高溫遠紅外涂料是一種對熱源輻射能譜具有較高吸收或發(fā)射率的功能性節(jié)能材料,可直接噴涂于各種爐體上,如工業(yè)鍋爐、電站鍋爐、各種火焰爐、各種電加熱爐等,其受熱面或爐體內(nèi)部,可增強熱源與受熱面或爐體之間的輻射熱交換,從而達到提高爐體熱利用率和節(jié)能的目的。
高紅外輻射涂料的節(jié)能意義重大。
結(jié)果表明,耐高溫遠紅外輻射涂料對窯爐節(jié)能,對加熱爐節(jié)能,對爐內(nèi)傳熱設(shè)計合理,對節(jié)能減排更具有宏觀推動意義。開思新材料研究與開發(fā)人員根據(jù)各種物質(zhì)對光譜、熱反射和吸收的規(guī)律以及輻射的基本規(guī)律,研制了KS-208型遠紅外輻射納米復(fù)合高溫陶瓷涂層,該涂層與遠紅外高發(fā)射納米復(fù)合陶瓷膜相融合,能有效地將熱能轉(zhuǎn)換成遠紅外傳輸能量。
高紅外輻射涂料的節(jié)能機理研究
從紅外輻射加熱機理來看,當(dāng)輻射源的波長與被輻射物的吸收波長一致時,被加熱物會吸收大量的紅外能量,從而改變和加劇其分子內(nèi)部的運動,從而使粒子能態(tài)級發(fā)生由高到低、由低到高的躍遷,而且所輻射的紅外波具有很強的穿透能力,達到升溫加熱的效果。通過光譜分析,物質(zhì)的分子吸收光子后,可以將光子的能量完全轉(zhuǎn)化為分子的振動、轉(zhuǎn)動能量;而物質(zhì)的分子吸收紅外輻射能后,則會促使分子振動、轉(zhuǎn)動能量發(fā)生變化,這種能量在分子內(nèi)部劇烈運動,不斷地使晶格、鍵團的振動相互碰撞,從而加速了摩擦加熱。與此同時,被遠紅外輻射加熱的物體,在被紅外輻射穿透的地方,通常會有高于表面溫度的溫度。工業(yè)爐襯采用高溫遠紅外輻射涂層后,爐面吸收熱量大大增加,縮短了加熱時間,提高了加熱溫度,從而達到節(jié)能的目的。
1.熱源來自于基體吸收熱量后,高溫遠紅外輻射涂層可增加基體表面的黑度,增強輻射傳熱,同時反射部相應(yīng)減小。
2.在常溫下,高溫遠紅外輻射涂料窯爐內(nèi)襯用耐火材料的黑度一般在0.6~0.8左右,隨著窯爐溫度的升高,黑度會大大降低,而紅外輻射涂料能減緩黑度的降低,有時甚至能使其升高。
3.由于基體表面對熱輻射的吸收和輻射,高溫遠紅外涂料的傳熱區(qū)內(nèi)熱輻射的波譜分布發(fā)生了變化,熱源發(fā)出的不連續(xù)波譜轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)波譜,從而促使受熱體吸收熱量。
4.多數(shù)高溫輻射能集中在1~5um波段,如1000℃和1300℃波段,將分別有76%和85%的輻射能集中在該波段,而該波段一般耐火材料的發(fā)射率較低,隨著爐溫的升高,輻射峰值波長會向短波段移動,不利于高溫輻射加熱,高溫遠紅外輻射涂層可彌補這一不足。
實踐表明,采用新型高溫遠紅外輻射涂料涂裝在各種爐型上,能有效降低煙氣的起煙溫度,且具有結(jié)構(gòu)簡單、投資少、適用范圍廣等優(yōu)點,是二十一世紀國內(nèi)外一項重要的節(jié)能產(chǎn)品和技術(shù)。