[发明专利]蓄热陶瓷材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷材料，尤其涉及一种作为蓄热、传热介质的蓄热陶瓷材料。 

背景技术

陶瓷材料作为环保设备的蓄热、传热介质是伴随着环保设备的发展而被广泛应用的。蓄热、传热介质所使用的陶瓷材料主要有莫来石（3Al₂O₃·2SiO₂）材质、堇青石+莫来石材质、堇青石+氧化铝材质、莫来石+氧化铝材质等，这些材料既能满足蓄热、传热的要求，同时造价又相对低廉。 

有机废气中若含有有机硅类化合物，在废气被氧化的同时，有机硅会被氧化为无机的二氧化硅并在蓄热陶瓷填料表面形成结晶。由于陶瓷的主要成分硅铝酸盐与二氧化硅结晶的相近性，导致二氧化硅与陶瓷表面的硅铝酸盐以类似于化学键的形式牢固地结合在一起，宏观则表现为二氧化硅结晶在陶瓷表面生长。二氧化硅沉积会造成填料床有效通径减小，床层阻力降增加，被处理气体的停留时间降低等影响，发展到严重程度时则导致设备处理完全失效，此时必须更换填料。由于更换陶瓷的不易实现和不经济性，通常的做法是采用燃烧法处理有机挥发物质(VOC)废气时，要求废气中不能含微量的硅成分，才能避免此问题的产生。 

因此，如何提供一种能够防止在操作条件下VOC中的有机硅物质氧化生成的二氧化硅结晶在陶瓷材料表面沉积的蓄热陶瓷材料成为本领域亟待解决的课题。 

发明内容

针对上述问题，本发明的一个目的在于提供一种蓄热陶瓷材料，该蓄热陶瓷材料能够有效地防止在操作条件下VOC中的有机硅物质氧化生成的二氧化硅结晶在陶瓷材料表面沉积。 

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的： 

本发明提供一种蓄热陶瓷材料，按质量百分比计算，其包含以下组分：42.0～55.0%Al₂O₃、32.5～46.7%SiO₂、3.8～8.0%MgO以及0.8～4.0%稀土氧化物，其中所述稀土氧化物包含：La₂O₃、Eu₂O₃及Tb₂O₃。 

进一步地，所述蓄热陶瓷材料包含Na₂O、K₂O、CaO、Fe₂O₃、TiO₂及BaO，其中Na₂O+K₂O+CaO≤3.5%，Fe₂O₃≤1.2%，TiO₂+BaO≤0.80%。 

进一步地，所述蓄热陶瓷材料包含以下组分：47～50.1%Al₂O₃、34.4～43.5%SiO₂、3.8～5.2%MgO以及1.2～2.9%稀土氧化物，Na₂O+K₂O+CaO≤3.5%，Fe₂O₃≤1.2%，TiO₂+BaO≤0.80%。 

进一步地，所述蓄热陶瓷材料的原料包括：堇青石、Al₂O₃、滑石及稀土氧化物。 

进一步地，所述堇青石中的Al₂O₃含量大于32.8%，SiO₂含量大于48.3%，MgO含量大于12.8%； 

优选地，所述滑石中的SiO₂含量大于58.4%，MgO含量大于29.2%。 

进一步地，所述蓄热陶瓷材料的原料包括：5380-7210份堇青石、2190-3570份Al₂O₃、810-1810份滑石及78-395份稀土氧化物。 

进一步地，所述蓄热陶瓷材料为蓄热陶瓷填料，优选散堆陶瓷填料、蜂窝陶瓷填料或组合蜂窝规整陶瓷填料； 

优选地，所述散堆陶瓷填料包括陶瓷鞍环、拉西环、阶梯环、十字隔板环、鲍尔环或陶瓷球； 

优选地，所述蜂窝陶瓷填料内部由多个上下贯通的孔，优选方形孔组成。 

本发明进一步提供一种上述蓄热陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤： 

步骤a：将陶瓷原料混合，粉碎，过筛，得到混合料； 

步骤b：去除混合料中的杂质；