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    石灰新產(chǎn)業(yè)9|石灰窯回收二氧化碳生產(chǎn)新型絕熱材料

    2024-08-29 08:33:36  來(lái)源：石灰窯生態(tài)圈
    石灰新產(chǎn)業(yè)9|石灰窯回收二氧化碳生產(chǎn)新型絕熱材料
    • 導(dǎo)語(yǔ)
    長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)的傳統(tǒng)工業(yè)經(jīng)濟(jì)一直采用靠拼資源、環(huán)境的非循環(huán)性作法，因而導(dǎo)致資源、環(huán)境的惡化；加之我國(guó)人口眾多，資源相對(duì)貧乏，經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)已成為當(dāng)前我國(guó)社會(huì)發(fā)展不可回避的問(wèn)題。為使兩者相協(xié)調(diào)，在“雙碳”大背景下，提出了“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”河和“綠色轉(zhuǎn)型”等策略。所謂循環(huán)經(jīng)濟(jì)，本質(zhì)上是一種生態(tài)經(jīng)濟(jì)，它要求運(yùn)用生態(tài)學(xué)規(guī)律而不是機(jī)械論規(guī)律來(lái)指導(dǎo)人類(lèi)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。與傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)相比，循環(huán)經(jīng)濟(jì)的不同之處在于:傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)是一種由“資源-產(chǎn)品-污染排放”單向流動(dòng)的線性經(jīng)濟(jì)，其特征是高開(kāi)采、低利用、高排放。而循環(huán)經(jīng)濟(jì)倡導(dǎo)的是一種與環(huán)境和諧的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。它要求把經(jīng)濟(jì)活動(dòng)組織成一個(gè)"資源-產(chǎn)品-再生資源”的反債式流程，其特征是低開(kāi)采、高利用、低排放。所有的物質(zhì)和能源要能在這個(gè)不斷進(jìn)行的經(jīng)濟(jì)循環(huán)中得到合理和持久的利用，以把經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境的影響降低到盡可能小的程度。循環(huán)經(jīng)濟(jì)為工業(yè)化以來(lái)的傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)向可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)提供戰(zhàn)略性的理論范式，通過(guò)有效的綜合利用，維護(hù)生態(tài)平衡與提高經(jīng)濟(jì)效益兼得，構(gòu)筑了新型的生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈。我國(guó)的消費(fèi)體系仍在形成階段，建立一個(gè)資源環(huán)境低負(fù)荷的社會(huì)消費(fèi)體系，走循環(huán)經(jīng)濟(jì)之路，已成為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的必然選擇。
    所謂全面綠色轉(zhuǎn)型，即將綠色轉(zhuǎn)型融入經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全局，全方位、全領(lǐng)域、全地域加以推進(jìn)。
    特別是8月11日，我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型的頂層設(shè)計(jì)文件出爐，由中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于加快經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型的意見(jiàn)》正式對(duì)外公布，這是國(guó)家層面首次對(duì)全面綠色轉(zhuǎn)型作出系統(tǒng)部署，也是黨的二十屆三中全會(huì)后公布的第·一份抓改革、抓落實(shí)的中央文件，重要意義不言而喻。
    所以，加強(qiáng)工業(yè)廢氣的綜合利用，是治理環(huán)境污染培育新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)的重要舉措。石灰生產(chǎn)是工業(yè)廢氣排放較大行業(yè)之一，在國(guó)家對(duì)環(huán)境治理要求越來(lái)越嚴(yán)格的情況下，應(yīng)變被動(dòng)為主動(dòng)，及早對(duì)廢氣進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)利用。
    石灰窯尾氣中含有大量二氧化碳成分，二氧化碳是一種有害氣體，自由排放對(duì)環(huán)境會(huì)造成很大污染。但同時(shí)二氧化碳又是用途廣泛的工業(yè)原材料。石灰窯尾氣中二氧化碳成分占 40%以上。從石灰窯尾氣中回收二氧化碳是一個(gè)利國(guó)、利民、利己的好事。因石灰窯回收二氧化碳既可減少有害廢氣的排放又可回收有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的二氧化碳?xì)猱a(chǎn)品中取得很好的收益是一舉兩得。
    本期文章詳細(xì)介紹石灰窯回收后的二氧化碳生產(chǎn)目前熱門(mén)絕熱材料產(chǎn)品“擠塑板”的特點(diǎn)、用途、技術(shù)工藝等。特別公布了“唐山金泉冶化科技產(chǎn)業(yè)集團(tuán)”旗下“唐山金泉冶化科技產(chǎn)業(yè)有限公司研發(fā)中心”提供的新型產(chǎn)品生產(chǎn)工藝。
    二、二氧化碳發(fā)泡擠塑板的生產(chǎn)工藝和主要優(yōu)點(diǎn)
    1、什么是二氧化碳擠塑板？
    如同饅頭發(fā)酵需要酵母一樣，擠塑板的生產(chǎn)需要發(fā)泡劑來(lái)進(jìn)行發(fā)泡。在擠塑板企業(yè)的生產(chǎn)中，一般使用氟利昂、液化石油氣、乙醇來(lái)作為它的主發(fā)泡劑。
    二氧化碳擠塑板就是用二氧化碳作為主發(fā)泡劑生產(chǎn)的擠塑板。因?yàn)榉焊菀卓刂�，所以，一般常使用它作為擠塑板生產(chǎn)的發(fā)泡劑，也有企業(yè)使用液化石油氣的。但氟利昂破壞生態(tài)環(huán)境，不夠環(huán)保，液化石油氣又太危險(xiǎn)。
    自《蒙特利爾議定書(shū)》發(fā)布后，擠塑板行業(yè)一直積極努力的探索，用更環(huán)保的二氧化碳代替氟利昂作發(fā)泡劑。
    二氧化碳發(fā)泡對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)線和生產(chǎn)技術(shù)要求很高，現(xiàn)在掌握成熟技術(shù)的企業(yè)很少。所以，二氧化碳擠塑板在市場(chǎng)上可以稱(chēng)作香餑餑了。
    二氧化碳是一種無(wú)機(jī)物，是不燃也不支持燃燒的氣體。利用二氧化碳為主發(fā)泡劑生產(chǎn)的xps擠塑板。沒(méi)有水晶反光，不容易掰斷，斷面不平整，表皮更薄，顏色更淡。二氧化碳擠塑聚苯板手感硬度低，表皮更薄，保溫性能好；按壓后下陷程度低，表明它的泡孔穩(wěn)定性更強(qiáng)。
    2、二氧化碳發(fā)泡的擠塑板有什么優(yōu)點(diǎn)呢？
    （1）、二氧化碳發(fā)泡擠塑板的性能好；
    （2）、板材表皮薄，保溫性能更突出；
    （3）、全新料制造的擠塑板，韌性好，壽命長(zhǎng)；
    （4）、按壓不下陷，板材泡孔結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定；
    （5）、板材內(nèi)部泡孔更細(xì)膩，長(zhǎng)期使用保溫性能恒久穩(wěn)定；
    （6）、閉孔承壓高，可做地面墻面高抗壓擠塑板。
    3、適用范圍
    建筑物屋面保溫、鋼結(jié)構(gòu)屋面、建筑物墻體保溫、建筑物地面保濕、廣場(chǎng)地面、地面凍脹控制、中央空調(diào)通風(fēng)管道、機(jī)場(chǎng)跑道隔熱層、高速鐵路路基等
         三、新型超臨界CO2發(fā)泡XPS擠塑板產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)及工藝
    聚苯乙烯泡沫塑料分為膨脹性EPS和連續(xù)性擠出型XPS兩種，與EPS板材相比，XPS板是第三代硬質(zhì)發(fā)泡保溫材料，從工藝上它克服EPS板繁雜的生產(chǎn)工藝，具有EPS板無(wú)法替代的優(yōu)越性能。它是由聚苯乙烯樹(shù)脂及其它添加劑經(jīng)擠壓過(guò)程制造出的擁有連續(xù)均勻表層及閉孔式蜂窩結(jié)構(gòu)的板材，這些蜂窩結(jié)構(gòu)的厚板，完全不會(huì)出現(xiàn)空隙，這種閉孔式結(jié)構(gòu)的保溫材料可具有不同的壓力（150-500Kpa）同時(shí)擁有同等低值的導(dǎo)熱系數(shù)（僅為0.028W/M.K）和經(jīng)久不衰的優(yōu)良保溫和抗壓性能，抗壓強(qiáng)度可達(dá)220-500Kpa。主要技術(shù)優(yōu)勢(shì)如下：
    1、技術(shù)優(yōu)勢(shì)
    隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，新型超臨界CO2發(fā)泡擠塑板技術(shù)不斷涌現(xiàn)，如：擠塑泡沫聚苯乙烯保溫隔熱板，簡(jiǎn)稱(chēng) XPS 板。是以聚苯乙烯為主原料，加上輔料、助劑和防火劑，加熱混 合并注入催化劑，擠壓成型的硬質(zhì)發(fā)泡塑料板。XPS 板具有閉孔蜂窩狀結(jié)構(gòu)，在吸水率、導(dǎo)熱系數(shù)以及蒸汽滲 透系數(shù)等方面均低于其他類(lèi)型板狀保溫材料。具有高抗壓、輕質(zhì)、不透氣、耐腐蝕、不降解等特點(diǎn)。
    XPS 板在歐美國(guó)家是極為普遍的保溫材料。這樣材料特別適合用于倒置式屋面保溫隔熱工藝（up－setdown）的屋面保溫隔熱系統(tǒng)、冷凍庫(kù)、墻體內(nèi)外的保溫隔熱、家庭裝潢等方面。如用于屋面隔熱層，無(wú)論隔熱效果、施工簡(jiǎn)便性、總造價(jià)、使用壽命等都比傳統(tǒng)的珍珠巖更具優(yōu)勢(shì)。是一種國(guó)家倡導(dǎo)使用的新型環(huán)保 節(jié)能材料，
    2、主要優(yōu)點(diǎn)：
    隔熱性能好：吸水率是保溫隔熱材料極其重要的技術(shù)指標(biāo)，吸水率高隔熱性能差。XPS 板為閉孔式結(jié)構(gòu)，其正反兩面都 沒(méi)縫隙，使漏水、冷凝和冰凍及解凍循環(huán)等情況所產(chǎn)生的濕氣和水無(wú)法滲透進(jìn)其內(nèi)部，能有效地阻止水分子的 進(jìn)入，減少和杜絕了因外因造成的老化，該板幾乎可以與建筑物同壽命。
    抗壓強(qiáng)度高：同體積的隔熱保溫材料中，XPS 的容重比小，可達(dá) 35Kg／cm3 以下但其抗壓強(qiáng)度達(dá)250Kpa以上，*高可達(dá)500Kpa。無(wú)論是人行屋面、非人行屋面、泊車(chē)屋面、機(jī)場(chǎng)跑道、廣場(chǎng)等負(fù)荷環(huán)境，都可以長(zhǎng)期使用， 且積壓中物理指標(biāo)都能始終一致。
    保溫性能強(qiáng)：極低的導(dǎo)熱性，極低的吸水率造就 XPS 良好的保溫性能，可以廣泛地滿足公寓、宿舍、辦公寫(xiě)字樓、廠房 等建筑物的隔熱保溫需求，可以用在屋面、地面和外墻中，隔斷屋內(nèi)和自然界惡劣的氣候，減少空調(diào)和供熱的 使用量，降低能源消耗、保護(hù)環(huán)境。
    施工成本低：由于質(zhì)輕，所以搬運(yùn)方便。切割容易，無(wú)須電鋸。固定簡(jiǎn)單，雙面膠、鐵片、鐵絲網(wǎng)或塑料粘合劑均可將 其固定。建筑施工成本低。
    3、超臨界CO2發(fā)泡XPS生產(chǎn)工藝介紹
        經(jīng) “唐山金泉冶化科技產(chǎn)業(yè)集團(tuán)”旗下“唐山金泉冶化科技產(chǎn)業(yè)有限公司研發(fā)中心”提供的工藝流程顯示：XPS擠塑板基本工藝流程為：混料→攪拌→上料→塑化擠出發(fā)泡劑注入→低溫?cái)D出→模具→正壓定型→牽引→冷卻→切割→（廢邊造粒 擠出）→產(chǎn)品。同時(shí)，新型技術(shù)還具有以下特征：
    • 喂料系統(tǒng)：
    原料輸送系統(tǒng)采用了真空輸送系統(tǒng)。此系統(tǒng)可以將原料儲(chǔ)存區(qū)和生產(chǎn)區(qū)分開(kāi)，也有利于車(chē)間的安全管理。各組份物料經(jīng)過(guò)真空輸送到失重式喂料機(jī)（具體數(shù)量根據(jù)生產(chǎn)配方而定）。根據(jù)各物料配方的配比情況設(shè)定各喂料機(jī)的喂料量。整個(gè)車(chē)間可以做到無(wú)塵化管理，喂料過(guò)程數(shù)字化全自動(dòng)控制。配方存儲(chǔ)，成本分析，智能優(yōu)化均可通過(guò)先進(jìn)的DCS控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。
    • 擠出系統(tǒng)：
    物料從喂料機(jī)落下后進(jìn)入雙螺桿擠出機(jī)，在雙螺桿擠出機(jī)的前半段，物料在機(jī)筒內(nèi)通過(guò)吸收加熱器（包裹在機(jī)筒外）的熱量以及螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)機(jī)械能的轉(zhuǎn)化得以塑化使得物料成為熔融狀態(tài)。特殊設(shè)計(jì)的螺桿結(jié)構(gòu)將幫助物料建立一定的系統(tǒng)壓力（150公斤左右）。此時(shí)將發(fā)泡劑注入（超臨界二氧化碳）。雙螺桿擠出機(jī)將各種物料充分的混合分散后經(jīng)過(guò)換網(wǎng)過(guò)濾器和適配器進(jìn)入了冷卻單螺桿擠出機(jī)。在冷卻單螺桿擠出機(jī)里，充分混合的物料將經(jīng)歷一百度左右的溫度降進(jìn)入靜態(tài)混合器，在靜態(tài)混合器里物料再次被混合以消除徑向溫差。此后物料便進(jìn)入了模具。從模具出來(lái)后，由于模腔內(nèi)外的巨大的壓力差，使得物料迅速膨脹（發(fā)泡）。
    • 發(fā)泡劑注入系統(tǒng)：
    經(jīng)石灰窯窯頂廢氣回收的CO2儲(chǔ)存于CO2儲(chǔ)罐中。先經(jīng)過(guò)增壓泵將2兆帕左右的CO2增壓至8兆帕左右。此時(shí)CO2先被注入到一個(gè)中間罐中。再通過(guò)計(jì)量泵將中間罐中的CO2注入到擠出機(jī)中。整個(gè)系統(tǒng)中增壓泵的壓力和流量控制，以及計(jì)量泵的壓力與質(zhì)量流量控制均為閉環(huán)控制。所有的罐體和管道均采取了保溫和恒溫措施以確保CO2的物理參數(shù)的一致性。在CO2被注入到機(jī)筒中后，在機(jī)筒內(nèi)形成超臨界狀態(tài)。
    • 酒精或DME注入系統(tǒng)：
    加入少量的酒精或DME作為輔助發(fā)泡劑可有助于提高CO2在PS中的溶解度和改善工藝條件。9
    • 成型系統(tǒng)：
    從模具出來(lái)后迅速膨脹的物料進(jìn)入了定型臺(tái)。定型臺(tái)的特富龍表層將幫助3D方向發(fā)泡的物料定型。此時(shí)預(yù)成型的XPS板進(jìn)入了第·一牽引機(jī)構(gòu)。第·一牽引機(jī)構(gòu)有多達(dá)20組的表面噴砂鋼管組成。在完成牽引的同時(shí)也有效去除了XPS板成型過(guò)程中的應(yīng)力。從第·一牽引出來(lái)的XPS板進(jìn)入了冷卻輥架。在冷卻的過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)在線打印，在線軋花，在線去皮，在線開(kāi)槽等工序。在完成了冷卻過(guò)程后，XPS板要進(jìn)行粗刨來(lái)修邊。兩邊粗刨后的板子將進(jìn)入飛刀切割系統(tǒng)。切割后的板子將經(jīng)過(guò)分離輥床進(jìn)入兩側(cè)精銑系統(tǒng)。在精銑的過(guò)程中可以根據(jù)需要設(shè)定不同的銑刀來(lái)完成不同的形狀要求，必須搭接口，隼口等等。兩側(cè)精銑過(guò)后板子經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)入兩端精銑系統(tǒng)。此后板子便進(jìn)入碼垛系統(tǒng)和包裝系統(tǒng)。
         （編者說(shuō)明：文中相關(guān)流程僅供參考，不作為*終實(shí)施流程。由于原料的差別以及選用的工藝裝備及操作方式不同，特別是關(guān)鍵的“主料配比、主發(fā)泡劑與輔助發(fā)泡劑及生產(chǎn)助劑等配方組分”尤為關(guān)鍵，實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)以“唐山金泉冶化科技產(chǎn)業(yè)有限公司研發(fā)中心”實(shí)際設(shè)計(jì)后和生產(chǎn)操作規(guī)程（手冊(cè)）的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。）
     
    資料編輯：
    《石灰產(chǎn)業(yè)》編輯部
    2024年08月29日
     
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