气凝胶项目介绍

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/2/8,#,1,最理想的新型节能和环保材料,气凝胶,2,能源,2000,年,（世界，,%,）,2008,年,（世界，,%,）,石油,(,百万吨）,223.6(6.3%),375.7,（,9.6%),煤炭（同等于百万吨石油,),667.4(28.5%),1406.3(42.6%,）,二氧化碳排放量（百万吨）,6017.7,（,2006,）,9000,（,2020,）,超过美国,能源和环保的需要,气凝胶,3,什么是气凝胶？,Samuel Stephens Kistler,1931,年发明,最轻的固体：,0.03 kg/m,3,孔径率最高的纳米孔材料：,90%,99.8%,拥有最大比表面积：,200-1000 m,2,/g,热导率最低的固体材料：,TC=12 mW/mK,隔热，透明，憎水，防震，隔音,化学性能稳定：等同于玻璃（,SiO,2,),改变世界的绿色材料,气凝胶隔热材料的优势,面对能源短缺问题，建设节约型社会，减少热损失和能源浪费、提高热能利用效率具有重要意义，这势必需要大力发展隔热保温材料，广泛采用新型优质隔热保温材料，对我国国防、经济建设的健康、稳定发展具有重要的现实意义。,4,气凝胶隔热材料的优势,续,SiO,2,气凝胶是一种新型轻质纳米多孔材料，具有低密度、高孔隙率、低热导率和低折射率，是一种新型高效隔热保温材料。纳米多孔SiO,2,气凝胶以其独特的结构可有效的阻止热量的传输的，常温常压下热导率小于0.013 W/mK，比静止空气的热导率（0.026 w/km）还低，是目前热导率最低的固体材料，可称为超级绝热材料.SiO,2,可在高温下稳定工作，最高使用温度可达1400，高温下不分解，无有害气体放出，属于绿色环保型材料,5,气凝胶隔热材料的优势,续,纳米多孔SiO,2,气凝胶还具有极高的孔隙率、极低的密度、极低的声传播速度、极低的介电常数、极高的比表面积、透明等优异性能，在热学、光学、声学、微电子、石油化工、航空航天、节能建筑等领域具有十分广阔的应用前景。,6,7,气凝胶实例,8,气凝胶复合材料,柔软,绝热,9,气凝胶的结构特点,纳米孔径的多孔材料,高达,99.5%,的成分是,空气,空气被困于,纳米级,孔穴中,被困空气的,对流传导,远低于自由空气,理想的绝热绝声材料,高达,99.5%,的孔径率,导致,高达,1000,平方米,/,克的比表面积,理想的载体和高効吸附剂,10,气凝胶性能展示,气凝胶块状体,11,柔软型气,凝,凝胶复合,体,体,12,气凝胶材,料,料的生产,工,工艺,气凝胶材,料,料,反应物,Precursor,H,2,O,Solvent,Catalyst,干燥,水解,成型,部分原料,循,循环使用,，,，反应工,程,程无环境,影,影响,13,气凝胶的,应,应用领域,其他民用,领,领域,化工工业,建筑工业,石油工业,运输工业,原油泄漏,航空航天,国防,14,气凝胶与,其,其它隔热,材,材料的对,比,比,隔热材料,热阻系数,R,（,m2k/W),玻璃纤维,0.44,Perlite loose-fill,0.48,Cardboard,0.52,纤维素,0.52,Molded expanded polystryrene(EPS),0.650.70,Extruded expanded polystryrene(XPS),0.630.88,Open-cell polyurethane spray foam,0.63,Close-cell polyurethane spray foam,0.97,Polyurethane rigid panel,1.10,Polyisocyanuate spray foam,0.76,Foil-faced Polyisocyanuate rigid panel,0.971.20,气凝胶,1.76,15,民用冰箱,在美国每,年,年有,3,亿 平方,英,英尺的绝,热,热材料用,于,于冰箱,消耗,20%,民有电量,主要绝热,材,材料为,polyureane foam,（,R=0.63,0.97,）,有害环境,（,（产生温,室,室効应，,破,破坏臭,氧,氧层，,然,然烧产生,有,有毒物质,）,）,使用气凝,胶,胶（,R=1.76,）可以提,高,高绝热效,果,果，节约,能,能源，保,护,护环境。,原油传输,气凝胶已,经,经应用于,加,加拿大油,田,田,20 mm,气凝胶等,同,同于,102mm polyurethane,降低资料,运,运输成本,提高绝热,效,效应,气凝胶的,市,市场个例,气凝胶,polyureane foam,16,楼房建筑,Daylightwindow,Basement,Wallshielding,环境淨化,气凝胶的,市,市场个例,-,续,工业领域,的应用,在石化行,业,业、化工,行,行业和冶,金,金行业中,，,，管道、,炉,炉窑及其,它,它热工设,备,备普遍存,在,在，用SiO,2,气凝胶及,其,其复合材,料,料替代传,统,统的保温,材,材料对它,们,们进行保,温,温，可以,大,大大减少,热,热能损失,，,，提高热,能,能利用率,还可以用,作,作,液态天然,气,气罐和储,油,油罐,等,以及汽车,，,，轮船，,飞,飞机等发,动,动机，排,气,气管的隔,热,热,17,深海石油,勘,勘探的保,温,温与隔热,18,输油管,道,道的截,面,面比较,19,液化气,的,的生产,，,，储存,，,，运输,及,及分销,示,示意图,20,石油的,生,生产，,运,运输及,分,分销所,需,需隔热,材,材料的,比,比较,21,气凝胶,隔,隔热材,料,料在石,化,化企业,的,的应用,22,气凝胶,复,复合材,料,应用在,石,石油冶,炼,炼，储,存,存和管,道,道输送,上,上,安装示,意,意图,24,1,2,3,4,5,6,气凝胶,复,复合材,料,应用在,暖,暖气管,道,道上的,效,效果图,1,25,一层,6mm,厚的,气凝胶,复,复合材,料,可使热,水,水管的,温,温度从,86,度降到,30,度,气凝胶,复,复合材,料,在地下,管,管道上,的,的应用,气凝胶,复,复合材,料,可很容,易,易地包,裹,裹在汽,车,车的发,动,动机上,气凝胶,复,复合材,料,包裹在,轮,轮船的,发,发动机,和,和排气,管,管上,气凝胶,复,复合材,料,应用在,高,高速列,车,车上,气凝胶,复,复合材,料,包裹在,储,储油罐,上,上,民用领,域,域,的应用,具有高,度,度透光,率,率并能,有,有效阻,止,止高温,热,热辐射,的,的SiO,2,气凝胶,可,可以用,作,作太阳,能,能集热,器,器及其,它,它集热,装,装置的,保,保温隔,热,热材料,，,，大大,提,提高其,实,实用性,。,。用热,导,导率极,低,低的掺,杂,杂SiO,2,气凝胶,取,取代聚,氨,氨酯泡,沫,沫作为,冰,冰箱的,隔,隔热材,料,料.,还可以,用,用作楼,房,房建筑,的,的保温,，,，隔音,等,32,气凝胶,复,复合材,料,可很容,易,易地铺,在,在地板,上,上,气凝胶,复,复合材,料,可很容,易,易地将,整,整个外,墙,墙包起,来,来,气凝胶,复,复合材,料,可很容,易,易地安,装,装在内,墙,墙上,房屋隔,热,热效果,对,对比,36,太阳能,收,收集板,上,上的应,用,用,37,具有高,度,度透光,率,率及低,热,热导率,的,的气凝,胶,胶对入,射,射光几,乎,乎没有,反,反射损,失,失，能,有,有效的,透,透过太,阳,阳光，,因,因此气,凝,凝胶特,别,别适合,于,于用作,太,太阳能,集,集热器,及,及其它,集,集热装,置,置的保,温,温隔热,材,材料，,当,当太阳,光,光透过,气,气凝胶,进,进入集,热,热器内,部,部，内,部,部系统,将,将太阳,光,光的光,能,能转化,为,为热能,，,，气凝,胶,胶又能,有,有效阻,止,止热量,流,流失。,国外研,究,究现状,目前国,际,际上关,于,于气凝,胶,胶材料,的,的研究,工,工作主,要,要集中,在,在德国,的,的维尔,茨,茨堡大,学,学、BASF,公,公司、,美,美国的,劳,劳伦兹,利物,莫,莫尔国,家,家实验,室,室、桑,迪,迪亚国,家,家实验,室,室，法,国,国的蒙,彼,彼利埃,材,材料研,究,究中心,，,，日本,高,高能物,理,理国家,实,实验室,，,，美国,阿,阿斯潘,公,公司，,美,美国宇,航,航局等,。,。,38,国内研,究,究现状,国内同,济,济大,学,学侧重,于,于气凝,胶,胶基础,研,研究，,所,所制备,的,的气凝,胶,胶隔热,材,材料力,学,学强度,较,较小，,成,成形性,较,较差，,只,只有少,量,量的实,际,际应用,。,。北京,科,科技大,学,学利用,硅,硅酸钙,石,石二次,粒,粒子与,气,气凝胶,复,复合制,备,备 隔,热,热复合,材,材料，,仍,仍处于,实,实验室,阶,阶段，,无,无工程,应,应用。,纳,纳诺高,科,科为代,表,表的国,内,内从事,气,气凝胶,隔,隔热材,料,料研究,、,、生产,的,的企业,起,起步较,晚,晚，技,术,术力量,薄,薄弱，,并,并且无,应,应用实,例,例。,39,国内研,究,究现状,续,续,据说广,东,东英德,埃,埃力生,集,集团与,国,国防科,技,技大学,合,合作，,目,目前产,品,品已进,入,入市场,，,，价格,为,为,240-360,元,/,平方米,(,产量低,，,，成本,高,高，估,计,计为中,试,试产品,).,40,中试预,算,算,超临界,流,流体萃,取,取装置,60L,溶胶装,置,置,凝胶模,具,具,常压脱,水,水系统,CO,2,储存罐,原料,总投资,约,150,万,万元,41,规模化,生,生产,预算,超临界,流,流体萃,取,取装置,1000L,溶胶装,置,置,凝胶模,具,具,常压脱,水,水系统,CO,2,储存罐,原料,总投资,约,8,00万,元,元,42,成本核,算,算,一条,1000,升的生,产,产线，,保,保守估,计,计每年,可,可得到,15,万平方,米,米的二,氧,氧化硅,气,气凝胶,复,复合材,料,料,如果设,备,备，厂,房,房按十,年,年折旧,，,，,加上原,料,料费,人员工,资,资等,则直接,成,成本约,为,为,35,元,/,平方米,。,。,目前国,外,外的价,格,格为2,0-30,美元,/,平方米,广东英,德,德埃力,生,生集团,的,的价格,为,为,240-360,元,/,平方米,43,时效分,析,析,设备安,装,装，调,试,试正常,后,后，,一,个月内,可,可生产,出,出中试,产,产品；,设备安,装,装，调,试,试正常,后,后，,一,个月内,可,可生产,出,出工业,化,化产品,。,。,44,