工業(yè)熱工設備及鍋爐用保溫材料的制備方法及產(chǎn)品的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及工業(yè)熱工設備及鍋爐用保溫材料的制備方法及產(chǎn)品，目的是提供一種保溫性能好，導熱系數(shù)低，生產(chǎn)成本低，能耗少，產(chǎn)品使用壽命長，環(huán)保無害的工業(yè)熱工設備及鍋爐用保溫材料的制備方法及產(chǎn)品。本發(fā)明的工業(yè)熱工設備及鍋爐用保溫材料的制備方法，包括在鋁離子鹽的溶液中加入尿素CO(NH2)2或氨水，通過化學反應得到納米氫氧化鋁凝膠；在上述納米氫氧化鋁凝膠中加入2500目的二氧化鈦，按照重量份為79-96的納米氫氧化鋁凝膠，加入二氧化鈦的重量份為6-21，并加入重量份為10-20的去離子水，得到混有二氧化鈦的納米氫氧化鋁多孔凝膠；140-150℃條件下，采用微波加熱脫水，得到多孔γ-氧化鋁包裹二氧化鈦保溫材料。
【專利說明】工業(yè)熱工設備及鍋爐用保溫材料的制備方法及產(chǎn)品
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種工業(yè)熱工設備及鍋爐用保溫材料的制備方法及產(chǎn)品。
【背景技術】
[0002]中國是一個能源相對短缺的國家，但單位GDP產(chǎn)值的能耗卻比發(fā)達國家高出4-6倍。在工業(yè)領域中，爐體的保溫是時常需要面對的問題，無論是工業(yè)窯爐、鍋爐等，無一不需要保溫處理，而目前使用的保溫材料中，要么是導熱系數(shù)大、保溫效果差的材料，要么是對人體有害的材料，最常用的石棉、巖棉、玻璃纖維、硅酸鋁纖維，不但保溫性能不好、而且屬于一類和二類致癌物質(zhì)。如果爐體保溫系統(tǒng)中一律使用對人體無害的材料，同時又要達到很好的保溫性能，還不能是一類和二類致癌物質(zhì)，則國內(nèi)爐體保溫材料的市場將幾乎是空白。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種保溫性能好，導熱系數(shù)低，生產(chǎn)成本低，能耗少，產(chǎn)品使用壽命長，環(huán)保無害的工業(yè)熱工設備及鍋爐用保溫材料的制備方法及產(chǎn)品。
[0004]本發(fā)明的工業(yè)熱工設備及鍋爐用保溫材料的制備方法，其包括如下步驟:
[0005](a)制備含有可溶鋁離子鹽的溶液； [0006](b)在上述鋁離子鹽的溶液中加入尿素CO(NH2)2或氨水，通過化學反應得到納米
氫氧化鋁凝膠；
[0007](c)在上述納米氫氧化鋁凝膠中加入2500目的二氧化鈦，按照重量份為79-96的納米氫氧化鋁凝膠，加入二氧化鈦的重量份為6-21，并加入重量份為10-20的去離子水，然后通過超聲波裝置處理加入納米級的二氧化鈦的納米氫氧化鋁凝膠，在超聲波的空化效應下，使二者均勻混合，得到混有二氧化鈦的納米氫氧化鋁多孔凝膠；
[0008](d) 140-150°C條件下，采用微波加熱脫水，得到多孔Y -氧化鋁包裹二氧化鈦保溫材料，其中的多孔Y-氧化鋁的粒徑為納米級，且二氧化鈦被多孔Y-氧化鋁包裹。
[0009]本發(fā)明的工業(yè)熱工設備及鍋爐用保溫材料的制備方法，其中所述步驟(a)中的含有可溶鋁離子鹽的溶液從工業(yè)廢液中分離得到，含有可溶鋁離子鹽的溶液為硫酸鋁溶液或三氯化鋁溶液。
[0010]本發(fā)明的工業(yè)熱工設備及鍋爐用保溫材料的制備方法，其中所述工業(yè)廢液中硫酸鋁溶液或三氯化鋁溶液通過膜過濾裝置進行濃縮得到，所述步驟(C)中所述二氧化鈦為金紅石型二氧化鈦，所述步驟(d)中所述多孔Y-氧化鋁的粒徑為20nm-80nm。
[0011]本發(fā)明的工業(yè)熱工設備及鍋爐用保溫材料的制備方法，其中在所述步驟(b)中，按照尿素與硫酸鋁的摩爾比10: I加入尿素，在80°c-95°c溫度下反應得到納米氫氧化鋁凝膠。
[0012]本發(fā)明的工業(yè)熱工設備及鍋爐用保溫材料的制備方法，其中還包括將制得的多孔Y -氧化鋁包裹二氧化鈦保溫材料壓制成板狀，以用作工業(yè)熱工爐或鍋爐的保溫材料。[0013]本發(fā)明的工業(yè)熱工設備及鍋爐用保溫材料，其包括如下步驟:
[0014] (a)制備含有可溶鋁離子鹽的溶液；
[0015](b)在上述鋁離子鹽的溶液中加入尿素CO(NH2)2或氨水，通過化學反應得到納米
氫氧化鋁凝膠；
[0016](c)在上述納米氫氧化鋁凝膠中加入2500目的二氧化鈦，按照重量份為79-96的納米氫氧化鋁凝膠，加入二氧化鈦的重量份為6-21，并加入重量份為10-20的去離子水，然后通過超聲波裝置處理加入納米級的二氧化鈦的納米氫氧化鋁凝膠，在超聲波的空化效應下，使二者均勻混合，得到混有二氧化鈦的納米氫氧化鋁多孔凝膠；
[0017](d) 140-150°C條件下，采用微波加熱脫水，得到多孔Y -氧化鋁包裹二氧化鈦保溫材料，其中的多孔Y-氧化鋁的粒徑為納米級，且二氧化鈦被多孔Y-氧化鋁包裹。
[0018]本發(fā)明的工業(yè)熱工設備及鍋爐用保溫材料，其中所述步驟(a)中的含有可溶鋁離子鹽的溶液從工業(yè)廢液中分離得到，含有可溶鋁離子鹽的溶液為硫酸鋁溶液或三氯化鋁溶液。
[0019]本發(fā)明的工業(yè)熱工設備及鍋爐用保溫材料，其中所述工業(yè)廢液中硫酸鋁溶液或三氯化鋁溶液通過膜過濾裝置進行濃縮得到，所述步驟(C)中所述二氧化鈦為金紅石型二氧化鈦，所述步驟(d)中所述多孔Y-氧化鋁的粒徑為20nm-80nm。
[0020]本發(fā)明的工業(yè)熱工設備及鍋爐用保溫材料，其中在所述步驟(b)中，按照尿素與硫酸鋁的摩爾比10: I加入尿素，在80°c-95°c溫度下反應得到納米氫氧化鋁凝膠。
[0021]本發(fā)明的工業(yè)熱工設備及鍋爐用保溫材料，其中還包括將制得的多孔Y-氧化鋁包裹二氧化鈦保溫材料壓制成板狀，以用作工業(yè)熱工爐或鍋爐的保溫材料。
[0022]與現(xiàn)有技術相比本發(fā)明的有益效果為:
[0023]本發(fā)明的工業(yè)熱工設備及鍋爐用保溫材料的制備方法，由于采用了本發(fā)明特有的原料組分和工藝步驟，所得到的多孔Y -氧化鋁包裹二氧化鈦保溫材料，其保溫性能要遠遠優(yōu)于現(xiàn)有的保溫材料硅酸鋁纖維，并且其生產(chǎn)成本低，能耗少，產(chǎn)品使用壽命長，環(huán)保無害。因此，本發(fā)明的工業(yè)熱工設備及鍋爐用保溫材料的制備方法得到多孔Y-氧化鋁包裹二氧化鈦保溫材料的具有突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步。
【具體實施方式】
[0024]下面對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0025]實施例1
[0026]本發(fā)明的工業(yè)熱工設備及鍋爐用保溫材料的制備方法，其包括如下步驟:
[0027](a)制備含有可溶鋁離子鹽的溶液；
[0028](b)在上述鋁離子鹽的溶液中加入尿素CO(NH2)2或氨水，通過化學反應得到納米
氫氧化鋁凝膠；
[0029](c)在上述納米氫氧化鋁凝膠中加入2500目的二氧化鈦，按照重量份為79-96的納米氫氧化鋁凝膠，加入二氧化鈦的重量份為6-21，并加入重量份為10-20的去離子水，然后通過超聲波裝置處理加入納米級的二氧化鈦的納米氫氧化鋁凝膠，在超聲波的空化效應下，使二者均勻混合，得到混有二氧化鈦的納米氫氧化鋁多孔凝膠；[0030](d) 140-150°C條件下，采用微波加熱脫水，得到多孔Y -氧化鋁包裹二氧化鈦保溫材料，其中的多孔Y-氧化鋁的粒徑為納米級，且二氧化鈦被多孔Y-氧化鋁包裹。
[0031]作為本發(fā)明的進一步改進，上述步驟(a)中的含有可溶鋁離子鹽的溶液從工業(yè)廢液中分離得到，含有可溶鋁離子鹽的溶液為硫酸鋁溶液或三氯化鋁溶液。
[0032]作為本發(fā)明的進一步改進，上述工業(yè)廢液中硫酸鋁溶液或三氯化鋁溶液通過膜過濾裝置進行濃縮得到，所述步驟(C)中所述二氧化鈦為金紅石型二氧化鈦，所述步驟(d)中所述多孔Y-氧化招的粒徑為20nm-80nm。
[0033]作為本發(fā)明的進一步改進，上述在所述步驟(b)中，按照尿素與硫酸鋁的摩爾比10: I加入尿素，在80°C-95°C溫度下反應得到納米氫氧化鋁凝膠。
[0034]作為本發(fā)明的進一步改進，還包括將制得的多孔Y -氧化鋁包裹二氧化鈦保溫材料壓制成板狀，以用作工業(yè)熱工爐或鍋爐的保溫材料。
[0035]本發(fā)明的工業(yè)熱工設備及鍋爐用保溫材料，采用上述方法制成。
[0036]Y-氧化招晶型是Y-A1203,粒徑是20nm ;比表面積> 230m2 / g。納米氧化招粒度分布均勻、比表面高，并具有耐高溫的惰性，所以非常適合用來作為保溫材料，再加上采取了利用納米級的Y-氧化鋁包裹二氧化鈦，使得產(chǎn)品的保溫性能得到了極大的提高，由以下二個對比試驗可以看出，由本發(fā)明得到的保溫材料的保溫性能遠遠要優(yōu)于硅酸鋁纖維。 [0037]對比試驗一
[0038]采用45KW箱式電爐，用本發(fā)明得到的多孔Y -氧化鋁包裹二氧化鈦保溫材料的能耗測試。從8°C開始升溫到1100°C，耗時2小時，在1100°C保溫10小時，其維持功率平均為8KW。
[0039]對比測試:在45KW箱式電爐中，將上述本發(fā)明得到的多孔Y -氧化鋁包裹二氧化鈦保溫材料替換其原有的厚度為15cm的保溫材料硅酸鋁纖維，然后進行能耗測試。從8V開始升溫到1100°C，耗時30分鐘，在1100°C保溫10小時，其維持功率平均為3.6KW。節(jié)能率為45%。
[0040]對比試驗二
[0041]采用450型熔鋅爐，加入200公斤鋅錠，將燃油器點火，至420°C保溫8小時，耗柴油13公斤。
[0042]對比測試:將450型熔鋅爐中的厚5cm的保溫材料硅酸鋁纖維取出，將本發(fā)明得到的多孔Y-氧化鋁包裹二氧化鈦保溫材料裝入其中，加入200公斤鋅錠，將燃油器點火，至420°C保溫8小時，耗柴油8公斤。節(jié)油38%。
[0043]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.工業(yè)熱工設備及鍋爐用保溫材料的制備方法，其包括如下步驟: (a)制備含有可溶鋁離子鹽的溶液； (b)在上述鋁離子鹽的溶液中加入尿素CO(NH2)2或氨水，通過化學反應得到納米氫氧化鋁凝膠； (c)在上述納米氫氧化鋁凝膠中加入2500目的二氧化鈦，按照重量份為79-96的納米氫氧化鋁凝膠，加入二氧化鈦的重量份為6-21，并加入重量份為10-20的去離子水，然后通過超聲波裝置處理加入納米級的二氧化鈦的納米氫氧化鋁凝膠，在超聲波的空化效應下，使二者均勻混合，得到混有二氧化鈦的納米氫氧化鋁多孔凝膠； (d)140-150°C條件下，采用微波加熱脫水，得到多孔Y-氧化鋁包裹二氧化鈦保溫材料，其中的多孔Y-氧化鋁的粒徑為納米級，且二氧化鈦被多孔Y-氧化鋁包裹。
2.根據(jù)權利要求1所述的工業(yè)熱工設備及鍋爐用保溫材料的制備方法，其特征在于:所述步驟(a)中的含有可溶鋁離子鹽的溶液從工業(yè)廢液中分離得到，含有可溶鋁離子鹽的溶液為硫酸招溶液或三氯化招溶液。
3.根據(jù)權利要求2所述的工業(yè)熱工設備及鍋爐用保溫材料的制備方法，其特征在于:所述工業(yè)廢液中硫酸鋁溶液或三氯化鋁溶液通過膜過濾裝置進行濃縮得到，所述步驟(C)中所述二氧化鈦為金紅石型二氧化鈦，所述步驟(d)中所述多孔Y-氧化鋁的粒徑為20nm_80nmo
4.根據(jù)權利要求3所述的工業(yè)熱工設備及鍋爐用保溫材料的制備方法，其特征在于:在所述步驟(b)中，按照尿素與硫酸鋁的摩爾比10: I加入尿素，在80°C-95°C溫度下反應得到納米氫氧化鋁凝膠。
5.根據(jù)權利要求1至4中任何一項所述的工業(yè)熱工設備及鍋爐用保溫材料的制備方法，其特征在于:還包括將制得的多孔Y-氧化鋁包裹二氧化鈦保溫材料壓制成板狀，以用作工業(yè)熱工爐或鍋爐的保溫材料。
6.工業(yè)熱工設備及鍋爐用保溫材料，其特征在于:其包括如下步驟: (a)制備含有可溶鋁離子鹽的溶液； (b)在上述鋁離子鹽的溶液中加入尿素CO(NH2)2或氨水，通過化學反應得到納米氫氧化鋁凝膠； (c)在上述納米氫氧化鋁凝膠中加入2500目的二氧化鈦，按照重量份為79-96的納米氫氧化鋁凝膠，加入二氧化鈦的重量份為6-21，并加入重量份為10-20的去離子水，然后通過超聲波裝置處理加入納米級的二氧化鈦的納米氫氧化鋁凝膠，在超聲波的空化效應下，使二者均勻混合，得到混有二氧化鈦的納米氫氧化鋁多孔凝膠； (d)140-150°C條件下，采用微波加熱脫水，得到多孔Y-氧化鋁包裹二氧化鈦保溫材料，其中的多孔Y-氧化鋁的粒徑為納米級，且二氧化鈦被多孔Y-氧化鋁包裹。
7.根據(jù)權利要求6所述的工業(yè)熱工設備及鍋爐用保溫材料，其特征在于:所述步驟(a)中的含有可溶鋁離子鹽的溶液從工業(yè)廢液中分離得到，含有可溶鋁離子鹽的溶液為硫酸鋁溶液或三氯化鋁溶液。
8.根據(jù)權利要求7所述的工業(yè)熱工設備及鍋爐用保溫材料，其特征在于:所述工業(yè)廢液中硫酸鋁溶液或三氯化鋁溶液通過膜過濾裝置進行濃縮得到，所述步驟(c)中所述二氧化鈦為金紅石型二氧化鈦，所述步驟(d)中所述多孔Y-氧化鋁的粒徑為20nm-80nm。
9.根據(jù)權利要求8所述的工業(yè)熱工設備及鍋爐用保溫材料，其特征在于:在所述步驟(b)中，按照尿素與硫酸鋁的摩爾比10: I加入尿素，在80°C_95°C溫度下反應得到納米氫氧化鋁凝膠。
10.根據(jù)權利要求6至9中任何一項所述的工業(yè)熱工設備及鍋爐用保溫材料的制備方法，其特征在于:還包括將制得的多孔Y-氧化鋁包裹二氧化鈦保溫材料壓制成板狀，以用作工業(yè)熱工爐或鍋爐的保溫材料。
【文檔編號】C04B32/00GK103936453SQ201410016855
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年1月15日 優(yōu)先權日:2014年1月8日
【發(fā)明者】薛茗, 張晶 申請人:薛茗