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
長期以來，我國的傳統(tǒng)工業(yè)經(jīng)濟一直采用靠拼資源、環(huán)境的非循環(huán)性作法，因而導(dǎo)致資源、環(huán)境的惡化；加之我國人口眾多，資源相對貧乏，經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護已成為當(dāng)前我國社會發(fā)展不可回避的問題。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”河和“綠色轉(zhuǎn)型”等策略。所謂循環(huán)經(jīng)濟，本質(zhì)上是一種生態(tài)經(jīng)濟，它要求運用生態(tài)學(xué)規(guī)律而不是機械論規(guī)律來指導(dǎo)人類社會的經(jīng)濟活動。與傳統(tǒng)經(jīng)濟相比，循環(huán)經(jīng)濟的不同之處在于:傳統(tǒng)經(jīng)濟是一種由“資源-產(chǎn)品-污染排放”單向流動的線性經(jīng)濟，其特征是高開采、低利用、高排放。而循環(huán)經(jīng)濟倡導(dǎo)的是一種與環(huán)境和諧的經(jīng)濟發(fā)展模式。它要求把經(jīng)濟活動組織成一個"資源-產(chǎn)品-再生資源”的反債式流程，其特征是低開采、高利用、低排放。所有的物質(zhì)和能源要能在這個不斷進行的經(jīng)濟循環(huán)中得到合理和持久的利用，以把經(jīng)濟活動對自然環(huán)境的影響降低到盡可能小的程度。循環(huán)經(jīng)濟為工業(yè)化以來的傳統(tǒng)經(jīng)濟轉(zhuǎn)向可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟提供戰(zhàn)略性的理論范式，通過有效的綜合利用，維護生態(tài)平衡與提高經(jīng)濟效益兼得，構(gòu)筑了新型的生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈。我國的消費體系仍在形成階段，建立一個資源環(huán)境低負(fù)荷的社會消費體系，走循環(huán)經(jīng)濟之路，已成為我國社會經(jīng)濟發(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)濟社會發(fā)展全局，全方位、全領(lǐng)域、全地域加以推進。
特別是8月11日，我國經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型的頂層設(shè)計文件出爐，由中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于加快經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型的意見》正式對外公布，這是國家層面首次對全面綠色轉(zhuǎn)型作出系統(tǒng)部署，也是黨的二十屆三中全會后公布的第·一份抓改革、抓落實的中央文件，重要意義不言而喻。
所以，加強工業(yè)廢氣的綜合利用，是治理環(huán)境污染培育新的經(jīng)濟增長點的重要舉措。石灰生產(chǎn)是工業(yè)廢氣排放較大行業(yè)之一，在國家對環(huán)境治理要求越來越嚴(yán)格的情況下，應(yīng)變被動為主動，及早對廢氣進行研究和開發(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，自由排放對環(huán)境會造成很大污染。但同時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利國、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)濟價值的二氧化碳?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)目前熱門絕熱材料產(chǎn)品“擠塑板”的特點、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”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
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)泡劑來進行發(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。因為氟利昂更容易控制，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。
自《蒙特利爾議定書》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上可以稱作香餑餑了。
二氧化碳是一種無機物，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。
2、二氧化碳發(fā)泡的擠塑板有什么優(yōu)點呢？
（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；
（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、廣場地面、地面凍脹控制、中央空調(diào)通風(fēng)管道、機場跑道隔熱層、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板無法替代的優(yōu)越性能。它是由聚苯乙烯樹脂及其它添加劑經(jīng)擠壓過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，抗壓強度可達(dá)220-500Kpa。主要技術(shù)優(yōu)勢如下：
1、技術(shù)優(yōu)勢
隨著技術(shù)的不斷進步，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，簡稱 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。
XPS 板在歐美國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、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，無論隔熱效果、施工簡便性、總造價、使用壽命等都比傳統(tǒng)的珍珠巖更具優(yōu)勢。是一種國家倡導(dǎo)使用的新型環(huán)保 節(jié)能材料，
2、主要優(yōu)點：
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)生的濕氣和水無法滲透進其內(nèi)部，能有效地阻止水分子的 進入，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 以下但其抗壓強度達(dá)250Kpa以上，*高可達(dá)500Kpa。無論是人行屋面、非人行屋面、泊車屋面、機場跑道、廣場等負(fù)荷環(huán)境，都可以長期使用， 且積壓中物理指標(biāo)都能始終一致。
保溫性能強：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、保護環(huán)境。
施工成本低：由于質(zhì)輕，所以搬運方便。切割容易，無須電鋸。固定簡單，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”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→低溫擠出→模具→正壓定型→牽引→冷卻→切割→（廢邊造粒 擠出）→產(chǎn)品。同時，新型技術(shù)還具有以下特征：
原料輸送系統(tǒng)采用了真空輸送系統(tǒng)。此系統(tǒng)可以將原料儲存區(qū)和生產(chǎn)區(qū)分開，也有利于車間的安全管理。各組份物料經(jīng)過真空輸送到失重式喂料機（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)定各喂料機的喂料量。整個車間可以做到無塵化管理，喂料過程數(shù)字化全自動控制。配方存儲，成本分析，智能優(yōu)化均可通過先進的DCS控制系統(tǒng)實現(xiàn)。
物料從喂料機落下后進入雙螺桿擠出機，在雙螺桿擠出機的前半段，物料在機筒內(nèi)通過吸收加熱器（包裹在機筒外）的熱量以及螺桿轉(zhuǎn)動時機械能的轉(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）。此時將發(fā)泡劑注入（超臨界二氧化碳）。雙螺桿擠出機將各種物料充分的混合分散后經(jīng)過換網(wǎng)過濾器和適配器進入了冷卻單螺桿擠出機。在冷卻單螺桿擠出機里，充分混合的物料將經(jīng)歷一百度左右的溫度降進入靜態(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。此后物料便進入了模具。從模具出來后，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）。
經(jīng)石灰窯窯頂廢氣回收的CO2儲存于CO2儲罐中。先經(jīng)過增壓泵將2兆帕左右的CO2增壓至8兆帕左右。此時CO2先被注入到一個中間罐中。再通過計量泵將中間罐中的CO2注入到擠出機中。整個系統(tǒng)中增壓泵的壓力和流量控制，以及計量泵的壓力與質(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被注入到機筒中后，在機筒內(nèi)形成超臨界狀態(tài)。
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
從模具出來后迅速膨脹的物料進入了定型臺。定型臺的特富龍表層將幫助3D方向發(fā)泡的物料定型。此時預(yù)成型的XPS板進入了第·一牽引機構(gòu)。第·一牽引機構(gòu)有多達(dá)20組的表面噴砂鋼管組成。在完成牽引的同時也有效去除了XPS板成型過程中的應(yīng)力。從第·一牽引出來的XPS板進入了冷卻輥架。在冷卻的過程中可以實現(xiàn)在線打印，在線軋花，在線去皮，在線開槽等工序。在完成了冷卻過程后，XPS板要進行粗刨來修邊。兩邊粗刨后的板子將進入飛刀切割系統(tǒng)。切割后的板子將經(jīng)過分離輥床進入兩側(cè)精銑系統(tǒng)。在精銑的過程中可以根據(jù)需要設(shè)定不同的銑刀來完成不同的形狀要求，必須搭接口，隼口等等。兩側(cè)精銑過后板子經(jīng)過轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進入兩端精銑系統(tǒng)。此后板子便進入碼垛系統(tǒng)和包裝系統(tǒng)。
（編者說明：文中相關(guān)流程僅供參考，不作為*終實施流程。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”實際設(shè)計后和生產(chǎn)操作規(guī)程（手冊）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
