“推波助澜”—玻璃基高温复合蓄热材料

序号:824 赛区:西南赛区 得票数:1


硅酸盐玻璃固态-熔化态结构变化潜热远高于同温度范围的无机盐、合金等蓄热介质,在高温蓄热领域应用前景广阔。将其设计用于窑炉蓄热衬体,是突破当前高温工业窑炉能耗高、能源利用率低、温度波动大等行业共性难题的有效途径。作品遴选固-液转化温度高、结构变化潜热大、无损耗特性的硅酸盐玻璃作为蓄热介质,通过溶胶-凝胶表面包覆以稳定玻璃结构变化状态,以高显热特征的镁橄榄石作为基体,协同提升了产品的蓄热能力;利用碳化硅晶须高导热、高辐射特性,在镁橄榄石基体与玻璃蓄热介质之间构筑了高导热网络,提高了产品的蓄/释热效率。经检测,本作品应用温度900-1200℃、蓄热密度1052.5 kJ/kg、热导率1.37-2.61 W/(m·K)、1000次热循环潜热损失小于0.5%、蓄热量3.26×106 kJ/m3,相当于111.3 kg标准煤。在炉衬结构设计基础上,将所制备兼具高蓄热密度、高热响应效率与高热稳定性的玻璃基高温复合蓄热材料砌筑于工业窑炉,可实现对炉内温度波动、炉衬界面温度与热能利用的有效控制。以120吨钢包为例,外壁温度降低100℃,吨钢节省能耗700 kJ。本作品的推广实施,有利于突破高温过程工业在能效利用方面的技术瓶颈,助推我国高温工业打赢蓝天保卫战、实现“双碳”战略目标。