1、项目简介
以Al2O3、堇青石、SiO2等为主要原料,以TiO2、ZrO2等为辅助原料,采用无机-有机复合粘结剂,将上述各种原料混合球磨后采用挤塑成型方法及微波-红外联合干燥技术以及陶瓷烧结工艺制备高性能蜂窝陶瓷蓄热体或催化剂载体。根据所用原料不同,产品可以在低温、中温、中高温及高温等不同温度范围使用。性能测试表明,高温型蜂窝陶瓷蓄热体的耐火度>1790℃,轴向抗压强度≥15MPa,孔壁密度≥2.65g/cm3,室温导热系数为10.1W/(m·K),室温比热为0.884J/(g·K),热膨胀系数小于62.5×10-7℃-1。本技术的特点在于蜂窝陶瓷的孔壁厚度、孔的形状、孔径大小、外形尺寸等根据使用性能要求的不同可以进行调整,使用时可以进行任意堆砌和拼装。
2、国内外技术发展现状
蓄热燃烧技术是高温窑炉燃烧领域的一种古老而年轻的节能环保技术,蓄热燃烧系统温度效益及热效率的高低,直接取决于蓄热体的性能。20世纪80年代,蓄热体开发取得突破,出现了小直径球状或点焊状(卵石状)陶瓷体,使蓄热体结构紧凑,与烧嘴组成一体,但使用中产生的压降大。近年来开发压力损失小,热交换面积大的蜂窝陶瓷蓄热体已成为高性能蓄热体研发领域的一个热点。目前开发出的蜂窝陶瓷蓄热体仅能在低于1300℃的温度下使用,日本开发的也不超过1350℃,但工程应用中经常需要蓄热体在1400℃以上的环境下工作。经查新检索,目前国内尚未见到使用温度≥1400℃高温型蓄热体制备技术的相关报道。
市场分析:目前国内有冶金窑炉7000余座,使用蓄热燃烧技术的仅有40余座(包括国产及引进技术),其中有些蓄热体是陶瓷小球,用蜂窝陶瓷作蓄热体的不超过30座;加上陶瓷工业窑炉,以及火力发电厂蒸汽发生炉逐渐改烧天然气等,使用蓄热燃烧系统具有及其广泛的国内市场。烤炉到国际市场,可以预测,就用作蓄热体而言,对蜂窝陶瓷的市场需求量非常巨大。如果再考虑作为催化剂载体应用,过滤材料等,蜂窝陶瓷的需求量更为巨大。
主要设备投资:球磨机、搅拌机、真空练泥机、挤塑成型设备、红外、微波干燥设备、烧结设备等。
3、经济效益和社会效益分析
蓄热燃烧技术的温度效益可达95%,余热回收率可达80%以上,NOx排放量可以大大降低,炉内温度更均匀,区域温度控制更准确,可以明显提高产品质量。目前,我国钢铁企业高炉煤气平均放散率为13.72%,如果采用蓄热式燃烧技术将放散的高炉煤气全部利用,相当于节约7.61×1013KJ的能量(260万吨标煤)。如果将该技术辐射到陶瓷工业领域,必将产生巨大的经济效益。