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氣凝膠產品介紹
- 分類：氣凝膠隔熱陶瓷應用
- 發布時間：2020-06-17 00:00:00
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概要:
詳情
氣凝膠
氣凝膠是一種分散介質為氣體的多孔性固體材料。
孔洞率高達80-99.8%，孔洞的典型尺寸為1-100 nm，比表面積為200-1000 m2/g，氣凝膠材料密度可低達3 kg/m3。
絕熱性能優異：氣凝膠是目前已知熱導率最低的固體材料。
隔熱原理
SiO2氣凝膠材料具有低密度、低導熱系數的特性，能有效抑制熱傳導；
其平均孔徑尺寸50nm,低于空氣分子的平均自由程，能有效抑制空氣熱對流傳熱；
此外SiO2氣凝膠“無窮多”的空隙壁相當于輻射的反射面和折射面，再配合特殊的反射物質可以使熱輻射降至最低。
綜上所述，SiO2氣凝膠材料能有效抑制熱傳導、熱對流和熱輻射這三個方面的共同作用，幾乎阻斷了熱傳遞的所有途徑，是一種具有巨大應用價值的隔熱材料。
工藝流程
SiO2 氣凝膠制備的簡要過程圖1所示，主要由溶膠-凝膠法制備濕凝膠、濕凝膠的老化以及凝膠的干燥等3部分組成。實際工業化的氣凝膠的生產工藝流程如下圖2所示。
生產設備及隔熱考核系統
耐中溫氣凝膠氈 FRA-G600
耐高溫氣凝膠氈 FRA-C1100
個性定制產品
測試報告及耐火性能展示
國防領域
由于SiO2氣凝膠具有低密度、高孔隙率以及低熱導率等特性使得其能夠滿足該領域對絕熱方面應用的需求，長期以來氣凝膠已被廣泛應用于國防領域。
與傳統絕熱材料相比，納米孔氣凝膠超級絕熱材料可以用更輕的質量、更小的體積達到等效的隔熱效果。廣泛應用于超音速及高超音速飛行器、火箭熱防護、火星探測車、艦船熱防護等產品上。我司生產的氣凝膠產品經權威機構檢測，綜合性能國內領先，成功應用于多款產品的熱防護系統。
某超音速艙段熱防護方案，采用模擬仿真及試驗進行了隔熱方案設計，確定氣凝膠+相變材料能夠滿足隔熱層背面溫度不超過80℃的要求。
石油注汽管道
注汽管道在稠油開采過程中起著重要的作用；具有運輸距離長、運輸環境復雜的特點；如何做好注汽管道的保溫、盡可能縮小注汽鍋爐與注汽井口之間的蒸汽溫降，是油田”節能降耗“工作的重點課題；
長期以來，注汽管道廣泛采用硅酸鹽氈等做主體保溫材料，存在使用壽命短、結構松散、吸水導致管道表面腐蝕嚴重、散熱損失大等問題；
氣凝膠氈具有柔韌度高，導熱系數低，疏水性能好，經久耐用等特點；應用在注汽管道保溫既可有效降低能源損耗，又可延長使用壽命。
管道外徑為88.9mm，蒸汽溫度350℃，1000m長，氣凝膠與傳統保溫材料的使用厚度、保溫效果對比如下：
方案一：氣凝膠氈作為保溫材料，內層用鋁箔降低熱輻射，保溫層外用彩鋼板防護；
方案二：氣凝膠氈做主體保溫材料，復合硅酸鹽氈輔助保溫，內層用鋁箔降低熱輻射，保溫外層用彩鋼板防護；
方案三：復合硅酸鹽氈做主體保溫材料，內層用鋁箔降低熱輻射，保溫外層用彩鋼板防護；
計算結果
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方案一 |
方案二 |
方案三 |
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保溫材料厚度（mm） |
氣凝膠：6mm×4 |
氣凝膠：6mm×2復合硅酸鹽氈：50mm |
復合硅酸鹽氈：100mm |
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保溫層總厚度（mm） |
24 |
62 |
100 |
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材料費用 |
11.7萬 |
6.9萬 |
3.0萬 |
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表面溫度（℃） |
42.21 |
41.12 |
42.84 |
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線散熱損失（W/m） |
106.11 |
152.42 |
188.32 |
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節能率 |
43.65% |
33.40% |
— |
新能源電池領域
氣凝膠可應用于電池模組之間隔熱和整個電池包的保溫，降低電池熱失控引發事故的概率，增加電池低溫使用性能；
氣凝膠隔熱保溫材料具有吸聲、隔熱等多重功能，隔熱效率高，不燃燒，A1級防火，可較少占用車輛空間并具有安全性，消除汽車傳統可燃性聚氨酯保溫層帶來的火災隱患。
工業設備/窯爐領域、熱力/化工管道領域
蒸汽鍋爐、高溫熔融爐、鋁行業加熱爐等工業爐體大都使用硅酸鋁棉、巖棉、玻璃棉等保溫材料，此類材料在500℃時導熱系數大都已經高于0.15W/(m?K) ，隔熱性能較差。采用氣凝膠隔熱材料，可以在不損失隔熱效果的基礎上降低爐壁的厚度，在外觀尺寸不變的情況下將爐體的有效容積增大，同時還可以優化爐體的保溫隔熱層設計，降低能耗。
氣凝膠應用約熱力/化工管道領域的優勢有：
隔熱性能優異，保溫層厚度僅為傳統材料的幾分之一，可大幅度降低外側鋼管用量，降低熱能損耗，降低管道直埋空間；
較好柔性與抗拉、抗壓強度，長期使用不沉降、變形；
A級不燃材料，材料整體憎水；
更薄的隔熱層，大大降低運輸及安裝施工成本；
使用壽命長，可持續使用20—30年。
家電/數碼領域、LNG領域
氣凝膠隔熱材料適用于需要保溫隔熱的烤箱、烤爐、取暖器、熱水器等電器，達到隔熱效果的同時顯著減少了隔熱層的厚度，降低能耗，確保操作環境的安全性。
隨著遠洋運輸、海上油田的發展，與之配套的海上鉆井平臺、石油運輸船、液化天然氣（LNG）船，液化石油氣（LPG）船等發展迅速。這些特種船舶對于隔熱保溫和防火分隔提出了更高的要求，也成為氣凝膠材料應用新的平臺。
河南某電廠蒸汽管網改造 ——應用氣凝膠氈降低每公里溫降，延長保溫層使用壽命
案例分析：
公司名稱：河南某電廠
使用地點：河南省鞏義市
施工設備/管道：φ426mm，300℃ 蒸汽管道
保溫方案：原主體保溫材料為150mm厚硅酸鋁棉；泛銳氣凝膠保溫方案使用3層10mm氣凝膠氈做主體保溫材料
施工圖片：
結論：采用氣凝膠復合材料保溫方案后，管線整體節能20%左右，且整體結構結實、均勻、美觀。
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