專利名稱：用于沼氣燃燒蓄熱的復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于沼氣能源綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于沼氣燃燒蓄熱的復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
沼氣是一種熱值較低的可燃?xì)怏w，由于技術(shù)的發(fā)展和新能源的需求，沼氣已經(jīng)變成了日益廣泛的新能源。不論是運(yùn)用何種方式和技術(shù)產(chǎn)生可燃?xì)怏w，也不論其產(chǎn)生沼氣的規(guī)模有多大，以往的沼氣儲(chǔ)存都是把經(jīng)過(guò)處理后的沼氣直接通過(guò)管道接入到一個(gè)專門(mén)儲(chǔ)存氣體的罐體，由于沼氣氣體壓縮的難度較大，所以，這樣的儲(chǔ)存設(shè)施體積一般都比較龐大， 罐體的本身具有巨大的易燃易爆的危險(xiǎn)性，整個(gè)管道也具有泄漏和閃爆的風(fēng)險(xiǎn)，系統(tǒng)運(yùn)行安全的管理難度和投資將大大增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種將沼氣直接燃燒將其熱能進(jìn)行收集的用于沼氣燃燒蓄熱的復(fù)合材料及其制備方法，存儲(chǔ)沼氣燃燒后產(chǎn)生的熱能并加以利用。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明所述的復(fù)合蓄熱材料包含有沸石或氧化鋁或生石灰、泡沫金屬和氯化鈣或氯化鎂，按照一定的比例混合，利用不同物質(zhì)的潛熱蓄熱特性和熱導(dǎo)率特性，對(duì)沼氣燃燒的熱能進(jìn)行收集和利用，成本低廉，制備簡(jiǎn)單，蓄熱能力強(qiáng)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。本發(fā)明所述的用于沼氣燃燒蓄熱的復(fù)合材料由沸石或氧化鋁或生石灰、泡沫金屬和氯化鈣或氯化鎂組成，其中沸石或氧化鋁或生石灰的體積分?jǐn)?shù)為30%-90%，泡沫金屬的體積分?jǐn)?shù)為10%-70%，氯化鈣或氯化鎂填充在泡沫金屬顆粒的空腔中。所以沸石和泡沫金屬在填充蓄熱材料中既占重量又占體積，氯化鈣在填充蓄熱材料中只占重量不占體積。泡沫金屬為泡沫銅或泡沫鋁，為顆粒狀或薄板狀，直徑為l_5mm。本發(fā)明所述的用于沼氣燃燒蓄熱的復(fù)合材料的制備方法，由以下步驟實(shí)現(xiàn) 步驟一將無(wú)水氯化鈣或氯化鎂完全溶解得到氯化鈣或氯化鎂飽和溶液；
步驟二 將顆粒直徑或薄板直徑為l_5mm的泡沫銅或泡沫鋁放入到氯化鈣或氯化鎂飽和溶液中，將浸沒(méi)的泡沫銅或泡沫鋁和氯化鈣或氯化鎂溶液過(guò)篩后留下泡沫銅或泡沫鋁， 加熱進(jìn)行水分蒸發(fā)；
步驟三將蒸干的泡沫銅或泡沫鋁和沸石或氧化鋁或生石灰混合得到蓄熱材料的坯料，其中泡沫銅或泡沫鋁的體積分?jǐn)?shù)為10%-70%，沸石或氧化鋁或生石灰的體積分?jǐn)?shù)為 30%-90%，將坯料放入400°C的高溫電烤箱連續(xù)烘培2小時(shí)進(jìn)行除水處理，處理后的材料放在干燥箱內(nèi)自然冷卻，得到目的產(chǎn)品。
實(shí)施例一
用于沼氣燃燒蓄熱的復(fù)合材料的制備方法，由以下步驟實(shí)現(xiàn) 步驟一將無(wú)水氯化鈣完全溶解得到氯化鈣飽和溶液；
步驟二 將顆粒直徑為Imm的泡沫銅放入到氯化鈣飽和溶液中，將浸沒(méi)的泡沫銅和氯化鈣溶液過(guò)篩后留下泡沫銅，加熱進(jìn)行水分蒸發(fā)；
步驟三將蒸干的泡沫銅和氧化鋁混合得到蓄熱材料的坯料，其中泡沫銅的體積分?jǐn)?shù)為10%，氧化鋁的體積分?jǐn)?shù)為90%，將坯料放入400°C的高溫電烤箱連續(xù)烘培2小時(shí)進(jìn)行除水處理，處理后的材料放在干燥箱內(nèi)自然冷卻，得到目的產(chǎn)品。實(shí)施例二
用于沼氣燃燒蓄熱的復(fù)合材料的制備方法，其特征在于 有以下步驟實(shí)現(xiàn)
步驟一將無(wú)水氯化鈣完全溶解得到氯化鈣飽和溶液；
步驟二 將顆粒直徑為3mm的泡沫銅放入到氯化鈣飽和溶液中，將浸沒(méi)的泡沫銅和氯化鈣溶液過(guò)篩后留下泡沫銅或泡沫鋁，加熱進(jìn)行水分蒸發(fā)；
步驟三將蒸干的泡沫銅和沸石混合得到蓄熱材料的坯料，其中泡沫銅的體積分?jǐn)?shù)為 40%，沸石的體積分?jǐn)?shù)為60%，將坯料放入400°C的高溫電烤箱連續(xù)烘培2小時(shí)進(jìn)行除水處理，處理后的材料放在干燥箱內(nèi)自然冷卻，得到目的產(chǎn)品。實(shí)施例三
用于沼氣燃燒蓄熱的復(fù)合材料的制備方法，由以下步驟實(shí)現(xiàn) 步驟一將無(wú)水氯化鎂完全溶解得到氯化鎂飽和溶液；
步驟二 將薄片直徑為5mm的泡沫鋁放入到氯化鎂飽和溶液中，將浸沒(méi)的泡沫鋁和氯化鎂溶液過(guò)篩后留下泡沫鋁，加熱進(jìn)行水分蒸發(fā)；
步驟三將蒸干的泡沫鋁和生石灰混合得到蓄熱材料的坯料，其中泡沫鋁的體積分?jǐn)?shù)為70%，生石灰的體積分?jǐn)?shù)為30%，將坯料放入400°C的高溫電烤箱連續(xù)烘培2小時(shí)進(jìn)行除水處理，處理后的材料放在干燥箱內(nèi)自然冷卻，得到目的產(chǎn)品。本發(fā)明所述的蓄熱材料平均蓄熱能力為0. 387MJ/L，最高測(cè)試值為0. 67MJ/L。如果和現(xiàn)有的常壓沼氣儲(chǔ)存罐的熱量?jī)?chǔ)存能力25MJ/m3相比，本發(fā)明涉及的蓄熱材料平均蓄熱能力是現(xiàn)有蓄能設(shè)備的15. 48倍。也可利用噴霧干燥的原理，將泡沫金屬顆粒先預(yù)熱到100°C，讓其經(jīng)過(guò)一個(gè)飽和氯化鈣溶液的噴口，使氯化鈣溶液充分進(jìn)入泡沫金屬顆粒的空腔，泡沫金屬顆粒在經(jīng)過(guò)噴口后直接進(jìn)入高溫除水的干燥室進(jìn)行干燥處理。過(guò)程中同時(shí)進(jìn)行和沸石的混合。本發(fā)明所述的蓄熱材料，也可攪拌均勻并適當(dāng)添加一定量的耐高溫的膠性物質(zhì)， 然后放入預(yù)先做好的模具，定型固化后即制成了特定形狀的蓄熱材料型材，可以成為規(guī)?；顭嵫b置產(chǎn)品的核心部件以便集成安裝。蓄熱材料在達(dá)到使用壽命后可以在蓄熱裝置中進(jìn)行更換和重新填充，不僅可以使用在沼氣的蓄能，還可以使用在化工工程中的廢熱收集與利用，煤層氣的儲(chǔ)存以及低位熱能的利用等場(chǎng)合使用。本發(fā)明所涉及的泡沫金屬也可以用板狀材料作為中間夾層，從結(jié)構(gòu)上改善蓄熱裝置整體的蓄熱和放熱的效率。利用熱交換裝置和管道以及合適的傳熱媒介可以把若干個(gè)獨(dú)立的蓄熱材料單元用管道級(jí)連成一個(gè)組或者多個(gè)單元共同組成一個(gè)蓄熱結(jié)構(gòu)。這樣有利用擴(kuò)大其吸收和儲(chǔ)存熱量的容量和根據(jù)不同的情況來(lái)設(shè)計(jì)成最優(yōu)的布局。 應(yīng)用實(shí)例九本專利所涉及的蓄熱裝置不僅可以用沼氣作為熱源。還可以利用太陽(yáng)能作為蓄熱的熱源。具體的做法是，蓄熱物質(zhì)放置在太陽(yáng)能收集器或者鏡面的焦點(diǎn)上，利用太陽(yáng)能除去蓄熱物質(zhì)中的水分達(dá)到蓄熱的目的，在需要放熱的時(shí)候，讓蓄熱物質(zhì)吸收水分并把蓄熱物質(zhì)中的熱量通過(guò)熱交換器提供給外部，達(dá)到利用熱能的目的。
權(quán)利要求
1.用于沼氣燃燒蓄熱的復(fù)合材料，其特征在于 由以下體積分?jǐn)?shù)的組分組成沸石、氧化鋁或生石灰30%_90% ； 泡沫金屬10%_70% ；氯化鈣或氯化鎂填充在泡沫金屬顆粒的空腔中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于沼氣燃燒蓄熱的復(fù)合材料，其特征在于 所述的泡沫金屬為泡沫銅或泡沫鋁，為顆粒狀或薄板狀，直徑為l_5mm。
3.如權(quán)利要求1所述的用于沼氣燃燒蓄熱的復(fù)合材料的制備方法，其特征在于 由以下步驟實(shí)現(xiàn)步驟一將無(wú)水氯化鈣或氯化鎂完全溶解得到氯化鈣或氯化鎂飽和溶液； 步驟二 將顆粒直徑或薄板直徑為l_5mm的泡沫銅或泡沫鋁放入到氯化鈣或氯化鎂飽和溶液中，將浸沒(méi)的泡沫銅或泡沫鋁和氯化鈣或氯化鎂溶液過(guò)篩后留下泡沫銅或泡沫鋁， 加熱進(jìn)行水分蒸發(fā)；步驟三將蒸干的泡沫銅或泡沫鋁和沸石、氧化鋁或生石灰混合得到蓄熱材料的坯料，其中泡沫銅或泡沫鋁的體積分?jǐn)?shù)為10%-70%，沸石、氧化鋁或生石灰的體積分?jǐn)?shù)為 30%-90%，將坯料放入400°C的高溫電烤箱連續(xù)烘培2小時(shí)進(jìn)行除水處理，處理后的材料放在干燥箱內(nèi)自然冷卻，得到目的產(chǎn)品。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于沼氣燃燒蓄熱的復(fù)合材料的制備方法，其特征在于 由以下步驟實(shí)現(xiàn)步驟一將無(wú)水氯化鈣完全溶解得到氯化鈣飽和溶液；步驟二 將顆粒直徑為3mm的泡沫銅放入到氯化鈣飽和溶液中，將浸沒(méi)的泡沫銅和氯化鈣溶液過(guò)篩后留下泡沫銅，加熱進(jìn)行水分蒸發(fā)；步驟三將蒸干的泡沫銅和沸石混合得到蓄熱材料的坯料，其中泡沫銅的體積分?jǐn)?shù)為 40%，沸石的體積分?jǐn)?shù)為60%，將坯料放入400°C的高溫電烤箱連續(xù)烘培2小時(shí)進(jìn)行除水處理，處理后的材料放在干燥箱內(nèi)自然冷卻，得到目的產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明屬于沼氣能源綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于沼氣燃燒蓄熱的復(fù)合材料及其制備方法。以往的沼氣利用都會(huì)將沼氣用專門(mén)的儲(chǔ)存氣體的罐體進(jìn)行存儲(chǔ)，由于沼氣氣體壓縮的難度較大，所以，這樣的儲(chǔ)存設(shè)施體積一般都比較龐大，罐體的本身具有巨大的易燃易爆的危險(xiǎn)性，系統(tǒng)運(yùn)行安全的管理難度和投資將大大增加。本發(fā)明所述的復(fù)合蓄熱材料包含有沸石、泡沫金屬和氯化鈣，按照一定的比例混合，利用不同物質(zhì)的潛熱蓄熱特性和熱導(dǎo)率特性，對(duì)沼氣燃燒的熱能進(jìn)行收集和利用。本發(fā)明不對(duì)沼氣進(jìn)行儲(chǔ)存和利用，而是將其燃燒，對(duì)其熱能進(jìn)行收集，安全性高，成本低廉，制備簡(jiǎn)單，蓄熱能力強(qiáng)。
文檔編號(hào)C09K5/14GK102241966SQ20111016922
公開(kāi)日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月22日
發(fā)明者欒龍 申請(qǐng)人:欒龍