气溶胶(气相二氧化硅)项目介绍

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输油管道的截面比较
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液化气的生产，储存， 液化气的生产，储存，运输及分销示意图
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石油的生产，运输及分销所需隔热材料的比较
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气凝胶隔热材料在石化企业的应用
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气凝胶复合材料 气凝胶复合材料应用在石油冶炼，储存和管道输送上
安装示意图
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气凝胶复合材料 气凝胶复合材料应用在暖气管道上的效果图 1
环境淨化
16Fra Baidu bibliotek
工业领域 的应用
在石化行业、化工行业和冶金行业中， 管道、炉窑及其它热工设备普遍存在， 用SiO2气凝胶及其复合材料替代传统的 保温材料对它们进行保温，可以大大减 少热能损失，提高热能利用率, 还可以用 作液态天然气罐和储油罐等, 以及汽车， 轮船，飞机等发动机，排气管的隔热
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深海石油勘探的保温与隔热
其他民用领域
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气凝胶与其它隔热材料的对比
隔热材料 玻璃纤维 Perlite loose-fill Cardboard 纤维素 Molded expanded polystryrene (EPS) Extruded expanded polystryrene (XPS) Open-cell polyurethane spray foam Close-cell polyurethane spray foam Polyurethane rigid panel Polyisocyanuate spray foam Foil-faced Polyisocyanuate rigid panel 气凝胶 热阻系数 R （m2k/W) 0.44 0.48 0.52 0.52 0.65~0.70 0.63~0.88 0.63 0.97 1.10 0.76 0.97~1.20 1.76
气凝胶
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什么是气凝胶？ 什么是气凝胶？
Samuel Stephens Kistler 1931年发明 最轻的固体：0.03 kg/m3 孔径率最高的纳米孔材料： 90%～99.8% 拥有最大比表面积： 200-1000 m2/g 热导率最低的固体材料：TC=12 mW/mK 隔热，透明， 憎水，防震， 隔音 化学性能稳定： 等同于玻璃 （SiO2)
最理想的新型节能和环保材料
——气凝胶 气凝胶
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能源和环保的需要
能源 石油 (百万吨） 2000 年 世界， ） （世界，%） 223.6 (6.3%) 2008 年 世界， ） （世界，%） 375.7 （9.6%)
煤炭 （同等于百 667.4 (28.5%) 1406.3 (42.6%） 万吨石油) 二氧化碳排放量 6017.7 （2006） 9000 （2020） （百万吨） 超过美国
原油传输
气凝胶已经应用于加拿大油田 20 mm 气凝胶等同于 102 mm polyurethane 降低资料运输成本 提高绝热效应
气凝胶
polyureane foam
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气凝胶的市场个例-续 气凝胶的市场个例 续
楼房建筑
Daylight window Basement Wall shielding
柔软 绝热
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气凝胶的结构特点
纳米孔径的多孔材料
• 高达 高达99.5%的成分是空气 的成分是空气 的成分是 • 空气被困于纳米级孔穴中 空气被困于纳米级 纳米级孔穴中 • 被困空气的对流传导远低于自由空气 被困空气的对流传导 对流传导远低于自由空气 • 理想的绝热绝声材料
• 高达 高达99.5%的孔径率 的孔径率 • 导致高达 高达1000平方米 克的比表面积 平方米/克的比表面积 平方米 • 理想的载体和高効吸附剂
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气凝胶复合材料 气凝胶复合材料可很容易地铺在地板上
气凝胶复合材料 气凝胶复合材料可很容易地将整个外墙包起来
气凝胶复合材料 气凝胶复合材料可很容易地安装在内墙上
房屋隔热效果对比
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太阳能收集板上的应用
具有高度透光率及低热导率的气凝胶对入射光几乎没有反 射损失，能有效的透过太阳光，因此气凝胶特别适合于用 作太阳能集热器及其它集热装置的保温隔热材料，当太阳 光透过气凝胶进入集热器内部，内部系统将太阳光的光能 转化为热能，气凝胶又能有效阻止热量流失。
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规模化生产预算
超临界流体萃取装置／1000L 溶胶装置 凝胶模具 常压脱水系统 CO2 储存罐 原料 总投资 约 800万元
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成本核算
一条1000升的生产线，保守估计每年可 得到15万平方米的二氧化硅气凝胶复合 材料 如果设备，厂房按十年折旧，加上原料 加上原料 人员工资等,则直接成本约为35元/平 费,人员工资等 人员工资等 方米。 目前国外的价格为20-30 美元 /平方米 广东英德埃力生集团的价格为240-360元 43 /平方米
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国外研究现状
目前国际上关于气凝胶材料的研究工作 主要集中在德国的维尔茨堡大学、BASF 公司、美国的劳伦兹·利物莫尔国家实验 室、桑迪亚国家实验室，法国的蒙彼利 埃材料研究中心，日本高能物理国家实 验室，美国阿斯潘公司，美国宇航局等。
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国内研究现状
国内同 济大学侧重于气凝胶基础研究， 所制备的气凝胶隔热材料力学强度较小 ，成形性较差，只有少量的实际应用。 北京科技大学利用硅酸钙石二次粒子与 气凝胶复合制备 隔热复合材料，仍处于 实验室阶段，无工程应用。纳诺高科为 代表的国内从事气凝胶隔热材料研究、 生产的企业起步较晚，技术力量薄弱， 并且无应用实例。 39
时效分析
设备安装，调试正常后，一个月内可生 一 产出中试产品； 设备安装，调试正常后，一个月内可生 一 产出工业化产品。
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一层6mm厚的气凝胶复合材料可使热水管的 气凝胶复合材料 气凝胶复合材 温度从86度降到30度
气凝胶复合材料 气凝胶复合材料在地下管道上的应用
气凝胶复合材料 气凝胶复合材料可很容易地包裹在汽车的发动机上
气凝胶复合材料 气凝胶复合材料包裹在轮船的发动机和排气管上
气凝胶复合材料 气凝胶复合材料应用在高速列车上
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气凝胶的市场个例
民用冰箱 在美国每年有 3 亿 平方英尺的绝热材料用于冰箱 消耗 20% 民有电量 主要绝热材料为 polyureane foam （R=0.63～0.97）, 有害环境（产生 温室効应， 破坏臭氧层， 然烧产生有毒物质） 使用气凝胶（R=1.76）可以提高绝热效果，节约能源，保护环境。
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气凝胶性能展示
气凝胶块状体
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柔软型气凝胶复合体
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气凝胶材料的生产工艺
水解
Precursor H2O Solvent Catalyst
成型
干燥
反应物
气凝胶材料
部分原料循环使用，反应工程无环境影响 部分原料循环使用，
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气凝胶的应用领域
化工工业 建筑工业 石油工业
运输工业
原油泄漏
航空航天
国防
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气凝胶隔热材料的优势－ 气凝胶隔热材料的优势－续
纳米多孔SiO2气凝胶还具有极高的孔隙 率、极低的密度、极低的声传播速度、 极低的介电常数、极高的比表面积、透 明等优异性能，在热学、光学、声学、 微电子、石油化工、航空航天、节能建 筑等领域具有十分广阔的应用前景。
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气凝胶实例
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气凝胶复合材料
改变世界的绿色材料
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气凝胶隔热材料的优势
面对能源短缺问题，建设节约型社会， 减少热损失和能源浪费、提高热能利用 效率具有重要意义，这势必需要大力发 展隔热保温材料，广泛采用新型优质隔 热保温材料，对我国国防、经济建设的 健康、稳定发展具有重要的现实意义。
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气凝胶隔热材料的优势－ 气凝胶隔热材料的优势－续 SiO2气凝胶是一种新型轻质纳米多孔材料， 具有低密度、高孔隙率、低热导率和低折 射率，是一种新型高效隔热保温材料。纳 米多孔SiO2气凝胶以其独特的结构可有效的 阻止热量的传输的，常温常压下热导率小 于0.013 W/m×K，比静止空气的热导率（ 0.026 w/k·m）还低，是目前热导率最低的 固体材料，可称为超级绝热材料. SiO2可在 高温下稳定工作，最高使用温度可达 1400℃，高温下不分解，无有害气体放出 ，属于绿色环保型材料
国内研究现状 续
据说广东英德埃力生集团与国防科技大 学合作，目前产品已进入市场，价格为 240-360元/平方米(产量低，成本高，估 产量低， 产量低 成本高， 计为中试产品). 计为中试产品
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中试预算
超临界流体萃取装置／60L 溶胶装置 凝胶模具 常压脱水系统 CO2 储存罐 原料 总投资 约 150万元
气凝胶复合材料 气凝胶复合材料包裹在储油罐上
民用领域的应用 的应用
具有高度透光率并能有效阻止高温热辐 射的SiO2气凝胶可以用作太阳能集热器 及其它集热装置的保温隔热材料，大大 提高其实用性。用热导率极低的掺杂 SiO2气凝胶取代聚氨酯泡沫作为冰箱的 隔热材料. 还可以用作楼房建筑的保温， 隔音等,