20 气凝胶超级绝热材料保温节能技术
一、技术名称：气凝胶超级绝热材料保温节能技术
二、适用范围： 建材行业 陶瓷、玻璃、耐火材料等窑炉保温；原油贮罐及管道保温；化工、化肥设备管道保温等
三、与该节能技术相关生产环节的能耗现状
1．平板玻璃窑炉墙砌筑及保温、能耗情况
玻璃窑炉的炉体保温材料一般为轻质保温砖、磷酸盐珠光体、珍珠岩等，这些保温材料的导热系数较高，通常在0.05 W/m•K（常温）以上，即使使用厚度较大，散热量仍然很大。玻璃窑炉体散热量可占玻璃熔化总能耗的1/3。而美国、日本等发达国家仅通过提高保温材料性就能取得约30%的节能效果，与国外先进水平相比，我国璃窑炉能耗比国外高30%左右。
2．陶瓷行业炉窑保温、能耗情况
目前，我国陶瓷行业的辊道窑都是标准化、系列化设计制造，辊道窑外壁散热热耗高达20%以上。我国陶瓷工业的能源利用率与国外相比差距较大，发达国家的能源利用率一般高达50%以上，而我国仅达到28～30%。
四、技术内容
1.技术原理
使用气凝胶超级绝热材料，替代或部分替代传统绝热材料。由于本材料的绝热性能远远优于传统的绝热材料，所以在使用时表面能量损失极少，具有明显的节能效果或可实现更优秀的保温设计方案。同时，气凝胶材料为A1级不燃材料，因此安全环保，使用效果稳定，寿命长。
2.关键技术
（1）气凝胶中纳米级孔洞中的空气不能自由流动，消除了空气对流传热；
（2）气凝胶中高达80%以上的成分是空气，固体成分少，且热传导路径细长，从而大大减轻了固体热传导；
（3）纳米级孔洞的孔径（大部分为20～50nm）小于空气分子自由程（70nm），大大减弱了空气分子发生碰撞而形成的热传导；
（4）存在大量的气固界面，并添加了特殊的遮光剂，大大阻隔了热辐射。
3.工艺流程
气凝胶超级绝热保温材料的立体结构及分子结构见图1。
O O O O O O
图1气凝胶超级绝热保温材料的立体结构图和分子结构图
五、主要技术指标
1．适应从-273～1000℃范围的工程保温应用；
2．导热系数0.015～0.018 W/m·K；
3．完全憎水且防水，部分型号按需要可设计成透水汽，避免了传统保温材料吸潮而导致的隔热保温性能下降和对管道、设备的腐蚀等问题。
六、技术应用情况
该技术于2012年通过中国建材联合会组织的科技成果鉴定。目前，该技术已经在浮法玻璃生产线上、陶瓷生产线、油田蒸汽管道、原油贮罐的罐顶保温、光热发电高温管道保温上成功使用，节能效果明显。其中，在玻璃窑炉上使用后的散热率可下降6%～10%。
七、典型用户及投资效益
典型用户：江苏华尔润玻璃集团、江苏油田、克拉玛依油田、益科博能源（上海）有限公司、江西新阳陶瓷有限公司
典型案例1
建设规模：500t/d浮法玻璃生产线节能改造项目（改造后510 t/d)。主要技改内容：在原外表面去除较少的角钢，将气凝胶材料及辅材安装上去，在其外表面使用角钢焊接固定好。施工不需停产，不影响生产。主要设备包括气凝胶超级绝热材料（高温型、中温型）、保温棉、玻纤毡和角钢等。节能技改投资额240万元，建设期10天。每年可节能1174tce，年节能经济效益约为200万元，投资回收期约1.2年。
典型案例2
建设规模：540t/d浮法玻璃生产线节能改造项目。主要技改内容：在原外表面去除较少的角钢，将气凝胶材料及辅材安装上去，在其外表面使用角钢焊接固定好。施工不需停产，不影响生产。主要设备包括气凝胶超级绝热材料（高温型、中温型）、保温棉、玻纤毡和角钢等。节能技改投资额214万元，建设期10天。每年可节能2008tce，年节能经济效益为180万元，投资回收期约为1.2年。
八、推广前景和节能潜力
预计到2015年可在浮法玻璃行业推广50条生产线，建筑陶瓷行业推广5000条生产线，有色金属、钢铁等行业可推广30%，可形成的年节能能力为65万tce。
20 气凝胶超级绝热材料保温节能技术
一、技术名称：气凝胶超级绝热材料保温节能技术
二、适用范围： 建材行业 陶瓷、玻璃、耐火材料等窑炉保温；原油贮罐及管道保温；化工、化肥设备管道保温等
三、与该节能技术相关生产环节的能耗现状
1．平板玻璃窑炉墙砌筑及保温、能耗情况
玻璃窑炉的炉体保温材料一般为轻质保温砖、磷酸盐珠光体、珍珠岩等，这些保温材料的导热系数较高，通常在0.05 W/m•K（常温）以上，即使使用厚度较大，散热量仍然很大。玻璃窑炉体散热量可占玻璃熔化总能耗的1/3。而美国、日本等发达国家仅通过提高保温材料性就能取得约30%的节能效果，与国外先进水平相比，我国璃窑炉能耗比国外高30%左右。
2．陶瓷行业炉窑保温、能耗情况
目前，我国陶瓷行业的辊道窑都是标准化、系列化设计制造，辊道窑外壁散热热耗高达20%以上。我国陶瓷工业的能源利用率与国外相比差距较大，发达国家的能源利用率一般高达50%以上，而我国仅达到28～30%。
四、技术内容
1.技术原理
使用气凝胶超级绝热材料，替代或部分替代传统绝热材料。由于本材料的绝热性能远远优于传统的绝热材料，所以在使用时表面能量损失极少，具有明显的节能效果或可实现更优秀的保温设计方案。同时，气凝胶材料为A1级不燃材料，因此安全环保，使用效果稳定，寿命长。
2.关键技术
（1）气凝胶中纳米级孔洞中的空气不能自由流动，消除了空气对流传热；
（2）气凝胶中高达80%以上的成分是空气，固体成分少，且热传导路径细长，从而大大减轻了固体热传导；
（3）纳米级孔洞的孔径（大部分为20～50nm）小于空气分子自由程（70nm），大大减弱了空气分子发生碰撞而形成的热传导；
（4）存在大量的气固界面，并添加了特殊的遮光剂，大大阻隔了热辐射。
3.工艺流程
气凝胶超级绝热保温材料的立体结构及分子结构见图1。
O O O O O O
图1气凝胶超级绝热保温材料的立体结构图和分子结构图
五、主要技术指标
1．适应从-273～1000℃范围的工程保温应用；
2．导热系数0.015～0.018 W/m·K；
3．完全憎水且防水，部分型号按需要可设计成透水汽，避免了传统保温材料吸潮而导致的隔热保温性能下降和对管道、设备的腐蚀等问题。
六、技术应用情况
该技术于2012年通过中国建材联合会组织的科技成果鉴定。目前，该技术已经在浮法玻璃生产线上、陶瓷生产线、油田蒸汽管道、原油贮罐的罐顶保温、光热发电高温管道保温上成功使用，节能效果明显。其中，在玻璃窑炉上使用后的散热率可下降6%～10%。
七、典型用户及投资效益
典型用户：江苏华尔润玻璃集团、江苏油田、克拉玛依油田、益科博能源（上海）有限公司、江西新阳陶瓷有限公司
典型案例1
建设规模：500t/d浮法玻璃生产线节能改造项目（改造后510 t/d)。主要技改内容：在原外表面去除较少的角钢，将气凝胶材料及辅材安装上去，在其外表面使用角钢焊接固定好。施工不需停产，不影响生产。主要设备包括气凝胶超级绝热材料（高温型、中温型）、保温棉、玻纤毡和角钢等。节能技改投资额240万元，建设期10天。每年可节能1174tce，年节能经济效益约为200万元，投资回收期约1.2年。
典型案例2
建设规模：540t/d浮法玻璃生产线节能改造项目。主要技改内容：在原外表面去除较少的角钢，将气凝胶材料及辅材安装上去，在其外表面使用角钢焊接固定好。施工不需停产，不影响生产。主要设备包括气凝胶超级绝热材料（高温型、中温型）、保温棉、玻纤毡和角钢等。节能技改投资额214万元，建设期10天。每年可节能2008tce，年节能经济效益为180万元，投资回收期约为1.2年。
八、推广前景和节能潜力
预计到2015年可在浮法玻璃行业推广50条生产线，建筑陶瓷行业推广5000条生产线，有色金属、钢铁等行业可推广30%，可形成的年节能能力为65万tce。