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陆续玄武岩纤维产业发展的技术路线选择 王宝琛 王飞凌 目前，，，我国自主开发的陆续玄武岩纤维制备技术分为两种，，，别离为火焰法与全电熔法。。 ????一、、、火焰法 在以耐火砖为主结构的玄武岩窑炉内，，，通过炉顶天然气纯氧（或热空气）点火或其他物理步骤产生的火焰（如等离子焰）把热能直接送到玄武岩熔体上理论，，，或以这种加热方式为主再辅以底部电极加热，，，进行熔制、、、澄清以及成形的出产过程及其技术就是火焰法。。 火焰法小型单元炉没有底部辅助电极，，，只有炉顶天然气点火加热。。这种小型单元炉，，，目前在业内是主流。。但是，，，由于能耗高、、、出产成本高，，，产品性价比低，，，选取这种技术的绝大无数企业都处于严重吃亏、、、濒临破产状态。。发展方向是火焰法池窑，，，顶部选取纯氧天然气点火，，，底部辅助电极加热，，，这种“气电结合”步骤。。目前这种火焰法池窑技术是制备玻璃纤维的绝对主流技术，，，这些玻纤窑炉的运行都极度成熟与成功的，，，出格是单元窑，，，险些成为玻纤池窑拉丝窑型设计的尺度。。人们致力于把这种技术移植到陆续玄武岩纤维制备上，，，经过有限次的试错，，，至今未能得到成功。。近两年，，，有人另辟蹊径，，，一改纯天然火山石原料为配方原料（即掺入大比例的非火山石），，，实现了1万吨/年和3500吨/年火焰法池窑出产线投产运行。。 ????二、、、全电熔法 在以耐火砖为主结构的玄武岩窑炉内，，，通过电极（如石墨、、、钼、、、二氧化锡等）或（和）其他物理步骤（如等离子法等）把电能直接送到高温的玄武岩熔体内，，，进行熔制、、、澄清以及成形的出产过程及其技术就是全电熔技术。。 我国陆续玄武岩纤维全电熔法制备技术始于2002年的国度863打算，，，实现了全电熔法小型单体炉拉丝装置。。直到2016年，，，在陆续玄武岩纤维全电熔法拉丝制备技术方面获得突破性进展，，，实现了千吨/年全电熔法池窑技术中试，，，选取多排推动式电极，，，熔体液面深度可达1300mm，，，产品单丝直径集中在9-22μm之间，，，综合单元电耗为3.0-3.5kwh/kg，，，阐发出优良的节能成效；；；在本地电价0.51元/度的情况下，，，制备成本降落到6000元/吨。。2018年1200吨/年电熔法池窑出产线（“一拖八”，，，选取400孔漏板）正式投产运行，，，安稳运行3年多，，，验证了窑炉寿命可达到3年以上。。 迄今为止，，，陆续玄武岩纤维制备技术，，，对于纯天然火山石原料仅保留在年产千吨级池窑技术水平上，，，并且仅为全电熔法。。 三、、、两种技术路线的比力 玄武岩高温熔融体的特点是导热性差、、、粘度大，，，料性短，，，也是制备陆续玄武岩纤维的难度地点。。 （一）火焰法 火焰法技术比力成熟，，，直接早年苏联（现俄罗斯和乌克兰）引进，，，经玻纤人结合国情稍加改进，，，就投入使用。。在产业化过程中露出出的最大问题是出产成本高、、、性价比低。：：艽笏缴希，，这是步骤自身物理结构缺点造成的。。 1、、、热利用率低 此法，，，天然气从炉顶喷入点火，，，其火焰直接加热玄武岩熔体理论，，，绝大部门热量（60%以上）通过熔体理论反射被尾气带走。。由于玄武岩高温熔体导热系数较低，，，仅为玻璃高温熔体的1/10，，，热传导速度极慢，，，小型单元炉熔体液面深度仅能维持15cm左右；；；万吨/年的火焰法玄武岩配料池窑选取底部电极辅助加热，，，液面深度能维持到50cm。。熔体在炉内呈盘状结构，，，熔体比理论积大，，，散热大，，，通过保温资料流失的热量大于10%。。如此，，，现实热利用率不到30%。。 2、、、熔炼质质量不高 由于火焰法熔体液面浅，，，澄清与均化段不能得到充分均化，，，熔炼质量不高。。 3、、、废气排放 天然气点火产生硫化物、、、氮化物等废气排放。。 4、、、温室气体排放 天然气作为化石能源点火有大量CO2温室气体排放。。 5、、、设备投资较大 由于天然气点火废气排放，，，必要治理措施。。热利用率低必要采取余热利用措施。。此外，，，纯氧点火还必要制氧设备。。此三项大大增长了设备投资。；；；鹧娣ǖ牡ピ蹲试寄1.1-2.0万元/吨。。 （二）全电熔法 与火焰法相比，，，全电熔法有比力凸起的优势。。 1、、、熔炼质量高 由于电熔技术是基于熔体在高温熔融状态下拥有导电性的道理，，，将电能输入熔体内部加热，，，电极垂直布局就实现了垂直溶解，，，年产千吨级的全电融法池窑池深可达 1.2 m以上，，，因而有较长的澄清与均化段，，，池内高温等温区较深，，，玄武岩的熔制与均化质量较好。。 2、、、节能 由于在熔体内部直接加热、、、垂直溶解、、、池深以及液面冷料覆盖原因，，，溶解率高、、、热效能高。。首先，，，电极直接插入熔体内部加热，，，焦耳热能得到充分利用。。其次，，，熔体液面深，，，其深度靠近熔炉内直径，，，熔体比理论积较。。，，且靠近最小值。。这种几何结构较之火焰法盘状结构散热面积小好多。。再其次，，，熔体液面冷料覆盖，，，形成冷炉顶，，，削减了热消散。。 3、、、低碳 全电熔技术没有火焰法点火天然气的碳排放，，，其碳排放只决定于电网电源结构。。若是使用水电或其他可再生能源，，，就能够实现零碳排放。。 4、、、投资少 由于没有火焰法纯氧点火天然气，，，就不必要投资尾气环保治理设备和制氧设备；；；并且全电熔法液面冷料覆盖，，，也不必要投资余热利用设备。。全电熔法的单元投资约莫为0.8万元/吨。。 5、、、成本优势 由于节能成效显著以及固定资产折旧较少，，，拥有显著的成本优势。。 四、、、陆续玄武岩纤维产业化技术选择 （一）技术选择的凭据 首先是，，，在市场竞争中可存续发展的问题。。我在《陆续玄武岩纤维产业发展的思虑》中指出了，，，陆续玄武岩纤维面对机能相当的E-CR玻纤的强烈竞争，，，处于极度不利的劣势状态，，，制作成本的玻纤化是实现陆续玄武岩纤维在市场中可存续发展即产业化的必要充分前提。。因而，，，PINNACLE选择应该是投资最小、、、制作成本最低的技术路线。。 其次是，，，节能环保问题，，，选择能耗强度最低、、、“三废”排放至少的技术路线。。 再其次，，，温室气体排放问题，，，选择CO2排放至少的低碳或零碳技术路线。。 （二）技术选择的蹊径依赖 企业的蹊径依赖是企业的惯性依赖，，，也是一种惰性，，，使我们思想固化，，，阻扰我们思想转换做出新的选择。。 由于陆续玄武岩纤维的出产流程与陆续玻璃纤维的出产流程有着几何的类似性，，，因而不少人极力引用目前盛行的、、、极度成熟的玻纤的出产技术，，，这就是纯氧点火池窑技术。。 自从1988年普洱玻纤厂全套引进日本以单元炉为窑型的池窑拉丝出产线以来，，，玻纤行业沿着这条技术蹊径驰骋了30多年，，，从引进时的4000吨/年出产线，，，发展到10多万吨/年出产线，，，把玻纤的价值做成了“白菜价”，，，成就斐然。。这些窑炉技术的运行都极度成熟与成功，，，出格是单元窑，，，险些成为玻纤池窑拉丝窑型设计的尺度。。但是，，，行业的原创性技术是什么？就只有一项，，，就是用纯氧助燃包办了热空气助燃。。没有根基的原创性技术就靠这条引进的技术跑了30年，，，企业已经形成了蹊径依赖，，，必然要面对困境。。这个困境就是碳排放问题。。国内外碳税政策的执行，，，以及国度对碳排放的总量与强度的双控政策落实，，，这条技术路线的发展远景并不乐观。。 好多人想把玻纤行业的这种成熟的技术路线移植到陆续玄武岩纤维出产上来，，，现实上移植的是蹊径依赖，，，这不是明智的选择。。 （三）产业化技术路线的选择 凭据以上分析，，，很明显，，，陆续玄武岩纤维产业可产业化的技术路线选择，，，就是全电熔技术路线。。这个技术路线是投资最小、、、成本最低、、、绿色环、、、低碳的技术路线。。选取这种技术路线出产出来的陆续玄武岩纤维才是21世纪绿色纤维，，，实至名归。。 全电熔法与可再生能源结合可实现零碳发展，，，齐全实现CDM（清洁发展机制）。。其中有几种组合模式可供参考。。 1、、、小水电群+全电熔 在水网蓬勃的地域，，，如四川的雅安和乐山等地，，，小水电群成了地域性电网，，，又有丰硕的玄武岩矿石，，，极度适合选取这种技术模式发展陆续玄武岩纤维产业。。 2、、、（光伏+储能）+全电熔 ????在安阳时长的地域，，，如新疆、、、内蒙以及四川西部等地域，，，能够“光伏+储能”模式发展散布式能源，，，加之这些地域玄武岩矿丰硕，，，可当场取材，，，极度适合选取这种技术模式发展陆续玄武岩纤维产业。。 3、、、（风电+储能）+全电熔 在风力资源丰硕的地域，，，如新疆、、、内蒙、、、黑龙江、、、沿海以及四川西部等地域，，，能够“风电+储能”模式发展散布式能源，，，加之这些地域有玄武岩矿资源，，，可当场或就近取材，，，适合选取这种技术模式发展陆续玄武岩纤维产业。。 4、、、（景致互补+储能）+全电熔 在光伏资源微风力资源都丰硕的地域，，，如新疆、、、内蒙、、、黑龙江以及四川西部等地域，，，能够“景致互补+储能”模式发展散布式能源，，，加之这些地域有玄武岩矿资源，，，可当场或就近取材，，，适合选取这种技术模式发展陆续玄武岩纤维产业。。 （四）关于全电熔法 关于全电熔法技术，，，按产业化要求，，，目前还不成熟，，，还必要在现丰年产千吨级中试基础上，，，集中优势的人力资源，，，采取小步快跑战术，，，加快产业化技术开发。。凭据我们仿照推算，，，年产5000吨全电熔池窑，，，原料本地化，，，选取1200孔漏板，，，供电电价0.35元/度（四川某地电价），，，就可使出产成本达到0.4元/吨以下，，，根基具备成能力先优势。。若是池窑规模扩大到年产1万吨，，，供电价值0.7+元/度，，，出产成本也能够达到0.3+元/吨，，，加上低碳优势，，，齐全具备成本竞争优势。。
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