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陶瓷纤维材料在节能环保中有哪些应用?

2022-07-02 12:01:51


我国的工业化进程与社会经济水平伴随改革开放的这四十几年来得到了飞速发展,国家GDP的增长百分比在很大程度上其背后付出的代价也是不容忽视的,工业化发展带来的问题就是环保问题。因此,开发和使用各种清洁能源和节能环保材料对于调整产业结构,走绿色发展之路十分重要。陶瓷纤维作为一种轻质的保温材料,在工业生产等应用中可以减少热能损失,减少资源浪费,已广泛应用于工业、民用、航空航天、国防等领域。


陶瓷纤维的应用技术在我国得到了迅速的推广,但主要的温度范围是10000℃下面,应用技术相对简单落后。随着锆纤维和多晶氧化锆纤维的推广应用,使用温度提高到1万℃~1400℃,但由于产品质量缺陷和应用技术落后,应用领域有限。各种陶瓷纤维材料伴随着科学技术的发展与研制的成功,陶瓷纤维管已成为耐火耐高温应用中的常见客,并在质量与品种上日益丰富和完善。


从上面列出的时间线可以看出,陶瓷纤维生产在中国起步较晚,直到20世纪70年代才在北京耐火材料厂和上海耐火材料厂成功开发和批量生产,陶瓷纤维产品技术落后,产品类型单一。在过去的50年里,中国的陶瓷纤维行业经历了从无到有、从小到大、从多到少的发展过程,从单一的纤维棉到纤维喷涂、客户投诉率、浇注等形式的二次加工或深加工产品,从传统的棉、毛毯、毛毡产品到纤维模块、板材、异形件、纸张、纤维纺织品等,逐步满足各行业耐火陶瓷纤维产品的使用要求。


陶瓷纤维是一种节能的保温材料。材料本身具有普通纤维的特点,具有普通纤维所没有的耐高温、耐腐蚀、耐氧化性。更重要的是,它避免了普通耐火材料的脆性,在一定程度上取代了传统的重质耐火砖作为工业窑壁衬材料。窑的厚度减少了1/2,质量减少了60-80%。窑砌筑过程中的建筑钢材节省了30-50%,不仅节省了窑的砌筑成本,而且大大降低了窑的钢结构负荷,从而延长了炉体的使用寿命;其次,以轻质、低导热、低热容量的纤维材料作为窑壁,可以降低窑壁表面的温度,加快窑炉的加热速度,从而降低炉温运行控制中的能耗,对加热炉的启动和停止起到非常显著的节能作用。


作为过滤材料的应用

与传统颗粒过滤材料相比,纤维过滤材料具有更大的界面吸附性,可以截留悬浮物;与泡沫陶瓷过滤器相比,孔径小,过滤精度高;与有机纤维过滤器相比,它具有更好的热稳定性、化学稳定性和冲击性。因此陶瓷纤维材料凭借其强度高、抗热冲击性好、耐化学腐蚀等特点,在空气净化、高温烟气过滤、柴油机尾气微滤捕集、化工过滤、金属液过滤等方面得到了广泛的应用。陶瓷纤维过滤器可以分为陶瓷纤维复合膜材料、陶瓷纤维纸、陶瓷辖内网(布)、陶瓷纤维过滤体。各种材料的制造工艺和应用范围不同,极大地满足了各种生产场景对过滤标准的要求。陶瓷纤维过滤技术可减少空气净化、高温烟气过滤、柴油机尾气微过滤和人体有害因素,降低金属液体过滤和化学过滤废物率,减少无效废物的产生,在节能环保中发挥着重要作用。


作为吸声隔音材料的应用

陶瓷纤维制品是微细纤维多孔的集合体,具有好的吸声隔音性能。首先,由于纤维产品本身在纤维之间有许多连接的小孔,当声波进入纤维材料并在其内部传播时,孔中空气的粘性阻力和纤维之间的摩擦阻力将部分声能转化为热能,形成损失。其次,当空气压缩时,周围环境温度升高,稀疏时温度降低,纤维的热传导会损失部分声能。陶瓷纤维主要以棉板的产品形式作为吸声材料,除超细玻璃棉板和矿渣棉板的吸声系数较低外,其他陶瓷纤维棉板的平均吸声系数高于0.80、属于高吸声材料,广泛应用于工业、建筑、交通等领域。


尽管陶瓷纤维制品在高温工业等领域发挥了重要的作用,但世间并无十全十美之物,其存在的弊端也不容忽视,突出的就是陶瓷纤维材料比较松软,需要护面材料,施工安装过程中易引起粉尘,刺激皮肤,也存在可吸入性,在生产制造过程中会对环境空气和人体造成一定的危害。这方面就需要在实践中在不改变陶瓷纤维本身优异性的同时,不断提升产品使用性能,“去其糟粕,取其精华”才是任何事物保持持续发展生命力的宗旨。


陶瓷纤维管

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