蓄热方式

按蓄热方式来分，蓄热材料可以分为四类：显热蓄热材料、相变蓄热材料、热化学蓄热材料和吸附蓄热材料。

1、显热蓄热材料

显热蓄热材料是利用物质本身温度的变化过程来进行热量的储存，由于可采用直接接触式换热,或者流体本身就是蓄热介质，,因而蓄、放热过程相对比较简单，是早期应用较多的蓄热材料。在所有的蓄热材料中显热蓄热技术最为简单也比较成熟。

显热蓄热材料大部分可从自然界直接获得，价廉易得。显热蓄热材料分为液体和固体两种类型，液体材料常见的如水，固体材料如岩石、鹅卵石、土壤等,其中有几种显热蓄热材料引人注目,如Li2O与Al2O3、TiO2等高温烧结成型的混合材料。

由于显热蓄热材料是依靠蓄热材料的温度变化来进行热量贮存的,放热过程不能恒温,蓄热密度小,造成蓄热设备的体积庞大,蓄热效率不高,而且与周围环境存在温差会造成热量损失,热量不能长期储存,不适合长时间、大容量蓄热,限制了显热蓄热材料的进一步发展。

2、相变蓄热材料

相变蓄热材料是利用物质在相变（如凝固/熔化、凝结/汽化、固化/升华等）过程发生的相变热来进行热量的储存和利用。

与显热蓄热材料相比,相变蓄热材料蓄热密度高,能够通过相变在恒温下放出大量热量。虽然气一液和气一固转变的相变潜热值要比液一固转变、固一固转变时的潜热大,但因其在相变过程中存在容积的巨大变化,使其在工程实际应用中会存在很大困难,因此目前的相变潜热蓄热研究和应用主要集中在固—液和固—固相变两种类型。根据相变温度高低,潜热蓄热可分为低温和高温两种，低温潜热蓄热主要用于废热回收、太阳能储存以及供热和空调系统。高温相变蓄热材料主要有高温熔化盐类、混合盐类、金属及合金等,主要用于航空航天等。常见的潜热蓄热材料有六水氯化钙、三水醋酸钠、有机醇等。

潜热蓄热方式具有蓄热密度较高(一般都可以达到200kJ/kg以上)，蓄、放热过程近似等温，过程容易控制等优点，因此相变蓄热材料是当今蓄热材料研究和应用的主流。

3、热化学蓄热材料

热化学蓄热材料多利用金属氢化物和氨化物的叮逆化学反应进行蓄热，在有催化剂、温度高和远离平衡态时热反应速度快。国外已利用此反应进行太阳能贮热发电的实验研究,但需重点考虑储存容器和系统的严密性,以及生成气体对材料的腐蚀等问题。

热化学蓄热材料具有蓄热密度高和清洁、无污染等优点,但反应过程复杂、技术难度高,而且对设备安全性要求高,一次性投资大,与实际工程应用尚有较大距离。

4、吸附蓄热材料

吸附是指流体相(含有一种或多种组分的气体或液体)与具有多孔的固体颗粒相接触时,固体颗粒(即吸附剂)对吸附质的吸着或持留过程。因吸附剂固体表面的非均一性,伴随着吸附过程产生能量的转化效应,称为吸附热。在吸附脱附循环中,可通过热量储存、释放过程来改变热量的品位和使用时间,实现制冷、供热以及蓄热等目的。

吸附蓄热是一种新型蓄热技术”,研究起步较晚,是利用吸附工质来对吸附/解吸循环过程中伴随发生的热效应进行热量的储存和转化。吸附蓄热材料的蓄热密度可高达800 ～1000kJ/kg,具有蓄热密度高、蓄热过程无热量损失等优点。由于吸附蓄热材料无毒无污染,是除相变蓄热材料以外的另一研究热点,但由于吸附蓄热材料通常为多孔材料,传热传质性能较差,而且吸附蓄热较为复杂,是目前需要重点研究解决的问题。

蓄热材料的工作过程包括两个阶段：一是热量的储存阶段,即把高峰期多余的动力、工业余热废热或太阳能等通过蓄热材料储存起来；二是热量的释放阶段,即在使用时通过蓄热材料释放出热量,用于采暖、供热等。热量储存和释放阶段循环进行,就可以利用蓄热材料解决热能在时间和空间上的不协调性,达到能源高效利用和节能的目的。

∙煤气发生炉中火层的重要性

∙发布时间：2009-7-24 8:38:57 来源：中国燃烧机网-专业的燃烧器网,燃烧机行业网

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在煤气发生炉操作中，经常会出现火层吹翻、炭层流出、气质差等现象，其原因主要是火层问题。

在煤气发生炉中，氧化层与还原层并称为火层。一个稳定的火层包括温度与厚度2个方面。

1 温度对煤气发生炉的影响

原料煤因品种、产地不同，它的灰熔点温度也会不同。我公司造气车间所采购的原料煤成份见表1。

在正常生产中，气化层(氧化层)温度要求控制在软化温度与熔融温度之间。在此温度区域中，受炭层重力与炭粒相互作用力的影响，软化的煤发生变形，炭粒相互粘结成为具有一定抗冲击力的相对稳定的保护层。该保护层对高负荷一次风产生的速度冲力具有一定的保护作用，可防止火层被吹翻。在此温度区域内，制气阶段发生2个主要反应：

C(固)+H2O(气)=CO(气)+H2(气)—131.28 kJ

C(固)+2H2O(气)=CO2(气)+2H2(气)—90.13 kJ

合理的温度促进了主反应对低压过热蒸汽的分解率，避免了副反应程度，减少了CH4等副反应产物的生成，提高了有效气体含量。如果火层温度超过熔融温度，则部分炭粒凝集成块，熔融白勺原料煤不断集结长大。

如果不及时调整蒸汽量与生产负荷，当结块大于400mm以上时，炉条就很难将大块排出。并且大块在炉条上滚动还会对火层起到破坏作用，影响了火层的稳定性(此时火层最容易被吹翻)。如果火层温度低于软化温度，甚至不到变形温度，火层中炭粒之间没有软化粘结能力，炭层易被吹翻，导致主反应程度降低，副反应升高，半水煤气质量下降，生产负荷亦有所降低。而在炉条转动带动灰渣下降的同时，未完全反应的原料煤就会随灰渣带出形成流炭现象。

1993年我公司与上海自动化研究所合作，采用陶瓷保护套管、碳化硅为热电偶进行火层温度测试。通过在夹套打孔，将温度测试仪插入火层中，测得火层温度在周期性变化中最高为1 300℃，最低为900℃(由于测试仪在测定时要经过夹套冷区，实际温度大约在950～1 350℃)。这说明车间采购的原料煤基本保证了T2与T3对火层温度的要求，同时保证了气体质量。

2 厚度对煤气炉生产的影响

影响火层产气量及返焦率的另一个因素就是火层厚度。在生产中为保证火层不被吹翻，除了控制好温度，同