[发明专利]一种玻璃换热元件和其制造方法及应用

说明书

本发明属于非金属换热元件技术领域，具体公开一种玻璃换热元件和其制造方法及应用，该换热元件由至少两块玻璃面板、至少两个玻璃条和封接玻璃膏体组成，两块玻璃面板之间设有玻璃条支撑，玻璃条与玻璃面板接触处由封接玻璃膏体粘接形成介质流通通道，该换热元件既可以用于含酸烟气的余热回收中，也可用于含酸冷凝器中作为换热器的零件使用，具有较好的耐温性能，较好的承压及耐腐蚀性能。

技术领域

本发明属于非金属换热元件技术领域，尤其涉及一种玻璃换热元件和其制造方法及应用。

背景技术

基于玻璃具有的优良耐腐蚀性能，玻璃圆管被用于工业装置中腐蚀场合的换热器中已有近半个世纪的历史，近年为提高玻璃换热管的性能，不断有新型玻璃管出现以取代玻璃圆管；如出现的拉制工艺制作的扁平玻璃管、椭圆玻璃管等，性能较传热圆管有显著提高，但受制作工艺的限制，其横截面长宽比超过5时，合格率极低，由于玻璃属于脆性材料，横截面长宽比越大，拉制成型的玻璃管应力集中越严重，目前工艺要求对玻璃换热管提出了更高的要求：1、介质温度在300℃以上的环境中，如酸性气焚烧制酸领域的硫酸冷凝换热器等；2、构成玻璃换热管的各元件之间连接强度不低于50MPa,以提高玻璃换热管的承压性能；3、连接材料的耐腐蚀性能接近玻璃材料；这些严苛的使用条件使得玻璃管的加工设备复杂、制作工艺繁琐且成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种玻璃换热元件和其制造方法及应用，该玻璃换热元件具有较好的耐温性能，较好的承压及耐腐蚀性能。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种玻璃换热元件，该换热元件由至少两块玻璃面板、至少两个玻璃条和封接玻璃膏体组成，两块玻璃面板之间设有玻璃条支撑，玻璃条与玻璃面板接触处由封接玻璃膏体粘接形成介质流通通道。

进一步的，所述换热元件为至少一层，所述介质流通通道为至少一个，所述换热元件为至少一层。

一种玻璃换热元件的制造方法，包括以下步骤：

（1）准备原材料：准备干净的玻璃面板、玻璃条和封接玻璃粉；

（2）制备封接玻璃膏体：将硝棉溶于有机溶剂中制备成浓度为0.1~10%的粘结剂，将质量比为5~20:1的封接玻璃粉和粘结剂混合均匀制成封接玻璃膏体；

（3）制备玻璃换热原件：将玻璃面板和封接玻璃条按照所需要使用的玻璃换热元件的结构先将第一层玻璃面板和玻璃条位置摆放好，然后在玻璃面板和玻璃条所接触位置涂覆封接玻璃膏体，再根据实际需要的玻璃换热元件的层数进行重复操作直至达到使用需要即可；

（4）玻璃换热元件后处理：将制备好的玻璃换热元件置于支架上直至粘结剂中的有机溶剂挥发完，然后将玻璃换热元件送至烧结炉内，以1~50℃/min的升温速率加热至封接玻璃粉的软化点后停止加热，保温5min~60min后出炉。

进一步的，所述步骤（1）中玻璃面板和玻璃条至少为两个，玻璃面板的长宽比L为1≤L≤10，所述玻璃条有两种规格，一种玻璃条的长度与玻璃面板的长度相同，另一种玻璃条的长度与玻璃面板的宽度相同，所述玻璃面板是石英玻璃、硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、氟化物玻璃、高温玻璃、钢化玻璃、耐高压玻璃中的至少一种，所述玻璃面板的软化点温度高于封接玻璃粉的软化点温度。

进一步的，所述步骤（2）中的有机溶剂为醋酸戊酯、醋酸丁酯、甲基丙酸酯中的至少一种，所述封接玻璃粉为软化点高于350℃的玻璃或软化点低于350℃的玻璃中的一种。

进一步的，所述步骤（3）中封接玻璃膏体的涂覆厚度为0.1~3mm，于室温下涂覆，涂覆时用自动涂覆机进行涂覆，涂覆喷嘴沿着封接面的中心线涂覆。

一种玻璃换热元件的应用，该换热元件既可以用于含酸烟气的余热回收中，也可用于含酸冷凝器中作为换热器的零件使用。

本发明具有的优点是：