氣凝膠保溫氈可以用于稠油高溫注汽開采管道保溫和煉化裝置介質(zhì)管線的保溫,介質(zhì)溫度在200℃~600℃之間。輕薄的氣凝膠制品可有效減少外保溫層用量,且其具有很好的憎水性,憎水率達到99.6%且PH值為中性,不會腐蝕保溫管道,從而延長施工對象使用壽命,并降低后期維護費用。同樣的保溫效果,使用氣凝膠保溫氈可有效減少施工對象的體積,從而顯著提高管道的排布率?,F(xiàn)在的工業(yè)輸送供熱管道,管道內(nèi)溫度從幾十度至600度都有。目前使用極多的傳統(tǒng)保溫材料有硅酸鋁、玻璃棉,巖棉等。但是由于這些材料吸水比較嚴重,吸水后保溫層會下沉,從而導致保溫效果的下降。并且?guī)r棉對環(huán)境有污染,使用之后不能當固體廢棄物做掩埋處理,必須經(jīng)過特殊的處理工藝,因此巖棉保溫已經(jīng)慢慢被人們所拋棄。氣凝膠可以承受相當于自身質(zhì)量幾千倍的壓力,在溫度達到1200攝氏度時才會熔化。上海定制氣凝膠圖片
氣凝膠的絕熱原理是什么呢?1.對流:當氣凝膠資猜中的氣孔直徑小于70nm時,氣孔內(nèi)的空氣分子就失去了自在活動的才能,相對地附著在氣孔壁上,這時產(chǎn)品處于近似真空狀況;2.輻射:因為氣凝膠內(nèi)的氣孔均為納米級氣孔再加產(chǎn)品自身極低的體積密度,使產(chǎn)品內(nèi)部氣孔壁數(shù)目趨于“無量多“,關(guān)于每一個氣孔壁來說都有遮熱板的效果,因此發(fā)生近于”無量多遮熱板“的效應,從而使輻射傳熱下降到近乎低極限;3.熱傳導:因為近于無量多納米孔的存在,熱流在固體中就只能沿著氣孔壁傳遞,近于無量多的氣孔壁構(gòu)成了近于“無量長途徑”效應,使得固體熱傳導的才能下降到挨近低極限。上海定制氣凝膠圖片氣凝膠絕熱板通常以納米二氧化硅氣凝膠作為主體材料,通過特殊工藝復合于無機纖維中。
氣凝膠是一種固體物質(zhì)形態(tài),世界上密度很小的固體。密度為3千克每立方米。一般常見的氣凝膠為硅氣凝膠,其極早由美國科學工作者Kistler在1931年因與其友打賭制得。氣凝膠的種類很多,有硅系,碳系,硫系,金屬氧化物系,金屬系等等。aerogel是個組合詞,此處aero是形容詞,表示飛行的,gel顯然是凝膠。字面意思是可以飛行的凝膠。任何物質(zhì)的gel只要可以經(jīng)干燥后除去內(nèi)部溶劑后,又可基本保持其形狀不變,且產(chǎn)物高孔隙率、低密度,則皆可以稱之為氣凝膠。
氣凝膠誕生于1931年,由Steven.S.Kistler在Nature雜志上發(fā)表《共聚擴散氣凝膠與果凍》標志著氣凝膠的發(fā)現(xiàn),也正是Kistler通過乙醇超臨界干燥技術(shù),制備出世界上一塊氣凝膠-SiO2氣凝膠。氣凝膠可分為無機氣凝膠、有機氣凝膠、混合氣凝膠和復合氣凝膠。常見的氣凝膠主要是硅氣凝膠、碳氣凝膠和二氧化硅氣凝膠,新進發(fā)展的氣凝膠主要是氧化石墨烯氣凝膠、富勒烯氣凝膠和纖維/二氧化硅氣凝膠。由于SiO2氣凝膠是目前產(chǎn)業(yè)化很成熟的產(chǎn)品,氣凝膠的制備技術(shù)主要為SiO2氣凝膠制備,該類氣凝膠的制備包括兩種方法:干燥法和溶膠-凝膠法。目前產(chǎn)業(yè)化中主要使用的技術(shù)是干燥技術(shù)。經(jīng)過測試證實,氣凝膠對人體無毒無害,不吸收,綠色環(huán)保。
氣凝膠可與玻璃纖維、陶瓷纖維或者碳纖維進行復合,提高體系的結(jié)合力,使表面不易脆裂粉化。常見的產(chǎn)品如氣凝膠玻璃纖維氈、氣凝膠陶瓷纖維氈、預氧化纖維等,該類產(chǎn)品主要應用于管道爐體等保溫隔熱,可取代聚氨酯泡沫、石棉保溫墊、硅酸鹽纖維等不環(huán)保、保溫性能差的傳統(tǒng)柔性保溫材料。在氣凝膠基體材料表面強度與韌性的材料進行復合,可提高整個材料體系的強度,拓寬更多的應用領(lǐng)域。純纖維氈雖然有隔熱效果,但是表面纖維容易斷裂粉化,造成浮纖或粉末污染,不適合長時間在高溫、壓縮和振動條件下使用。為解決該問題,市場上出現(xiàn)了一種新的氣凝膠材料復合辦法。在氣凝膠復合層的外部覆蓋一層更強度、高韌性的材料如膨體聚四氟乙烯和阻燃 PET 纖維的復合層,這類材料能夠應用在汽車隔熱等特殊領(lǐng)域。在25℃室溫下,上海天陽氣凝膠氈的導熱系數(shù)約為0.018W/m·K。耐腐蝕氣凝膠技術(shù)指導
氣凝膠應用領(lǐng)域有電力工業(yè)、鋼鐵工業(yè)、石化油工業(yè)、陶瓷業(yè)、工業(yè)窯爐等。上海定制氣凝膠圖片
干燥技術(shù):目前產(chǎn)業(yè)化中主要使用的技術(shù)是超臨界干燥技術(shù)和常壓干燥技術(shù),其他尚未實現(xiàn)批量生產(chǎn)技術(shù)還有真空冷凍干燥、亞臨界干燥等。超臨界干燥技術(shù)是實現(xiàn)批量制備氣凝膠技術(shù),已經(jīng)較為成熟,也是目前國內(nèi)外氣凝膠企業(yè)采用較多的技術(shù),超臨界干燥可以實現(xiàn)凝膠在干燥過程中保持完好骨架結(jié)構(gòu)。常壓干燥技術(shù)一種新型的氣凝膠制備工藝,是當前研究極活躍,發(fā)展?jié)摿艽蟮臍饽z批產(chǎn)技術(shù)。其原理是采用疏水基團對凝膠骨架進行改性,避免凝膠孔洞表面的硅羥基相互結(jié)合并提高彈性,同時采用低表面張力液體臵換凝膠原來高比表面積的水或乙醇從而可以在常壓下直接干燥獲得性能優(yōu)異的氣凝膠材料。盡管目前超臨界干燥工藝日益成熟、產(chǎn)品質(zhì)量滿足產(chǎn)業(yè)化要求,但是超臨界干燥設備制造具有一定門檻,且原料有機硅源價格較高。相比超臨界干燥技術(shù),常壓干燥技術(shù)在設備投入、硅源上均具有明顯的成本優(yōu)勢,在技術(shù)上存在一定的門檻,適合于后期氣凝膠的大規(guī)模量產(chǎn)。上海定制氣凝膠圖片