專利名稱：用于沼氣燃燒蓄熱的復合材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于沼氣能源綜合利用技術領域，具體涉及一種用于沼氣燃燒蓄熱的復合材料及其制備方法。
背景技術：
沼氣是一種熱值較低的可燃氣體，由于技術的發(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。不論是運用何種方式和技術產(chǎn)生可燃氣體，也不論其產(chǎn)生沼氣的規(guī)模有多大，以往的沼氣儲存都是把經(jīng)過處理后的沼氣直接通過管道接入到一個專門儲存氣體的罐體，由于沼氣氣體壓縮的難度較大，所以，這樣的儲存設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性，整個管道也具有泄漏和閃爆的風險，系統(tǒng)運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行收集的用于沼氣燃燒蓄熱的復合材料及其制備方法，存儲沼氣燃燒后產(chǎn)生的熱能并加以利用。本發(fā)明具有以下優(yōu)點
本發(fā)明所述的復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率特性，對沼氣燃燒的熱能進行收集和利用，成本低廉，制備簡單，蓄熱能力強。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發(fā)明進行詳細的說明。本發(fā)明所述的用于沼氣燃燒蓄熱的復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數(shù)為30%-90%，泡沫金屬的體積分數(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合材料的制備方法，由以下步驟實現(xiàn) 步驟一將無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，將浸沒的泡沫銅或泡沫鋁和氯化鈣或氯化鎂溶液過篩后留下泡沫銅或泡沫鋁， 加熱進行水分蒸發(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數(shù)為10%-70%，沸石或氧化鋁或生石灰的體積分數(shù)為 30%-90%，將坯料放入400°C的高溫電烤箱連續(xù)烘培2小時進行除水處理，處理后的材料放在干燥箱內(nèi)自然冷卻，得到目的產(chǎn)品。
實施例一
用于沼氣燃燒蓄熱的復合材料的制備方法，由以下步驟實現(xiàn) 步驟一將無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，將浸沒的泡沫銅和氯化鈣溶液過篩后留下泡沫銅，加熱進行水分蒸發(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數(shù)為10%，氧化鋁的體積分數(shù)為90%，將坯料放入400°C的高溫電烤箱連續(xù)烘培2小時進行除水處理，處理后的材料放在干燥箱內(nèi)自然冷卻，得到目的產(chǎn)品。實施例二
用于沼氣燃燒蓄熱的復合材料的制備方法，其特征在于 有以下步驟實現(xiàn)
步驟一將無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，將浸沒的泡沫銅和氯化鈣溶液過篩后留下泡沫銅或泡沫鋁，加熱進行水分蒸發(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數(shù)為 40%，沸石的體積分數(shù)為60%，將坯料放入400°C的高溫電烤箱連續(xù)烘培2小時進行除水處理，處理后的材料放在干燥箱內(nèi)自然冷卻，得到目的產(chǎn)品。實施例三
用于沼氣燃燒蓄熱的復合材料的制備方法，由以下步驟實現(xiàn) 步驟一將無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，將浸沒的泡沫鋁和氯化鎂溶液過篩后留下泡沫鋁，加熱進行水分蒸發(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數(shù)為70%，生石灰的體積分數(shù)為30%，將坯料放入400°C的高溫電烤箱連續(xù)烘培2小時進行除水處理，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，最高測試值為0. 67MJ/L。如果和現(xiàn)有的常壓沼氣儲存罐的熱量儲存能力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熱到100°C，讓其經(jīng)過一個飽和氯化鈣溶液的噴口，使氯化鈣溶液充分進入泡沫金屬顆粒的空腔，泡沫金屬顆粒在經(jīng)過噴口后直接進入高溫除水的干燥室進行干燥處理。過程中同時進行和沸石的混合。本發(fā)明所述的蓄熱材料，也可攪拌均勻并適當添加一定量的耐高溫的膠性物質(zhì)， 然后放入預先做好的模具，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)模化蓄熱裝置產(chǎn)品的核心部件以便集成安裝。蓄熱材料在達到使用壽命后可以在蓄熱裝置中進行更換和重新填充，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，煤層氣的儲存以及低位熱能的利用等場合使用。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，從結構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獨立的蓄熱材料單元用管道級連成一個組或者多個單元共同組成一個蓄熱結構。這樣有利用擴大其吸收和儲存熱量的容量和根據(jù)不同的情況來設計成最優(yōu)的布局。 應用實例九本專利所涉及的蓄熱裝置不僅可以用沼氣作為熱源。還可以利用太陽能作為蓄熱的熱源。具體的做法是，蓄熱物質(zhì)放置在太陽能收集器或者鏡面的焦點上，利用太陽能除去蓄熱物質(zhì)中的水分達到蓄熱的目的，在需要放熱的時候，讓蓄熱物質(zhì)吸收水分并把蓄熱物質(zhì)中的熱量通過熱交換器提供給外部，達到利用熱能的目的。
權利要求
1.用于沼氣燃燒蓄熱的復合材料，其特征在于 由以下體積分數(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)權利要求1所述的用于沼氣燃燒蓄熱的復合材料，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.如權利要求1所述的用于沼氣燃燒蓄熱的復合材料的制備方法，其特征在于 由以下步驟實現(xiàn)步驟一將無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，將浸沒的泡沫銅或泡沫鋁和氯化鈣或氯化鎂溶液過篩后留下泡沫銅或泡沫鋁， 加熱進行水分蒸發(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數(shù)為10%-70%，沸石、氧化鋁或生石灰的體積分數(shù)為 30%-90%，將坯料放入400°C的高溫電烤箱連續(xù)烘培2小時進行除水處理，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)權利要求1所述的用于沼氣燃燒蓄熱的復合材料的制備方法，其特征在于 由以下步驟實現(xiàn)步驟一將無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，將浸沒的泡沫銅和氯化鈣溶液過篩后留下泡沫銅，加熱進行水分蒸發(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數(shù)為 40%，沸石的體積分數(shù)為60%，將坯料放入400°C的高溫電烤箱連續(xù)烘培2小時進行除水處理，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領域，具體涉及一種用于沼氣燃燒蓄熱的復合材料及其制備方法。以往的沼氣利用都會將沼氣用專門的儲存氣體的罐體進行存儲，由于沼氣氣體壓縮的難度較大，所以，這樣的儲存設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性，系統(tǒng)運行安全的管理難度和投資將大大增加。本發(fā)明所述的復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率特性，對沼氣燃燒的熱能進行收集和利用。本發(fā)明不對沼氣進行儲存和利用，而是將其燃燒，對其熱能進行收集，安全性高，成本低廉，制備簡單，蓄熱能力強。
文檔編號C09K5/14GK102241966SQ20111016922
公開日2011年11月16日 申請日期2011年6月22日 優(yōu)先權日2011年6月22日
發(fā)明者欒龍 申請人:欒龍