本文将从陶瓷蓄热体的材料和特点进行介绍,并结合RTO催化燃烧的使用特点,浅析它能够成为核心部件的理由。
破碎的陶瓷颗粒加上柔软的陶瓷泥,经过层层工序的加工,最终制成崭新、坚硬的蓄热陶瓷;不同的组分会烧结出具有不同特性的陶瓷,这些陶瓷又会具有不同的物理性能;JC2135-2012蓄热体行业标准的定义如下:
在RTO中选用陶瓷来作为蓄热体,则是看重它具有较高的比热容,能够蓄积大量的热能从而进行换热。不同种类的蓄热陶瓷具有不同的功能,没有最好,只有最适合的,分别利用不同的功能属性,或者几者结合使用,才能发挥出最大的功效。
蓄热陶瓷作为RTO五大核心组成部分之一,足以彰显出它的重要性,但由于市场中蓄热陶瓷的组分及性能参差不齐,工程师们抱着为客户提供可靠的RTO系统的原则在对蓄热陶瓷进行选型时会优先考虑具有以下性能的产品:
(1)耐高温性;由于RTO的操作温度一般为760~850℃,所以在选择时需考虑材质耐高温在1200℃左右。
(2)高抗热震性;因为蓄热体是周期性冷却、加热的过程,所以必须能抵抗经常冷热交替的变化。
(3)高热容及高热导性;RTO要求蓄热体必须能蓄积大量的热量用来换热,同时降低在热传导的过程中热量损耗。
(4)高机械强度;蓄热体在RTO内的填充是大量的,所以要求蓄热陶瓷不能受压而破裂,增加床层的阻力。
(5)高抗堵塞性;进行RTO的废气中含有的颗粒物及燃烧后产生的盐类极易堵塞蓄热陶瓷,频繁地清理和冲洗会增加RTO的停车率,增加运行成本,所以抗堵塞性能也是选择蓄热陶瓷的一个关键条件。
由于RTO处理的有机废气组分及工况各不相同,蓄热陶瓷在RTO中因为不同的组分及工况会出现不同的堵塞问题。
我们也会根据不同的工况提出不同的解决方案。
(1)当废气中含有xx胺时,在燃烧过程中会产生NH4+与酸根离子反应会生成氯化铵、硫酸铵等铵盐,成白色晶体状,附着在蓄热陶瓷冷端,极易堵塞陶瓷,造成床层阻力增大。
因为铵盐的分解温度多为375℃-550℃,可在RTO的控制系统中设置反烧程序,用来将附着在蓄热陶瓷上的铵盐分解。
(2)在前序的技术性文章里面提到的易聚合类物质,如苯乙烯,易发生聚合反应形成聚合产物UHMWPS(聚苯乙烯),随着聚合物的产生,最直接的影响就是堵塞蓄热陶瓷。根据聚合物质的特点,并研究,提出的处理方向如下:
①涂覆阻聚涂层,防止RTO内壁发生聚合;
②特殊格栅结构设计,防止堵塞;
③工艺设置反烧程序。
(3)当废气中有含硅有机物时,经过燃烧后会产生SiO2,由于蓄热陶瓷的组分多为硅酸铝盐即Al2O3•SiO2与燃烧生成的SiO2结晶具有相近性,会以类似化学键的方式附着在蓄热陶瓷上,宏观上的表现则为SiO2成结晶状生长在蓄热陶瓷。
在工艺设计上要求减少含硅有机物直接进入RTO腔室内,同时会在RTO内设计特殊格栅结构,便于对蓄热陶瓷进行冲洗及更换,也会提供详细的蓄热陶瓷冲洗说明,降低因冲洗不当对陶瓷的损伤,以增加蓄热陶瓷使用寿命,降低更换率。
来源:环保