稀土热障辐射涂料已实现产业化
日前,内蒙古科技厅信息显示,半岛综合体育下载包头稀土高新区一科研团队在新型耐火材料制备上获得重大突破。据介绍,这种新材料的诞生可为我国工业窑炉的节能降耗提供更好选择。
据内蒙古科技大学兼职教授和硕士研究生导师郝先库介绍,工业窑炉是我国耗能大户,约占全国总能耗的25%,与发达国家的工业窑炉相比,平均热效率要低20%左右,浪费的能源相当于2亿吨标准煤,巨大的能源浪费,严重制约着高温窑炉行业的健康发展。
众所周知,基尔霍夫定律揭示出材料的吸热率与发射率相等,当物体表面的发射率提高后,吸收热量的能力也相应提高。斯蒂芬-玻尔兹曼定律进一步阐述了物质发射率对于吸放热能力的影响,提高物体的发射率,可强化辐射传热能力。如物体表面发射率为0.7,采用高辐射覆层节能技术后,表面发射率提高至0.9以上,理论上可提高传热量20%以上。
“综上所述,在高温环境中,半岛综合体育下载提高物质的发射率可大幅增加物质的吸放热能力,随之缩短被加热对象的受热时间,实现节能增产增效。”郝先库说。
根据以上理论,包头稀土研究院与安德稀耐新材料有限公司(以下简称安德稀耐)成立联合实验室,集中研发稀土热障辐射涂料,通过添加氧化镧铈等高熵元素,增加耐火材料的熵值,提高耐火材料的热稳定性和机械性能。目前,研发团队已完成稀土热障辐射涂料产品的实验室开发、中试生产和产品试用。
“稀土热障辐射涂料的红外法向全发射率大于0.95,常温下导热系数小于等于0.5W/m·k,涂覆于炉体内壁,可改善炉内温度场强及均匀性、提高反应效率。”安德稀耐技术负责人谌礼兵说,由于具有较高的发射率及较低的导热系数,因此炉膛内部热辐射能力增强,促进被加热工件的辐射热吸收,减少热量通过炉壁及烟气的散失,进一步降低燃气用量,实现窑炉的节能降耗。
作为稀土热障辐射涂料的中试生产线之一,包头稀土高新区企业利晨科技对其1#窑内预热段及烧成段砖衬喷涂热障辐射材料。经过近5个月的生产报表统计分析,项目实施前产品电力单耗为1.94kWh/kg,项目实施后节电量0.32kWh/kg,预计年度节电约32万kWh。
安德稀耐董事长、总经理王计平表示,近期稀土热障辐射涂料等相关产品已获得12项发明专利授权,并在西林建龙、磐石建龙、金蒙稀土、威丰磁材等10余家企业的热风炉、隧道窑、辊道窑应用,综合节能率均在10%以上。且依托该材料,安德稀耐已开始建设年产12万吨镧铈应用稀土新材料转化基地,完全达产,预计年销售亿元以上。(李宝乐)
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