दोन मुख्य प्रवाहातील सतत बेसाल्ट फायबर तयार करण्याचे तंत्रज्ञान

१. ज्वाला पद्धत

ज्वाला पद्धतीमध्ये उत्पादन प्रक्रिया समाविष्ट असते जिथे उष्णता थेट पृष्ठभागावर पोहोचवली जाते बेसाल्ट रेफ्रेक्ट्री विटांनी बनवलेल्या बेसाल्ट भट्टीत वितळणे. ही उष्णता सामान्यतः भट्टीच्या वरून निघणाऱ्या ज्वालांद्वारे (जसे की नैसर्गिक वायू-ऑक्सिजन किंवा गरम हवेचे ज्वलन, किंवा प्लाझ्मा ज्वाला) निर्माण होते. ही प्राथमिक गरम पद्धत खालच्या इलेक्ट्रोड गरम करून पूरक असू शकते. संपूर्ण प्रक्रियेत वितळणे, स्पष्टीकरण आणि तयार करणे समाविष्ट आहे.

सध्या उद्योगात मुख्य प्रवाहात असलेल्या लहान, स्वतंत्र ज्वाला भट्टी, फक्त वरच्या नैसर्गिक वायू ज्वलन तापवण्याचा वापर करतात आणि त्यामध्ये सहायक तळाशी इलेक्ट्रोड नसतात. तथापि, त्यांच्या उच्च ऊर्जा वापरामुळे, उच्च उत्पादन खर्चामुळे आणि कमी उत्पादन खर्च-प्रभावीतेमुळे, हे तंत्रज्ञान वापरणाऱ्या बहुतेक कंपन्या गंभीर तोट्यात आहेत आणि दिवाळखोरीच्या उंबरठ्यावर आहेत.

ज्वाला पद्धतीच्या विकासाची दिशा अशी आहे की ज्वाला-गरम टाकी भट्टी, जे वरच्या नैसर्गिक वायू-ऑक्सिजन ज्वलन आणि सहायक तळाशी इलेक्ट्रोड हीटिंगसह "गॅस-इलेक्ट्रिक संयोजन" दृष्टिकोन वापरते. ही "गॅस-इलेक्ट्रिक संयोजन" पद्धत उत्पादनासाठी परिपूर्ण मुख्य प्रवाहातील तंत्रज्ञान आहे ग्लास फायबरs, आणि हे काचेच्या फायबर भट्ट्या अतिशय परिपक्व आणि यशस्वीरित्या चालतात, विशेषतः युनिट भट्ट्या, जे काचेच्या फायबर टँक फर्नेस ड्रॉइंग भट्टी डिझाइनसाठी जवळजवळ मानक बनले आहेत. हे तंत्रज्ञान सतत बेसाल्ट फायबर उत्पादनात हस्तांतरित करण्याचे प्रयत्न केले गेले आहेत, परंतु मर्यादित चाचण्या असूनही, अद्याप यश मिळालेले नाही. गेल्या दोन वर्षांत, काहींनी वेगळा दृष्टिकोन स्वीकारला आहे, शुद्ध नैसर्गिक ज्वालामुखी खडक कच्च्या मालापासून फॉर्म्युलेटेड कच्च्या मालाकडे (म्हणजे, ज्वालामुखी नसलेल्या खडकाचा मोठा भाग समाविष्ट करून) बदलले आहे. यामुळे १०,०००-टन/वर्ष आणि ३,५००-टन/वर्ष ज्वाला-गरम टँक फर्नेस उत्पादन लाइन यशस्वीरित्या चालू झाल्या आहेत आणि चालवल्या गेल्या आहेत.

२. संपूर्ण विद्युत वितळण्याची पद्धत

संपूर्ण विद्युत वितळण्याच्या पद्धतीमध्ये उत्पादन प्रक्रिया समाविष्ट असते जिथे विद्युत ऊर्जा थेट उच्च-तापमानाच्या बेसाल्ट वितळवलेल्या रेफ्रेक्ट्री विटांनी बनवलेल्या बेसाल्ट भट्टीमध्ये पोहोचवली जाते. हे इलेक्ट्रोड (जसे की ग्रेफाइट, मॉलिब्डेनम, टिन डायऑक्साइड इ.) किंवा (आणि) इतर भौतिक पद्धती (जसे की प्लाझ्मा पद्धती) द्वारे साध्य केले जाते. या तंत्रज्ञानात वितळणे, स्पष्टीकरण आणि निर्मिती समाविष्ट आहे.

चीनची सतत बेसाल्ट फायबर ऑल-इलेक्ट्रिक मेल्टिंग पद्धत २००२ मध्ये राष्ट्रीय ८६३ कार्यक्रमाने सुरू झाली, ज्याने या पद्धतीचा वापर करून एक लहान-प्रमाणात स्वतंत्र भट्टी रेखाचित्र उपकरण पूर्ण केले. सतत बेसाल्ट फायबर २०१६ मध्ये ऑल-इलेक्ट्रिक मेल्टिंग ड्रॉइंग तंत्रज्ञान साध्य झाले, ज्यामध्ये पायलट-स्केल हजार-टन/वर्ष ऑल-इलेक्ट्रिक मेल्टिंग टँक फर्नेस पूर्ण झाले. ही प्रणाली मल्टी-रो प्रोग्रेसिव्ह इलेक्ट्रोड वापरते, ज्यामुळे १३०० मिमी पर्यंत वितळणारे द्रव पातळी खोली मिळते. उत्पादन मोनोफिलामेंट व्यास ९-२२μm दरम्यान केंद्रित आहे आणि व्यापक युनिट वीज वापर ३.०-३.५ kWh/kg आहे, जे उत्कृष्ट ऊर्जा-बचत प्रभाव दर्शविते. २०१८ मध्ये, १२००-टन/वर्ष ऑल-इलेक्ट्रिक मेल्टिंग टँक फर्नेस उत्पादन लाइन ("एक ते आठ," ४००-होल स्पिनरेट्स वापरून) अधिकृतपणे कार्यान्वित करण्यात आली. ती तीन वर्षांहून अधिक काळ स्थिरपणे चालत आहे, हे सत्यापित करते की भट्टीचे आयुष्य तीन वर्षांपेक्षा जास्त असू शकते.

आजपर्यंत, शुद्ध नैसर्गिक ज्वालामुखी खडक कच्च्या मालासाठी, सतत बेसाल्ट फायबर उत्पादन तंत्रज्ञान फक्त हजार-टन/वर्ष टँक फर्नेस तंत्रज्ञान पातळीवर राखले जाते, आणि केवळ सर्व-विद्युत वितळण्याच्या पद्धतीसाठी.

३. दोन तांत्रिक मार्गांची तुलना

उच्च तापमानाची वैशिष्ट्ये बेसाल्ट वितळणे, म्हणजेच त्याची कमी थर्मल चालकता, उच्च स्निग्धता आणि कमी भौतिक गुणधर्म, हे सतत बेसाल्ट फायबरचे उत्पादन आव्हानात्मक बनवतात.

• ज्वाला पद्धत

माजी सोव्हिएत युनियन (आता रशिया आणि युक्रेन) पासून आणलेली आणि चीनच्या विशिष्ट परिस्थितीनुसार अनुकूलित केलेली तुलनेने परिपक्व तंत्रज्ञान, ज्वाला पद्धत व्यापकपणे वापरली जात आहे. तथापि, औद्योगिकीकरणातील त्याची सर्वात मोठी कमतरता म्हणजे उच्च उत्पादन खर्च आणि कमी किमतीची प्रभावीता, मुख्यत्वे पद्धतीमध्येच अंतर्निहित भौतिक संरचनात्मक दोषांमुळे.

कमी उष्णता वापर

या पद्धतीमध्ये, भट्टीच्या वरच्या भागातून नैसर्गिक वायू जाळला जातो, ज्वाला थेट बेसाल्ट वितळलेल्या पृष्ठभागावर गरम होते. ६०% पेक्षा जास्त उष्णता वितळलेल्या पृष्ठभागावरून परावर्तित होते आणि एक्झॉस्ट वायूंद्वारे वाहून नेली जाते. उच्च-तापमानाच्या बेसाल्ट वितळण्याची थर्मल चालकता उच्च-तापमानाच्या काचेच्या वितळण्यापेक्षा दहा पट कमी असल्याने, उष्णता हस्तांतरण अत्यंत मंद असते. लहान, एकल-युनिट भट्टी फक्त १५ सेमी वितळण्याची खोली राखू शकतात. १०,०००-टन/वर्ष ज्वाला-गरम बेसाल्ट बॅच टँक भट्टी सहाय्यक तळ इलेक्ट्रोड हीटिंगसह ५० सेमी वितळण्याची खोली गाठू शकतात, तर वितळणे भट्टीमध्ये एक डिशसारखी रचना तयार करते, ज्यामुळे एक मोठे विशिष्ट पृष्ठभाग क्षेत्र आणि लक्षणीय उष्णता नष्ट होते. इन्सुलेशन सामग्रीद्वारे उष्णता कमी होणे १०% पेक्षा जास्त आहे. परिणामी, वास्तविक उष्णता वापर दर ३०% पेक्षा कमी आहे.

कमी वितळण्याची गुणवत्ता

ज्वाला पद्धतीमध्ये वितळण्याच्या पातळी उथळ असल्याने, स्पष्टीकरण आणि एकरूपीकरण विभाग पूर्णपणे एकरूपीकरण साध्य करू शकत नाहीत, परिणामी वितळण्याची गुणवत्ता कमी होते.

एक्झॉस्ट गॅस उत्सर्जन

नैसर्गिक वायूच्या ज्वलनामुळे सल्फर आणि नायट्रोजन ऑक्साईड सारखे एक्झॉस्ट वायू तयार होतात.

हरितगृह वायू उत्सर्जन

जीवाश्म इंधन म्हणून, नैसर्गिक वायूच्या ज्वलनातून मोठ्या प्रमाणात CO2, एक हरितगृह वायू बाहेर पडतो.

उच्च उपकरण गुंतवणूक

नैसर्गिक वायू ज्वलनातून निघणाऱ्या एक्झॉस्ट गॅस उत्सर्जनाला तोंड देण्यासाठी प्रदूषण नियंत्रण उपायांची आवश्यकता असते. कमी उष्णतेच्या वापरासाठी कचरा उष्णता पुनर्प्राप्ती उपायांची देखील आवश्यकता असते. शिवाय, शुद्ध ऑक्सिजन ज्वलनासाठी ऑक्सिजन निर्मिती उपकरणे आवश्यक असतात. हे तीन घटक उपकरणांच्या गुंतवणुकीत लक्षणीय वाढ करतात. ज्वाला पद्धतीसाठी युनिट गुंतवणूक अंदाजे ११,०००-२०,००० आरएमबी प्रति टन आहे.

• संपूर्ण विद्युत वितळण्याची पद्धत

ज्वाला पद्धतीच्या तुलनेत, संपूर्ण विद्युत वितळवण्याच्या पद्धतीचे लक्षणीय फायदे आहेत.

उच्च वितळण्याची गुणवत्ता

हे सर्व-विद्युतीय वितळण्याचे तंत्रज्ञान या तत्त्वावर आधारित आहे की उच्च-तापमानाच्या वितळलेल्या अवस्थेत वितळणे विद्युतदृष्ट्या वाहक असते, ज्यामुळे अंतर्गत गरम करण्यासाठी विद्युत ऊर्जा थेट वितळलेल्या भागाला पुरवता येते. इलेक्ट्रोडची उभ्या मांडणीमुळे उभ्या वितळण्यास मदत होते. दरवर्षी हजार टन क्षमतेच्या सर्व-विद्युतीय वितळण्याच्या टाकी भट्टी १.२ मीटरपेक्षा जास्त वितळण्याची खोली गाठू शकतात, ज्यामुळे दीर्घ स्पष्टीकरण आणि एकरूपीकरण विभाग मिळतो. टाकीमधील उच्च-तापमान समऔष्णिक क्षेत्र खोल आहे, ज्यामुळे बेसाल्टसाठी वितळणे आणि एकरूपीकरण गुणवत्ता चांगली होते.

ऊर्जा कार्यक्षमता

वितळण्याच्या पृष्ठभागावरील थेट अंतर्गत गरमीकरण, उभ्या वितळणे, खोल टाक्या आणि थंड पदार्थांचे आवरण यामुळे उच्च वितळण्याचा दर आणि उच्च थर्मल कार्यक्षमता निर्माण होते. प्रथम, वितळण्यात थेट घातलेले इलेक्ट्रोड ज्युल उष्णतेचा पूर्ण वापर सुनिश्चित करतात. दुसरे म्हणजे, खोल वितळण्याची पातळी, त्याची खोली भट्टीच्या अंतर्गत व्यासाच्या जवळ असल्याने, वितळण्यासाठी लहान, जवळजवळ-किमान विशिष्ट पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ निर्माण होते. ही भौमितिक रचना ज्वाला पद्धतीच्या डिश-सारख्या संरचनेच्या तुलनेत उष्णता नष्ट होण्यास लक्षणीयरीत्या कमी करते. तिसरे म्हणजे, वितळण्याच्या पृष्ठभागावरील थंड पदार्थांचे आवरण "कोल्ड फर्नेस टॉप" बनवते, ज्यामुळे उष्णतेचे नुकसान आणखी कमी होते.

कमी कार्बन फूटप्रिंट

संपूर्ण विद्युत वितळवण्याचे तंत्रज्ञान ज्वाला पद्धतीने नैसर्गिक वायूच्या ज्वलनाशी संबंधित कार्बन उत्सर्जन काढून टाकते. त्याचे कार्बन उत्सर्जन केवळ पॉवर ग्रिडच्या ऊर्जा मिश्रणाद्वारे निश्चित केले जाते. जर जलविद्युत किंवा इतर अक्षय ऊर्जा स्रोतांचा वापर केला तर शून्य कार्बन उत्सर्जन साध्य करता येते.

कमी गुंतवणूक

सर्व-विद्युत वितळण्याच्या पद्धतीमध्ये नैसर्गिक वायूचे शुद्ध ऑक्सिजन ज्वलन समाविष्ट नसल्यामुळे, एक्झॉस्ट गॅस पर्यावरणीय उपचार उपकरणे किंवा ऑक्सिजन निर्मिती उपकरणांमध्ये गुंतवणूक करण्याची आवश्यकता नाही. याव्यतिरिक्त, वितळलेल्या पृष्ठभागावर थंड सामग्रीचे कव्हर म्हणजे कचरा उष्णता पुनर्प्राप्ती उपकरणांमध्ये कोणतीही गुंतवणूक आवश्यक नाही. म्हणून सर्व-विद्युत वितळण्याच्या पद्धतीसाठी युनिट गुंतवणूक कमी आहे.

खर्चाचा फायदा

लक्षणीय ऊर्जा बचत आणि स्थिर मालमत्तेचे कमी घसारा यामुळे एक वेगळा खर्च फायदा होतो.