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浅谈蓄热体的应用性能

2018-05-08

蓄热体应具备的性能

       蓄热体,也称蓄热填充物,是RTO装置中的一个重要组成部分,它相当于一个换热器,即蓄热式换热器。其作用是:当冷的废气通过热的蓄热体时,蓄热体将储存的热量释放,使废气加热到所需的预热温度而蓄热体本身被冷却(冷周期);预热后的气体进入燃烧室,经反应后热的净化气通过冷的蓄热体时,蓄热体吸收净化气体的热量,使气体冷却而蓄热体本身被加热(热周期)。作为有机废气净化装置的RTO来讲,对蓄热体的要求主要包括:蓄热体材质的物理、化学性能,蓄热体结构的机械性能,以及蓄热体几何结构的流体力学和换热性能。

1   耐高温  RTO装置的操温度一般为750950℃,因此要选用能耐温度1200℃左右的材质作为蓄热体,通常用陶瓷材料。

2   具有较高的热容量蓄热体蓄热能力的大小主要取决于其质量及其材料的密度和比热容。密度与比热容之积越大,则表示其单位容积的蓄热能力也大,即在达到同样的蓄热量情况下,装置的容积可以做得小些。因此,蓄热体的材料应具有高密度和高比热容的特性。

3   具有良好的热传性能和优良的导热和热辐射性能即在冷周期时能将热量迅速传递给较冷的废气;而在热周期时又能迅速吸收净化气的热量。

4   具有良好的抗热震性能因为蓄热体是处于周期性的冷却和加热状态,所以必须能抵抗经常冷、热交替的温度变化。若蓄热体不能经受反复的温度变化,则蓄热体就会破碎而堵塞气流通道,从而使床层压降升高,甚至不能操作。

5   在高温下具有足够的机械强度陶瓷材料自身很重,不允许受压而破裂,否则会增加床层的阻力。

6   抗高温氧化和耐化学腐蚀例如能耐废气燃烧后产生的SO2HCl等腐蚀性气体。

7   蓄热体的几何结构应具有足够的流通截面积,并使气体分布均匀、阻力低等特性,并尽可能具有较大的比表面积,以确保蓄热体具有较大的有效传热面积。

8   价格应尽可能低廉,而使用寿命又要长。就目前RTO装置常用的蓄热体而言,陶瓷矩鞍环的寿命要求达到5年,而陶瓷蜂窝填料的寿命要求达到10年,但前者的价格仅为后者的1/5左右。

蜂窝陶瓷蓄热体尺寸和物理性能 

 外形尺寸

mm

孔数

N×N

孔密度

cpsi

孔径

mm

壁厚

mm

开孔率

%

150×150×300

25×25

18

4.90

1.00

67

150×150×300

32×32

30

3.70

0.90

62

150×150×300

40×40

46

3.00

0.73

64

150×150×300

43×43

50

2.80

0.75

64

150×150×300

50×50

72

2.40

0.60

61

150×150×300

59×59

100

2.10

0.43

68

陶瓷矩鞍环尺寸和物理性能

尺寸

厚度

(mm)

比表面积

(m2/m3)

空隙率

(%)

干填料因子

(m-1)  

堆积比重

(kg/m3)

1 (25mm)

3-4

250

74

320

700

3/2’’(38mm)

4-5

164

78

170

600

2 (50mm)

5-6

120

77

130

510

3 (75mm)

8-10

95

77

127

500

陶瓷矩鞍环被使用在两个主要领域,但这取决于实际运用的不同性能要求。一个领域是化工和石化行业,另一个是环保领域用在RTO蓄热焚烧炉等废气治理环保设备中。

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