Dy teknologji kryesore të përgatitjes së vazhdueshme të fibrave të bazaltit

1. Metoda e flakës

Metoda e flakës përfshin një proces prodhimi ku nxehtësia dërgohet direkt në sipërfaqen e Bazalt shkrihet brenda një furre bazalti me strukturë tullash zjarrduruese. Kjo nxehtësi gjenerohet zakonisht nga flakët (siç është djegia me gaz natyror-oksigjen ose ajër i nxehtë, ose flakët e plazmës) nga maja e furrës. Kjo metodë kryesore e ngrohjes mund të plotësohet nga ngrohja e elektrodës së poshtme. I gjithë procesi përfshin shkrirjen, sqarimin dhe formimin.

Furrat e vogla me flakë të pavarura, të cilat aktualisht janë të përhapura në industri, përdorin vetëm ngrohje me djegie të gazit natyror nga sipër dhe nuk kanë elektroda ndihmëse nga poshtë. Megjithatë, për shkak të konsumit të lartë të energjisë, kostove të larta të prodhimit dhe efektivitetit të ulët të kostos së produktit, shumica e kompanive që përdorin këtë teknologji po përjetojnë humbje të mëdha dhe janë në prag të falimentimit.

Drejtimi i zhvillimit për metodën e flakës është furrë rezervuari e ngrohur me flakë, e cila përdor një qasje "kombinim gaz-elektrik" me djegie të sipërme të gazit natyror-oksigjenit dhe ngrohje ndihmëse të elektrodës së poshtme. Kjo metodë e "kombinimit gaz-elektrik" është teknologjia absolute kryesore për prodhim. Fibër qelqis, dhe këto furra me fibra qelqi funksionojnë shumë mirë dhe me sukses, veçanërisht furrat njësi, të cilat pothuajse janë bërë standardi për dizajnet e furrave të tërheqjes së furrave me rezervuar me fibra qelqi. Janë bërë përpjekje për ta transferuar këtë teknologji në prodhimin e vazhdueshëm të fibrave të bazaltit, por pavarësisht provave të kufizuara, suksesi nuk është arritur ende. Në dy vitet e fundit, disa kanë ndjekur një qasje të ndryshme, duke ndryshuar nga lëndët e para të pastra natyrore të shkëmbinjve vullkanikë në lëndë të para të formuluara (domethënë, duke përfshirë një pjesë të madhe të shkëmbinjve jo-vullkanikë). Kjo ka çuar në vënien në punë dhe funksionimin me sukses të linjave të prodhimit të furrave me rezervuarë të ngrohura me flakë me kapacitet 10,000 ton/vit dhe 3,500 ton/vit.

2. Metoda e Shkrirjes tërësisht Elektrike

Metoda e shkrirjes tërësisht elektrike përfshin një proces prodhimi ku energjia elektrike dërgohet direkt në shkrirjen e bazaltit me temperaturë të lartë brenda një furre bazalti me strukturë tullash zjarrduruese. Kjo arrihet nëpërmjet elektrodave (si grafiti, molibdeni, dioksidi i kallajit, etj.) ose (dhe) metodave të tjera fizike (si metodat me plazmë). Kjo teknologji mbulon shkrirjen, sqarimin dhe formimin.

Metoda e shkrirjes së vazhdueshme tërësisht elektrike të fibrave të bazaltit në Kinë filloi me Programin kombëtar 863 në vitin 2002, i cili përfundoi një aparat tërheqës të pavarur në furrë në shkallë të vogël duke përdorur këtë metodë. Përparime të rëndësishme në shkrirjen e vazhdueshme fibër bazalti Teknologjia e tërheqjes së shkrirjes tërësisht elektrike u arrit në vitin 2016, me përfundimin e një furre shkrirjeje tërësisht elektrike me rezervuar në shkallë pilot, me një kapacitet prej mijëra ton/vit. Ky sistem përdor elektroda progresive me shumë rreshta, duke lejuar një thellësi të nivelit të lëngut të shkrirë deri në 1300 mm. Diametri i monofilamentit të produktit është i përqendruar midis 9-22 μm, dhe konsumi i përgjithshëm i energjisë së njësisë është 3.0-3.5 kWh/kg, duke demonstruar efekte të shkëlqyera të kursimit të energjisë. Në vitin 2018, një linjë prodhimi furre shkrirjeje tërësisht elektrike me rezervuar 1200 ton/vit ("një deri në tetë", duke përdorur rrotullues me 400 vrima) u vu zyrtarisht në funksion. Ajo ka funksionuar në mënyrë të qëndrueshme për më shumë se tre vjet, duke verifikuar se jetëgjatësia e furrës mund të arrijë më shumë se tre vjet.

Deri më sot, për lëndët e para të pastra natyrore të shkëmbinjve vullkanikë, teknologjia e prodhimit të vazhdueshëm të fibrave të bazaltit mbahet vetëm në nivelin e teknologjisë së furrës me rezervuar prej mijëra ton/vit dhe ekskluzivisht për metodën e shkrirjes tërësisht elektrike.

3. Krahasimi i dy rrugëve teknologjike

Karakteristikat e temperaturës së lartë shkrirje bazalti, përkatësisht përçueshmëria e dobët termike, viskoziteti i lartë dhe vetitë e materialit të shkurtër, janë pikërisht ato që e bëjnë sfiduese prodhimin e fibrave të vazhdueshme të bazaltit.

• Metoda e flakës

Metoda e flakës, një teknologji relativisht e zhvilluar e futur nga ish-Bashkimi Sovjetik (tani Rusia dhe Ukraina) dhe e përshtatur për kushtet specifike të Kinës, ka gjetur përdorim të gjerë. Megjithatë, disavantazhi i saj më i madh në industrializim janë kostot e larta të prodhimit dhe efektiviteti i ulët i kostos, kryesisht për shkak të defekteve të natyrshme strukturore fizike në vetë metodën.

Shfrytëzimi i ulët i nxehtësisë

Në këtë metodë, gazi natyror digjet nga maja e furrës, me flakën që ngroh drejtpërdrejt sipërfaqen e shkrirjes së bazaltit. Mbi 60% e nxehtësisë reflektohet nga sipërfaqja e shkrirjes dhe largohet nga gazrat e shkarkimit. Duke pasur parasysh që shkrirja e bazaltit në temperaturë të lartë ka një përçueshmëri termike dhjetë herë më të ulët se shkrirja e qelqit në temperaturë të lartë, transferimi i nxehtësisë është jashtëzakonisht i ngadaltë. Furrat e vogla me një njësi të vetme mund të mbajnë vetëm një thellësi shkrirjeje prej rreth 15 cm. Ndërsa furrat me rezervuar bazalti të ngrohura me flakë prej 10,000 ton/vit mund të arrijnë një thellësi shkrirjeje prej 50 cm me ngrohje ndihmëse të elektrodës së poshtme, shkrirja formon një strukturë të ngjashme me enë brenda furrës, duke çuar në një sipërfaqe të madhe specifike dhe shpërndarje të konsiderueshme të nxehtësisë. Humbja e nxehtësisë përmes materialeve izoluese tejkalon 10%. Si pasojë, shkalla aktuale e shfrytëzimit të nxehtësisë është më pak se 30%.

Cilësi e ulët shkrirjeje

Për shkak të nivelit të cekët të shkrirjes në metodën me flakë, seksionet e sqarimit dhe homogjenizimit nuk mund të arrijnë homogjenizim të plotë, duke rezultuar në cilësi më të ulët të shkrirjes.

Emetimet e gazrave të shkarkimit

Djegia e gazit natyror prodhon gazra të shkarkimit si oksidet e squfurit dhe azotit.

Emetimet e gazrave serrë

Si lëndë djegëse fosile, djegia e gazit natyror çliron sasi të konsiderueshme të CO2, një gaz serrë.

Investim i Lartë në Pajisje

Adresimi i emetimeve të gazrave të shkarkuara nga djegia e gazit natyror kërkon masa për kontrollin e ndotjes. Shfrytëzimi i ulët i nxehtësisë kërkon gjithashtu masa për rikuperimin e nxehtësisë së mbetur. Për më tepër, djegia e oksigjenit të pastër kërkon pajisje për gjenerimin e oksigjenit. Këta tre faktorë rrisin ndjeshëm investimin në pajisje. Investimi për njësi për metodën me flakë është afërsisht 11,000-20,000 RMB për ton.

• Metoda e Shkrirjes Elektrike

Krahasuar me metodën me flakë, metoda e shkrirjes tërësisht elektrike ofron përparësi të dukshme.

Cilësi e lartë shkrirjeje

Teknologjia e shkrirjes tërësisht elektrike bazohet në parimin se shkrirja është përçuese elektrike në një gjendje të shkrirë në temperaturë të lartë, duke lejuar që energjia elektrike të furnizohet direkt në shkrirje për ngrohje të brendshme. Rregullimi vertikal i elektrodave lehtëson shkrirjen vertikale. Furrat me rezervuar shkrirjeje tërësisht elektrike me kapacitet mijëra ton në vit mund të arrijnë një thellësi shkrirjeje mbi 1.2 metra, duke siguruar një seksion më të gjatë sqarimi dhe homogjenizimi. Zona izotermike me temperaturë të lartë brenda rezervuarit është më e thellë, duke çuar në cilësi më të mirë shkrirjeje dhe homogjenizimi për bazaltin.

Efikasiteti i Energjisë

Ngrohja e brendshme direkte e shkrirjes, shkrirja vertikale, rezervuarët më të thellë dhe mbulimi i materialit të ftohtë në sipërfaqen e shkrirjes kontribuojnë në shkallë të lartë shkrirjeje dhe efikasitet të lartë termik. Së pari, elektrodat e futura direkt në shkrirje sigurojnë shfrytëzimin e plotë të nxehtësisë së xhaulit. Së dyti, niveli i shkrirjes së thellë, me thellësinë e tij që i afrohet diametrit të brendshëm të furrës, rezulton në një sipërfaqe specifike më të vogël, pothuajse minimale, për shkrirjen. Kjo strukturë gjeometrike zvogëlon ndjeshëm shpërndarjen e nxehtësisë krahasuar me strukturën e ngjashme me pjatën e metodës së flakës. Së treti, mbulimi i materialit të ftohtë në sipërfaqen e shkrirjes formon një "sipërfaqe furre të ftohtë", duke zvogëluar më tej humbjen e nxehtësisë.

Gjurmë e ulët karboni

Teknologjia e shkrirjes tërësisht elektrike eliminon emetimet e karbonit që lidhen me djegien e gazit natyror në metodën e flakës. Emetimet e karbonit përcaktohen vetëm nga përzierja energjetike e rrjetit elektrik. Nëse përdoren energji hidroelektrike ose burime të tjera të rinovueshme të energjisë, mund të arrihen zero emetime karboni.

Investim më i ulët

Meqenëse metoda e shkrirjes tërësisht elektrike nuk përfshin djegien e gazit natyror me oksigjen të pastër, nuk ka nevojë të investohet në pajisje për trajtimin mjedisor të gazrave të shkarkuara ose në pajisje për gjenerimin e oksigjenit. Përveç kësaj, mbulimi i sipërfaqes së shkrirjes me material të ftohtë do të thotë se nuk kërkohet investim në pajisje për rikuperimin e nxehtësisë së mbetur. Prandaj, investimi për njësi për metodën e shkrirjes tërësisht elektrike është më i ulët.

Avantazhi i kostos

Kursime të konsiderueshme të energjisë dhe amortizim më i ulët i aseteve fikse përkthehen në një avantazh të dallueshëm të kostos.