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-紅外聯合干燥技術以及陶瓷燒結工藝制備高性能蜂窩陶瓷蓄熱體或催化劑載體。根據所用原料不同,產品可以在低溫、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,室溫導熱系數為10.1W/(m·K),室溫比熱為0.884J/(g·K),熱膨脹系數小于62.5×10-7℃-1。本技術的特點在于蜂窩陶瓷的孔壁厚度、孔的形狀、孔徑大小、外形尺寸等根據使用性能要求的不同可以進行調整,使用時可以進行任意堆砌和拼裝。
2、國內外技術發(fā)展現狀
蓄熱燃燒技術是高溫窯爐燃燒領域的一種古老而年輕的節(jié)能環(huán)保技術,蓄熱燃燒系統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,出現了小直徑球狀或點焊狀(卵石狀)陶瓷體,使蓄熱體結構緊湊,與燒嘴組成一體,但使用中產生的壓降大。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℃,但工程應用中經常需要蓄熱體在1400℃以上的環(huán)境下工作。經查新檢索,目前國內尚未見到使用溫度≥1400℃高溫型蓄熱體制備技術的相關報道。
市場分析:目前國內有冶金窯爐7000余座,使用蓄熱燃燒技術的僅有40余座(包括國產及引進技術),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,使用蓄熱燃燒系統具有及其廣泛的國內市場?緺t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、燒結設備等。
3、經濟效益和社會效益分析
蓄熱燃燒技術的溫度效益可達95%,余熱回收率可達80%以上,NOx排放量可以大大降低,爐內溫度更均勻,區(qū)域溫度控制更準確,可以明顯提高產品質量。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)。如果將該技術輻射到陶瓷工業(yè)領域,必將產生巨大的經濟效益。