蜂窝陶瓷蓄热体介绍
蜂窝陶瓷蓄热体
蜂窝陶瓷蓄热体蜂窝陶瓷蓄热体是一种常见的热交换和蓄热材料，广泛应用于工业和民用领域。
它的设计结构独特，能够有效地吸收和释放热能，提供稳定且持久的热源。
结构和原理蜂窝陶瓷蓄热体的基本结构由许多小孔组成，这些小孔被称为蜂窝孔，它们呈六边形或四边形的形状排列。
蜂窝孔的大小和形状可以根据具体的应用需求进行调整。
蜂窝陶瓷蓄热体通常由高热容量的陶瓷材料制成，如陶瓷纤维、氧化铝等。
这些陶瓷材料具有优异的导热性能和稳定的化学特性，能够承受高温环境下的蓄热和释放过程。
蜂窝陶瓷蓄热体的原理是利用其结构中的蜂窝孔来增加表面积，从而增加热传导效率。
当蓄热体暴露在高温环境中时，热量会被吸收并传导到蜂窝孔的表面。
蜂窝孔的壁面积大大超过了蓄热体的外表面积，从而增加了热量的吸收和储存能力。
应用蜂窝陶瓷蓄热体具有广泛的应用领域，下面列举几个主要的应用案例：1. 工业加热蜂窝陶瓷蓄热体广泛应用于各种工业加热设备中，如炉子、烧嘴等，用于提供稳定的热源。
它可以通过吸热和释热的循环过程，实现高效的热能利用，降低能源消耗。
2. 太阳能利用蜂窝陶瓷蓄热体可以作为太阳能热水器和太阳能发电系统中的蓄热介质。
它可以在白天吸收太阳能并将其储存起来，在晚上或阴天释放热量，提供持续的热能供应。
3. 燃气热水器蜂窝陶瓷蓄热体也被应用于家用燃气热水器中，用于快速加热和储存热水。
蓄热体可以在短时间内将水加热至适宜温度，并保持水温稳定，提供持续的热水供应。
4. 汽车尾气处理蜂窝陶瓷蓄热体还被广泛应用于汽车尾气处理系统中。
它可以有效地吸附和储存废气中的有害物质，并在适当的条件下释放出来进行进一步处理，以减少尾气对环境的污染。
优点和挑战蜂窝陶瓷蓄热体有许多优点，也存在一些挑战。
优点•高热容量和导热性能，能够快速吸收和释放热量。
•稳定的化学特性，能够承受高温环境下的蓄热和释放过程。
•结构紧凑，占用空间小，易于安装和维护。
•耐腐蚀和耐磨损，具有较长的使用寿命。
挑战•蓄热和释放过程中可能产生的热损失，降低了系统的热效率。
蜂窝陶瓷蓄热体换热效率和高度
蜂窝陶瓷蓄热体换热效率和高度一、引言蓄热体是近年来广泛应用于能源转换和储存领域的一种热传导材料。
蜂窝陶瓷蓄热体是其中一种常见的设计。
本文将探讨蜂窝陶瓷蓄热体在传热过程中的效率和高度对于换热性能的影响，并提供一些相关实验和研究结果。
二、蜂窝陶瓷蓄热体的结构和工作原理蜂窝陶瓷蓄热体是一种具有规则孔隙结构的热传导材料。
由于其良好的热容量和导热性能，它被广泛应用于太阳能集热器、储能系统等领域。
其工作原理基于材料内部孔隙结构的热传导和储能过程。
三、蜂窝陶瓷蓄热体的换热效率蜂窝陶瓷蓄热体的换热效率是评估其性能的重要指标之一。
换热效率取决于多个因素，包括材料的导热性能、孔隙结构的设计等。
1.材料的导热性能蜂窝陶瓷蓄热体的导热性能是影响换热效率的主要因素。
导热性能越好，热量在材料内部的传递速度就越快，从而提高换热效率。
研究表明，选择导热性能良好的材料，如具有高热导率的陶瓷材料，可以显著提高蓄热体的换热效率。
2.孔隙结构的设计蓄热体的孔隙结构对于换热效率也有着重要的影响。
通常，蜂窝陶瓷蓄热体会通过设计不同形状的孔隙结构来增加有效表面积，从而提高换热效率。
例如，增加蓄热体的高度可以增加其表面积，提高热量传递的速率。
四、蓄热体高度对换热性能的影响蓄热体的高度也是影响换热性能的重要因素之一。
高度不同会影响蓄热体的表面积和导热路径的长度，进而影响其换热效率。
1.高度与表面积的关系蜂窝陶瓷蓄热体的高度与其表面积成正相关。
增加蓄热体的高度可以增加其表面积，提高热量传递的速率。
然而，随着高度的增加，由于热量传递过程中存在阻力，换热效率不会线性增加。
2.高度与导热路径的关系蓄热体的高度也会影响导热路径的长度。
较长的导热路径会增加热传导的阻力，并降低换热效率。
因此，在设计蜂窝陶瓷蓄热体时，需要在高度和导热路径长度之间寻找最佳平衡点，以获得最高的换热效率。
五、实验和研究结果许多实验和研究都证明了蜂窝陶瓷蓄热体的换热效率和高度之间的关系。
陶瓷蓄热体工作原理
陶瓷蓄热体工作原理
陶瓷蓄热体是一种利用陶瓷材料的热传导性能，来实现热能储存和释放的装置。
其工作原理如下：
1. 储热阶段：当外部热源（例如太阳能或电加热器）为陶瓷蓄热体供热时，陶瓷材料会吸收并传导热能。
由于陶瓷材料具有较低的热导率，其内部会形成较高温度的热点。
2. 热传导阶段：一旦外部热源停止供热，陶瓷蓄热体内的热能将开始向周围环境传导。
由于陶瓷蓄热体内部温度高于环境温度，热能将会以热传导的方式从高温区域向低温区域传递。
3. 释放热能阶段：陶瓷蓄热体内部的热传导过程将导致热能的释放，使得外部环境得到陶瓷蓄热体储存的热能。
这种释放可以在较长时间内持续进行，从而为所需的热能供应提供持久的热源。
通过以上工作原理，陶瓷蓄热体实现了热能的储存和释放，使得其成为一种有效的热能存储装置，被广泛应用于太阳能热水器、辐射供暖等领域。
蜂窝陶瓷蓄热体设备工艺原理
蜂窝陶瓷蓄热体设备工艺原理概述蜂窝陶瓷蓄热体是一种高效的蓄热储能技术，可广泛运用于太阳能、地源热泵、空气源热泵等新能源系统。
本文将介绍蜂窝陶瓷蓄热体设备的工艺原理，包括蜂窝陶瓷的制备、蓄热体的结构设计、充填工艺等，为读者提供深入了解该项技术的知识。
蜂窝陶瓷制备提高蓄热体的热传导性能是降低设备成本的重要因素。
蜂窝陶瓷是一种多孔陶瓷材料，其孔道呈六边形形状，因此又称为蜂窝式多孔陶瓷。
采用蜂窝陶瓷作为蓄热体的载体，可以大幅度提高其表面积，使其热传导性能得到改善。
蜂窝陶瓷的制备过程包括：原料配比、混合、成型、干燥和烧结等步骤。
首先，将粘土、石墨等原料按一定比例混合均匀，形成陶瓷泥浆；然后通过注塑、挤压等成型工艺加工成规格标准的蜂窝陶瓷成品；最后在高温下进行烧结处理，使陶瓷成品具有优异的硬度和抗渗性能。
蓄热体结构设计蜂窝陶瓷蓄热体的结构设计是蓄热体工艺原理中需要特别考虑的一部分。
蓄热体的结构设计应该尽可能地利用好蜂窝式结构的优势，使之在储能过程中具有更高的储能效率。
具体的工艺包括：制定合理的蜂窝式结构设计方案，根据设计方案进行陶瓷制作工艺；制作成尺寸规格适合的蜂窝陶瓷小块；编制充填设备方案，将蜂窝陶瓷小块以合适的密度填充到蓄热体的容器中，形成完整的蜂窝陶瓷储热体结构。
在这一过程中，应该控制好蜂窝陶瓷的充填密度，确保其能够在使用过程中，发挥出最佳的储热性能。
充填工艺充填工艺也是蓄热体工艺原理中需要特别考虑的一部分。
完整的蜂窝陶瓷蓄热体组装之前，需要对蜂窝陶瓷进行充填。
在充填过程中，一个重要的问题就是如何保证蜂窝陶瓷内部的孔隙度，避免孔隙度过小使得其内部难以充满热传导介质。
具体的工艺包括：在充填设备的协助下，将陶瓷小块沿水平、垂直轴线方向自由充填在充填容器中；在充填过程中适当调整小块的分布密度和填充方式，使小块之间的缝隙达到最佳的充填效果；控制好充填好的陶瓷微球的分布密度和孔隙度。
结论蜂窝陶瓷蓄热体设备工艺原理，包括蜂窝陶瓷制备、蓄热体结构设计和充填工艺等方面，本文进行了详细的介绍。
高性能蜂窝陶瓷蓄热体及其制备工艺[发明专利]
![高性能蜂窝陶瓷蓄热体及其制备工艺[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/2daf86f9f18583d048645985.png)
专利名称：高性能蜂窝陶瓷蓄热体及其制备工艺
专利类型：发明专利
发明人：欧阳德刚,蒋扬虎,罗安智,周章华,邵东,余晴,王海清,李明晖,罗巍,朱善合,陈超,丁翠娇,刘占增,宋中华,杨
超
申请号：CN200910062235.2
申请日：20090526
公开号：CN101571363A
公开日：
20091104
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种高性能蜂窝陶瓷蓄热体及其制备工艺。
它包括陶瓷基体，陶瓷基体上密集分布有蜂窝状格孔，蜂窝状格孔的壁面覆盖有孔壁渗透层。
其制备工艺依次包括配料、困料、碾泥、挤压成型、微波烘烤、烘炉烘烤、坯体整形和高温烧成的步骤，还包括陶瓷基体浸泡步骤，陶瓷基体浸泡步骤是在微波烘烤与烘炉烘烤步骤之间或在高温烧成步骤之后将陶瓷基体浸泡在无机化学结合剂水溶液或溶胶结合剂水溶液中，使无机化学结合剂或溶胶结合剂向陶瓷基体的壁面内渗透，填充陶瓷基体壁面内的细孔，然后将陶瓷基体取出吹扫、阴干，再经过烘烤的步骤。
其基体组织结构致密、导热系数高、综合力学强度大、格孔应力均匀，可降低熔渣渗透、提高换热效率、延长使用寿命。
申请人：武汉钢铁(集团)公司
地址：430083 湖北省武汉市青山区厂前2号门
国籍：CN
代理机构：武汉开元知识产权代理有限公司
代理人：胡镇西
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催化剂蓄热体
催化剂蓄热体
蓄热体是一种高效能热回收装置，其中蜂窝陶瓷蓄热体是一种常见的蓄热体。
它具有比表面积大、压力损失小、热胀冷缩系数小、抗热性能优良等特点，被广泛应用于环境保护、工业废气、废水净化、垃圾焚烧等设备的核心部件。
同时，蜂窝陶瓷作为催化剂载体，可用于汽车尾气净化、空气去异味等领域。
催化剂蓄热体是催化剂载体的一种，它采用堇青石薄壁蜂窝陶瓷作为载体，采用稀土金属或过度金属制备的复合材料为助剂，适用于汽车尾气净化等场合。
总之，蓄热体和催化剂蓄热体是两种不同的技术，但它们在工业领域中都有重要的应用。
蓄热体主要用于回收热量，提高能源利用效率；而催化剂蓄热体主要用于催化反应，促进化学品的合成或分解。
蜂窝陶瓷蓄热体传热及气体流动特性的数值模拟
（ １ ．辽 宁科 技大学 材料 与冶 金学 院 ，２ ．鞍 钢集 团钢铁 研究 院 ）
摘 要 蓄热体是蓄热式燃烧技术 的重要部 分 ，文章 运用数值 模拟方 法模拟 了蜂窝 陶瓷蓄 热
体的换热过程 ，利用 Ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｔ 软件对蓄热体达到稳 定，并得到 了蓄热体稳定工作 时气 体 温度 、速度及 压力分布 规律 ，为蓄热 体 的实 际 应用提供 了一定的理论依据和指导 。
１ 物理 模型 与数 值计 算 １ ． １ 物理 模型
单元孔格的中间分界线取得的半壁厚单通道蓄热 体作 为 计 算 域 ：孔 格 宽 为 ２ ． ４ ５ ｍ ｍ，壁 厚 为
０ ． ４ ７ ５ ｍ ｍ，长 度 为 ３ ０ ０ ｍ ｍ。
１ ． ２ 流动与换热数学模型 流动与换热的数学模型可用下述控制方程组
关键字 蜂窝蓄热体 换热特性 数值模拟 高温空气燃烧技术
Ｃｅ ｒ ａ ｍｉ ｃ Ｈｏ ｎ ｅ ｙ ｃ ｏ ｍｂ Ｒｅ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ Ｎｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｓ ｉ ｍ ｕｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｈｅ ａ ｔ Ｔｒ ａ ｎｓ ｆ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ Ｇａ ｓ Ｆｌ ｏ ｗ Ｃｈａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ
蜂窝陶瓷蓄热体传热数学模型及传热系数求解
3 假设和传热系数的计算
3. 1 假设 蜂窝陶瓷蓄热体截面如图 2 示 ,蓄热体的方孔 边长[8 ]2. 5 mm ,壁厚 0. 5 mm 。冷/ 热气体从方孔 1 周期性流过 ,流体与四周陶瓷蓄热壁连续换热 。假 设流体流过蓄热体时在各小孔的流速分布均匀 。由
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1300 15～30
≥15 ≥2.5 28～38 45～55 9～14 ≤3.0
1.5～2.3
250
1450 ≤30 ≥18 ≥3 45～75 20～50 ～ ≤3.5
1.4～2.3
250
1650 ≤30 ≥18 ≥3 ≥75 15～25 ～ ≤3.0
HTAC技术用蓄热体规格说明
六角孔型蜂窝陶瓷蓄热体产规格：
大于 1.1MPa
大于600℃
大于1360℃
博鑫柴油车颗粒捕集器（DPF）
• 我们可以根据客户的要求提供不同目数的堇青石、
SiC材质的DPF产品
DPF性能指标
发动机排出 含PM 的黑 烟进入捕集器
气体分子通过多 孔陶瓷壁,PM颗 粒被阻截在捕集 器中待再生
性能 名称 单位
碳化硅
开口气 孔率 %
≥55
壁厚 mm
1.35 1.00 0.73 0.60 0.43
开孔率 %
64 67 64 61 68
• 本行业虽然以四方孔产品为主，但是我们公司也可以按
照客户的要求提供六角、圆形等其它孔型的产品。
工业用催化剂载体
• 博鑫公司生产的堇青石、氧化钛、氧化铝等各种
材质的蜂窝陶瓷催化剂载体，具有吸水率高，比 表面积大、机械强度高、耐腐蚀性强，广泛的应 用在脱臭、脱硝、光催化等废气净化领域，以及 有机合成、石油化学反应等领域。
1.5～2.2
≤2.8
刚玉/莫来石 Cordierite/Mullite
1.8～3.0
≤6
刚玉 Alumina 1.8～3.3
≤8
800～1200
750～800
1100～1300
1300～1400
1.5～2.5
300
1300 ≤5 ≥20 ≥4 25～35 48～58 5～11.5 ≤5.0
1.3～1.5
□2.5
150×100×100
□3.0
150×100×100
□5.0
100×100×100
□2.5
100×100×100
□3.0
100×100×100
□5.0
165×110×100
□3.0
壁厚（㎜） 1.0 1.5 1.0 1.1 1.0 1.0 1.1
壁厚（㎜） 1.0 1.1 2.0 1.0 1.1 2.0 1.1
热导率 (W/m.k)
Thermal Conductivity (20～100℃)
热冲击强度(℃/min) Impact Thermal Resistance
最高工作温度(℃) Max. Working Tem.
吸水率(%)
A轴 抗压强度(MPa)
B轴
化学成分(%)
Al2O3 SiO2 MgO
其它
莫来石 Mullite 1.8～2.7
• 此产品广泛的应用
于化学工业、汽车 烤漆、喷漆干燥设 备 、有机化学工业、 石油化学工业、刻 版印刷、胶版印刷、 食品加工等行业的 废气处理设备。
RTO用蓄热体理化指标说明
名称
密度(g/cm3) Density
热膨胀系数 CTE (×10-6K-1) (20～800℃)
比热 (J/Kg.K)
Specific Heat (20～100℃)
用陶瓷蓄热体来储存有机废气分解 时产生的热量，并用陶瓷蓄热体储 存的热能来分解未被处理的有机废
气，从而达到很高的热效率 。
• 博鑫公司针对蓄热燃烧
脱臭炉（RTO）的工艺 要求，研制的致密堇青 石、疏松堇青石、锂质 瓷、莫来石等多种材质、 规格尺寸的蜂窝陶瓷产 品，具有比表面积大、 排气阻力小、热胀冷缩 系数低、容重高、抗热 冲击性能好等特点 。
≤6.5
850～1050
1.4～2.0
250
1200 ≤30 ≥15 ≥2.5 20～45 45～75 ～ ≤5.0
致密堇青石 Compact Cordierite
1.8～2.5
≤3.4
800～1200
1.5～2.5
300
1300 ≤5 ≥20 ≥4 25～35 48～58 5～11.5 ≤5.0
疏松堇青石 Porous Cordierite
1.5～2.2
≤2.8
750～800
1.3～1.5
350
1300 15～30
≥15 ≥2.5 28～38 45～55 9～14 ≤3.0
锂质瓷 Lithium porcelain
1.8～2.3
≤1.5
850～1100
1.5～2.3
450
1100 ≤5 ≥11 ≥4 19～22 69～72 Li2O 3～4 ≤2.5
• 产品特点： • 1、良好的抗热震性能和抗金属液流冲击能力，完全满足客户使用环境的要求； • 2、先进的挤压工艺，为客户提供圆孔、方孔、三角孔等不同孔型、不同孔密度的优质过滤片产品，完全满
足铸造企业的需要；
• 3、严格的外观尺寸控制技术，完全适合自动安放过滤片的生产线使用。 • 产品材质： • 堇青石、莫来石、堇青石/莫来石、莫来石/氧化锆等。 • 产品应用： • 灰铁,球墨铸铁,铝合金,不锈钢等
10～40um
堇青石
≥55
0.25～0.55
total
0.5～0.6
≤1.5
≥450
≥1360 ≥85 （A轴） ≥1.5
≥1.03
5.6N㎡ /min 1±0.3
10±2
蜂窝陶瓷过滤片
博鑫公司生产的蜂窝陶瓷过滤片，具有优良的耐热冲击性、强度以及较高的孔隙率和比 表面积，能够过滤和吸附夹杂在浇铸熔融金属液中尽可能小的夹杂物，并利用其独特的 整流作用得到平稳且快速的层流，防止气泡进入，适用于铸造行业不同耐火度和浇注速 度的要求。能显著提高铸件的质量，有利于切削加工，从而减少刀具磨损，降低制造成 本
扇形蜂窝 陶瓷蓄热体
• 蓄热体孔型------博鑫公司能
够生产方孔、六角孔、圆孔、 三角孔等四种孔型的产品来 满足不同客户的使用要求。
辐射管型蜂窝陶瓷蓄热体
HTAC技术用蓄热体理化指标说明
名称
密度(g/cm3) Density
热膨胀系数 CTE (×10-6K-1) (20～800℃)
比热 (J/Kg.K)
产品技术参数
类别 孔密度 开孔率 最高工作温度 弯曲强度 抗压强度 抗热震性 SiC Al2O3 SiO2 ZrO2 其他微量元素 应用
单位 ppi
% ℃ Mpa Mpa 次/1100℃ % % % % %
氧化铝质 4~60 80~90 1100 0.6 0.7 ＞6次
≥85 ≤15
碳化硅质 4~60 80~90 1550 0.7 0.8 ＞6次 ≥60 ≤30 ≤10
蜂窝陶 瓷载体
100
ＮＯＸ
80
ＣＯ ＨＣ
HC
CO
触
媒
NO
H2 O
净 60 化 率
CO
40
2 20
N2
13
14 空燃比 15
16
• 典型的化学反应：
２ＣＯ + Ｏ２
CO2
2C2H6 + 7O2 CO2 + 6H2O
2NO + 2CO N2+ 2CO2
博鑫汽油车用蜂窝陶瓷载体性能综述
• 本公司生产的蜂窝陶瓷载体具备以下
Al2O3 SiO2 MgO
其它
莫来石 Mullite 1.8～2.7
≤6.5
850～1050
1.4～2.0
250
1200 ≤30 ≥15 ≥2.5 20～45 45～75 ～ ≤5.0
致密堇青石 Compact Cordierite
1.8～2.5
≤3.4
疏松堇青石 Porous Cordierite
外形尺寸（㎜）
孔径（对边㎜）
150×100×100
3.1
150×100×100
3.1
150×100×100
3.5
150×100×100
3.9
100×100×100
3.1
100×100×100
3.5
100×100×100
3.9
方孔型蜂窝陶瓷蓄热体产品规格：
外形尺寸（㎜）
孔径（㎜）
150×100×100
RTO用蓄热体规格
四方孔规格
外形尺寸 mm
孔数 N×N
150×150×300 20×20 150×150×300 25×25 150×150×300 40×40 150×150×300 50×50 150×150×300 59×59
孔密度 cpsi
11 18 46 72 100
孔径 mm
6.0 4.9 3.0 2.4 2.1
Specific Heat (20～100℃)
热导率 (W/m.k)
Thermal Conductivity (20～100℃)
热冲击强度(℃/min) Impact Thermal Resistance
最高工作温度(℃) Max. Working Tem.
吸水率(%)
抗压强度
A轴
(MPa)
B轴
化学成分(%)
Fe2O3 1.0%以下
细孔分布
TiO2 1.0%以下
物理特 性
标准 项目 标准
90%以上 吸水率
2.4%以下
热膨 胀系数
1.2%以下 压缩强度
A轴
B轴
C轴
total0.12-0.3cm3/g
等静 压强度
抗热 冲击性
软化温度
27±4%
小于1.2×106/K
大于
大于
大于
8.4MPa 1.1MPa 0.11MPa