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射率的功能性節能材料,可直接噴涂于各種爐體上,如工業鍋爐、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能的目的。
高紅外輻射涂料的節能意義重大。
結果表明,耐高溫遠紅外輻射涂料對窯爐節能,對加熱爐節能,對爐內傳熱設計合理,對節能減排更具有宏觀推動意義。開思新材料研究與開發人員根據各種物質對光譜、熱反射和吸收的規律以及輻射的基本規律,研制了KS-208型遠紅外輻射納米復合高溫陶瓷涂層,該涂層與遠紅外高發射納米復合陶瓷膜相融合,能有效地將熱能轉換成遠紅外傳輸能量。
高紅外輻射涂料的節能機理研究
從紅外輻射加熱機理來看,當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部的運動,從而使粒子能態級發生由高到低、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,物質的分子吸收光子后,可以將光子的能量完全轉化為分子的振動、轉動能量;而物質的分子吸收紅外輻射能后,則會促使分子振動、轉動能量發生變化,這種能量在分子內部劇烈運動,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,同時反射部相應減小。
2.在常溫下,高溫遠紅外輻射涂料窯爐內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內熱輻射的波譜分布發生了變化,熱源發出的不連續波譜轉變為連續波譜,從而促使受熱體吸收熱量。
4.多數高溫輻射能集中在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,且具有結構簡單、投資少、適用范圍廣等優點,是二十一世紀國內外一項重要的節能產品和技術。