陶瓷蜂窝填料现在在RTO设备中大多选用规整填料,特别是陶瓷蜂窝填料,也称陶瓷蜂窝柱块,如图1所示。因为气流各自经过平行的通道,互不相混,其活动呈层流状况。众所周知,在散堆填料情况下,气体经过填料层的活动是湍流状况,因而气体经过床层的压降与气速的平方呈函数关系。
而在规整填料情况下,气体的活动呈层流状况,压降与气速成正比关系。因而,陶瓷蜂窝填料的压降远比陶瓷矩鞍环和 Ty-Pak等散堆填料低。陶瓷蜂窝填料一般做成尺寸为150mm×150mm×150mm或150mm×150mm×300mm的柱状蓄热体,并整砌于RTO的蓄热室中。
汽车尾气处理用的蜂窝陶瓷材料常为多孔堇青石,其每平方英寸400孔道的几何外形,以及材料中 2-3mm 的多孔结构,产生了0.2-0.3m2 /g的高比表面积。用同步电子辐射测量方法(EXAFS:extended X-ray absorption fine structure)可**地测定铂元素在蜂窝陶瓷载体表面上的原子排列方式,显示了铂原子在堇青石陶瓷载体表面形成所谓的海棉状结晶,使得触媒转化器内的气体接触面积平均在2000m2以上,同时也使气体分子在触媒转化器中有足够高的机率与原子碰撞产生有效的触媒转化反应。
蜂窝陶瓷蓄热体是蓄热炉的关键部件之一,它直接影响蓄热室的大小、热效率和加热能力的高低。但在实际应用中,它的表现往往不尽人意,其性能下降表现在以下方面:
1、破损。烟气与空气对蜂窝陶瓷蓄热体反复冲刷,导致蓄热体的温度出现频繁变化,对于蓄热箱中某一点来讲,其温度要周期性地快速升高和降低100-200℃,这种热冲击对蜂窝陶瓷蓄热体有一定的破坏作用,其耐急冷急热性能往往不好,容易出现破损现象。
2、烧损。多室(两室)蓄热式加热炉中,由于空气和天燃气的喷嘴很大,空气、天燃气气流混合效果不理想,会导致不完全燃烧。当残存的空气和天燃气进入蓄热体狭小的空间内混合,导致二次燃烧从而损坏蜂窝陶瓷蓄热体。
3、熔化软化。因烟气中含有氧化铁等杂质,不断与蜂窝陶瓷蓄热体接触,在燃烧室高温条件下,形成低热熔物,降低材料的软熔温度。后面造成软熔材料堵塞气流通道,造成气流不通。
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