專利名稱：一種多孔體換熱元件的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種熱交換元件，特別涉及一種用于氣一氣熱交換器的熱交換元件，確切地 說是一種多孔體熱交換元件。二、 背景技術為節約能源，對煙氣的余熱要進行利用，余熱利用需要使用換熱器。目前氣一氣換熱器 主要有管殼式和再生式兩種款式，其中再生式換熱器使用率比較高。換熱器換熱效果主要取 決于換熱元件的結構以及材料。現有的換熱元件由金屬片構成或鵝卵石堆積而成。金屬片換 熱元件造價高，容易腐蝕；鵝卵石堆塊體積大，傳熱速率慢，應用范圍受到限制，并且其換 熱效率及余熱利用率都偏低。因為這兩種再生式換熱器的單位體積內的換熱面積比較小，導 致換熱溫差大，在一定的余熱溫度下，空氣等工質經過換熱器后上升的溫度相對較小，即得 到的余熱能量較少，余熱利用率就低。三、 發明內容本發明旨在為再生式換熱器提供一種新型的多孔體換熱元件，所要解決的技術問題是提 高再生式換熱器的余熱利用率。現有再生式換熱器余熱利用率低緣于單位體積內換熱面積比較小，或者說換熱元件的比 表面積比較小。本發明的思路是從提高換熱元件的比表面積著手提高換熱器的單位體積換熱 面積，進而實現提高余熱利用率的目的。將換熱元件加工成多孔體不失為提高其比表面積的 有效手段。本發明所稱的多孔體換熱元件是以氮化硅粉或者非金屬陶瓷粉或者粘土粉為基質與成 孔劑一道加工成毛坯經干燥、煅燒、吹灰后形成的多孔體換熱元件。以氮化硅為基質加工的換熱元件裝配的氣一氣換熱器適用于余熱溫度IOO(TC以上的煙氣的熱交換。所述的非金屬陶瓷粉選自凹凸棒土或膨潤土或陶土等，此類基質適用于余熱溫度75(TC 100(TC的煙氣的熱交換。所述的粘土為黃土等，此類基質適用于500。C以下的熱交換。所述的成孔劑是在煅燒條件下能完全分解為二氧化碳和水或者炭的有機物構成的顆粒， 選自豆類如大黃豆、小黃豆、赤豆、綠豆等，或者谷類如小麥、蕎麥、稻谷等，或者農林廢 棄物如秸稈、枝條等經干燥、粉碎后加工的顆粒。本熱交換元件上的多孔體就是由成孔劑形成的，供煙氣(空氣)從中流動表面接觸完成熱交換，相對于鵝卵石而言，換熱面積成倍增加。氣孔率可以根據成孔劑粒徑大小予以調節， 也就是可以根據實際需要如系統阻力、換熱面積(即換熱量)來確定，對需要阻力較小的場 合，選擇大粒徑成孔劑；反之則選擇小粒徑成孔劑；對需要單位體積換熱面積大的場合，選 擇較小粒徑成孔劑，反則選擇大粒徑成孔劑。氣孔率計算公式；=1-^ ，式中g為元件的質量，v和d分別為干毛坯的體積與比 重，其乘積即為干毛坯的質量。換熱面積的計算公式A-^，式中r為成孔劑的平均粒徑。本元件的加工流程雷同于加工磚瓦，即先制毛坯后再煅燒。首先將基質原料(若是粘土 則需先粉碎)與10~15%的水混合攪拌均勻，其次根據實際使用的需要加入所選擇的成孔劑 繼續攪拌混合均勻，然后模制成所需大小和形狀的毛坯，經陰干、曬干后煅燒，要煅燒至成 孔劑完全燃燒，冷卻后用壓縮空氣吹灰，將灰燼吹盡為止，便得到一定氣孔率的多孔體換熱 元件。本多孔體換熱元件原料易得，加工簡單，用其裝配氣一氣再生式換熱器可以擴大使用范 圍，延長使用壽命，降低成本，特別是能有效提高煙氣余熱利用率。 四具體實施方式
非限定實施例敘述如下1、 取氮化硅68kg，加水8kg攪拌均勻，然后加入綠豆32kg繼續攪拌均勻，模具成型 ①4cm球形毛坯，陰干后送入高溫電阻爐內煅燒，先緩緩升溫至IO(TC脫去水分，然后升溫 至100(TC煅燒3 5小時，至綠豆顆粒完全燃燒，出料、冷卻，用壓縮空氣吹灰，得到氣孔 率為32%的多孔體換熱元件。2、 取干燥的凹凸棒土粉65kg，加水8kg攪拌均勻，然后加入大赤豆35kg繼續攪拌均 勻，模具成型長軸3cm短軸2cm的橢球體，經自然干燥后送高溫電阻爐內煅燒，先緩緩升溫 至10(TC脫去水分，然后升溫至90(TC煅燒3 5小時，至大赤豆完全燃燒，出料、冷卻，用 壓縮空氣吹灰，得到氣孔率為35%的多孔體換熱元件。3、 取干燥的黃土粉58kg，加水7kg攪拌均勻，然后加入大黃豆42kg繼續攪拌均勻， 模具成型05cm的球體，自然干燥后送高溫電阻爐內煅燒，先緩緩升溫至IO(TC脫去水分， 然后升溫至90(TC煅燒3 5小時，至大黃豆完全燃燒，出料、冷卻，用壓縮空氣吹灰，得到 氣孔率為42%的多孔體換熱元件。
權利要求
1. 一種多孔體換熱元件，其特征在于以氮化硅或陶瓷粉或粘土粉為基質與成孔劑一道加工成毛坯經干燥、煅燒、吹灰后形成的多孔體換熱元件，所述的成孔劑選自豆類或者谷類或者農林廢棄物經干燥、粉碎后加工的顆粒。
全文摘要
一種多孔體換熱元件，以氮化硅或陶瓷粉或粘土粉為基質與成孔劑一道加工成毛坯經干燥、煅燒、吹灰后形成的多孔體換熱元件，所述的成孔劑選自豆類或者谷類或者農林廢棄物經干燥、粉碎后加工的顆粒。成孔劑在煅燒過程中被完全分解形成多孔體，供煙氣(空氣)從中流動表面接觸完成熱交換。本多孔體換熱元件原料易得，加工簡單，用于裝配氣—氣再生式換熱器可以擴大使用范圍，延長使用壽命，降低成本，特別是能有效提高煙氣余熱利用率。
文檔編號C04B33/00GK101284735SQ20081010900
公開日2008年10月15日 申請日期2008年5月16日 優先權日2008年5月16日
發明者李業發, 焦東生, 王桂娟, 袁小平 申請人:中國科學技術大學