Ανάλυση της αλυσίδας βιομηχανίας "μόνωσης θερμότητας"

Η αερογέλη είναι σήμερα γνωστή ως το στερεό υλικό με τη χαμηλότερη θερμική αγωγιμότητα και τη χαμηλότερη πυκνότητα. Έχει μεγάλη διάρκεια ζωής, έξοχη απόδοση μόνωσης θερμότητας και έξοχη υψηλή αντίσταση πυρκαγιάς. Είναι γνωστό ως "το μαγικό υλικό που αλλάζει τον κόσμο". Είναι επίσης γνωστό ως "μπλε καπνός" επειδή είναι ελαφρύ σαν ομίχλη και έχει μπλε χρώμα.

Λόγω της έξοχης μόνωσης θερμότητας και άλλων ιδιοτήτων του, χρησιμοποιήθηκε κυρίως στους αεροδιαστημικούς, στρατιωτικούς και εθνικούς αμυντικούς τομείς στο αρχικό στάδιο, και στη συνέχεια επεκτάθηκε σταδιακά στη πετροχημική, τη βιομηχανία, την κατασκευή, τη μεταφορά, την καθημερινή χρήση και άλλους τομείς. στα υλικά μεταφορέων ηλεκτροδίων, τα καταλυτικά υλικά, τα υλικά ανίχνευσης, τα υλικά νανοεστερέωσης, η απελευθέρωση φαρμάκων και πολλοί άλλοι αναδυόμενοι τομείς έχουν μελετηθεί εκτενώς.

Επί του παρόντος, το μεταγενέστερο ρεύμα της αερογέλης συγκεντρώνεται στη θερμική μόνωση των βιομηχανικών αγωγών, όπως τα έργα πετρελαίου και φυσικού αερίου, τη βιομηχανική θερμική μόνωση, και τη θερμική μόνωση κατασκευής κτηρίων. Ταυτόχρονα, θα φέρει τεχνολογικές αλλαγές στους τομείς της θερμικής μόνωσης μπαταριών νέων ενεργειακών οχημάτων.

Σύμφωνα με τα δεδομένα της έκθεσης ανάπτυξης της Εθνικής Χημικής Βιομηχανίας της Κίνας, το παγκόσμιο μέγεθος αγοράς αερογέλης θα είναι περίπου 870 εκατομμυρίων στο 2021, και αναμένεται να φθάσει σε δισεκατομμύριο ΗΠΑ$3.743 δισεκατομμύριο σε 2030, με σύνθετο ετήσιο ρυθμό ανάπτυξης περίπου 17.6% στα επόμενα δέκα χρόνια.

Από την άποψη των νέων ενεργειακών οχημάτων, το αεροτζελ μπορεί αποτελεσματικά να λύσει το πρόβλημα της διατήρησης θερμότητας των μπαταριών φωσφορικού σιδήρου λιθίου σε περιβάλλοντα χαμηλής θερμοκρασίας και το πρόβλημα της θερμικής διαφυγής των τριμερών μπαταριών σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας, και είναι το προτιμώμενο υλικό για τη μόνωση θερμότητας των μπαταριών λιθίου.

Σύμφωνα με τα στοιχεία του το μερίδιο εσόδων της αερογέλης στην αγορά κατασκευής και μπαταριών θα αυξηθεί γρήγορα στο μέλλον.

Επισκόπηση βιομηχανίας αερογέλης

Η αερογέλη γεννήθηκε τα 1931, αλλά δεν ήταν μέχρι τα 1990er που ξένες χώρες άρχισαν να το βιομηχανοποιούν.

Ωστόσο, λόγω του υψηλού κόστους της διαδικασίας ξήρανσης, τα πρώιμα αερογέλα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν μόνο σε αεροδιαστημικούς στρατιωτικούς και πετροχημικούς τομείς.

Η εγχώρια αερογέλη ξεκίνησε σχετικά αργά και η πρώιμη αγορά καταλαμβάνεται από ξένα προϊόντα αερογέλης με υψηλές τιμές και μικρές προσπάθειες μάρκετινγκ.

Στο 2012, ο πρώτος εγχώριος υπερκρίσιμος εξοπλισμός ξήρανσης διοξειδίου του άνθρακα 1000τέθηκε σε παραγωγή, σηματοδοτώντας τη μεγάλης κλίμακας παραγωγή του areogel. Μετά από αρκετές τεχνικές επαναλήψεις, το κόστος παραγωγής μειώθηκε σταδιακά.

Με την αύξηση των εγχώριων πολιτικών, την αύξηση των εγχώριων επιχειρήσεων αερογέλης, την πρόοδο της τεχνολογίας και τη συνεχή μείωση του κόστους, το αερογέλης έχει εισέλθει σε ένα ταχύ αναπτυξιακό κανάλι.

Η αερογέλη είναι ένα στερεό υλικό με νανοπόρη δομή δικτύου και γεμισμένο με αέριο στους πόρους. Αυτή η δομή δεν φέρνει καμία επίδραση συναγωγής, άπειρη επίδραση διαφράγματος, και άπειρη μακρά επίδραση διαδρομής.

Η αρχή της μόνωσης θερμότητας είναι ότι οι ομοιόμορφοι και πυκνοί νανόποροι και η πολυεπίπεδη φρακτυλική μικροδομή πόρων μπορούν αποτελεσματικά να αποτρέψουν τη συναγωγή και να μειώσουν την ακτινοβολία θερμότητας και τη μεταφορά θερμότητας.

Σε σύγκριση με τα παραδοσιακά υλικά θερμικής μόνωσης, η απόδοση θερμικής μόνωσης είναι 2-8 φορές αυτή των παραδοσιακών υλικών, έτσι το ποσό αερογέλης που χρησιμοποιείται είναι λιγότερο κάτω από την ίδια επίδραση θερμικής μόνωσης.

Ο κύκλος αντικατάστασης της αερογέλης είναι περίπου 20 χρόνια, ενώ ο κύκλος αντικατάστασης των παραδοσιακών μονωτικών υλικών είναι περίπου 5 χρόνια, έτσι το κόστος χρήσης ολόκληρου του κύκλου ζωής είναι χαμηλότερο.

Αλλά οι ελλείψεις του είναι επίσης πολύ εμφανείς. Επί του παρόντος, ο σημαντικός παράγοντας που περιορίζει την εφαρμογή αερογέλης στα υλικά θερμικής μόνωσης είναι η ισορροπία μεταξύ κόστους πρώτης ύλης και ζωής.

Σύμφωνα με τα δεδομένα της Aspen, το κόστος υλικού αντιπροσωπεύει περίπου 48% του συνολικού κόστους και το κόστος κατασκευής αντιπροσωπεύει περίπου 44%.

Συγκεκριμένα, το κόστος παραγωγής του αερογέλου συγκεντρώνεται κυρίως στην πρώτη ύλη πηγή πυριτίου, την απόσβεση εξοπλισμού και την κατανάλωση ενέργειας. Μεταξύ αυτών, η απόσβεση εξοπλισμού και το κόστος κατανάλωσης ενέργειας αντιπροσωπεύουν περίπου 60% του συνολικού κόστους της βιομηχανικής αλυσίδας. Η αποτελεσματική μείωση του κόστους εξαρτάται από την ανακάλυψη της διαδικασίας προετοιμασίας αφενός, και αφετέρου μέσω της μεγάλης κλίμακας εκβιομηχάνισης των πρώτων υλών χαμηλού κόστους.

Ως εκ τούτου, η μείωση κόστους της αερογέλης ξεκινά κυρίως από το κόστος ξήρανσης και το κόστος πρώτων υλών.

Αλυσίδα βιομηχανίας αερογέλης

Η αλυσίδα βιομηχανίας αερογέλης περιλαμβάνει προγενέστερους αερογέλους (ανόργανη πηγή πυριτίου και οργανική πηγή πυριτίου), υλικά προϊόντα αερογέλης μέσης ροής και εξοπλισμό παραγωγής αερογέλης, και μεταγενέστερες εφαρμογές.

Ορθοπυριτικό τετρααιθύλιο και λειτουργικό σιλάνιο είναι πηγές πυριτίου. ίνα γυαλιού αισθητή ή κεραμική ίνα αισθητή είναι η μήτρα. ενδιάμεσο και μεταγενέστερο: επεξεργασία υποστρώματος αερογέλης, χρησιμοποιώντας την τεχνολογία για να φορτώσει την πηγή πυριτίου στη μήτρα, στη συνέχεια χρησιμοποιήστε την υπερκριτική διαδικασία για να αφαιρέσετε τις ακαθαρσίες στους πόρους πηκτωμάτων πυριτίου, διαμορφώστε περαιτέρω μια καλή μικροπορική δομή, και έπειτα πραγματοποιήστε τη μετα-επεξεργασία και τις πωλήσεις σε μεταγενέστερους πελάτες.

Προχωρώντας: πηγή πυριτίου (πρόδρομος)

Σύμφωνα με τις διαφορετικές σύνθετες δομές και τα συστατικά, οι πηγές πυριτίου μπορούν να χωριστούν σε οργανικές πηγές πυριτίου και ανόργανες πηγές πυριτίου.

Οι οργανικές πηγές πυριτίου περιλαμβάνουν λειτουργικά σιλάνια όπως το ορθοπυριτικό μεθύλιο (TMOS) και το ορθοπυριτικό αιθύλιο (TEOS)· Οι ανόργανες πηγές πυριτίου περιλαμβάνουν τετραχλωριούχο πυριτίου, πυριτικό νάτριο, κ.λπ.

Επί του παρόντος, η οργανική πηγή πυριτίου είναι η κύρια διαδρομή και οι κύριοι σχετικοί κατασκευαστές περιλαμβάνουν τα νέα υλικά, τα νέα υλικά, τα αέρια κ.λπ.

Μεταξύ αυτών, οι εταιρείες με σημαντικά πλεονεκτήματα κόστους σε ολόκληρη την αλυσίδα βιομηχανίας περιλαμβάνουν νέα υλικά και νέα υλικά.

Τα νέα υλικά είναι ηγέτης στη λειτουργική βιομηχανία σιλάνιου, έχει την ικανότητα παραγωγής τετρααιθυλενίου ορθοπυριτικού άλατος, και έχει ένα σημαντικό πλεονέκτημα κόστους. Η πρώτη ύλη κόβεται στη διαδρομή αερογέλης, η οποία έχει τα πλεονεκτήματα ολόκληρης της αλυσίδας βιομηχανίας. Η Panya Microtrans είναι ο εγχώριος ηγέτης ePTFE και έχει αποκτήσει 60% μετοχών της Dayin Xisheng για να κόψει το πεδίο αερογέλης.

Μέση ροή: προϊόντα αερογέλης

Η υλική χρησιμοποίηση αεροτζελ είναι συνήθως υπό τη μορφή πινάκων μόνωσης αεροτζελ, φιλέτα, χαλιά και άλλα σύνθετα υλικά. Το ίδιο το υλικό αερογέλης έχει χαμηλή αντοχή και υψηλή ευθραυστότητα, και η άμεση χρήση του είναι περιορισμένη. Ως εκ τούτου, συνήθως συνδυάζεται με οργανικά πολυμερή και ενισχυμένα με ίνες υλικά για να προετοιμάσει άκαμπτα και εύκαμπτα υλικά μόνωσης.

Τα κοινά χρησιμοποιούμενα σύνθετα υλικά περιλαμβάνουν την ίνα γυαλιού, το προ-οξειδωμένο καλώδιο, την κεραμική ίνα, κ.λπ. Στη συγκεκριμένη διαδικασία χρήσης, η εξωτερική επιφάνεια του σύνθετου υλικού αερογέλης μπορεί επίσης να ντυθεί με τα υλικά ταινιών, το ύφασμα γυαλιού, κ.λπ. για να αποτρέψει το σύνθετο υλικό αερογέλης από την πτώση και το σπάσιμο, και να εξασφαλίσει περαιτέρω την ακεραιότητά του για να μεγιστοποιήσει την επίδραση θερμικής μόνωσης.

Οι κύριοι κατασκευαστές των προϊόντων αερογέλης περιλαμβάνουν νανοτεχνολογία, νέα υλικά, νέα υλικά, τεχνολογία, νέα υλικά κ.λπ.

Μέσο ρεύμα: Συσκευές αερογέλης

Στη διαδικασία προετοιμασίας αερογέλης, το βήμα ξήρανσης είναι η πιο κρίσιμη διαδικασία.

Το αεροτζελ παρασκευάζεται από την ανόργανη πηγή πυριτίου ή τον πρόδρομο πηγής οργανικού πυριτίου, και το υγρό τζελ προετοιμάζεται με τον έλεγχο του διαλύτη, της θερμοκρασίας, του καταλύτη, κ.λπ., και το υγρό τζελ γερνάει, τροποποιείται και ξηραίνεται για να λάβει αεροτζελ.

Επί του παρόντος, οι κύριες τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται στην εκβιομηχάνιση είναι η υπερκρίσιμη τεχνολογία ξήρανσης και η τεχνολογία ξήρανσης ατμοσφαιρικής πίεσης. Άλλες τεχνολογίες που δεν έχουν ακόμη παραχθεί σε μαζική παραγωγή περιλαμβάνουν την ψύξη κενού και την υποκριτική ξήρανση.

Η υπερκριτική τεχνολογία ξήρανσης είναι η αρχαιότερη τεχνολογία για να πραγματοποιήσει την προετοιμασία παρτίδων του αεροτζελ, και είναι σχετικά ώριμη, και είναι επίσης μια τεχνολογία που χρησιμοποιείται ευρέως από τις επιχειρήσεις αεροτζελ στο εσωτερικό και στο εξωτερικό. Η υπερκριτική ξήρανση μπορεί να διατηρήσει την ανέπαφη δομή σκελετού του πηκτωμάτων κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ξήρανσης.

Κατώτερα: πλευρά εφαρμογής

Με την υποστήριξη των πολιτικών, που βασίζονται στον τεράστιο χώρο αγοράς των προϊόντων αερογέλης, πολλές εταιρείες έχουν εισέλθει στη βιομηχανία αερογέλης, προωθώντας την επιταχυνόμενη επέκταση της παραγωγικής ικανότητας της βιομηχανίας.

Επιχειρήσεις όπως η Σινόπεκ και η ΠέτροΚίνα είναι οι πρώτες που εισέρχονται στον τομέα της μόνωσης αγωγών πετρελαίου και φυσικού αερίου.

Στον τομέα των μπαταριών ισχύος, οι δέκα κορυφαίοι κατασκευαστές μπαταριών ισχύος στον κόσμο, όπως η μπαταρία λιθίου και η τεχνολογία αγοράζουν όλα προϊόντα αερογέλης.

Με την πρόοδο της τεχνολογίας και την περαιτέρω κλίμακα της βιομηχανίας, αναμένεται να αντικαταστήσει σταδιακά τα παραδοσιακά υλικά θερμικής μόνωσης, ειδικά στον τομέα της βιομηχανίας και του εξοπλισμού. Η βιομηχανία συνολικά θα μεταβληθεί από την περίοδο εισαγωγής στην περίοδο ανάπτυξης και ολόκληρη η αλυσίδα βιομηχανίας αναμένεται να εισαγάγει ευκαιρίες ανάπτυξης.