1、項目簡介
以Al2O3、堇青石、SiO2等為主要原料,以TiO2、ZrO2等為輔助原料,采用無機-有機復合粘結(jié)劑,將上述各種原料混合球磨后采用擠塑成型方法及微波-紅外聯(lián)合干燥技術(shù)以及陶瓷燒結(jié)工藝制備高性能蜂窩陶瓷蓄熱體或催化劑載體。根據(jù)所用原料不同,產(chǎn)品可以在低溫、中溫、中高溫及高溫等不同溫度范圍使用。性能測試表明,高溫型蜂窩陶瓷蓄熱體的耐火度>1790℃,軸向抗壓強度≥15MPa,孔壁密度≥2.65g/cm3,室溫導熱系數(shù)為10.1W/(m·K),室溫比熱為0.884J/(g·K),熱膨脹系數(shù)小于62.5×10-7℃-1。本技術(shù)的特點在于蜂窩陶瓷的孔壁厚度、孔的形狀、孔徑大小、外形尺寸等根據(jù)使用性能要求的不同可以進行調(diào)整,使用時可以進行任意堆砌和拼裝。
2、國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
蓄熱燃燒技術(shù)是高溫窯爐燃燒領(lǐng)域的一種古老而年輕的節(jié)能環(huán)保技術(shù),蓄熱燃燒系統(tǒng)溫度效益及熱效率的高低,直接取決于蓄熱體的性能。20世紀80年代,蓄熱體開發(fā)取得突破,出現(xiàn)了小直徑球狀或點焊狀(卵石狀)陶瓷體,使蓄熱體結(jié)構(gòu)緊湊,與燒嘴組成一體,但使用中產(chǎn)生的壓降大。近年來開發(fā)壓力損失小,熱交換面積大的蜂窩陶瓷蓄熱體已成為高性能蓄熱體研發(fā)領(lǐng)域的一個熱點。目前開發(fā)出的蜂窩陶瓷蓄熱體僅能在低于1300℃的溫度下使用,日本開發(fā)的也不超過1350℃,但工程應用中經(jīng)常需要蓄熱體在1400℃以上的環(huán)境下工作。經(jīng)查新檢索,目前國內(nèi)尚未見到使用溫度≥1400℃高溫型蓄熱體制備技術(shù)的相關(guān)報道。
市場分析:目前國內(nèi)有冶金窯爐7000余座,使用蓄熱燃燒技術(shù)的僅有40余座(包括國產(chǎn)及引進技術(shù)),其中有些蓄熱體是陶瓷小球,用蜂窩陶瓷作蓄熱體的不超過30座;加上陶瓷工業(yè)窯爐,以及火力發(fā)電廠蒸汽發(fā)生爐逐漸改燒天然氣等,使用蓄熱燃燒系統(tǒng)具有及其廣泛的國內(nèi)市場。烤爐到國際市場,可以預測,就用作蓄熱體而言,對蜂窩陶瓷的市場需求量非常巨大。如果再考慮作為催化劑載體應用,過濾材料等,蜂窩陶瓷的需求量更為巨大。
主要設備投資:球磨機、攪拌機、真空練泥機、擠塑成型設備、紅外、微波干燥設備、燒結(jié)設備等。
3、經(jīng)濟效益和社會效益分析
蓄熱燃燒技術(shù)的溫度效益可達95%,余熱回收率可達80%以上,NOx排放量可以大大降低,爐內(nèi)溫度更均勻,區(qū)域溫度控制更準確,可以明顯提高產(chǎn)品質(zhì)量。目前,我國鋼鐵企業(yè)高爐煤氣平均放散率為13.72%,如果采用蓄熱式燃燒技術(shù)將放散的高爐煤氣全部利用,相當于節(jié)約7.61×1013KJ的能量(260萬噸標煤)。如果將該技術(shù)輻射到陶瓷工業(yè)領(lǐng)域,必將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。