Dau dechnoleg paratoi ffibr basalt parhaus prif ffrwd

1. Dull Fflam

Mae'r dull fflam yn cynnwys proses gynhyrchu lle mae gwres yn cael ei ddanfon yn uniongyrchol i wyneb y Basalt toddi o fewn ffwrnais basalt strwythuredig â brics anhydrin. Mae'r gwres hwn fel arfer yn cael ei gynhyrchu gan fflamau (megis hylosgi nwy naturiol-ocsigen neu aer poeth, neu fflamau plasma) o ben y ffwrnais. Gellir ategu'r dull gwresogi sylfaenol hwn trwy wresogi electrod gwaelod. Mae'r broses gyfan yn cynnwys toddi, egluro a ffurfio.

Mae ffwrneisi fflam bach, annibynnol, sydd ar hyn o bryd yn brif ffrwd yn y diwydiant, ond yn defnyddio gwresogi hylosgi nwy naturiol uchaf ac nid oes ganddynt electrodau gwaelod ategol. Fodd bynnag, oherwydd eu defnydd uchel o ynni, costau cynhyrchu uchel, a chost-effeithiolrwydd isel o ran cynnyrch, mae'r rhan fwyaf o gwmnïau sy'n defnyddio'r dechnoleg hon yn profi colledion difrifol ac ar fin methdaliad.

Y cyfeiriad datblygu ar gyfer y dull fflam yw'r ffwrnais tanc wedi'i gynhesu â fflam, sy'n defnyddio dull "cyfuniad nwy-drydan" gyda hylosgi nwy naturiol-ocsigen uchaf a gwresogi electrod gwaelod ategol. Y dull "cyfuniad nwy-drydan" hwn yw'r dechnoleg brif ffrwd absoliwt ar gyfer gweithgynhyrchu Ffibr Gwydrs, ac mae'r odynau ffibr gwydr hyn yn gweithredu'n aeddfed ac yn llwyddiannus iawn, yn enwedig yr odynau uned, sydd bron wedi dod yn safon ar gyfer dyluniadau odynau lluniadu ffwrnais tanc ffibr gwydr. Gwnaed ymdrechion i drosglwyddo'r dechnoleg hon i weithgynhyrchu ffibr basalt parhaus, ond er gwaethaf treialon cyfyngedig, nid yw llwyddiant wedi'i gyflawni eto. Yn ystod y ddwy flynedd ddiwethaf, mae rhai wedi cymryd dull gwahanol, gan newid o ddeunyddiau crai craig folcanig naturiol pur i ddeunyddiau crai wedi'u llunio (h.y., ymgorffori cyfran fawr o graig nad yw'n folcanig). Mae hyn wedi arwain at gomisiynu a gweithredu llinellau cynhyrchu ffwrnais tanc wedi'u gwresogi â fflam 10,000 tunnell y flwyddyn a 3,500 tunnell y flwyddyn yn llwyddiannus.

2. Dull Toddi Trydanol

Mae'r dull toddi holl-drydanol yn cynnwys proses gynhyrchu lle mae ynni trydanol yn cael ei gyflenwi'n uniongyrchol i'r basalt toddedig tymheredd uchel o fewn odyn basalt strwythuredig â brics anhydrin. Cyflawnir hyn trwy electrodau (megis graffit, molybdenwm, tun deuocsid, ac ati) neu (a) dulliau ffisegol eraill (megis dulliau plasma). Mae'r dechnoleg hon yn cwmpasu toddi, eglurhau a ffurfio.

Dechreuodd dull toddi trydanol ffibr basalt parhaus Tsieina gyda'r Rhaglen 863 genedlaethol yn 2002, a gwblhaodd gyfarpar tynnu ffwrnais annibynnol ar raddfa fach gan ddefnyddio'r dull hwn. Datblygiadau sylweddol mewn parhaus ffibr basalt Cyflawnwyd technoleg tynnu toddi trydanol yn 2016, gyda chwblhau ffwrnais tanc toddi trydanol ar raddfa beilot mil tunnell/blwyddyn. Mae'r system hon yn defnyddio electrodau blaengar aml-res, gan ganiatáu dyfnder lefel hylif toddi hyd at 1300mm. Mae diamedr monoffilament y cynnyrch wedi'i ganoli rhwng 9-22μm, ac mae'r defnydd pŵer uned cynhwysfawr yn 3.0-3.5 kWh/kg, gan ddangos effeithiau arbed ynni rhagorol. Yn 2018, rhoddwyd llinell gynhyrchu ffwrnais tanc toddi trydanol 1200 tunnell/blwyddyn ("un-i-wyth," gan ddefnyddio nyddiau 400-twll) ar waith yn swyddogol. Mae wedi rhedeg yn sefydlog ers dros dair blynedd, gan wirio y gall oes yr odyn gyrraedd mwy na thair blynedd.

Hyd yn hyn, ar gyfer deunyddiau crai craig folcanig naturiol pur, dim ond ar lefel technoleg ffwrnais tanc mil tunnell/blwyddyn y cynhelir technoleg gweithgynhyrchu ffibr basalt parhaus, ac yn gyfan gwbl ar gyfer y dull toddi holl-drydanol.

3. Cymhariaeth o'r Ddwy Lwybr Technolegol

Nodweddion tymheredd uchel toddi basalt, sef ei ddargludedd thermol gwael, ei gludedd uchel, a'i briodweddau deunydd byr, yw'r union bethau sy'n gwneud gweithgynhyrchu ffibr basalt parhaus yn heriol.

• Dull Fflam

Mae'r dull fflam, technoleg gymharol aeddfed a gyflwynwyd o'r hen Undeb Sofietaidd (Rwsia a Wcráin bellach) ac a addaswyd ar gyfer amodau penodol Tsieina, wedi cael ei ddefnyddio'n eang. Fodd bynnag, ei anfantais fwyaf mewn diwydiannu yw costau cynhyrchu uchel a chost-effeithiolrwydd isel, yn bennaf oherwydd diffygion strwythurol ffisegol cynhenid ​​​​yn y dull ei hun.

Defnydd Gwres Isel

Yn y dull hwn, caiff nwy naturiol ei losgi o ben y ffwrnais, gyda'r fflam yn cynhesu wyneb y basalt tawdd yn uniongyrchol. Mae dros 60% o'r gwres yn cael ei adlewyrchu gan wyneb y tawdd ac yn cael ei gario i ffwrdd gan nwyon gwacáu. O ystyried bod gan dawdd basalt tymheredd uchel ddargludedd thermol ddeg gwaith yn is na thawdd gwydr tymheredd uchel, mae trosglwyddo gwres yn araf iawn. Dim ond dyfnder tawdd o tua 15cm y gall ffwrneisi bach, un uned eu cynnal. Er y gall ffwrneisi tanc swp basalt 10,000 tunnell/blwyddyn sy'n cael eu cynhesu gan fflam gyrraedd dyfnder tawdd o 50cm gyda gwresogi electrod gwaelod ategol, mae'r tawdd yn ffurfio strwythur tebyg i ddysgl o fewn y ffwrnais, gan arwain at arwynebedd penodol mawr a gwasgariad gwres sylweddol. Mae colli gwres trwy ddeunyddiau inswleiddio yn fwy na 10%. O ganlyniad, mae'r gyfradd defnyddio gwres wirioneddol yn llai na 30%.

Ansawdd Toddi Isel

Oherwydd y lefel toddi bas yn y dull fflam, ni all yr adrannau egluro a homogeneiddio gyflawni homogeneiddio trylwyr, gan arwain at ansawdd toddi is.

Allyriadau Nwyon Gwacáu

Mae hylosgi nwy naturiol yn cynhyrchu nwyon gwacáu fel ocsidau sylffwr a nitrogen.

Allyriadau Nwyon Tŷ Gwydr

Fel tanwydd ffosil, mae hylosgi nwy naturiol yn rhyddhau symiau sylweddol o CO2, nwy tŷ gwydr.

Buddsoddiad Uchel mewn Offer

Mae mynd i'r afael ag allyriadau nwyon gwacáu o hylosgi nwy naturiol yn gofyn am fesurau rheoli llygredd. Mae'r defnydd gwres isel hefyd yn gofyn am fesurau adfer gwres gwastraff. Ar ben hynny, mae hylosgi ocsigen pur yn gofyn am offer cynhyrchu ocsigen. Mae'r tri ffactor hyn yn cynyddu buddsoddiad mewn offer yn sylweddol. Mae'r buddsoddiad uned ar gyfer y dull fflam tua 11,000-20,000 RMB y dunnell.

• Dull Toddi Trydanol

O'i gymharu â'r dull fflam, mae'r dull toddi holl-drydanol yn cynnig manteision nodedig.

Ansawdd Toddi Uchel

Mae'r dechnoleg toddi holl-drydanol yn seiliedig ar yr egwyddor bod y toddiad yn ddargludol yn drydanol mewn cyflwr tawdd tymheredd uchel, gan ganiatáu i ynni trydanol gael ei gyflenwi'n uniongyrchol i'r toddiad ar gyfer gwresogi mewnol. Mae trefniant fertigol yr electrodau yn hwyluso toddi fertigol. Gall ffwrneisi tanc toddi holl-drydanol sy'n cynhyrchu miloedd o dunelli y flwyddyn gyflawni dyfnder toddi o dros 1.2 metr, gan ddarparu adran eglurhau a homogeneiddio hirach. Mae'r parth isothermol tymheredd uchel o fewn y tanc yn ddyfnach, gan arwain at ansawdd toddi a homogeneiddio gwell ar gyfer basalt.

Effeithlonrwydd Ynni

Mae gwresogi mewnol uniongyrchol y toddiad, toddi fertigol, tanciau dyfnach, a gorchudd deunydd oer ar wyneb y toddiad yn cyfrannu at gyfraddau toddi uchel ac effeithlonrwydd thermol uchel. Yn gyntaf, mae electrodau sy'n cael eu mewnosod yn uniongyrchol yn y toddiad yn sicrhau defnydd llawn o wres Joule. Yn ail, mae'r lefel toddi dwfn, gyda'i ddyfnder yn agosáu at ddiamedr mewnol y ffwrnais, yn arwain at arwynebedd penodol llai, bron yn finimalaidd, ar gyfer y toddiad. Mae'r strwythur geometrig hwn yn lleihau gwasgariad gwres yn sylweddol o'i gymharu â strwythur tebyg i ddysgl y dull fflam. Yn drydydd, mae'r gorchudd deunydd oer ar wyneb y toddiad yn ffurfio "top ffwrnais oer," gan leihau colli gwres ymhellach.

Ôl-troed Carbon Isel

Mae'r dechnoleg toddi holl-drydanol yn dileu'r allyriadau carbon sy'n gysylltiedig â hylosgi nwy naturiol yn y dull fflam. Mae ei allyriadau carbon yn cael eu pennu'n llwyr gan gymysgedd ynni'r grid pŵer. Os defnyddir ynni dŵr neu ffynonellau ynni adnewyddadwy eraill, gellir cyflawni dim allyriadau carbon.

Buddsoddiad Is

Gan nad yw'r dull toddi trydanol yn cynnwys hylosgi nwy naturiol ag ocsigen pur, nid oes angen buddsoddi mewn offer trin amgylcheddol nwyon gwacáu nac offer cynhyrchu ocsigen. Yn ogystal, mae'r gorchudd deunydd oer ar yr wyneb toddi yn golygu nad oes angen buddsoddi mewn offer adfer gwres gwastraff. Felly mae'r buddsoddiad uned ar gyfer y dull toddi trydanol yn is.

Mantais Cost

Mae arbedion ynni sylweddol a dibrisiant asedau sefydlog is yn trosi'n fantais gost amlwg.