Zwee Mainstream-Technologien fir d'Virbereedung vu kontinuéierleche Basaltfaseren

1. Flammmethod

D'Flammethod ëmfaasst e Produktiounsprozess, bei deem Hëtzt direkt op d'Uewerfläch vum Material geliwwert gëtt. Basalt schmëlzen an engem refraktäre Basaltuewen mat Zillestruktur. Dës Hëtzt gëtt typescherweis duerch Flamen (wéi Äerdgas-Sauerstoff oder waarm Loftverbrennung oder Plasmaflammen) vun der Spëtzt vum Uewen generéiert. Dës primär Heizmethod kann duerch d'Heizung vun der ënneschter Elektrode ergänzt ginn. De ganze Prozess ëmfaasst Schmëlzen, Klären a Formen.

Kleng, onofhängeg Flammeuewen, déi de Moment an der Industrie Mainstream sinn, benotzen nëmmen d'Uewerflächenheizung duerch Äerdgasverbrennung a feelen un zousätzlechen ënneschten Elektroden. Wéinst hirem héijen Energieverbrauch, den héije Produktiounskäschten an der gerénger Produktkäschteeffizienz leiden déi meescht Firmen, déi dës Technologie benotzen, awer schwéier Verloschter a stinn um Rand vum Faillite.

D'Entwécklungsrichtung fir d'Flammethod ass d' Flammeheizungstankuewen, déi e "Gas-elektresche Kombinatiouns"-Usaz mat Verbrennung vun Äerdgas a Sauerstoff uewen an zousätzlecher Heizung vun ënneschter Elektrode benotzt. Dës "Gas-elektresch Kombinatiouns"-Method ass déi absolut Mainstream-Technologie fir d'Produktioun Glasfasers, an dës Glasfaseruewen funktionéieren ganz reif an erfollegräich, besonnesch d'Eenheetsuewen, déi bal zum Standard fir Glasfaser-Tankuewen-Zeechnungsuewen-Designen ginn sinn. Et gouf Efforte gemaach, dës Technologie op d'kontinuéierlech Basaltfaserproduktioun ze transferéieren, awer trotz limitéierten Tester ass den Erfolleg nach net erreecht ginn. An de leschten zwee Joer hunn e puer en aneren Usaz gewielt, andeems se vu puren natierleche vulkanesche Gestengsrohmaterialien op formuléiert Rohmaterialien gewiesselt sinn (d.h. e groussen Undeel un net-vulkaneschem Gestengs anzebannen). Dëst huet zu der erfollegräicher Inbetriebnahme a Betrieb vu flammheizten Tankuewen-Produktiounslinne mat enger Kapazitéit vun 10.000 Tonnen/Joer an 3.500 Tonnen/Joer gefouert.

2. Vollelektresch Schmelzmethod

Déi vollelektresch Schmelzmethod ëmfaasst e Produktiounsprozess, bei deem elektresch Energie direkt an d'Basaltschmëlz mat héijer Temperatur an engem Basaltuewen mat refraktärer Zillenstruktur geliwwert gëtt. Dëst gëtt duerch Elektroden (wéi Graphit, Molybdän, Zinndioxid, asw.) oder (an) aner physikalesch Methoden (wéi Plasmamethoden) erreecht. Dës Technologie ëmfaasst Schmelzen, Klären a Formen.

China seng kontinuéierlech, vollelektresch Schmelzmethod mat Basaltfaser huet mam nationale 863 Programm am Joer 2002 ugefaangen, wouduerch en onofhängege klenge Schmelzapparat fir den Uewen mat dëser Method fäerdeg gestallt gouf. Bedeitend Duerchbréch am kontinuéierleche Schmelzprozess Basaltfaser Déi voll elektresch Schmelzzuchtechnologie gouf am Joer 2016 erreecht, mat der Fäerdegstellung vun engem voll elektresche Schmelztankuewen a Pilotskala mat enger Kapazitéit vun Dausend Tonnen/Joer. Dëst System benotzt progressiv Elektroden a verschiddene Reien, wat eng Déift vun der Schmelzflëssegkeet vu bis zu 1300 mm erméiglecht. Den Duerchmiesser vun der Monofilamentproduktioun läit tëscht 9-22 μm, an de Gesamtstroumverbrauch vun der Eenheet läit bei 3,0-3,5 kWh/kg, wat exzellent Energiespuereffekter weist. Am Joer 2018 gouf eng voll elektresch Schmelztankuewenproduktiounslinn mat enger Kapazitéit vun 1200 Tonnen/Joer ("eent-zu-aacht", mat 400-Lächer-Spinnedüsen) offiziell a Betrib geholl. Si leeft zënter iwwer dräi Joer stabil, wat bestätegt, datt d'Liewensdauer vun der Uewen méi wéi dräi Joer erreeche kann.

Bis elo gëtt fir reng natierlech vulkanesch Gestengsrohmaterialien d'Technologie fir kontinuéierlech Basaltfaserherstellung nëmmen op dem Niveau vun der Tankuewentechnologie vun Dausend Tonnen/Joer a exklusiv fir déi vollelektresch Schmelzmethod bäibehalen.

3. Vergläich vun den zwou technologesche Weeër

Charakteristike vun héijen Temperaturen Basaltschmëlz, nämlech seng schlecht Wärmeleitfäegkeet, héich Viskositéit a kuerz Materialeegeschafte, maachen d'Hierstellung vu kontinuéierleche Basaltfaseren eng Erausfuerderung.

• Flammmethod

D'Flammethod, eng relativ ausgereift Technologie, déi aus der fréierer Sowjetunioun (haut Russland an der Ukrain) agefouert an un déi spezifesch Bedéngungen a China ugepasst gouf, gouf wäit verbreet benotzt. Hire gréisste Nodeel an der Industrialiséierung sinn awer héich Produktiounskäschten an niddreg Käschteeffizienz, haaptsächlech wéinst inherente physikalesche strukturelle Mängel an der Method selwer.

Niddreg Hëtztverbrauch

Bei dëser Method gëtt Äerdgas vun der Spëtzt vum Uewen verbrannt, woubei d'Flam direkt d'Uewerfläch vun der Basaltschmëlz erhëtzt. Iwwer 60% vun der Hëtzt gëtt vun der Schmëlzuewerfläch reflektéiert a vun den Ofgaser ofgedroen. Well d'Héichtemperatur-Basaltschmëlz eng zéngmol méi niddreg Wärmeleitfäegkeet huet wéi déi vun der Héichtemperatur-Glasschmëlz, ass den Hëtzttransfer extrem lues. Kleng Uewen mat enger Eenheet kënnen nëmmen eng Schmëlzdéift vu ronn 15 cm halen. Wärend flammgehëtzte Basalt-Batchtankuewen mat enger Leeschtung vun 10.000 Tonnen/Joer eng Schmëlzdéift vu 50 cm mat Hëllef vun der ënneschter Elektrodenheizung erreeche kënnen, bilt d'Schmëlz eng schosselfërmeg Struktur am Uewen, wat zu enger grousser spezifescher Uewerfläch an enger bedeitender Hëtztofleedung féiert. De Hëtztverloscht duerch Isolatiounsmaterialien iwwerschreit 10%. Dofir ass déi tatsächlech Hëtztnotzungsquote manner wéi 30%.

Niddreg Schmelzqualitéit

Wéinst dem niddrege Schmëlzniveau an der Flammmethod kënnen d'Klärungs- an Homogeniséierungssektiounen keng grëndlech Homogeniséierung erreechen, wat zu enger méi niddereger Schmëlzqualitéit féiert.

Auspuffgasemissiounen

D'Verbrennung vun Äerdgas produzéiert Ofgaser wéi Schwefel- a Stéckstoffoxiden.

Treibhausgasemissiounen

Als fossile Brennstoff fräisetzt d'Verbrennung vun Äerdgas bedeitend Quantitéiten u CO2, engem Treibhausgas.

Héich Investitiounen an Ausrüstung

D'Bekämpfung vun den Ofgasemissioune vun der Äerdgasverbrennung erfuerdert Moossname fir d'Verschmotzung ze kontrolléieren. Déi niddreg Hëtztnotzung erfuerdert och Moossname fir d'Wärmeréckgewinnung vun den Offäll. Ausserdeem erfuerdert d'Verbrennung vu purem Sauerstoff Ausrüstung fir d'Sauerstoffproduktioun. Dës dräi Faktoren erhéijen d'Investitioun an d'Ausrüstung däitlech. D'Eenheetsinvestitioun fir d'Flammethod ass ongeféier 11.000-20.000 RMB pro Tonne.

• Vollelektresch Schmelzmethod

Am Verglach mat der Flammmethod bitt déi vollelektresch Schmelzmethod bemierkenswäert Virdeeler.

Héich Schmelzqualitéit

Déi vollelektresch Schmelztechnologie baséiert op dem Prinzip, datt d'Schmelz an engem geschmoltenen Zoustand mat héijer Temperatur elektresch leetfäeg ass, sou datt elektresch Energie direkt un d'Schmelz fir intern Erhëtzung geliwwert ka ginn. Déi vertikal Uerdnung vun den Elektroden erliichtert d'vertikal Schmelzen. Vollelektresch Schmelztankuewen mat enger Schwéierkraaft vun dausend Tonne pro Joer kënnen eng Schmelzdéift vu méi wéi 1,2 Meter erreechen, wat eng méi laang Klärungs- an Homogeniséierungssektioun erméiglecht. Déi isotherm Héichtemperaturzon am Tank ass méi déif, wat zu enger besserer Schmelz- an Homogeniséierungsqualitéit fir Basalt féiert.

Energieeffizienz

Direkt intern Erhëtzung vun der Schmelz, vertikal Schmelzen, méi déif Tanks an d'Ofdeckung vum kale Material op der Schmelzoberfläch droen zu héije Schmelzraten an enger héijer thermescher Effizienz bäi. Éischtens garantéieren Elektroden, déi direkt an d'Schmelz agebaut ginn, eng voll Ausnotzung vun der Joule-Hëtzt. Zweetens resultéiert dat déift Schmelzniveau, mat senger Déift, déi dem bannenzegen Duerchmiesser vum Uewen nobäi ass, an enger méi klenger, bal minimaler spezifescher Uewerfläch fir d'Schmelz. Dës geometresch Struktur reduzéiert d'Hëtztofleedung däitlech am Verglach mat der schosselfërmeger Struktur vun der Flammmethod. Drëttens bilt d'Ofdeckung vum kale Material op der Schmelzoberfläch eng "kal Uewenuewenspëtz", wat de Wärmeverloscht weider reduzéiert.

Niddreg Kuelestoffofdrock

Déi vollelektresch Schmelztechnologie eliminéiert d'Kuelestoffemissiounen, déi mat der Verbrennung vun Äerdgas an der Flammmethod verbonne sinn. Seng Kuelestoffemissioune ginn eleng vum Energiemix vum Stroumnetz bestëmmt. Wann Waasserkraaft oder aner erneierbar Energiequellen agesat ginn, kann Null Kuelestoffemissiounen erreecht ginn.

Manner Investitiounen

Well d'vollelektresch Schmelzmethod keng reng Sauerstoffverbrennung vum Äerdgas involvéiert, ass et net néideg an Ofgas-Ëmweltbehandlungsausrüstung oder Sauerstoffgeneréierungsausrüstung ze investéieren. Zousätzlech bedeit d'Ofdeckung vum kale Material op der Schmelzoberfläche datt keng Investitioun an Ofwärmeréckgewinnungsausrüstung néideg ass. D'Eenheetsinvestitioun fir d'vollelektresch Schmelzmethod ass dofir méi niddreg.

Käschtevirdeel

Bedeitend Energieerspuernisser a méi niddreg Ofschreiwunge vun Anlagenverméigen féieren zu engem kloere Käschtevirdeel.