【摘 要】
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石油、化工、冶金、制造等产业是我国国民经济的支柱产业,也是高能耗产业,它们在生产过程中会产生大量的高温烟气(600~1600℃),将其直接进行排放不仅会污染环境,而且会造成能源的
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石油、化工、冶金、制造等产业是我国国民经济的支柱产业,也是高能耗产业,它们在生产过程中会产生大量的高温烟气(600~1600℃),将其直接进行排放不仅会污染环境,而且会造成能源的极大浪费。因此,对高温烟气进行余热回收显得尤为必要且意义重大。陶瓷换热器以其优异的耐热性能和抗腐蚀性能在高温烟气余热回收方面具有广阔的应用前景。本文以陶瓷纤维纸为基材,经浸渍、干燥、轧制、粘合及烧结等工艺,研制出高温瓦楞状陶瓷基换热器芯体;初步探讨陶瓷基换热器换热性能。系统探讨不同基材(玻璃纤维纸、陶瓷纤维纸)、定形剂(硅溶胶、水玻璃)、烘干温度、时间及压辊材质等对无机纤维纸瓦楞成型性能的影响;考察硅溶胶质量分数、高导热填料(碳化硅、氮化硼)、浸渍温度对陶瓷纤维纸片导热性能的影响;探讨烧结温度和气氛对瓦楞块体表面结构及热物性影响;采用扫描电子显微镜及其能谱仪(SEM-EDS)对改性纸片组成、表面形态进行表征。实验结果表明,以陶瓷纤维纸为基材,30wt%水玻璃轧制的瓦楞纸较好;添加4%碳化硅的陶瓷纸片,其导热系数达到0.1152W/(m℃),与未改性相比提高了157.6%;空气气氛下,程序升温到600℃时烧结,所得瓦楞芯体性能较好。SEM图显示硅溶胶分散的碳化硅颗粒能较均匀地分散在基材表面及空隙;EDS分析显示碳化硅的存在。对不同流量下高温瓦楞状陶瓷基换热器传热、压降性能及冷、热空气出口温度测试结果表明:随着热空气(处理空气侧)流量的增大,换热器热空气出口温度、传热系数和压降均随之增大;随着冷空气(热回收空气侧)的流量增大,冷空气的出口温度随之减小。
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