导热性能良好的材料，如具有高热导率的陶瓷材料，可以显著提高蓄热体的换热效率。
2.孔隙结构的设计蓄热体的孔隙结构对于换热效率也有着重要的影响。
通常，蜂窝陶瓷蓄热体会通过设计不同形状的孔隙结构来增加有效表面积，从而提高换热效率。
例如，增加蓄热体的高度可以增加其表面积，提高热量传递的速率。
四、蓄热体高度对换热性能的影响蓄热体的高度也是影响换热性能的重要因素之一。
高度不同会影响蓄热体的表面积和导热路径的长度，进而影响其换热效率。
1.高度与表面积的关系蜂窝陶瓷蓄热体的高度与其表面积成正相关。
增加蓄热体的高度可以增加其表面积，提高热量传递的速率。
然而，随着高度的增加，由于热量传递过程中存在阻力，换热效率不会线性增加。
2.高度与导热路径的关系蓄热体的高度也会影响导热路径的长度。
较长的导热路径会增加热传导的阻力，并降低换热效率。
因此，在设计蜂窝陶瓷蓄热体时，需要在高度和导热路径长度之间寻找最佳平衡点，以获得最高的换热效率。
五、实验和研究结果许多实验和研究都证明了蜂窝陶瓷蓄热体的换热效率和高度之间的关系。
蜂窝陶瓷蓄热体目前广泛用于工业热工设备节能技术方面，使工业热工设备提高效率，降低能耗，提高产量和改善质量，是解决能源与环境问题的重要而有效的手段。
蜂窝陶瓷蓄热体截面孔主要有正方形和正六边形两种孔结构，且孔道是相互平行的直通道结构。
这种结构大大降低了气孔流经的阻力，大幅度提高了蓄热体的单孔体积换热效率。
产品功能：1．降低废气热损失，最大限度提高燃料的利用率，降低单位能耗；2.提高理论燃烧温度，改善燃烧条件，满足热工设备的高温要求，扩大低热值燃料的应用范围，尤其是高炉煤气的应用范围，提高燃料热值的利用率；3.改善炉膛热交换条件，提高设备的产量和产品的质量，减少设备投资；4.降低热工设备单位产品的废气排放量及有害气体的排放量，减少大气污染，改善环境。
产品材质：堇青石质、莫来石质、铝质、刚玉莫来石质、致密堇青石、致密莫来石等；产品规格：尺寸：100×100×100、100×150×150、150×150×150、150×150×300（mm）等，可根据客户要求尺寸生产。
孔数：25×25、40×40、43×43、50×50、60×60等孔型：正方形、矩形、正六边形、圆形、三角形等以上可根据客户要求生产各种规格。
产品特点：蜂窝陶瓷蓄热体具有低热膨胀性、比热容大、比表面积大、压降小、热阻小、导热性能好、耐热冲击好等特性；广泛用于冶金机械行业蓄热式高温燃烧技术（HTAC)，它把回收烟气余热与高效燃烧及降低NOX排放等技术有机的结合起来，从而实现极限节能降低NOX 排放量的目的。
主要使用范围：钢铁厂、垃圾焚烧炉、废气处理热工设备、化工厂、冶炼厂、发电厂、动力产业锅炉、燃气轮机、工程取暖装备、乙烯裂解炉等。
产品功能：1.材质多样，可根据客户和使用环境的不同，选用不同材质和规格的产品。
2.孔壁薄、容量大、蓄热量大、占用空间小。
陶瓷金属蜂窝蓄热体1. 引言陶瓷金属蜂窝蓄热体是一种高效的热能储存和释放材料，广泛应用于工业生产和能源领域。
本文将从材料特性、制备工艺、应用领域和未来发展方向等方面进行详细介绍和分析。
2. 材料特性陶瓷金属蜂窝蓄热体具有以下特点： - 高热容量：陶瓷金属蜂窝蓄热体能够在较短时间内吸收和释放大量热能，具有较高的热容量，可以实现高效的热能储存和释放。
- 良好的热传导性：蜂窝结构使得热能能够快速传导到整个材料中，提高了热传导效率，减少了能量损失。
- 耐高温性：陶瓷金属蜂窝蓄热体能够在高温条件下长期稳定运行，适用于各种高温工艺和能源系统。
- 耐腐蚀性：陶瓷金属蜂窝蓄热体具有良好的耐腐蚀性能，能够在恶劣环境中长期使用。
3. 制备工艺陶瓷金属蜂窝蓄热体的制备主要包括以下步骤： 1. 材料选择：选择具有高热容量和耐高温性的陶瓷和金属材料作为基础材料。
2. 切割和加工：将陶瓷和金属材料切割成蜂窝结构的形状，并进行表面处理，提高材料的热传导性能。
3. 焊接和连接：将切割好的陶瓷和金属蜂窝结构进行焊接和连接，形成完整的蓄热体结构。
4. 表面涂层：对蓄热体进行表面涂层处理，增加材料的耐腐蚀性和热传导性能。
5. 检测和调试：对制备好的陶瓷金属蜂窝蓄热体进行检测和调试，确保其性能符合要求。
4. 应用领域陶瓷金属蜂窝蓄热体在以下领域有广泛的应用： 1. 工业生产：用于高温工艺的热能储存和释放，如炼铁、炼钢、炼化工等行业。
2. 太阳能热能利用：用于太阳能集热器的热能储存和利用，实现持续供热和供暖。
3. 能源系统：用于能源系统的热能储存和调节，提高能源利用效率。
4. 建筑节能：用于建筑的热能储存和释放，实现节能减排和舒适的室内环境。
5. 未来发展方向陶瓷金属蜂窝蓄热体在未来的发展中有以下几个方向： 1. 提高热容量：通过材料的改良和结构的优化，提高陶瓷金属蜂窝蓄热体的热容量，实现更高效的热能储存和释放。
2. 提高热传导性：通过表面处理和材料选择，提高陶瓷金属蜂窝蓄热体的热传导性能，减少能量损失。
陶瓷蜂窝体在蓄热燃烧系统中的应用研究摘要：介绍了新型蓄热材料陶瓷蜂窝体的优良性能，技术特点，以及采用该蓄热体的所产生的巨大的优势。
关键词：陶瓷蜂窝蓄热换热工业炉：中图分类号： tk513 文献标识码： a 文章编号：1.应用背景石油化工以及使用有机溶剂的行业，如喷漆、印刷行业、覆铜板、pcb、汽车等行业经常排放出含有挥发性有机化合物（volatile organic compounds,voc）的气体,这些气体大多数都是有害气体，对人的健康构成了极大的威胁；同时，也造成了严重的环境污染。
比如，一些voc气体能够和发生化学反应，形成光化学烟雾；另有一些voc则对大其中的臭氧层构成了破坏。
因此，合理的对这些废气的处理，显得格外的必要和迫切。
对于这些废气的处理，目前国际上应用的比较成熟的是蓄热式热氧化法，在所采用的蓄热材料上，我们经常采用的是普通的耐火砖，由于其比表面积不大，因此设备的体积相当庞大，且热回收率较低，而采用陶瓷蜂窝作为填料后，由于其具有很高的比表面积和高的热容，单位体积的传热面积高达100～600m2,甚至更多，故体积可大大缩短。
同时，由于高的热传播速率，阀的切换时间也由以前的几十分钟缩短到几分钟，甚至十几秒的时间。
这大大有利于减少炉内的温度波动。
本文将重点对陶瓷蜂窝体燃烧系统做以介绍。
2.蓄热燃烧机理如图1所示为一蓄热燃烧装置的简图。
该系统主要由一个燃烧室、两个陶瓷填料床和两个切换阀组成。
废气最初先进入左边的填料塔,里面的填料对废气进行预热，同时填料本身得到冷却，然后废气进入燃烧室燃烧除去里面的有机废弃物，接着，生成的烟气一部分由热旁路流出（用于加热导热油），其余的烟气则经过右边的填料塔，得到冷却，最后排除至大气；当走边填料塔里面的填料温度低于某一预定值后，切换阀起作用，废气先经过右边填料塔，然后经过燃烧室和左边填料塔，最后排除至大气，这样周而复始，完成循环，达到除去voc的目的。
3.陶瓷蜂窝的结构及其性能3.1 结构特点陶瓷蜂窝体为蓄热元件，如图2，其壁厚较薄，约为0.2～0.5mm，蜂窝的单元间距约为1～3mm，和其他的蓄热材料相比，具有较大的比表面积。
蓄热式炉用蜂窝体应用技术标准一、前言蓄热式炉用蜂窝体是一种常用于工业炉和燃烧器中的关键材料，其具有优异的蓄热效果和热传导性能。
为了规范蓄热式炉用蜂窝体的应用技术，提高其性能和安全性，特制定本标准。
二、术语和定义1. 蓄热式炉用蜂窝体：用于蓄热式炉中的陶瓷蜂窝结构材料，具有高温稳定性和热传导性能。
2. 蓄热效果：蜂窝体吸热和释热的能力，影响工业炉的热效率和稳定性。
3. 热传导性能：材料传导热量的能力，直接影响蜂窝体的使用效果和寿命。
三、蜂窝体的材料要求1. 耐高温：蜂窝体材料应具有良好的耐高温性能，能够在高温工作环境下长期稳定运行。
2. 热膨胀系数小：蜂窝体材料的热膨胀系数应小，以避免因温度变化导致的材料破裂和破损。
3. 良好的热传导性能：蜂窝体材料应具有良好的热传导性能，以确保热量能够迅速均匀地传递到工作介质中。
四、蜂窝体的结构要求1. 蜂窝结构均匀：蜂窝体内部结构应均匀，蜂窝壁厚度一致，以确保热量能够均匀地传递和储存。
2. 表面光滑：蜂窝体表面应光滑，无裂纹和气孔，以防止渣垢和积灰对热传导的影响。
3. 结构稳固：蜂窝体结构应稳固牢固，能够承受工作环境中的振动和冲击。
五、蜂窝体的安装要求1. 安装位置合理：蜂窝体应安装在工业炉中合适的位置，以确保热量能够有效地传递到工作介质中。
2. 固定可靠：蜂窝体应采用可靠的固定装置进行固定，避免因振动和温度变化导致的材料松动和损坏。
3. 维护便捷：蜂窝体应安装在便于维护的位置，方便日常清洁和检修。
六、蜂窝体的应用注意事项1. 避免急剧温度变化：运行过程中应避免蜂窝体急剧的温度变化，以减少热膨胀对材料的影响。
2. 定期清洁：定期清洁蜂窝体表面，及时清除渣垢和积灰，保持良好的热传导性能。
3. 注意安全防护：在清洁和维护蜂窝体时，应注意安全防护，避免因接触高温表面而导致的伤害。
七、结论本标准的制定旨在规范蓄热式炉用蜂窝体的应用技术，提高其性能和安全性，促进蓄热式炉的有效运行。
堇青石蜂窝陶瓷蓄热体是一种用于能源储存和传输的特殊陶瓷材料。
这种材料通常由堇青石（cordierite）制成，堇青石是一种具有低热膨胀系数和良好耐热性能的矿物质。
蓄热体通常呈蜂窝状结构，这种结构有助于提高材料的表面积，从而增强了其热储存和传输能力。
蜂窝陶瓷蓄热体在工业、能源和环境领域中具有重要应用，其中一些应用包括：
1. 能源储存：堇青石蜂窝陶瓷蓄热体可以在低能耗时储存热能，然后在需要时释放热能，用于供暖、热水等方面。
这种技术有助于平衡能源供应和需求。
2. 工业加热：这些蓄热体可以被用于工业炉、烘干设备等，通过蓄热释放热能，提供稳定的温度控制和加热过程。
3. 环保应用：堇青石蜂窝陶瓷蓄热体可以在一些环保应用中使用，如废气处理中，将废气中的有害物质吸附并在高温下分解，从而减少环境污染。
4. 太阳能热能利用：在太阳能热能系统中，蓄热体可以帮助存储太阳能热能，以在夜间或阴雨天使用。
总之，堇青石蜂窝陶瓷蓄热体在能源储存、工业加热、环保和太阳能利用等领域具有重要的应用前景，可以有效地提高能源利用效率和环境可持续性。
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蓄热式燃烧技术是近几年在冶金工业炉窑普遍推广应用的节能环保新技术，也是21世纪节能和环保最具发展潜力的技术之一。
而蓄热体是蓄热式加热炉的关键材料，它是蓄热式加热炉的换热介质。
蓄热体将加热炉内废烟气的热量吸收过来存储，然后用存储的热量将空气和燃料加热，这样不仅提高了燃料的燃值，降低了废气的排放温度，节约了能源，同时还减少了CO 2和NO X 的排放，有助于环境保护。
1加热炉基本情况及存在问题
攀成钢线材厂蓄热式加热炉以煤气为主要燃料，设
计年轧钢能力80万t ，最高使用温度1350℃。
蓄热室为内置式，外部突出380mm 长法兰和煤气、空气管道相连，共有蓄热室84个，每侧42个，对称分布，煤气蓄热室和空气蓄热室相间均匀分布，每侧上下两排，以蓄热球为换热介质。
在正常生产过程中，蓄热球不但热回收率较低，而且在使用一段时间后，板结严重，造成燃料供应不足，
炉压偏高，排烟温度降低，炉子的加热能力明显下降；另一方面，蓄热室与法兰连接处距离炉墙400mm ，蓄热室在工作中把较热的空气或煤气吸入到法兰处时，温度仍达600℃左右，致使蓄热室外部铁皮发红，换向阀长期受高温作业，甚至轴承上的润滑油经常冒烟，浪费了大量的能源，加速了设备的损耗，增加了设备的维护工作量。
2整改方案
由于蜂窝式蓄热体具有承受温度高、比表面积大而体积精巧、流动阻力和热惯性小、耐热冲击性能好等一系列优点，所以应用越来越广。
从理论上讲，采用蜂窝状蓄热体的蓄热式燃烧系统更易于在现有炉子上进行改造，热回收效率也更高。
因此为了从根本上解决蓄热室存在的问题，把84个蓄热室的蓄热球全部改用蓄热效果好的陶瓷蜂窝蓄热体，见图1。
为此需要缩小原有蓄热室的空间，即加厚蓄热室四周的墙壁。
将蓄热室原有的四周墙壁打毛，然后嵌入一些锚固爪（图2），支模后浇注。
2.3配加焦粉的影响
在除尘灰中加入焦粉可少用大块焦炭可降低成本，同时可改善还原性能。
作者分别在除尘灰中加入4%，6%，12%的焦粉后进行造球，发现粘结性很差，成球率较低，不适宜工业生产。
因此，又在加入焦粉的除尘灰中配加了一定量的水分后造球，然后将其样品在200℃烘干后进行抗压强度和落下强度的测定。
发现干球的强度大大提高，并且受水分的影响很大，它直接决定着配加焦粉的除尘灰强度。
同样焦粉含量的多少也决定着生球的强度，在一定的水分含量下焦粉含量越少样品的强度越大。
3结论
（1）水分对除尘灰生球强度的影响较大，最佳配水
量为13%。
（2）粘结剂石灰和水玻璃都可以改善生球的强度，但加水玻璃使生球强度更大。
（3）配加焦粉可节约大块焦炭，有利于降低成本。
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图1自流浇注成型与挤出成型蓄热体
图2蓄热室改造示意图
3陶瓷蜂窝蓄热体的安装方法
在采用自流快干防爆浇注料对原有的蓄热室进行处
理后，开始安装陶瓷蜂窝体。
3.1安装方案的确定
在直接接触火焰的蓄热室最里端，安装一层挡板砖（或炉箅子砖），以其高的耐火度、强度和热震稳定性等优点对外层蜂窝蓄热体起到屏蔽保护作用，挨着挡砖依次安装高温型蓄热体，低温型蓄热体。
蓄热体在安装的时候，有圆弧的面朝向蓄热室的内部，并且应保持水平方向，以便使用过程中的粉尘等杂物能够顺利沉积，避免蓄热体的堵塞，从而起到增加蓄热体有效蓄热面积的作用。
根据蓄热室的深度和蓄热体的规格来决定安装的层数，安装过程中出现的间隙及时用高耐火度和收缩率小的耐火泥处理。
由于自流浇注成型的蜂窝状蓄热体无论是从体积稳定性上，还是热震稳定性上，均优于挤出成型蜂窝状蓄热体，只是成本相对较高。
蜂窝蓄热体所用主要原料及理化性能指标分别见表1，表2。
所以在有条件的情况下，对于在使用过程中最易损毁的上层蓄热体，可以使用性能相对优良的自流浇注成型的蜂窝状蓄热体，以延长蓄热体的整体使用寿命，减少更换次数，降低综合成本。
表1原料性能指标
％
原材料w （Al 2O 3）w （SiO 2）w （Na 2O ）粒度/mm 莫来石高铝刚玉粉铝微粉
72.3598.3199.45
22.650.280.06
0.020.070.27
0.044～10.0440.044
表2蓄热体理化性能指标
指标蜂窝状蓄热体1（自流浇注成型）蜂窝状蓄热体2（挤出成型）
w （Al 2O 3）
w （SiO 2）容重/kg ・m
6
・℃
１．０
１５５６４０６１２
７０．８％23.4％9654.8－1.2152065108
3.2蓄热体的安装方法
安装前，先将蓄热室内边角处有碍安装的地方清除掉并清扫干净，然后按照由里往外的顺序，先安装一层蓄热室挡砖（或炉箅子砖），有凸台的一面朝里，再安装三层高温型陶瓷蜂窝蓄热体，再往外安装三层低温型陶瓷蜂窝蓄热体，蓄热体安装时有弧面的一面也朝里，蓄热体之间用耐火粘结剂粘接，层与层之间务必压实压紧。
由于蓄热室的内部尺寸存在偏差，在每一层安装的过程中，对于出现最上层蓄热体与蓄热室墙壁留有超过3mm 的缝隙，应用耐火泥及时处理，不要等到最后再处理，那样只能处理蓄热室外面较浅部分的缝隙，并且难度较大，不便于处理。
目前处理缝隙经常使用的方法是，用耐火棉或耐火纤维毡镶嵌到缝隙里，这种方法的缺点是，在使用过程中，它们收缩较大，在频繁的热交换过程中，很容易被吹走，加上蓄热体在使用过程中自身的收缩，缝隙会变得更宽，从根本上起不到密封的作用，致使部分炉气没有通过蜂窝蓄热体换热而直接抽出，造成气流短路，从而影响炉子的蓄热效果，甚至损坏炉子的换向阀等关键部件。
蜂窝蓄热体安装完毕后，用事先制作好的铁箅子压在外层蓄热体上，并将其固定，以防止其移位或倾倒。
3应用效果
攀成钢线材厂采用上述的安装方案和方法，陶瓷蜂窝蓄热体的使用效果良好，已经使用了一年之久，尚无出现严重堵塞和损毁的现象，目前仍在使用之中。
加热炉的蓄热情况也得到明显的改善，维修操作方便。
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