專利名稱：相變儲能脫硫石膏砌塊及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及儲能復合材料領域，尤其涉及一種相變儲能脫硫石膏砌塊及其制備方法。
背景技術：
目前，我國越來越多的煙氣脫硫工程投資建設，隨著煙氣脫硫工程的實施，在不久 將會排放出大量的固體廢棄物——脫硫石膏。然而目前我國脫硫石膏的利用率還很低，雖 然少數電廠建設了石膏加工設備，但是其利用量很少，沒有成為主流，大部分仍以堆儲為 主。脫硫石膏已成為繼火電廠粉煤灰后的第二大固體廢棄物，若采用拋棄堆存，將會占用大 量寶貴的土地資源，而且對周圍的生存環(huán)境產生不利的影響。因此利用脫硫石膏對國家環(huán) 境保護和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略有著重要影響。利用物質在相變過程中吸能和釋能的特點，實現(xiàn)能量的儲存和利用是近年來在能 源、材料、航空航天、紡織、電力、醫(yī)學儀器、建筑等眾多領域活躍的方向之一。相變儲能具有 儲能密度高、儲能溫度容易控制和選擇范圍廣等優(yōu)點，目前在一些領域已經進入實用化和 商品化階段。相變儲能建筑材料應用于建材的研究始于1982年，由美國能源部太陽能公司發(fā) 起。20世紀90年代以PCM處理建筑材料(如石膏板、墻板與混凝土構件等)的技術發(fā)展 起來了。相變儲能脫硫石膏砌塊按照設計要求，經過科學計算和設定，可自動吸收和放出 熱量，高吸低放，自動調節(jié)能建筑物內的溫度，減少溫度的波動，調溫幅度可達3 4°C，提 高人們居住的舒適度，降低建筑物運行的能耗，相變儲能脫硫石膏砌塊實際上是一種能量 存儲器，在建筑節(jié)能、溫控方面具有極大的應用意義。相變儲能脫硫石膏砌塊增加建筑物的 熱慣性，使室內溫度變化幅度減小，因而減少空調設備的使用次數，從而達到節(jié)能降耗的目 的。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠應用于建筑物節(jié)能、保溫的墻體材料，且可以綜合 利用脫硫石膏、提高人們居住的舒適度、降低建筑物運行的能耗。本發(fā)明的技術方案為一種應用于建材行業(yè)的相變儲能脫硫石膏砌塊，由以用脫 硫石膏煅燒制備出的脫硫石膏粉為主要原料。脫硫石膏粉與粉煤灰混合制備成料漿，倒入 砌塊模具中，硬化后拆模，最后再把相變儲能蛭石填入到制品的空芯處，空芯處兩端用脫硫 石膏粉料漿封住，即得到相變儲能脫硫石膏砌塊。本發(fā)明所述的脫硫石膏粉是直接把火力發(fā)電廠脫硫的固體廢棄物脫硫石膏經過 低溫烘干，然后在高溫下煅燒制得脫硫石膏粉。脫硫石膏在煅燒過程中，形成大量的水蒸 汽，使脫硫石膏在處于較高的水蒸汽壓的狀態(tài)下脫水，可以使生成的半水石膏的晶形較為 完整，晶體有較少的裂紋，密度較大，因此，煅燒出的脫硫石膏粉的性能較為優(yōu)異。并且高溫 煅燒處產生的余熱，與部分熱量配合使用，來完成脫硫石膏烘干的過程，充分利用熱量，提高熱利用效率。本發(fā)明所述的相變儲能蛭石，是以蛭石為基體。該相變儲能蛭石具有優(yōu)越的 性能，其相變溫度為5 70°C之間，相變儲能密度大于40MJ/m3，相變過程換熱系數大于 4. 4kw/°C ·πι3。有機相變物質一般可采用石蠟或脂肪酸及其衍生物等；外層聚合物基復合 材料一般采用樹脂、乳液等作為基材，采用鋁、銅粉末作為填料，使膜層具有低滲透、高傳熱 性能，填料占復合材料的重量比為1 3%。本發(fā)明所述的相變儲能脫硫石膏砌塊的制備。采用脫硫石膏制備的石膏粉為主要 原料，與粉煤灰相混，制備脫硫石膏砌塊，然后在砌塊的空芯處填入相變儲能蛭石制備相變 儲能脫硫石膏砌塊。其具體制備過程中先將脫硫石膏在煅燒窯內進行煅燒制備脫硫石膏 粉，脫硫石膏粉與20% 50%的粉煤灰倒入攪拌鍋內，干拌1 2分鐘，然后加入預先量好 的水，再攪拌2 3分鐘，將攪拌均勻的料漿倒入砌塊模具中，5 10分鐘后待制品硬化后 拆模，最后再把相變儲能蛭石填入到制品的空芯處，空芯的兩端處用脫硫石膏粉漿體封住， 即得到相變儲能脫硫石膏砌塊。有益效果1、原料廉價易得。本發(fā)明所用的脫硫石膏在我國已成為繼火電廠粉煤灰后的第二 大固體廢棄物，且目前尚未大量應用，一般是作為廢渣排放在堆場，價格便宜。2、生產簡單、生產效率高。只要在經過煅燒處理后的脫硫石膏制備出的脫硫石膏 粉與一定量的粉煤灰混合制備脫硫石膏砌塊，然后在空芯處填入相變儲能蛭石。這種生產 工藝不僅可以解決相變儲能材料與基體相融合的問題，而且還解決了相變儲能材料的融析 等問題，提高了相變儲能材料的使用壽命和穩(wěn)定性。3、相變儲能脫硫石膏砌塊質輕、厚度小、墻體平整，兩面無需抹灰，增加建筑物凈 空面積。4、相變儲能脫硫石膏砌塊砌筑墻體時，省工省料，縮短工期、節(jié)省輔材，并且使用 相變儲能脫硫石膏砌塊的建筑物，空調的年使用率將大幅度減少，降低建筑物運行能耗。5、開辟了脫硫石膏新的應用領域，提高了脫硫石膏利用的附加值。
具體實施例方式以下結合本發(fā)明內容提供以下實施例相變儲能脫硫石膏砌塊的制備所需要的材料脫硫石膏粉，是通過特殊的煅燒工藝 先低溫烘干、后高溫煅燒，用固體廢棄物脫硫石膏制備出性能優(yōu)異的石膏粉。實施例一采用優(yōu)質脫硫石膏粉，三級粉煤灰、干凈的水、相變儲能蛭石復合材料制備相變 儲能脫硫石膏砌塊。其中相變儲能蛭石復合材料是由工業(yè)級石蠟與蛭石組成，質量比為 4 1，即相變材料占復合材料的質量的80%，外層聚合物基復合材料采用樹脂作為基材， 采用鋁粉末作為填料，填料占復合材料的重量比為2.4%。。脫硫石膏粉與粉煤灰的配合比 為7 3，干拌1分鐘，然后加入預先量好的水(占干物料重量的70% )，再攪拌3分鐘，將 攪拌均勻的料漿倒入砌塊模具中，7分鐘后待制品硬化后拆模，最后再把相變儲能蛭石填滿 到制品的空芯處，空芯的兩端處用脫硫石膏粉漿封住，此料漿的水灰比為0. 6 1。實施例二
采用優(yōu)質脫硫石膏粉，三級粉煤灰、干凈的水、相變儲能蛭石復合材料制備相變儲 能脫硫石膏砌塊。其中相變儲能蛭石復合材料是由脂肪酸與蛭石組成，質量比為4. 5 1， 即相變材料占復合材料的質量的82%，外層聚合物基復合材料采用樹脂作為基材，采用 鋁粉末作為填料，填料占復合材料的重量比為2. 2%。。脫硫石膏粉與粉煤灰的配合比為 7 3，干拌1分鐘，然后加入預先量好的水(占干物料重量的70%)，再攪拌3分鐘，將攪 拌均勻的料漿倒入砌塊模具中，7分鐘后待制品硬化后拆模，最后再把相變儲能蛭石填滿到 制品的空芯處，空芯的兩端處用脫硫石膏粉漿封住，此料漿的水灰比為0. 6 1。實施例三采用優(yōu)質脫硫石膏粉，三級粉煤灰、干凈的水、相變儲能蛭石復合材料制備相變儲 能脫硫石膏砌塊。其中相變儲能蛭石復合材料是由脂肪酸與蛭石組成，質量比為5 1，即 相變材料占復合材料的質量的83%，外層聚合物基復合材料采用樹脂作為基材，采用銅粉 末作為填料，填料占復合材料的重量比為1.2%。。脫硫石膏粉與粉煤灰的配合比為8 2， 干拌1分鐘，然后加入預先量好的水(占干物料重量的65% )，再攪拌3分鐘，將攪拌均勻 的料漿倒入砌塊模具中，7分鐘后待制品硬化后拆模，最后再把相變儲能蛭石填滿到制品的 空芯處，空芯的兩端處用脫硫石膏粉漿封住，此料漿的水灰比為0. 6 1。上述組分按前述工藝制備的相變儲能脫硫石膏砌塊，其測試參數性能指標見下 表。
權利要求
1.相變儲能脫硫石膏砌塊及其制備方法，是采用固體廢棄物脫硫石膏為主要原材料， 其特征是先將脫硫石膏經過特殊的煅燒工藝處理，制備脫硫石膏粉，再與一定量的粉煤灰 混合制得空心砌塊，最后在砌塊空芯處填入相變儲能蛭石。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征是采用特殊的煅燒工藝方法。煅燒工藝是先將 脫硫石膏在低溫烘干，然后在高溫下煅燒制得脫硫石膏粉。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征是高溫煅燒的煅燒溫度為400°C 800°C，低溫 烘干的烘干溫度為100°C 300°C。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征是脫硫石膏粉與20% 50%的粉煤灰倒入攪拌 鍋內，干拌1 2分鐘，然后加入預先量好的水，再攪拌2 3分鐘，將攪拌均勻的料漿倒入 砌塊模具中，5 10分鐘后待制品硬化后拆模，制得脫硫石膏空心砌塊。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征是相變儲能蛭石，以輕質多孔蛭石為基體，在蛭 石中含有60 85%有機相變物質，外部包裹著厚度為10 60 y m聚合物復合材料膜層。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征是有機相變物質為石蠟或脂肪酸及其衍生物。
7.根據權利要求5所述的方法，其特征是聚合物復合材料膜層以樹脂乳液為基材，以 鋁、銅金屬粉末作為填料，填料占復合材料重量比1 3%。
8.根據權利要求1所述的方法，其特征是在硬化后的脫硫石膏砌塊的空芯處填入相變 儲能蛭石，然后在空芯的兩端用脫硫石膏粉料漿封住，脫硫石膏粉料漿的水灰比為0. 5 0. 7 1。
全文摘要
本發(fā)明是一種相變儲能脫硫石膏砌塊及其制備方法。這種相變儲能脫硫石膏砌塊主要是以電廠的脫硫產物一脫硫石膏和相變儲能蛭石為主要原料。該方法是先將脫硫石膏在煅燒窯內進行煅燒制備脫硫石膏粉，脫硫石膏粉與粉煤灰混合成型，然后再把相變儲能蛭石填入到空芯處，即得到相變儲能脫硫石膏砌塊。相變儲能蛭石以輕質多孔蛭石為基體，其內部吸附有機相變儲能物質，外部包裹聚合物基復合材料膜層。本發(fā)明開拓了一條用脫硫石膏生產高附加值、節(jié)能環(huán)保墻材的新途徑，它不僅為固體廢棄物脫硫石膏的綜合利用開辟了一條新的途徑，而且還為解決建筑物節(jié)能、保溫的問題提出了新方案。
文檔編號B28B1/14GK101994364SQ20091017099
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月24日 優(yōu)先權日2009年8月24日
發(fā)明者權劉權, 韓永圣 申請人:江蘇仁和建材科技有限公司