气凝胶绝热毡在化工管道或设备中的应用分析

对如何应用气凝胶绝热毡在化工管道设备中有效应展开分析,通过保温设计降低化工企业能耗,提升经济效益,确纳米气凝胶绝热毡原理分析保温技术现状展开论述,通过案例分析法,以某化工企业常压焦化管道与设备为例,针对气凝胶绝热毡在化工管道与设备中的应用效果进行研究。改造后达到散热损失较降低40.3%的效果,解决了化工企业能源利用效率低下问题。

气凝胶掺杂对玻璃纤维毡隔热性能的影响

采用溶胶-凝胶法在玻璃纤维毡中掺入二氧化硅气凝胶,通过SEM、XRD、FT-IR表征了材料的结构,研究了气凝胶的掺入对玻璃纤维毡隔热性能的影响。结果表明:气凝胶的掺入使得材料在保留一定压缩性和柔性的同时,提高了材料的抗压强度,更有助于材料的密封隔热;掺入气凝胶后材料比表面积增大、热导率减小,同时材料传热背面温升曲线明显变缓,传热250 s时材料的背面温度比掺入气凝胶前降低89℃,传热1 800 s时材料的背面温度比掺入气凝胶前降低51℃。在玻璃纤维毡掺杂二氧化硅气凝胶后,由于其高压缩强度、高热沉、低热导率,使其在瞬态隔热环境下具备高效隔热的能力。

憎水率可控可调SiO_(2)气凝胶毡的制备及其性能研究

首先通过溶胶-凝胶法制备二氧化硅湿凝胶毡,然后通过亲水剂和疏水剂的分段浸泡,在一定的温度和合适的催化条件下反应一段时间,逐步替换掉二氧化硅气凝胶表面的羟基,在二氧化硅气凝胶毡表面接枝不同比例的亲水基团和疏水基团,通过调节气凝胶毡表面亲水基团和疏水基团的种类和数目以及气凝胶的孔结构,从而达到气凝胶毡憎水率可控可调的目的。结果表明,两步法分段疏水效果明显,先单独浸泡亲水剂可以有效地引入亲水基团,再单独浸泡疏水剂可以替换完剩余的羟基,通过控制改性剂的浸泡时间来有效调控憎水率,通过上述制备方法实现了二氧化硅气凝胶毡憎水率在20%~99.5%之间可控可调的性能,并且这种方法参数调控更简单,稳定性较好。

玻璃纤维复合气凝胶绝热毡质量分级的实施和探讨

玻璃纤维复合气凝胶绝热毡是一种新型纳米孔气凝胶复合绝热材料,相比传统绝热材料它具有密度低、孔隙多、绝热性能优良等特点,在航天、石化、汽车等行业领域具有广泛的应用前景。本文对气凝胶复合绝热毡国内外标准进行了比对,介绍了一种产品质量分级方法和气凝胶复合绝热毡质量分级标准,列举了国内主要生产企业的产品质量评价结果和性能比对情况,对于分析我国气凝胶产品质量现状,推广气凝胶绝热材料应用,推动绝热制品行业高质量发展具有一定的借鉴意义。

二氧化硅气凝胶棉毡保温性能的研究

根据圆管导热仪的原理,建立实验台,通过试验测量二氧化硅气凝胶毡的导热系数,得出计算温差与导热系数的曲线,并进行误差分析,再与传统保温材料的导热系数进行对比,体现出二氧化硅气凝胶毡在同类产品中的优越性。

常压干燥法制备碳纤维增强型碳气凝胶

在传统方法制备碳气凝胶的基础上,以常压干燥代替超临界干燥,成功制备了碳气凝胶CRFs以及碳纤维针刺毡增强型碳气凝胶CF/CRFs,并通过SEM、BET测试方法对两者的内部微观结构进行了表征。制备的CRF具有典型的三维连续网络结构,催化剂含量不同影响了CRF的骨架颗粒和孔径大小。在CF/CRFs内部,碳纤维针刺毡和CRF能达到较好的复合效果,附着在纤维表面的CRF保持了纳米网络结构,但是纤维对CRF内部的骨架颗粒和孔径具有显著的影响,由力学分析得知碳纤维针刺毡的复合使CRF具有较好的抗弯和抗压性能。

新型水面舰艇防护结构模型制作工艺及装舰可行性分析

[目的]为确保研究的新型防护装甲结构在大型舰船上顺利安装,充分提高安装效率以及发挥防护效果,开展了大型舰船新型防护装甲的装舰工艺研究。[方法]以"纳米二氧化硅(SiO_2)气凝胶/抗弹陶瓷/高强聚乙烯(PE)/纳米SiO_2气凝胶"典型复合装甲为研究对象,对该复合装甲进行模型设计、材料和设备选型以及局部1∶1模型制作工艺的研究。探讨新型复合装甲在焊接过程中,高温对高强聚乙烯的响应以及在实船上安装工艺的可靠性。[结果]试验结果表明,焊接所产生的高温对高强聚乙烯无影响。[结论]研究的新型防护装甲安装工艺流程具有可行性、操作性较好、精度可控、质量可检查、可靠性好等特点,是一种可行的装舰工艺方案。

纤维毡复合SiO_2气凝胶常压干燥法制备超低导热系数保温隔热材料

SiO2气凝胶由于其独特的纳米多孔结构及超低的导热系数引起人们广泛关注。以纤维毡为基材与SiO2气凝胶复合,经表面修饰和常压干燥制成的超低导热系数保温隔热材料,既保留了纯气凝胶独特的纳米孔结构及超低的导热系数,又大幅度提高了机械强度,扩展了其在保温隔热领域的应用。该材料常温常压下导热系数小于0.025W/(m·K),抗压强度大于2MPa,是一种新颖的优质保温隔热材料。

SiO_(2)气凝胶/PET保温隔热毡的制备与性能研究

以针刺聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维毡为主体,二氧化硅(SiO_(2))气凝胶为添加剂,分别采用黏结复合法、溶胶凝胶原位生长法和二次复合法制备SiO_(2)/PET保温隔热毡,研究SiO_(2)/PET保温隔热毡的结构与性能,并对3种方法进行对比。结果表明:黏结复合法对PET纤维毡的保温隔热性能提升有限;溶胶凝胶原位生长法制SiO_(2)/PET保温隔热毡的导热系数最低达0.026 W/(m·k),保温隔热性能好,但该方法制备过程较复杂,耗时长且成本高,不利于产业化推广;二次复合法制SiO_(2)/PET保温隔热毡的导热系数最低达0.028 W/(m·k),保温隔热性能较好,该方法制备过程简单、制备时间短、成本低,具有规模化推广应用价值。

高寒隧道保温结构的优化设计研究——以西藏圭嘎拉隧道为例

为了提高季节冻土隧道的防冻保温性能,常采用铺设聚氨酯类有机保温层的方式以防止围岩冻结,但由于有机材料在冻融循环过程中老化速度快、保温结构设计缺少科学依据等局限性,使得部分隧道在长期运营过程中反复出现冻融病害。以西藏圭嘎拉隧道为研究对象,通过建立热流固耦合计算模型,对现行保温措施的防冻效果进行分析,发现距离洞口一定长度范围内的围岩仍会发生冻融破坏。在隧道运营后第20年2月15日,距洞口5m处断面拱顶围岩的边界温度仅为-0.91℃,并且该关键位置的纵向冻结长度超过500m,严重影响隧道结构的安全。为防止此隧道出现冻害问题,提高其服役能力,拟采用新型无机建筑材料气凝胶毡对隧道的保温结构进行加固,其具有良好的保温、阻燃和耐久性能,并且铺装简便、易于操作。此外通过对不同厚度气凝胶毡条件下的围岩温度场进行多维度分析,确定了最不利时刻气凝胶毡厚度与拱顶围岩关键位置纵向冻结长度之间的关系。研究成果可为圭嘎拉隧道防冻保温优化设计提供技术支持,不仅能保障隧道结构的安全性和稳定性,也能为季节冻土隧道保温结构的设计、施工及维护提供参考依据。

SiO_2气凝胶-无纺布或毡纳米复合材料的吸苯性能

具有纳米多孔网络结构的S iO2气凝胶与透气性优良的无纺布或毡进行复合,可得到具有高吸附性能的纳米复合材料,其饱和吸苯率达到并超过了传统的吸附材料。纳米复合材料的饱和吸苯率与单位面积所复合的S iO2气凝胶量和其本身的饱和吸苯率成正比关系,复合工艺对气凝胶孔结构的影响很小,符合一定的理论推导公式。

SiO_(2)气凝胶纤维复合材料制备及其在建筑节能领域应用的进展

主要综述了近几年气凝胶纤维复合材料的制备方法,以及其在管道、墙体保温领域的应用。制备方法分为两大类:一是气凝胶颗粒直接加入纤维,可在纺丝原液或母粒中加入,也可在纤维成网后加固前加入,也可通过后整理的形式将气凝胶颗粒附着在纤维表面;二是气凝胶制备过程中,在溶胶凝胶阶段加入纤维,所添加的纤维根据纤维形式不同可分为短纤维、长纤维、纤维膜碎片、纤维预制体,根据纤维种类可分为无机纤维和有机纤维。管道、墙体等保温领域应用方面,SiO气凝胶毡/板应用厚度低于传统保温材料的一半,且节能率更高;与传统保温材料搭配使用,可有效降低材料成本。

气凝胶毡组合放置方式对锂离子电池热失控特性的影响

为减缓热量在锂离子电池货物间传播,通过自主搭建的锂离子电池燃爆实验平台,开展气凝胶毡在锂离子电池包装内的不同放置位置对热失控热量阻隔有效性的研究。结合试验结果分析选取峰值温度、热失控传播时间和速度、烟气浓度、质量损失以及包装破坏程度作为锂电池包装性能评价参数,引入简化的N-GAS毒性定量评估模型,通过对不同气凝胶毡组合放置方式中的锂离子电池包装件进行评价可知:从对电池组的安全和外包装完整性的保护作用效果看,顶部中部组合对热失控传播阻隔效果最好,并且不建议在锂离子电池实际运输中采用三面全包方式。

气凝胶毡厚度对锂离子电池热失控特性的影响

自主搭建热失控燃爆实验平台,在气凝胶毡厚度为1 mm、3 mm、6 mm和10 mm的条件下,对100%荷电状态(SOC)的18650型锂离子电池进行燃爆实验,采集和分析电池的温度、烟气浓度及质量损失,分析气凝胶毡厚度对电池热失控特性的影响。气凝胶毡厚度的增加对电池热失控触发温度和峰值温度影响较小,但能减缓热失控行为的传播速度,当厚度为10 mm时,能阻挡热失控行为的传播。CO与CO_(2)的浓度变化趋势相同,O_(2)则相反;厚度对烟气浓度变化的影响较小。当厚度为1 mm、3 mm、6 mm时,电池质量损失差值较小;而当厚度为10 mm时,电池的质量损失约为其他阻隔厚度的1/4。当气凝胶毡的厚度增加到一定值时,才会对锂离子电池的质量损失产生较大的影响。

常压复合法制备SiO2气凝胶玻纤针刺毡保温材料

将SiO2气凝胶粉体与改性剂、稳定剂、粘结剂复合制备成气凝胶料浆,通过喷涂工艺与玻纤针刺毡复合,然后进行长玻纤加固处理,得到气凝胶玻纤针刺毡。研究了SiO2气凝胶粉体掺量、改性剂、稳定剂、气凝胶喷涂层数对气凝胶玻纤针刺毡导热系数的影响。在最佳配比下,气凝胶玻纤针刺毡的导热系数为0.025 W/(m·K)。

气凝胶毡在管道保温中的应用研究

近些年来,气凝胶毡作为一种高效绝热材料广泛应用于石化行业中,在实际的配管工程中采用“气凝胶毡+传统保温材料”的复合保温结构,既能提高管道的保温性能,又能减少其保温层的厚度,同时保证了保温工程的经济性。在DN300、介质温度为400℃的管道上设计了一系列实验,探究复合保温结构中气凝胶毡保温层最适宜的厚度,并将气凝胶毡分别与硅酸铝针刺毯及岩棉等传统保温材料复合,逐一对比各自的保温性能。

硅溶胶制备SiO_(2)气凝胶复合绝热毡

以价格低廉硅溶胶为硅源,采用酸催化结合一步溶胶–凝胶法,使用PPA作为化学干燥剂、HMDS作为表面改性剂,结合常压干燥制备SiO_(2)气凝胶复合绝热毡。测试结果表明,当PPA添加量为2%、HMDS添加量为10%、常压分级干燥时,制备的SiO_(2)气凝胶复合绝热毡结构和性能最好,最终导热系数为0.021 W/(m·K)。

预氧化纤维毡增强SiO_2气凝胶复合材料的制备及其性能研究

以无水乙醇、正硅酸乙酯(TEOS)为原料,聚丙烯腈预氧化纤维毡为增强体,通过溶胶-凝胶、低温超临界干燥等工艺制备了SiO_2气凝胶复合材料。SiO_2气凝胶的纳米骨架结构减少了固态热传导,纳米级孔洞减少了气体热传导和对流传热,另外聚丙烯腈纤维减少了辐射传热。所制备的SiO_2气凝胶复合材料具有良好的隔热性能,其25℃和200℃的导热系数分别为0.0181 W/(m2·K)和0.0236 W/(m2·K)。纤维毡提供了力学支撑,力学性能得到了提升。

电动客车电池舱气凝胶隔热毡的安装工艺改进

为解决电池舱气凝胶隔热毡安装时对舱内封板电泳层的破坏以及效率低,开发了一种安装卡扣,将气凝胶隔热毡与舱内封板快速、便捷地固定在一起,且不破坏封板上原有的电泳层。

SiO_(2)气凝胶复合绝热毡在导热油管的应用优势分析

通过分析SiO_(2)气凝胶毡和传统保温材料硅酸铝棉的隔热性能,应用实验及实际工程案例分别对两种材料的表面温度、热流密度进行定量分析,对热成像进行定性分析。随着加热温度的升高,硅酸铝棉相比于SiO_(2)气凝胶毡的表面温度和热流密度都会增大。二者相比,硅酸铝棉表层会出现大量的裂纹,气凝胶复合绝热毡的保温隔热性能更好。从实际应用角度分析,使用硅酸铝棉保温会造成室内温度过高,不利于人员活动,加速设备老化,降低使用年限。按照现有工况进行气凝胶毡整体保温,室内温度在39℃左右,大幅度降低室内温度。