一种应用于烟气处理的泡沫陶瓷发热元件及组件的制作方法

本实用新型涉及废气处理设备技术领域，尤其涉及一种应用于烟气处理的泡沫陶瓷发热元件及组件。

背景技术：

应用于特种陶瓷或粉末冶金的烧结电炉在加热升温过程中，由于胚体中含有有机粘结剂或添加剂，会产生大量的挥发性气体或分解出有机物形成烟气，大多数的挥发性有机物烟气具有毒性、刺激性、致畸性和致癌作用，会对人体健康造成巨大的伤害。同时，挥发性有机物也是导致城市灰霾和光化学烟雾的重要前体物，挥发性有机物必须进行处理后，才能排放。

现有的烧结炉烟气处理结构一般是在烧结炉排放通道外加具备加热装置的燃烧器，通过电加热或液化气燃烧的方式对排出的有机废气进行二次燃烧分解处理。现有的加热装置难于保证燃烧器内部的的受热均匀，同一横截面上靠近加热装置的区域温度达标，但远离加热装置的区域温度还不达标，只能通过增加电加热的功率或多设喷火嘴的方式来实现有机废气的完全分解，燃烧效率低，设备体积大运行成本高。

泡沫陶瓷是采用开孔聚氨酯海绵作为前驱体，通过辊压成型将陶瓷浆料涂覆包裹在海绵网筋上面，经过高温烧结获得与海绵结构一致的泡沫陶瓷结构体。由于全开孔海绵具有独特的三维网状结构，因此泡沫陶瓷广泛应用于需要过滤净化的场合如金属液体的过滤以及空气的净化处理等领域。目前泡沫陶瓷主要有氧化铝、碳化硅和氧化锆三种材料体系，碳化硅材质的泡沫陶瓷具有高温热稳定性，高热导性能和优异的抗热震性能。因此，具有良好热性能的高孔隙率泡沫陶瓷可运用于有机废气的热处理。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提出一种应用于烟气处理的泡沫陶瓷发热元件及组件，通过在泡沫陶瓷件内部增设加热件，使加热件的热量可快速且均匀的传递到泡沫陶瓷件，泡沫陶瓷件每个区域均可达到所需温度，结构简单燃烧效率高，可适用于低浓度烟气总量排放不大的应用场合，避免有机废气的逃逸。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：一种应用于烟气处理的泡沫陶瓷发热元件，所述发热元件包括泡沫陶瓷件和加热件，所述泡沫陶瓷件内部成型有安装通道，所述安装通道包括至少两个安装孔，所述安装孔沿所述泡沫陶瓷件的长度方向间隔分布，所述安装孔贯穿所述泡沫陶瓷件；所述加热件穿设在所述安装孔内，所述加热件的两端延伸至所述安装孔的外侧。

优选的，所述安装通道还包括至少一个连接槽，所述连接槽导通连接相邻两个所述安装孔的位于同一侧的一端，所述加热件穿设在所述连接槽内。

优选的，所述安装通道的覆盖面积与所述泡沫陶瓷件的面积之比为1：2-3；所述安装通道均匀间隔的设置于所述泡沫陶瓷件的内部。

优选的，所述加热件为加热丝，所述安装孔的孔径大于所述加热件的外径。

优选的，所述安装孔设置有多组，同一组的各安装孔沿水平方向间隔设置，相邻的两组安装孔呈交错分布；所述加热件设置有多个且穿设在对应的安装孔内。

优选的，所述发热元件安装于排气烟道的内部，所述排气烟道的内径的任意一横截面由所述发热元件封面，封面的高度为5-30cm。

一种应用于烟气处理的泡沫陶瓷发热组件，所述组件包括至少两个应用于烟气处理的泡沫陶瓷发热元件，各发热元件沿烟气流道平行方向依序层叠设置，相邻的两个发热元件的加热件的纵向投影相互错位。

优选的，相邻两个所述加热件的纵向投影相互垂直。

本实用新型采用上述结构，利用泡沫陶瓷件的多孔高通透率和优良的耐高温特性，能够通过内部的加热元件进行迅速和均匀地加热，保证泡沫陶瓷件的加热效果；通过加热元件对泡沫陶瓷件进行加热达到预定温度，使得有机废气经过泡沫陶瓷件时可受热分解。泡沫陶瓷件为多孔结构，在加热件的加热下，可快速升温，使得整个泡沫陶瓷件能达到某一温度范围内，当有机废气通过该泡沫陶瓷件发热元件时，均能有效的受热被分解，提高了有机废气的分解效率，同时可避免有机废气的逃逸或者燃烧不充分；通过多个发热元件配合成组件，提高对废气加热分解作用，提高分解效率，减少废气的排放和达到环保要求。

附图说明

附图对本实用新型做进一步说明，但附图中的内容不构成对本实用新型的任何限制。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的剖视结构示意图；

图3是本实用新型泡沫陶瓷件具有多个安装孔的立体结构示意图；

图4是本实用新型泡沫陶瓷件为长方体的立体结构示意图。

其中：泡沫陶瓷件1、安装通道2、加热件3、安装孔4、连接槽5。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

参阅图1至图4所示，本实施例的一种应用于烟气处理的泡沫陶瓷发热元件，所述发热元件包括泡沫陶瓷件1和加热件3，所述泡沫陶瓷件1的内部成型有安装通道2，所述安装通道2包括至少两个安装孔4，所述安装孔4沿所述泡沫陶瓷件1的长度方向间隔分布，所述安装孔4贯穿所述泡沫陶瓷件1。

所述加热件3穿设在所述安装孔4内，所述加热件3的两端延伸至所述安装孔4的外侧。

采用这种结构，泡沫陶瓷件1是采用开孔海绵前驱体浸浆辊压成型并经过高温烧结制成，海绵前驱体经过预加工处理，高温烧结后，在泡沫陶瓷件1的内部形成安装通道2，根据客户定制要求，在海绵前驱体内预设通道个数。

泡沫陶瓷件1的形状可以是圆柱形状，也可以是长方体形状，也可以根据客户需求进行加工制作，具体可以根据排气管道的截面形状来设计。

所述泡沫陶瓷件1的厚度较大时，可在泡沫陶瓷件1内设置多组沿水平方向分布的安装孔4，在同一水平方向的安装孔4内穿设加热件3，使泡沫陶瓷件1的整体加热速度快，受热均匀，提高发热元件的烟气处理效果。

泡沫陶瓷件1是采用有机开孔海绵前驱体浸渍法制备获得的，具有多孔及耐高温特性，其孔径范围从10ppi到40ppi不等，使用时根据不同的烟气浓度和风速来选择孔径大小，保证烟气在穿过加热的泡沫陶瓷件1时，有足够的燃烧时间，使烟气能够完全分解。泡沫陶瓷件1属于高孔隙率的多孔材料，内部安装的加热件使其加热迅速且均匀，可确保泡沫陶瓷的内部温度达到烟气处理所需要的温度，从而实现对穿过的烟气进行燃烧处理。

加热件3通过安装通道2安装在泡沫陶瓷件1内通过加热件3对泡沫陶瓷进行加热，使得有机废气经过泡沫陶瓷时可受热分解，泡沫陶瓷件1为多孔结构，在加热件的加热下，可快速升温，使得整个泡沫陶瓷能达到某一温度范围内，当有机废气通过该泡沫陶瓷发热元件时，均能有效的受热被分解，提高了有机废气的分解效率，同时可避免有机废气的逃逸或者燃烧不充分。

优选的，所述安装通道2还包括至少一个连接槽5，所述连接槽5导通连接相邻两个所述安装孔4的位于同一侧的一端，所述加热件3穿设在所述连接槽5内。

采用这种结构，设置连接槽5为加热件3提供让位空间，避免加热件3裸露在泡沫陶瓷件1的外侧，避免加热件3外露突出时不利于发热元件的组装或安装。

优选的，所述安装通道2的覆盖面积与所述泡沫陶瓷件1的面积之比为1：2-3；所述安装通道2均匀间隔的设置于所述泡沫陶瓷件1的内部。

采用这种结构，安装通道2的覆盖面积大，能够均匀布满整个泡沫陶瓷件1，使泡沫陶瓷件1受热均匀，泡沫陶瓷件1的分解效果更为稳定和高效。

优选的，所述加热件3为加热丝，所述安装孔4的孔径大于所述加热件3的外径。

采用这种结构，采用加热丝作为加热件3，将加热丝穿过各安装孔4，安装方便和简单。

优选的，所述安装孔4设置有多组，同一组的各安装孔4沿水平方向间隔设置，相邻的两组安装孔4呈交错分布；所述加热件3设置有多个且穿设在对应的安装孔4内。

采用这种结构，泡沫陶瓷件1的厚度较大时，可在泡沫陶瓷件1内开设多组安装孔4，在安装孔4内穿设加热件3，同一组的安装孔4可以穿设一个或多个加热件3，这种结构能够提高泡沫陶瓷件1的加热速度，使泡沫陶瓷件1整体受热均匀，能够对穿过的烟气进行充分燃烧。

优选的，所述发热元件安装于排气烟道的内部，所述排气烟道的内径的任意一横截面由所述发热元件封面，封面的高度为5-30cm。

采用这种结构，在排气烟道的内部安装有泡沫陶瓷发热元件，且其烟道的任一截面必定有所述发热元件来封面，确保废气必定经过泡沫陶瓷发热元件，使废气可充分的受热分解；封面的高度可以按实际生产所需，可以是多个发热元件的叠加，也可以是单个发热元件。

优选的，所述组件包括至少两个权利要求1至8任意一项所述的应用于烟气处理的泡沫陶瓷发热元件，各发热元件沿烟气流道平行方向依序层叠设置，相邻的两个发热元件的加热件3的纵向投影相互错位。

采用这种结构，各发热元件错位设置能够错开加热区域，多个发热元件配合起到能够提高分解效率，进一步提高废气处理效果。

优选的，相邻两个所述加热件3的纵向投影相互垂直。

采用这种结构，相邻两个所述加热件3的纵向投影相互垂直，对相邻两个发热元件的加热效果进行相互补充和利用，能够有效地提高有机废气与各发热元件的接触，提高废气热分解效率。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。