CN106052158A - 一种锰渣轻质瓷砖添加剂专用罐装式换热装置、控制方法及其关键部件制作过程 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锰渣轻质瓷砖添加剂专用罐装式换热装置、控制方法及其关键部件制作过程，由太阳能热发生器，三角支撑腿，换热罐，中央控制器组成；所述三角支撑腿上部表面设有换热罐，所述换热罐一侧设有太阳能热发生器，所述太阳能热发生器储水罐外壁表面设有中央控制器，所述三角支撑腿与换热罐底部无缝焊接固定。本发明所述的一种锰渣轻质瓷砖添加剂专用罐装式换热装置，结构新颖合理，换热效率高效，适用范围广阔。
Description
技术领域
本发明属于建筑陶瓷生产领域，具体涉及一种锰渣轻质瓷砖添加剂专用罐装式换热装置、控制方法及其关键部件制作过程。
背景技术
据统计，2015全国瓷砖产量101.8亿㎡，瓷砖用土产量20多亿立方米，其中40％掺加了各种添加剂，再是我国建筑行业正在飞速发展，2015年全年房屋和住宅新开工面积分别为154454万平方米和106651万平方米，由于这些发展形势的需要，关于高性能瓷砖、瓷砖用土添加剂的研发迫在眉睫。
自二十世纪30年代，英国人Goddard以树脂作为助磨剂并取得专利。随后人们又先后试验了醋酸、磷酸盐、木质素磺酸盐、乙二醇、酚、三乙醇胺、桐油和沥青等助磨剂。到了60年代，工业发达国家如日本、美国、德国、前苏联，对添加剂的研究和应用越来越广泛，在一些发达国家几乎所有的瓷砖厂都使用助磨剂、添加剂，相比较我国对助磨剂的研究和利用起步较晚，50年代后期，只有少数瓷砖厂试验过用煤、纸浆废液、肥皂废液，效果不甚明显；目前，国内研究及应用的锰渣轻质瓷砖添加剂，有液体添加剂和固体添加剂，其基本成分大都属于有机表面活性物质。主要为：胺类、醇类、醇胺类、木质素磺酸盐类、脂肪酸及其盐类、烷基磺酸盐类等。具体物质为：三乙醇胺、二乙二醇、乙二醇、木质素磺酸盐、甲酸，硬脂酸、油酸、十二烷基苯磺酸钠等。国内大多采用工业纯聚合有机盐和无机盐为添加剂的主要成分，成本较高，技术经济指标不适应实际生产情况，产品适应面较窄，特别对于温度较高的物料还没有合适的产品。即使对于不同生产厂家的同种产品应用于不同厂家，也存在效果差异较大的情况。
目前对锰渣轻质瓷砖添加剂的生产大多还停留在简单人工加料、人工计量的阶段，一方面工人劳动强度大、生产效率低下，另一方面，由于生产过程不能精确监控，产品质量受人为因素影响严重，故急需开发出自动化程度高的整套设备。
瓷砖生产添加剂中的供热系统所用的热源，一般采用单一的常规能源，如燃气锅炉、电锅炉和燃油锅炉等。随着能源结构的紧张，可再生能源的利用已成必然趋势，这不仅有利于节能减排，也有利于能源的可持续发展。所谓“太阳能供热”，指通过太阳能集热器与储热水箱作为太阳能量采集系统，以热水或采暖为建筑物提供热量的新型节能供热方式。
常规太阳能供热系统由太阳能加热部分、辅助能源保障部分、低温热水地板辐射采暖系统及生活热水供应等几部分组成。其中，太阳能加热系统由太阳能集热器、太阳能循环水泵及储热水箱组成，其作用是通过设置于采光面的集热器最大限度地收集热量，并通过储热水箱进行热量的储备。辅助能源系统可由各种类型的常规能源组成，作为太阳能集热系统的补充，辅助系统可以在连续阴雨天气或其他特殊供暖需求时，满足供热及生活热水需求。
通常情况下，太阳能加热系统如果仅用于单独供应热水或采暖，一般设置一个储热水箱，其作用是储存热水，对于采暖系统还将热量传给采暖末端。如果太阳能系统既要供应热水又要采暖，则需要至少设置一台储热水箱和一台换热器，此种设置占地空间大，热损也增大。圆柱形的储热水箱其高度与直径的比例一般为0.85～1.15，此种比例的水箱，其内部热水无法达到很好分层的效果，且该水箱不兼具换热器的功能。
现有的供热系统，工艺复杂，占地面积大，冷热交换效率低下，现有技术无法满足社会大量的热水需求。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种锰渣轻质瓷砖添加剂专用罐装式换热装置，包括：太阳能热发生器1，三角支撑腿2，换热罐3，中央控制器4；所述三角支撑腿2上部表面设有换热罐3，所述换热罐3一侧设有太阳能热发生器1，所述太阳能热发生器1储水罐外壁表面设有中央控制器4；
所述三角支撑腿2与换热罐3底部无缝焊接固定；
所述换热罐3包括：罐体3-1，顶部冷水管3-2，高温进气管3-3，蜂窝换热柱3-4，地暖供水管3-5，地暖回水管3-6，底部冷水管3-7，太阳能热发生器供水管3-8，换热螺旋管3-9，太阳能热发生器回水管3-10，冷热隔水板3-11，太阳能热发生器供水温度感应仪3-12，罐体内部水温感应仪3-13；所述罐体3-1外形呈圆筒状结构，罐体3-1上下端面外径设有倒圆角；所述顶部冷水管3-2位于罐体3-1上方，顶部冷水管3-2从罐体3-1顶端平面伸入罐体3-1内，顶部冷水管3-2上设有电控阀，所述电控阀与中央控制器4导线控制连接；所述高温进气管3-3位于罐体3-1外壁上方，高温进气管3-3从罐体3-1外径伸入罐体3-1内，高温进气管3-3上设有电控阀，所述电控阀与中央控制器4导线控制连接；所述蜂窝换热柱3-4位于罐体3-1内部最上方，蜂窝换热柱3-4外径与罐体3-1内径大小相同且中心轴线重合，蜂窝换热柱3-4高度不低于罐体3-1高度的1/4；所述地暖供水管3-5位于罐体3-1外壁中间位置，地暖供水管3-5从罐体3-1外径伸入罐体3-1内部进而连通蜂窝换热柱3-4，地暖供水管3-5上设有电控阀，所述电控阀与中央控制器4导线控制连接；所述地暖回水管3-6位于罐体3-1上方，地暖回水管3-6从罐体3-1顶端平面伸入罐体3-1内，地暖回水管3-6上设有电控阀，所述电控阀与中央控制器4导线控制连接；所述底部冷水管3-7位于罐体3-1外壁靠下方位置，底部冷水管3-7从罐体3-1外径伸入罐体3-1内部进而穿通冷热隔水板3-11，底部冷水管3-7上设有电控阀，所述电控阀与中央控制器4导线控制连接；所述冷热隔水板3-11位于罐体3-1内部下方位置，冷热隔水板3-11距罐体3-1底平面20cm～50cm，冷热隔水板3-11外径与罐体3-1内径大小相同，冷热隔水板3-11外壁与罐体3-1内壁无缝焊接固定，冷热隔水板3-11表面设有大量的分水通孔，分水通孔孔径值为3mm～6mm，数量为20～100个；所述换热螺旋管3-9位于冷热隔水板3-11上方，换热螺旋管3-9距冷热隔水板3-11上端面5cm～10cm，换热螺旋管3-9螺旋圈数不少于5圈，换热螺旋管3-9最大径距罐体3-1内壁10mm～50mm，换热螺旋管3-9上方出口连接有太阳能热发生器供水管3-8，换热螺旋管3-9下方出口连接有太阳能热发生器回水管3-10，所述太阳能热发生器供水管3-8及太阳能热发生器回水管3-10上分别设有电控阀，所述电控阀与中央控制器4导线控制连接；所述太阳能热发生器供水温度感应仪3-12位于太阳能热发生器供水管3-8出口处，太阳能热发生器供水温度感应仪3-12与中央控制器4导线控制连接；所述罐体内部水温感应仪3-13位于罐体3-1内部中间位置，罐体内部水温感应仪3-13与中央控制器4导线控制连接。
进一步的，所述蜂窝换热柱3-4包括：换热柱壁3-4-1，换热孔3-4-2；所述换热柱壁3-4-1厚度值为2mm～5mm，换热柱壁3-4-1将多个换热孔3-4-2串接为一体，所述换热孔3-4-2数量不少于30个，换热孔3-4-2为六边形或八边形上下通孔结构。
进一步的，所述蜂窝换热柱3-4由高分子材料压模成型，蜂窝换热柱3-4的组成成分和制造过程如下：
一、蜂窝换热柱3-4组成成分：
按重量份数计，β-甲基-β-甲氧羰基乙基三氯化锡55～135份，双(β-烷氧羧乙基)二氯化锡70～135份，(2-甲基丙烯酰氧基-β-羟丙基)三甲基氯化铵120～135份，丙烯酰胺-2-甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵73～186份，[(2-羟巴豆酰氧)丙基]三甲基氯化铵65～137份，N-乙基-N-(2-羟基-3-磺酸基丙基)-3,5-二甲氧基苯胺110～230份，浓度为40ppm～80ppm的3-乙二胺基-2-羟基丙基纤维素醚70～110份，N-(2-羟乙基)-N,N-二甲基-3-[(1-氧代-十六烷基)氨基]氯化-1-丙铵65～125份，三氯乙醛合氨甲酸乙酯60～150份，交联剂80～155份，5-硝基糠醛二乙酸酯45～120份，2-(乙酰氨基)-2-(2-甲基-5-硝基苄基)丙二酸二乙酯70～160份，5-硝基-2-呋喃甲醛二乙酸30～65份，N-氨甲酰基[[(5-硝基-2-呋喃基)亚甲基]氨基]氨基乙酸35～110份；
所述交联剂为2，3-二氢-3，3-二甲苯并呋喃-5-基乙烷磺酸酯、5-(3-氯苯基)-2-呋喃甲醛-N芳-氧乙酰腙、(±)-2-乙氧基-2，3-二氢-3，3-二甲基苯并呋喃-5-基甲磺酸中的任意一种；
二、蜂窝换热柱3-4的制造过程，包含以下步骤：
第1步：在反应釜中加入电导率为0.35μS/cm～0.65μS/cm的超纯水510～1100份，启动反应釜内搅拌器，转速为83rpm～223rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至56℃～63℃；依次加入β-甲基-β-甲氧羰基乙基三氯化锡、双(β-烷氧羧乙基)二氯化锡、(2-甲基丙烯酰氧基-β-羟丙基)三甲基氯化铵，搅拌至完全溶解，调节pH值为1.3～6.3，将搅拌器转速调至113rpm～233rpm，温度为73℃～143℃，酯化反应13～23小时；
第2步：取丙烯酰胺-2-甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、[(2-羟巴豆酰氧)丙基]三甲基氯化铵进行粉碎，粉末粒径为203～630目；加入N-乙基-N-(2-羟基-3-磺酸基丙基)-3,5-二甲氧基苯胺混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为14mm～43mm，采用剂量为1.3kGy～9.3kGy、能量为5.3MeV～12MeV的α射线辐照43～123分钟，以及同等剂量的β射线辐照63～153分钟；
第3步：经第2步处理的混合粉末溶于3-乙二胺基-2-羟基丙基纤维素醚中，加入反应釜，搅拌器转速为73rpm～173rpm，温度为83℃～133℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.33MPa～-0.73MPa，保持此状态反应14～43小时；泄压并通入氮气，使反应釜内压力为0.23MPa～0.63MPa，保温静置14～24小时；搅拌器转速提升至103rpm～243rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入N-(2-羟乙基)-N,N-二甲基-3-[(1-氧代-十六烷基)氨基]氯化-1-丙铵、三氯乙醛合氨甲酸乙酯完全溶解后，加入交联剂搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为3.3～6.3，保温静置14～24小时；
第4步：在搅拌器转速为123rpm～253rpm时，依次加入5-硝基糠醛二乙酸酯、2-(乙酰氨基)-2-(2-甲基-5-硝基苄基)丙二酸二乙酯、5-硝基-2-呋喃甲醛二乙酸、N-氨甲酰基[[(5-硝基-2-呋喃基)亚甲基]氨基]氨基乙酸，提升反应釜压力，使其达到0.73MPa～1.53MPa，温度为123℃～263℃，聚合反应14～34小时；反应完成后将反应釜内压力降至0MPa，降温至23℃～33℃，出料，入压模机即可制得蜂窝换热柱3-4。
本发明还公开了一种锰渣轻质瓷砖添加剂专用罐装式换热装置的控制方法，该方法包括以下几个步骤：
第1步：中央控制器4开启顶部冷水管3-2上的电控阀向蜂窝换热柱3-4内输送冷水，同时中央控制器4开启高温进气管3-3上的电控阀向蜂窝换热柱3-4内输送高温蒸汽，冷水与高温蒸汽在蜂窝换热柱3-4内进行冷热交换，冷热交换后的热水经地暖供水管3-5流出，为地暖设备供暖，同时地暖回水管3-6将地暖回水输送至蜂窝换热柱3-4内进行循环冷热交换；
第2步：中央控制器4开启底部冷水管3-7上的电控阀通过冷热隔水板3-11向罐体3-1底部输送冷水，同时太阳能热发生器1吸收太阳能将太阳能热发生器1罐体内储存的冷水加热，加热过程中，太阳能热发生器供水温度感应仪3-12对太阳能热发生器的出水温度进行实时监控，当太阳能热发生器供水温度感应仪3-12检测到太阳能热发生器的出水温度低于60℃时，太阳能热发生器供水温度感应仪3-12向中央控制器4发送电信号，中央控制器4控制太阳能热发生器1增加对太阳能的吸收量；加热后的热水经太阳能热发生器供水管3-8流入换热螺旋管3-9中，换热螺旋管3-9内的热水与罐体3-1中的冷水进行冷热交换，待换热螺旋管3-9内的热水变为冷水后经太阳能热发生器回水管3-10流回太阳能热发生器1中进行循环加热处理；
第3步：在冷热交换过程中，罐体内部水温感应仪3-13对罐体3-1内的水温情况进行实时监控，当罐体内部水温感应仪3-13检测到罐体3-1内的水温低于60℃时，罐体内部水温感应仪3-13向中央控制器4发送电信号，中央控制器4控制高温进气管3-3加大对罐体3-1中高温蒸汽供应量，当罐体内部水温感应仪3-13检测到罐体3-1内的水温高于90℃时，罐体内部水温感应仪3-13向中央控制器4发送电信号，中央控制器4控制高温进气管3-3减少对罐体3-1中高温蒸汽供应量，节省能源。
本发明专利公开的一种锰渣轻质瓷砖添加剂专用罐装式换热装置，其优点在于：
(1)该装置设有上下双重换热结构，换热速度提升显著；
(2)该装置结构设计合理紧凑，集成度高；
(3)该装置蜂窝换热柱采用高分子材料制备，冷热交换速度保持率提升显著。
本发明所述的一种锰渣轻质瓷砖添加剂专用罐装式换热装置结构新颖合理，换热效率高效，适用范围广阔。
附图说明
图1是本发明中所述的一种锰渣轻质瓷砖添加剂专用罐装式换热装置示意图。
图2是本发明中所述的换热罐内部结构示意图。
图3是本发明中所述的蜂窝换热柱结构示意图。
图4是本发明所述的蜂窝换热柱材料与冷热交换速度保持率关系图。
以上图1～图3中，太阳能热发生器1，三角支撑腿2，换热罐3，罐体3-1，顶部冷水管3-2，高温进气管3-3，蜂窝换热柱3-4，换热柱壁3-4-1，换热孔3-4-2，地暖供水管3-5，地暖回水管3-6，底部冷水管3-7，太阳能热发生器供水管3-8，换热螺旋管3-9，太阳能热发生器回水管3-10，冷热隔水板3-11，太阳能热发生器供水温度感应仪3-12，罐体内部水温感应仪3-13，中央控制器4。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明提供的一种锰渣轻质瓷砖添加剂专用罐装式换热装置进行进一步说明。
如图1所示，是本发明提供的一种锰渣轻质瓷砖添加剂专用罐装式换热装置的示意图。图中看出，包括：太阳能热发生器1，三角支撑腿2，换热罐3，中央控制器4；所述三角支撑腿2上部表面设有换热罐3，所述换热罐3一侧设有太阳能热发生器1，所述太阳能热发生器1储水罐外壁表面设有中央控制器4；
所述三角支撑腿2与换热罐3底部无缝焊接固定。
如图2所示，是本发明中所述的换热罐内部结构示意图。从图2或图1中看出，所述换热罐3包括：罐体3-1，顶部冷水管3-2，高温进气管3-3，蜂窝换热柱3-4，地暖供水管3-5，地暖回水管3-6，底部冷水管3-7，太阳能热发生器供水管3-8，换热螺旋管3-9，太阳能热发生器回水管3-10，冷热隔水板3-11，太阳能热发生器供水温度感应仪3-12，罐体内部水温感应仪3-13；所述罐体3-1外形呈圆筒状结构，罐体3-1上下端面外径设有倒圆角；所述顶部冷水管3-2位于罐体3-1上方，顶部冷水管3-2从罐体3-1顶端平面伸入罐体3-1内，顶部冷水管3-2上设有电控阀，所述电控阀与中央控制器4导线控制连接；所述高温进气管3-3位于罐体3-1外壁上方，高温进气管3-3从罐体3-1外径伸入罐体3-1内，高温进气管3-3上设有电控阀，所述电控阀与中央控制器4导线控制连接；所述蜂窝换热柱3-4位于罐体3-1内部最上方，蜂窝换热柱3-4外径与罐体3-1内径大小相同且中心轴线重合，蜂窝换热柱3-4高度不低于罐体3-1高度的1/4；所述地暖供水管3-5位于罐体3-1外壁中间位置，地暖供水管3-5从罐体3-1外径伸入罐体3-1内部进而连通蜂窝换热柱3-4，地暖供水管3-5上设有电控阀，所述电控阀与中央控制器4导线控制连接；所述地暖回水管3-6位于罐体3-1上方，地暖回水管3-6从罐体3-1顶端平面伸入罐体3-1内，地暖回水管3-6上设有电控阀，所述电控阀与中央控制器4导线控制连接；所述底部冷水管3-7位于罐体3-1外壁靠下方位置，底部冷水管3-7从罐体3-1外径伸入罐体3-1内部进而穿通冷热隔水板3-11，底部冷水管3-7上设有电控阀，所述电控阀与中央控制器4导线控制连接；所述冷热隔水板3-11位于罐体3-1内部下方位置，冷热隔水板3-11距罐体3-1底平面20cm～50cm，冷热隔水板3-11外径与罐体3-1内径大小相同，冷热隔水板3-11外壁与罐体3-1内壁无缝焊接固定，冷热隔水板3-11表面设有大量的分水通孔，分水通孔孔径值为3mm～6mm，数量为20～100个；所述换热螺旋管3-9位于冷热隔水板3-11上方，换热螺旋管3-9距冷热隔水板3-11上端面5cm～10cm，换热螺旋管3-9螺旋圈数不少于5圈，换热螺旋管3-9最大径距罐体3-1内壁10mm～50mm，换热螺旋管3-9上方出口连接有太阳能热发生器供水管3-8，换热螺旋管3-9下方出口连接有太阳能热发生器回水管3-10，所述太阳能热发生器供水管3-8及太阳能热发生器回水管3-10上分别设有电控阀，所述电控阀与中央控制器4导线控制连接；所述太阳能热发生器供水温度感应仪3-12位于太阳能热发生器供水管3-8出口处，太阳能热发生器供水温度感应仪3-12与中央控制器4导线控制连接；所述罐体内部水温感应仪3-13位于罐体3-1内部中间位置，罐体内部水温感应仪3-13与中央控制器4导线控制连接。
如图3所示，是本发明中所述的蜂窝换热柱结构示意图。从图3中看出，所述蜂窝换热柱3-4包括：换热柱壁3-4-1，换热孔3-4-2；所述换热柱壁3-4-1厚度值为2mm～5mm，换热柱壁3-4-1将多个换热孔3-4-2串接为一体，所述换热孔3-4-2数量不少于30个，换热孔3-4-2为六边形或八边形上下通孔结构。
本发明所述的一种锰渣轻质瓷砖添加剂专用罐装式换热装置的工作过程是：
第1步：中央控制器4开启顶部冷水管3-2上的电控阀向蜂窝换热柱3-4内输送冷水，同时中央控制器4开启高温进气管3-3上的电控阀向蜂窝换热柱3-4内输送高温蒸汽，冷水与高温蒸汽在蜂窝换热柱3-4内进行冷热交换，冷热交换后的热水经地暖供水管3-5流出，为地暖设备供暖，同时地暖回水管3-6将地暖回水输送至蜂窝换热柱3-4内进行循环冷热交换；
第2步：中央控制器4开启底部冷水管3-7上的电控阀通过冷热隔水板3-11向罐体3-1底部输送冷水，同时太阳能热发生器1吸收太阳能将太阳能热发生器1罐体内储存的冷水加热，加热过程中，太阳能热发生器供水温度感应仪3-12对太阳能热发生器的出水温度进行实时监控，当太阳能热发生器供水温度感应仪3-12检测到太阳能热发生器的出水温度低于60℃时，太阳能热发生器供水温度感应仪3-12向中央控制器4发送电信号，中央控制器4控制太阳能热发生器1增加对太阳能的吸收量；加热后的热水经太阳能热发生器供水管3-8流入换热螺旋管3-9中，换热螺旋管3-9内的热水与罐体3-1中的冷水进行冷热交换，待换热螺旋管3-9内的热水变为冷水后经太阳能热发生器回水管3-10流回太阳能热发生器1中进行循环加热处理；
第3步：在冷热交换过程中，罐体内部水温感应仪3-13对罐体3-1内的水温情况进行实时监控，当罐体内部水温感应仪3-13检测到罐体3-1内的水温低于60℃时，罐体内部水温感应仪3-13向中央控制器4发送电信号，中央控制器4控制高温进气管3-3加大对罐体3-1中高温蒸汽供应量，当罐体内部水温感应仪3-13检测到罐体3-1内的水温高于90℃时，罐体内部水温感应仪3-13向中央控制器4发送电信号，中央控制器4控制高温进气管3-3减少对罐体3-1中高温蒸汽供应量，节省能源。
本发明所述的一种锰渣轻质瓷砖添加剂专用罐装式换热装置及其控制方法结构新颖合理，换热效率高效，适用范围广阔。
以下是本发明所述蜂窝换热柱3-4的制造过程的实施例，实施例是为了进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。
若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
实施例1
按照以下步骤制造本发明所述蜂窝换热柱3-4，并按重量分数计：
第1步：在反应釜中加入电导率为0.35μS/cm的超纯水510份，启动反应釜内搅拌器，转速为83rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至56℃；依次加入β-甲基-β-甲氧羰基乙基三氯化锡55份、双(β-烷氧羧乙基)二氯化锡70份、(2-甲基丙烯酰氧基-β-羟丙基)三甲基氯化铵120份，搅拌至完全溶解，调节pH值为1.3，将搅拌器转速调至113rpm，温度为73℃，酯化反应13小时；
第2步：取丙烯酰胺-2-甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵73份、[(2-羟巴豆酰氧)丙基]三甲基氯化铵65份进行粉碎，粉末粒径为203目；加入N-乙基-N-(2-羟基-3-磺酸基丙基)-3,5-二甲氧基苯胺110份混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为14mm，采用剂量为1.3kGy、能量为5.3MeV的α射线辐照43分钟，以及同等剂量的β射线辐照63分钟；
第3步：经第2步处理的混合粉末溶于浓度为40ppm的3-乙二胺基-2-羟基丙基纤维素醚70份中，加入反应釜，搅拌器转速为73rpm，温度为83℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.33MPa，保持此状态反应14小时；泄压并通入氮气，使反应釜内压力为0.23MPa，保温静置144小时；搅拌器转速提升至103rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入N-(2-羟乙基)-N,N-二甲基-3-[(1-氧代-十六烷基)氨基]氯化-1-丙铵65份、三氯乙醛合氨甲酸乙酯60份完全溶解后，加入交联剂80份搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为3.3，保温静置14小时；
第4步：在搅拌器转速为123rpm时，依次加入5-硝基糠醛二乙酸酯45份、2-(乙酰氨基)-2-(2-甲基-5-硝基苄基)丙二酸二乙酯70份、5-硝基-2-呋喃甲醛二乙酸30份、N-氨甲酰基[[(5-硝基-2-呋喃基)亚甲基]氨基]氨基乙酸35份，提升反应釜压力，使其达到0.73MPa，温度为123℃，聚合反应14小时；反应完成后将反应釜内压力降至0MPa，降温至23℃，出料，入压模机即可制得蜂窝换热柱3-4；
所述交联剂为2，3-二氢-3，3-二甲苯并呋喃-5-基乙烷磺酸酯。
实施例2
按照以下步骤制造本发明所述蜂窝换热柱3-4，并按重量分数计：
第1步：在反应釜中加入电导率为0.65μS/cm的超纯水1100份，启动反应釜内搅拌器，转速为223rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至63℃；依次加入β-甲基-β-甲氧羰基乙基三氯化锡135份、双(β-烷氧羧乙基)二氯化锡135份、(2-甲基丙烯酰氧基-β-羟丙基)三甲基氯化铵135份，搅拌至完全溶解，调节pH值为6.3，将搅拌器转速调至233rpm，温度为143℃，酯化反应23小时；
第2步：取丙烯酰胺-2-甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵186份、[(2-羟巴豆酰氧)丙基]三甲基氯化铵137份进行粉碎，粉末粒径为630目；加入N-乙基-N-(2-羟基-3-磺酸基丙基)-3,5-二甲氧基苯胺230份混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为43mm，采用剂量为9.3kGy、能量为12MeV的α射线辐照123分钟，以及同等剂量的β射线辐照153分钟；
第3步：经第2步处理的混合粉末溶于浓度为80ppm的3-乙二胺基-2-羟基丙基纤维素醚110份中，加入反应釜，搅拌器转速为173rpm，温度为133℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.73MPa，保持此状态反应43小时；泄压并通入氮气，使反应釜内压力为0.63MPa，保温静置24小时；搅拌器转速提升至243rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入N-(2-羟乙基)-N,N-二甲基-3-[(1-氧代-十六烷基)氨基]氯化-1-丙铵125份、三氯乙醛合氨甲酸乙酯150份完全溶解后，加入交联剂155份搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为6.3，保温静置24小时；
第4步：在搅拌器转速为253rpm时，依次加入5-硝基糠醛二乙酸酯120份、2-(乙酰氨基)-2-(2-甲基-5-硝基苄基)丙二酸二乙酯160份、5-硝基-2-呋喃甲醛二乙酸65份、N-氨甲酰基[[(5-硝基-2-呋喃基)亚甲基]氨基]氨基乙酸110份，提升反应釜压力，使其达到1.53MPa，温度为263℃，聚合反应34小时；反应完成后将反应釜内压力降至0MPa，降温至33℃，出料，入压模机即可制得蜂窝换热柱3-4；
所述交联剂为(±)-2-乙氧基-2，3-二氢-3，3-二甲基苯并呋喃-5-基甲磺酸。
实施例3
按照以下步骤制造本发明所述蜂窝换热柱3-4，并按重量分数计：
第1步：在反应釜中加入电导率为0.45μS/cm的超纯水800份，启动反应釜内搅拌器，转速为123rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至53℃；依次加入β-甲基-β-甲氧羰基乙基三氯化锡85份、双(β-烷氧羧乙基)二氯化锡95份、(2-甲基丙烯酰氧基-β-羟丙基)三甲基氯化铵125份，搅拌至完全溶解，调节pH值为4.3，将搅拌器转速调至133rpm，温度为123℃，酯化反应17小时；
第2步：取丙烯酰胺-2-甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵136份、[(2-羟巴豆酰氧)丙基]三甲基氯化铵97份进行粉碎，粉末粒径为330目；加入N-乙基-N-(2-羟基-3-磺酸基丙基)-3,5-二甲氧基苯胺130份混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为33mm，采用剂量为5.3kGy、能量为8.2MeV的α射线辐照56分钟，以及同等剂量的β射线辐照123分钟；
第3步：经第2步处理的混合粉末溶于浓度为60ppm的3-乙二胺基-2-羟基丙基纤维素醚90份中，加入反应釜，搅拌器转速为113rpm，温度为103℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.63MPa，保持此状态反应33小时；泄压并通入氮气，使反应釜内压力为0.43MPa，保温静置19小时；搅拌器转速提升至143rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入N-(2-羟乙基)-N,N-二甲基-3-[(1-氧代-十六烷基)氨基]氯化-1-丙铵85份、三氯乙醛合氨甲酸乙酯120份完全溶解后，加入交联剂125份搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为5.3，保温静置18小时；
第4步：在搅拌器转速为153rpm时，依次加入5-硝基糠醛二乙酸酯70份、2-(乙酰氨基)-2-(2-甲基-5-硝基苄基)丙二酸二乙酯120份、5-硝基-2-呋喃甲醛二乙酸55份、N-氨甲酰基[[(5-硝基-2-呋喃基)亚甲基]氨基]氨基乙酸70份，提升反应釜压力，使其达到1.23MPa，温度为163℃，聚合反应24小时；反应完成后将反应釜内压力降至0MPa，降温至26℃，出料，入压模机即可制得蜂窝换热柱3-4；
所述交联剂为5-(3-氯苯基)-2-呋喃甲醛-N芳-氧乙酰腙。
对照例
对照例为市售某品牌的蜂窝换热柱用于冷热交换过程的使用情况。
实施例4
将实施例1～3制备获得的蜂窝换热柱3-4和对照例所述的蜂窝换热柱用于冷热交换过程的使用情况进行对比，并以单位面积弹力值、使用寿命、弹性老化率、耐腐蚀度提升率为技术指标进行统计，结果如表1所示。
表1为实施例1～3和对照例所述的蜂窝换热柱用于冷热交换过程中的各项参数的对比结果，从表1可见，本发明所述的蜂窝换热柱3-4，其单位面积弹力值、使用寿命、弹性老化率、耐腐蚀度提升率均高于现有技术生产的产品。
此外，如图4所示，是本发明所述的蜂窝换热柱3-4材料与冷热交换速度保持率关系图。图中看出，实施例1～3所用高分子蜂窝换热柱3-4，在冷热交换速度保持率方面优于现有产品。
Claims (4)
1.一种锰渣轻质瓷砖添加剂专用罐装式换热装置，包括：太阳能热发生器(1)，三角支撑腿(2)，换热罐(3)，中央控制器(4)；其特征在于，所述三角支撑腿(2)上部表面设有换热罐(3)，所述换热罐(3)一侧设有太阳能热发生器(1)，所述太阳能热发生器(1)储水罐外壁表面设有中央控制器(4)；
所述三角支撑腿(2)与换热罐(3)底部无缝焊接固定；
所述换热罐(3)包括：罐体(3-1)，顶部冷水管(3-2)，高温进气管(3-3)，蜂窝换热柱(3-4)，地暖供水管(3-5)，地暖回水管(3-6)，底部冷水管(3-7)，太阳能热发生器供水管(3-8)，换热螺旋管(3-9)，太阳能热发生器回水管(3-10)，冷热隔水板(3-11)，太阳能热发生器供水温度感应仪(3-12)，罐体内部水温感应仪(3-13)；所述罐体(3-1)外形呈圆筒状结构，罐体(3-1)上下端面外径设有倒圆角；所述顶部冷水管(3-2)位于罐体(3-1)上方，顶部冷水管(3-2)从罐体(3-1)顶端平面伸入罐体(3-1)内，顶部冷水管(3-2)上设有电控阀，所述电控阀与中央控制器(4)导线控制连接；所述高温进气管(3-3)位于罐体(3-1)外壁上方，高温进气管(3-3)从罐体(3-1)外径伸入罐体(3-1)内，高温进气管(3-3)上设有电控阀，所述电控阀与中央控制器(4)导线控制连接；所述蜂窝换热柱(3-4)位于罐体(3-1)内部最上方，蜂窝换热柱(3-4)外径与罐体(3-1)内径大小相同且中心轴线重合，蜂窝换热柱(3-4)高度不低于罐体(3-1)高度的1/4；所述地暖供水管(3-5)位于罐体(3-1)外壁中间位置，地暖供水管(3-5)从罐体(3-1)外径伸入罐体(3-1)内部进而连通蜂窝换热柱(3-4)，地暖供水管(3-5)上设有电控阀，所述电控阀与中央控制器(4)导线控制连接；所述地暖回水管(3-6)位于罐体(3-1)上方，地暖回水管(3-6)从罐体(3-1)顶端平面伸入罐体(3-1)内，地暖回水管(3-6)上设有电控阀，所述电控阀与中央控制器(4)导线控制连接；所述底部冷水管(3-7)位于罐体(3-1)外壁靠下方位置，底部冷水管(3-7)从罐体(3-1)外径伸入罐体(3-1)内部进而穿通冷热隔水板(3-11)，底部冷水管(3-7)上设有电控阀，所述电控阀与中央控制器(4)导线控制连接；所述冷热隔水板(3-11)位于罐体(3-1)内部下方位置，冷热隔水板(3-11)距罐体(3-1)底平面20cm～50cm，冷热隔水板(3-11)外径与罐体(3-1)内径大小相同，冷热隔水板(3-11)外壁与罐体(3-1)内壁无缝焊接固定，冷热隔水板(3-11)表面设有大量的分水通孔，分水通孔孔径值为3mm～6mm，数量为20～100个；所述换热螺旋管(3-9)位于冷热隔水板(3-11)上方，换热螺旋管(3-9)距冷热隔水板(3-11)上端面5cm～10cm，换热螺旋管(3-9)螺旋圈数不少于5圈，换热螺旋管(3-9)最大径距罐体(3-1)内壁10mm～50mm，换热螺旋管(3-9)上方出口连接有太阳能热发生器供水管(3-8)，换热螺旋管(3-9)下方出口连接有太阳能热发生器回水管(3-10)，所述太阳能热发生器供水管(3-8)及太阳能热发生器回水管(3-10)上分别设有电控阀，所述电控阀与中央控制器(4)导线控制连接；所述太阳能热发生器供水温度感应仪(3-12)位于太阳能热发生器供水管(3-8)出口处，太阳能热发生器供水温度感应仪(3-12)与中央控制器(4)导线控制连接；所述罐体内部水温感应仪(3-13)位于罐体(3-1)内部中间位置，罐体内部水温感应仪(3-13)与中央控制器(4)导线控制连接。
2.根据权利要求1所述的一种锰渣轻质瓷砖添加剂专用罐装式换热装置，其特征在于，所述蜂窝换热柱(3-4)包括：换热柱壁(3-4-1)，换热孔(3-4-2)；其中所述换热柱壁(3-4-1)厚度值为2mm～5mm，换热柱壁(3-4-1)将多个换热孔(3-4-2)串接为一体，所述换热孔(3-4-2)数量不少于30个，换热孔(3-4-2)为六边形或八边形上下通孔结构。
3.根据权利要求1所述的一种锰渣轻质瓷砖添加剂专用罐装式换热装置，其特征在于，所述蜂窝换热柱(3-4)由高分子材料压模成型，蜂窝换热柱(3-4)的组成成分和制造过程如下：
一、蜂窝换热柱(3-4)组成成分：
按重量份数计，β-甲基-β-甲氧羰基乙基三氯化锡55～135份，双(β-烷氧羧乙基)二氯化锡70～135份，(2-甲基丙烯酰氧基-β-羟丙基)三甲基氯化铵120～135份，丙烯酰胺-2-甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵73～186份，[(2-羟巴豆酰氧)丙基]三甲基氯化铵65～137份，N-乙基-N-(2-羟基-3-磺酸基丙基)-3,5-二甲氧基苯胺110～230份，浓度为40ppm～80ppm的3-乙二胺基-2-羟基丙基纤维素醚70～110份，N-(2-羟乙基)-N,N-二甲基-3-[(1-氧代-十六烷基)氨基]氯化-1-丙铵65～125份，三氯乙醛合氨甲酸乙酯60～150份，交联剂80～155份，5-硝基糠醛二乙酸酯45～120份，2-(乙酰氨基)-2-(2-甲基-5-硝基苄基)丙二酸二乙酯70～160份，5-硝基-2-呋喃甲醛二乙酸30～65份，N-氨甲酰基[[(5-硝基-2-呋喃基)亚甲基]氨基]氨基乙酸35～110份；
所述交联剂为2，3-二氢-3，3-二甲苯并呋喃-5-基乙烷磺酸酯、5-(3-氯苯基)-2-呋喃甲醛-N芳-氧乙酰腙、(±)-2-乙氧基-2，3-二氢-3，3-二甲基苯并呋喃-5-基甲磺酸中的任意一种；
二、蜂窝换热柱(3-4)的制造过程，包含以下步骤：
第1步：在反应釜中加入电导率为0.35μS/cm～0.65μS/cm的超纯水510～1100份，启动反应釜内搅拌器，转速为83rpm～223rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至56℃～63℃；依次加入β-甲基-β-甲氧羰基乙基三氯化锡、双(β-烷氧羧乙基)二氯化锡、(2-甲基丙烯酰氧基-β-羟丙基)三甲基氯化铵，搅拌至完全溶解，调节pH值为1.3～6.3，将搅拌器转速调至113rpm～233rpm，温度为73℃～143℃，酯化反应13～23小时；
第2步：取丙烯酰胺-2-甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、[(2-羟巴豆酰氧)丙基]三甲基氯化铵进行粉碎，粉末粒径为203～630目；加入N-乙基-N-(2-羟基-3-磺酸基丙基)-3,5-二甲氧基苯胺混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为14mm～43mm，采用剂量为1.3kGy～9.3kGy、能量为5.3MeV～12MeV的α射线辐照43～123分钟，以及同等剂量的β射线辐照63～153分钟；
第3步：经第2步处理的混合粉末溶于3-乙二胺基-2-羟基丙基纤维素醚中，加入反应釜，搅拌器转速为73rpm～173rpm，温度为83℃～133℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.33MPa～-0.73MPa，保持此状态反应14～43小时；泄压并通入氮气，使反应釜内压力为0.23MPa～0.63MPa，保温静置14～24小时；搅拌器转速提升至103rpm～243rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入N-(2-羟乙基)-N,N-二甲基-3-[(1-氧代-十六烷基)氨基]氯化-1-丙铵、三氯乙醛合氨甲酸乙酯完全溶解后，加入交联剂搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为3.3～6.3，保温静置14～24小时；
第4步：在搅拌器转速为123rpm～253rpm时，依次加入5-硝基糠醛二乙酸酯、2-(乙酰氨基)-2-(2-甲基-5-硝基苄基)丙二酸二乙酯、5-硝基-2-呋喃甲醛二乙酸、N-氨甲酰基[[(5-硝基-2-呋喃基)亚甲基]氨基]氨基乙酸，提升反应釜压力，使其达到0.73MPa～1.53MPa，温度为123℃～263℃，聚合反应14～34小时；反应完成后将反应釜内压力降至0MPa，降温至23℃～33℃，出料，入压模机即可制得蜂窝换热柱(3-4)。
4.一种锰渣轻质瓷砖添加剂专用罐装式换热装置的控制方法，其特征在于，该方法包括以下几个步骤：
第1步：中央控制器(4)开启顶部冷水管(3-2)上的电控阀向蜂窝换热柱(3-4)内输送冷水，同时中央控制器(4)开启高温进气管(3-3)上的电控阀向蜂窝换热柱(3-4)内输送高温蒸汽，冷水与高温蒸汽在蜂窝换热柱(3-4)内进行冷热交换，冷热交换后的热水经地暖供水管(3-5)流出，为地暖设备供暖，同时地暖回水管(3-6)将地暖回水输送至蜂窝换热柱(3-4)内进行循环冷热交换；
第2步：中央控制器(4)开启底部冷水管(3-7)上的电控阀通过冷热隔水板(3-11)向罐体(3-1)底部输送冷水，同时太阳能热发生器(1)吸收太阳能将太阳能热发生器(1)罐体内储存的冷水加热，加热过程中，太阳能热发生器供水温度感应仪(3-12)对太阳能热发生器的出水温度进行实时监控，当太阳能热发生器供水温度感应仪(3-12)检测到太阳能热发生器的出水温度低于60℃时，太阳能热发生器供水温度感应仪(3-12)向中央控制器(4)发送电信号，中央控制器(4)控制太阳能热发生器(1)增加对太阳能的吸收量；加热后的热水经太阳能热发生器供水管(3-8)流入换热螺旋管(3-9)中，换热螺旋管(3-9)内的热水与罐体(3-1)中的冷水进行冷热交换，待换热螺旋管(3-9)内的热水变为冷水后经太阳能热发生器回水管(3-10)流回太阳能热发生器(1)中进行循环加热处理；
第3步：在冷热交换过程中，罐体内部水温感应仪(3-13)对罐体(3-1)内的水温情况进行实时监控，当罐体内部水温感应仪(3-13)检测到罐体(3-1)内的水温低于60℃时，罐体内部水温感应仪(3-13)向中央控制器(4)发送电信号，中央控制器(4)控制高温进气管(3-3)加大对罐体(3-1)中高温蒸汽供应量，当罐体内部水温感应仪(3-13)检测到罐体(3-1)内的水温高于90℃时，罐体内部水温感应仪(3-13)向中央控制器(4)发送电信号，中央控制器(4)控制高温进气管(3-3)减少对罐体(3-1)中高温蒸汽供应量，节省能源。
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