碳化硅陶瓷换热器：引领高端换热走进节能时代
CG Thermal的碳化硅换热器
经过多年生产实践，表明陶瓷换热器效果很好。首次研发并投入使用的以陶瓷替代金属的换热器新技术已经列入了国家火炬计划。这一新技术将工业窑炉原来用的冷空气变成了热空气，不仅提高了工作效率还节约了大量能源。由于陶瓷换热器是提高能源利用率的主要设备之一，工业用途广泛，因而其推广应用前景十分可观。它的主要优点是：高温强度高，抗氧化、抗热震性能好。寿命长，维修量小，性能可靠稳定，操作简便。是目前回收高温烟气余热的最佳装置陶瓷换热器广泛用于钢铁、机械、建材、石化、有色金属冶炼等行业的各种加热炉、热风炉、热处理炉、裂解炉、烘烤器、熔化炉、均热炉、油气锅炉等炉窑中，该技术是通过换向装置使两个蓄热室交替吸热放热，最大限度地回收烟气的热量，再将助燃空气和煤气加热到1000℃以上，即使低热值的劣质燃料（如高炉煤气）也能实现稳定着火和高效燃烧，可节省燃料40～70%。产量提高15%以上，钢坯氧化烧损下降40%以上，NOx排放小于100ppm，烟气排放温度低于160℃，大大降低了地球的温室效应。
而在陶瓷换热器中碳化硅陶瓷换热器的表现最为突出，主要是它除了具有陶瓷换热器共有的优点如耐高温、耐腐蚀、高温强度高，抗氧化、抗热震性好，寿命长，性能稳定可靠等，同时由于其导热性好，而且高温力学性能(强度、抗蠕变性等)是已知陶瓷材料中最佳的，成为回收高温余热的最佳换热器。
碳化硅换热器是一种新型的列管式高温热能回收装置，可以广泛用于冶金、机械、建材、化工等行业，直接回收各种工业窑炉排放的850-1400℃高温烟气余热，以获得高温助燃空气或工艺气体。是一种新型碳化硅工程陶瓷，具有耐高温和抗热冲击的优异性能，从1000℃风冷至室温，反复50次以上不出现裂纹，导热系数与不锈钢等同，在氧化性和酸性介质中具有良好的耐蚀性。在结构上成功地解决了热补偿和气体密封的问题。该装置传热效率高，节能效果显著，用以预热助燃空气或加热某些过程的工艺气体，可节约一次能源，燃料节约率可达30%以上，并可强化工艺过程，显著提高生产能力。
碳化硅换热器是由若干空气通道截面为正方形，烟气通道截面为长方形的碳化硅管呈十字交叉粘在一起，其空气通道和烟气通道隔层为双层，结构牢固，具有较高的机械强度，它解决了波纹型陶瓷换热器隔片开裂易漏风的现象。空气进出口圆盘是内接式，冷、热空气在连接管内产生稳流，流速稳定。该换热器能广泛用于各种工业炉窑的烟气回收，是一种理想的节能装置。
碳化硅管高温陶瓷换热器其特征是采用管长为380-1600mln的管盘整体一次成型制作的耐火陶瓷换热管件。该换热器砌筑时顶底两层采用浇注密封、内弹簧压紧可吸收热膨胀。由此构筑的陶瓷换热器气密性高、换热效率高，在烟气温度1300℃时，空气预热温度可达600℃以上，漏气率至少比原来降低50%以上，可成倍地延长换热器使用寿命，从而延长炉子的使用寿命。
接头处采用“U”型槽插入式密封结构，能有效地防止压力较高的被预热介质漏入压力较低的预热介质，减小振动加强密封以减少空气漏损，空气漏气率低于专业要求5%以内，可用于钢铁企业的均热炉和大型连续加热炉、有色冶金系统的竖罐炼锌蒸馏炉和塔式锌精馏炉等高温工业炉窑，回收1000-1400℃的烟气余热，空气预热温度可达800℃，燃料节约率为40%。
上世纪八十年代，国外曾用碳化硅化热元件制作陶瓷换热器。我国成都科技大学化机教研室八十年代研制碳化硅管高温换热器，并于1986年用于碳酸钾工业生产。该换热器主要换热元件由碳化硅陶瓷材料组成，高温烟气在管外，被加热气体在管内，两者呈错流。碳化硅管可承受1540℃高温，所以高温烟气可直接进入换热器中进行交换。高温烟气有较大的辐射热，而碳化硅管可以充分利用高温气体辐射传热和火焰辐射传热。该技术在碳酸钾生产中应用，节能和增产都获得明显的效果。使用碳化硅管换热器后，空气预热温度从350℃提高到500℃，加快了干燥温度，日产量由使用前的7吨提高到9吨；排烟温度则由使用前的270℃降低到了120℃，提高了燃料利用率。目前该工艺多用于炼铝、锻造、化工等行业，回收高温烟气预热。
终于研制出了碳化硅质陶瓷换热器。其生产工艺与窑具的生产工艺基本相同，导热性与抗氧化性能是材料的主要应用性能，利用挤压成型制成碳化硅陶瓷导热管，再组装成换热器。其原理是把陶瓷换热器放置在烟道出口较近、温度较高的地方，不需要掺冷风及高温保护，当窑炉温度1250-1450℃时，烟道出口的温度应是1000-1300℃，陶瓷换热器回收余热可达到450-750℃，将回收到的的热空气送进窑炉与燃气形成混合气进行燃烧，这样直接降低生产成本，增加经济效益。
碳化硅陶瓷换热器可广泛应用于钢铁、机械、建材、石化、有色金属冶炼等行业的各种加热炉、热风炉、热处理炉、裂解炉、烘烤器、熔化炉、均热炉、油气锅炉等炉窑中。它的使用方法直接、简单、快捷、高效、节能（节能率25~45%）、环保、使用寿命是同位置金属换热器的数十倍，不但为企业降低成本，更为国家节约能源。
