密集烤房陶瓷基无机非金属复合说明材料供热备技术要求.doc

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1、密集烤房陶瓷基无机非金属复合材料供热备技术要求技术报告一、非金属加热设备技术要求制定背景随着我国烟农户均种植烤烟规模的增大和现代烟草农业的发展，密集烘烤在全国范围内得到了快速推广应用，集群式密集烘烤工场建设已经成为现代烟草农业的标志之一，在我国现代烟草农业建设中发挥了积极的作用。但目前我国推广应用的密集烤房的供热设备多为金属材料，换热器存在腐蚀严重，使用寿命较短；烟叶烘烤过程中积灰严重，清灰困难；燃煤燃烧不够充分，能量利用率低、SO2排放量大，以及烘烤过程添煤次数多、劳动强度大等问题。通过将耐腐蚀、导热系数高、抗热震性和压溃强度

2、较高的无机非金属复合材料应用于密集烤房的供热设备，解决普通非金属材料密集烤房供热设备易开裂及导热性能差的问题，克服金属材料烤房供热系统易腐蚀的缺点，显著提升非金属材料烤房的供热性能，大大延长密集烤房供热设备的使用寿命，旨在降低密集烤房建造成本和烟叶烘烤成本，减少烟叶烘烤过程中有害气体排放量，进一步提高烟叶烘烤质量。据统计，非金属密集烤房已在湖南、福建分别推广应用33770座和44000座，且在贵州、云南、四川、河南等省均用推广应用。非金属密集烤房供热设备已实现了的成型化和标准化生产，供热设备的使用寿命和热能利用效率均显著提高，非

3、金属烤房的应用降低了密集烤房的建造成本，显著减少了烟叶烘烤用工，降低了烟农的劳动强度，改善了烟叶外观质量和化学成分，提高了烟叶香气质量，增加了烟农的经济效益、政府的财政税收和烟草公司的经营利润，为卷烟工业企业提供了优质的烟叶原料，取得了显著的社会效益。而目前没有对非金属烤房技术具有指导性的技术规范或标准，为规范非金属烤房的建设、供热设备的材料、供热设备的结构、性能指标以及安装、使用和维护等，制定无机非金属复合材料密集烤房技术标准非常必要。二、非金属加热设备技术要求制定的意义通过本项目的实施，进一步完善非金属密集烤房，确定无机非金

4、属复合材料密集烤房的土建结构与技术参数（包括装烟室、加热室），无机非金属复合材料供热设备与技术参数（包括新材料密集烤房换热器及炉膛），无机非金属复合材料供热设备安装、使用与维护；从烤房结构、非金属材料、非金属加热设备、烟叶烘烤燃烧技术及节能减排等方面优化密集烤房，全面提升密集烤房省工、节能、提质、增效的优势水平，延长密集烤房设备的使用寿命。其重要意义是改进无机非金属复合材料烤房、应用过程和服务的适用性，为烟叶可持续稳定发展提供支撑。三、具体研究技术内容及主要结论1密集烤房新材料供热设备研究1.1研究方法1.1.1供热设备物理性能

5、检测：新型无机非金属复合材料加热设备、普通非金属材料加热设备、金属材料加热设备的导热系数、压缩强度、压溃强度、径向压溃强度、抗热震性、密度、耐腐蚀性等物理性能指标由中南大学检测，换热效率由华中科技大学检测。1.1.2烤房烘烤性能对比试验：选择新材料密集烤房、普通非金属材料密集烤房、金属材料密集烤房各1座，烤房规格为装烟室2.7×8m，装烟三层。供试烟叶的品种、营养条件、部位、成熟度均衡一致，烤房装烟数量按密集式烤房要求装烟，采用相同烘烤工艺烘烤烟叶，通过测定不同类型烤房的耗煤量、耗电量、烟叶外观质量、经济性状、化学成分、致香物质

6、含量和感官评吸质量，分析不同类型烤房的烘烤性能。1.2设计要求密集烤房新材料加热设备的设计原则和基本技术要求是：（1）满足国家烟草专卖局（2009）418号文件规定的密集烤房建造标准要求，不改变烤房建设的基本结构和规格。（2）满足密集烤房加热设备散热性能好和耐用性强的要求。（3）满足加热设备要便于安装的要求。1.3技术原理本项目运用材料学和热工学原理，研发导热性能高的无机非金属复合材料，用于密集烤房供热设备制作，使其导热系数在铁及其合金材料与一般非金属无机材料之间，韧性优于普通陶瓷，抗强酸强碱腐蚀性好，耐高温，膨胀系数低，安全环

7、保，便于成型加工。1.4新型无机非金属复合材料设计本项目设计研发的新型无机非金属复合材料为C/C结构材料，由各种高性能增强增韧体（织物纤维、晶须、颗粒）与各种聚合物、金属、碳及非碳的非金属材料基（陶瓷基）通过特殊工艺复合而成，具有高比模量、高比强度和优异的耐高温性能。采用两种以上的纤维或颗粒的混杂增强增韧体材料，或两种以上的混杂基体，研制的性能、工艺、成本最佳平衡匹配的复合材料，其耐高温强度达1200℃以上，可用于制作密集烤房供热设备。本项目研发的适用于密集烤房炉体和散热器的新型无机非金属复合材料的基本性能参数见表1和表2。表1

8、炉体新型无机非金属复合材料参数导热系数（w/m.K）高温压溃强度（Mpa）材料密度（g/cm3）1.7210.62.15表2散热管新型无机非金属复合材料材料参数导热系数（w/m.K）压溃强度（Mpa）高温压溃强度（Mpa）径向压溃强度（Mpa）材料密度（g/cm