PDF《电气石/树脂复合材料对柴油锅炉油耗及排污的影响》

4 期2007年4月硅酸盐学报JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol. 35,No.

4 April,

2007 硅酸盐学报・518 ・

2007 年 文献[11]报道了电气石辐射的红外线可以穿过 聚乙烯塑料降低水的表面张力,但未见有关电气石 与树脂复合开发电气石/树脂复合材料的研究报道. 实验设计制备了电气石/树脂复合材料, 研究该材料 对柴油表面张力的影响, 并用该复合材料活化柴油, 在RBS・VHC1.5 型燃油锅炉台架实验机上进行能耗 和污染物排放检验, 研究电气石/树脂复合材料对柴 油锅炉油耗及排污的影响.

1 实验1.1 电气石/树脂复合材料的制备 实验所选电气石为内蒙某地产的黑电气石,有 机高分子材料选用邻苯型改性不饱和聚酯树脂. 将电气石粉体在高速混合机中干燥除去水分, 干燥条件为

100 ℃,0.5 h;

然后将硬脂酸直接加入 到高速混合机中,用量为电气石粉体质量的 1.0%, 高速强烈搅拌

15 min,得到改性电气石粉体.将改 性后的电气石粉体和液态树脂混合,使电气石在复 合材料中的质量分数(下同)分别为 0,30%,40%, 50%.混合均匀后加入 1%的引发剂,2%的促进剂;

在φ15 mm 的球形模具中注型,最后在真空干燥箱 内45 ℃保温

1 h 以排除复合材料本体内的气泡.得 到的样品按电气石在复合材料中的含量相应标记为 样品 A、样品 B、样品 C、样品 D. 1.2 材料表征与测试 用珠海欧美克公司产 LS800 型激光粒度仪分析 电气石粉体粒径分布.用荷兰 PHILIPS 公司产 XL30W/TMP 型扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)观察电气石微粉及复合材料的显 微结构.用日本日立公司生产的 D/maxC2500 型X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)仪测定电气石的晶 体结构.用德国 Bruker 仪器公司产 VECTOR22 型Fourier 变换红外(Fourier transform infrared,FTIR) 光谱仪分析电气石红外吸收峰.用美国 NICOLET 公司生产的 5DX Fourier 变换红外光谱仪测量电气 石和电气石/树脂复合材料红外辐射性能, 测试波长 5~15 μm. 用德国 Data Physics 公司产 DCAT21 型全自动 表面张力仪,精度为 0.03 mN/m,测试电气石/树脂 复合材料样品对

0 号柴油表面张力的影响.各样品 取样5 g分别加入到100 g的0号柴油中, 间隔10 min 测一次表面张力,测试

50 min. 1.3 锅炉台架实验 锅炉台架试验装置示意图见图 1.试验装置中, 图1锅炉台架试验装置示意图 Fig.1 Schematic sketch of the oil-burning boiler bench test 1―Fuel box;

2―Tourmaline/resin composite material;

3―Oil pump;

4―Air pump;

5―Hand-held combustion analyzer;

6―Oil-burning boiler;

7―Inlet pipe of water;

8―Outlet pipe of water 锅炉为天津机器人锅炉有限公司生产的产品,型号 为RBS・VHC1.5;

烟气检测仪为英国 KANE 公司生 产的 KMC940 手持式烟气分析仪.锅炉台架试验所 用燃料为

0 号柴油,对比试验时在油箱中加入燃油 质量 5%的电气石/树脂复合材料.测试油耗时,锅 炉加满水(24.5 L), 记录水温从

40 ℃开始到

90 ℃的 过程中锅炉的油耗,并在此过程中,每间隔

30 s 自 动记录一组数据,监测烟气中 CO 和NO 的含量.

2 结果与讨论 2.1 电气石粉体的表征 经测试,电气石化学组成为:Al2O3 34.98%;

B2O3 10.94%;

K2O 0.036%;

Na2O 0.91%;

CaO 微量;

MgO 0.2%;

SiO2 34.6%;

Fe2O3 15.8%;

总量 97.446%.电气石粉体的中位粒径 ........