专利名称：相变储能脱硫石膏砌块及其制备方法
技术领域：
本发明涉及储能复合材料领域，尤其涉及一种相变储能脱硫石膏砌块及其制备方法。
背景技术：
目前，我国越来越多的烟气脱硫工程投资建设，随着烟气脱硫工程的实施，在不久 将会排放出大量的固体废弃物——脱硫石膏。然而目前我国脱硫石膏的利用率还很低，虽 然少数电厂建设了石膏加工设备，但是其利用量很少，没有成为主流，大部分仍以堆储为 主。脱硫石膏已成为继火电厂粉煤灰后的第二大固体废弃物，若采用抛弃堆存，将会占用大 量宝贵的土地资源，而且对周围的生存环境产生不利的影响。因此利用脱硫石膏对国家环 境保护和可持续发展战略有着重要影响。利用物质在相变过程中吸能和释能的特点，实现能量的储存和利用是近年来在能 源、材料、航空航天、纺织、电力、医学仪器、建筑等众多领域活跃的方向之一。相变储能具有 储能密度高、储能温度容易控制和选择范围广等优点，目前在一些领域已经进入实用化和 商品化阶段。相变储能建筑材料应用于建材的研究始于1982年，由美国能源部太阳能公司发 起。20世纪90年代以PCM处理建筑材料(如石膏板、墙板与混凝土构件等)的技术发展 起来了。相变储能脱硫石膏砌块按照设计要求，经过科学计算和设定，可自动吸收和放出 热量，高吸低放，自动调节能建筑物内的温度，减少温度的波动，调温幅度可达3 4°C，提 高人们居住的舒适度，降低建筑物运行的能耗，相变储能脱硫石膏砌块实际上是一种能量 存储器，在建筑节能、温控方面具有极大的应用意义。相变储能脱硫石膏砌块增加建筑物的 热惯性，使室内温度变化幅度减小，因而减少空调设备的使用次数，从而达到节能降耗的目 的。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够应用于建筑物节能、保温的墙体材料，且可以综合 利用脱硫石膏、提高人们居住的舒适度、降低建筑物运行的能耗。本发明的技术方案为一种应用于建材行业的相变储能脱硫石膏砌块，由以用脱 硫石膏煅烧制备出的脱硫石膏粉为主要原料。脱硫石膏粉与粉煤灰混合制备成料浆，倒入 砌块模具中，硬化后拆模，最后再把相变储能蛭石填入到制品的空芯处，空芯处两端用脱硫 石膏粉料浆封住，即得到相变储能脱硫石膏砌块。本发明所述的脱硫石膏粉是直接把火力发电厂脱硫的固体废弃物脱硫石膏经过 低温烘干，然后在高温下煅烧制得脱硫石膏粉。脱硫石膏在煅烧过程中，形成大量的水蒸 汽，使脱硫石膏在处于较高的水蒸汽压的状态下脱水，可以使生成的半水石膏的晶形较为 完整，晶体有较少的裂纹，密度较大，因此，煅烧出的脱硫石膏粉的性能较为优异。并且高温 煅烧处产生的余热，与部分热量配合使用，来完成脱硫石膏烘干的过程，充分利用热量，提高热利用效率。本发明所述的相变储能蛭石，是以蛭石为基体。该相变储能蛭石具有优越的 性能，其相变温度为5 70°C之间，相变储能密度大于40MJ/m3，相变过程换热系数大于 4. 4kw/°C ·πι3。有机相变物质一般可采用石蜡或脂肪酸及其衍生物等；外层聚合物基复合 材料一般采用树脂、乳液等作为基材，采用铝、铜粉末作为填料，使膜层具有低渗透、高传热 性能，填料占复合材料的重量比为1 3%。本发明所述的相变储能脱硫石膏砌块的制备。采用脱硫石膏制备的石膏粉为主要 原料，与粉煤灰相混，制备脱硫石膏砌块，然后在砌块的空芯处填入相变储能蛭石制备相变 储能脱硫石膏砌块。其具体制备过程中先将脱硫石膏在煅烧窑内进行煅烧制备脱硫石膏 粉，脱硫石膏粉与20% 50%的粉煤灰倒入搅拌锅内，干拌1 2分钟，然后加入预先量好 的水，再搅拌2 3分钟，将搅拌均勻的料浆倒入砌块模具中，5 10分钟后待制品硬化后 拆模，最后再把相变储能蛭石填入到制品的空芯处，空芯的两端处用脱硫石膏粉浆体封住， 即得到相变储能脱硫石膏砌块。有益效果1、原料廉价易得。本发明所用的脱硫石膏在我国已成为继火电厂粉煤灰后的第二 大固体废弃物，且目前尚未大量应用，一般是作为废渣排放在堆场，价格便宜。2、生产简单、生产效率高。只要在经过煅烧处理后的脱硫石膏制备出的脱硫石膏 粉与一定量的粉煤灰混合制备脱硫石膏砌块，然后在空芯处填入相变储能蛭石。这种生产 工艺不仅可以解决相变储能材料与基体相融合的问题，而且还解决了相变储能材料的融析 等问题，提高了相变储能材料的使用寿命和稳定性。3、相变储能脱硫石膏砌块质轻、厚度小、墙体平整，两面无需抹灰，增加建筑物净 空面积。4、相变储能脱硫石膏砌块砌筑墙体时，省工省料，缩短工期、节省辅材，并且使用 相变储能脱硫石膏砌块的建筑物，空调的年使用率将大幅度减少，降低建筑物运行能耗。5、开辟了脱硫石膏新的应用领域，提高了脱硫石膏利用的附加值。
具体实施例方式以下结合本发明内容提供以下实施例相变储能脱硫石膏砌块的制备所需要的材料脱硫石膏粉，是通过特殊的煅烧工艺 先低温烘干、后高温煅烧，用固体废弃物脱硫石膏制备出性能优异的石膏粉。实施例一采用优质脱硫石膏粉，三级粉煤灰、干净的水、相变储能蛭石复合材料制备相变 储能脱硫石膏砌块。其中相变储能蛭石复合材料是由工业级石蜡与蛭石组成，质量比为 4 1，即相变材料占复合材料的质量的80%，外层聚合物基复合材料采用树脂作为基材， 采用铝粉末作为填料，填料占复合材料的重量比为2.4%。。脱硫石膏粉与粉煤灰的配合比 为7 3，干拌1分钟，然后加入预先量好的水(占干物料重量的70% )，再搅拌3分钟，将 搅拌均勻的料浆倒入砌块模具中，7分钟后待制品硬化后拆模，最后再把相变储能蛭石填满 到制品的空芯处，空芯的两端处用脱硫石膏粉浆封住，此料浆的水灰比为0. 6 1。实施例二
采用优质脱硫石膏粉，三级粉煤灰、干净的水、相变储能蛭石复合材料制备相变储 能脱硫石膏砌块。其中相变储能蛭石复合材料是由脂肪酸与蛭石组成，质量比为4. 5 1， 即相变材料占复合材料的质量的82%，外层聚合物基复合材料采用树脂作为基材，采用 铝粉末作为填料，填料占复合材料的重量比为2. 2%。。脱硫石膏粉与粉煤灰的配合比为 7 3，干拌1分钟，然后加入预先量好的水(占干物料重量的70%)，再搅拌3分钟，将搅 拌均勻的料浆倒入砌块模具中，7分钟后待制品硬化后拆模，最后再把相变储能蛭石填满到 制品的空芯处，空芯的两端处用脱硫石膏粉浆封住，此料浆的水灰比为0. 6 1。实施例三采用优质脱硫石膏粉，三级粉煤灰、干净的水、相变储能蛭石复合材料制备相变储 能脱硫石膏砌块。其中相变储能蛭石复合材料是由脂肪酸与蛭石组成，质量比为5 1，即 相变材料占复合材料的质量的83%，外层聚合物基复合材料采用树脂作为基材，采用铜粉 末作为填料，填料占复合材料的重量比为1.2%。。脱硫石膏粉与粉煤灰的配合比为8 2， 干拌1分钟，然后加入预先量好的水(占干物料重量的65% )，再搅拌3分钟，将搅拌均勻 的料浆倒入砌块模具中，7分钟后待制品硬化后拆模，最后再把相变储能蛭石填满到制品的 空芯处，空芯的两端处用脱硫石膏粉浆封住，此料浆的水灰比为0. 6 1。上述组分按前述工艺制备的相变储能脱硫石膏砌块，其测试参数性能指标见下 表。
权利要求
1.相变储能脱硫石膏砌块及其制备方法，是采用固体废弃物脱硫石膏为主要原材料， 其特征是先将脱硫石膏经过特殊的煅烧工艺处理，制备脱硫石膏粉，再与一定量的粉煤灰 混合制得空心砌块，最后在砌块空芯处填入相变储能蛭石。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是采用特殊的煅烧工艺方法。煅烧工艺是先将 脱硫石膏在低温烘干，然后在高温下煅烧制得脱硫石膏粉。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征是高温煅烧的煅烧温度为400°C 800°C，低温 烘干的烘干温度为100°C 300°C。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征是脱硫石膏粉与20% 50%的粉煤灰倒入搅拌 锅内，干拌1 2分钟，然后加入预先量好的水，再搅拌2 3分钟，将搅拌均勻的料浆倒入 砌块模具中，5 10分钟后待制品硬化后拆模，制得脱硫石膏空心砌块。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征是相变储能蛭石，以轻质多孔蛭石为基体，在蛭 石中含有60 85%有机相变物质，外部包裹着厚度为10 60 y m聚合物复合材料膜层。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征是有机相变物质为石蜡或脂肪酸及其衍生物。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征是聚合物复合材料膜层以树脂乳液为基材，以 铝、铜金属粉末作为填料，填料占复合材料重量比1 3%。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征是在硬化后的脱硫石膏砌块的空芯处填入相变 储能蛭石，然后在空芯的两端用脱硫石膏粉料浆封住，脱硫石膏粉料浆的水灰比为0. 5 0. 7 1。
全文摘要
本发明是一种相变储能脱硫石膏砌块及其制备方法。这种相变储能脱硫石膏砌块主要是以电厂的脱硫产物一脱硫石膏和相变储能蛭石为主要原料。该方法是先将脱硫石膏在煅烧窑内进行煅烧制备脱硫石膏粉，脱硫石膏粉与粉煤灰混合成型，然后再把相变储能蛭石填入到空芯处，即得到相变储能脱硫石膏砌块。相变储能蛭石以轻质多孔蛭石为基体，其内部吸附有机相变储能物质，外部包裹聚合物基复合材料膜层。本发明开拓了一条用脱硫石膏生产高附加值、节能环保墙材的新途径，它不仅为固体废弃物脱硫石膏的综合利用开辟了一条新的途径，而且还为解决建筑物节能、保温的问题提出了新方案。
文档编号B28B1/14GK101994364SQ20091017099
公开日2011年3月30日 申请日期2009年8月24日 优先权日2009年8月24日
发明者权刘权, 韩永圣 申请人:江苏仁和建材科技有限公司