介孔绝热材料节能技术及应用

信息来源：“一带一路”生态产业合作工作委员会

单位简介

公司成立于2017年3月，是国际首家产业化介孔绝热材料的创新科技型企业。公司从科学基础源头创新，开创介孔材料全新合成机理，采用常压水性绿色生产工艺，解决了介孔材料低成本、大规模、绿色化制备的国际难题，真正实现了从0到1的创新。
公司拥有多项核心专利技术（已授权专利27项，在申请专利19项），整体节能率大于30%，主导产品为高效节能的介孔绝热材料系列产品，具有完全自主知识产权，且为国际首创，被鉴定为国际领先水平。

技术原理

本技术是以介孔材料为核心绝热组分，辅以各种无机纤维以及添加剂制备的介孔复合绝热材料。创新性的利用介孔材料独特的纳米孔道结构对热量传递进行阻隔，从而起到了一个优异的绝热效果。
通过对热量传递主要的三个途径“热传导、热对流以及热辐射”进行阻断，从而获得优异的绝热性能。正因为介孔材料具有独特的纳米孔道结构这一特征，因而可以有效阻断三种热量传递方式，从而使得本技术中所述介孔绝热材料拥有比传统绝热材料更为优异的绝热性能。

适用范围

本技术中所述介孔绝热材料可以应用于石油、化工、电力、热网、核电、冷链、窑炉等工业绝热领域，也可以应用于冷库、冰箱、建筑防火保温隔热、交通工具、市政管网等民用领域,还可以应用在航空航天、军工等领域。累计应用案例超400个。

工艺流程及说明

本项目在介孔材料的合成机理上进行创新，采用新型的分子聚集体模板剂，成功研发出适合高温（1000℃）的UNH型和中低温（650℃）的UNM型介孔材料，然后根据该全新的合成工艺设计了新型的自动化萃取反应系统，集介孔材料合成及模板剂去除工艺为一体，用于介孔材料量产。最后根据介孔绝热毡不同性能需求，设计了两种不同的介孔复合绝热纤维毡成型工艺。整个过程均在绿色水性环境下进行，有效降低生产成本，并且环保、高效，适合大规模量产。

主要技术参数

1、300℃热面导热系数≤0.033W/m.K、500℃热面
导热系数≤0.047 W/m.K。仅为传统类保温材料的一半或更低；
2、燃烧等级为A1级不燃；
3、憎水率：憎水率达到98%以上，体积吸水率≤0.6%；在日常使用环境下，不会因为吸水导致性能下降；
4、耐高温性：可以耐受1000℃以上的高温，测试中采用纳米介孔防火保温毡板组装成的构件，1290℃火焰持续灼烧10h以上，材料不发生明显破损。

经济指标

1、项目年碳减排量（折tCO2）
以上述宁波中金案例为例：
改造前每小时散热损失为9.93GJ，改造后每小时散热损失为6.59GJ，减少热量损失3.34GJ/h，按照标煤热值7000kcal/kgce，每年运行8000h计算：
每小时节约热量：(3.34×109) J/h×0.2389cal/J=7.98×105kcal/h
折合年节约标煤：(7.98×105kcal/h×8000h) /7000kcal/kgce=912tce
减排CO2：912tce/a×2.7725t/tce=2528.52t/a；
以上，年节约标煤912tce，年减少CO2排放量2528.52t。
2、年经济效益
年节约标煤收益：912t×1400元/t=1276800元
年节约碳交易额：2528.52t×70元/t=176996.4元
年经济效益：（1276800元+176996.4元）/10000=145.38万元。

工程示范及应用情况

1、宁波中金石化PTA蒸汽管道保温项目，位于宁波石化经济技术开发区岚山片区，改造对象管径DN400-DN500，管内介质温度380℃-545℃，原包裹方案为250mm厚硅酸铝。改造前测试结果：平均环境温度29.1℃下，外表面平均温度为33.59℃。
2、投入应用时间：2020 年 7 月
3、改造方案：拆除旧的管道保温，使用介孔材料与硅酸铝等材料的复合保温方案进行替换。
4、监控1#炉主蒸汽管道外表面温度，使用介孔材料复合方案，平稳环境温度28.6℃下，外表面温平均温度为30.9℃。

推广前景

1、节能标准的提高，促使了新型绝热材料将替代传统材料。
我司介孔绝热材料与传统绝热材料相比具有更轻、更薄、绝热效果更好、更节能等优势。其优异的绝热性能，可大幅降低能耗及生产成本，提高能源利用效率，市场前景可观。
2、全球对节能减排日益重视，各国出台了一系列鼓励使用节能材料的政策。这些政策为优纳介孔绝热材料的推广提供了有力的政策环境，有助于其更快地进入市场。
3、应用领域广泛，拓展了其推广的维度和范围。

获奖情况

2024年：
（1）被国家发改委国家节能中心列入“重点节能技术应用典型案例” ；
（2）被列入国家工信部《国家工业和信息化领域节能降碳技术装备推荐目录》
（3）被国家清洁供热产业列入“绿色低碳重大创新技术”，
（4）被国际权威杂志《美国制造业洞察》评为“亚太地区最佳新材料公司”
2023年：
国家高新技术企业
2022年：
介孔绝热节能技术作为14个节能经典案例之一，入选国家工信部《国家工业节能技术应用指南》
2020年：
(1)江苏省专精特新“小巨人”企业
(2)江苏省能源科学技术进步奖一等奖
(3)入选工信部《国家工业节能技术（装备）推荐目录》。

其他说明

科技成果鉴定：国际领先
2020年6月，经中科院院士、英国皇家学院Fellow及来自复旦大学、吉林大学、东南大学、南京航空航天大学、南京理工大学的教授和国家能源集团等机构的行业专家等为代表的鉴定委员会鉴定，优纳新材自主研发的介孔绝热材料技术创新性强，节能率大于30%，研发成果整体达到国际领先水平，建议加快推广应用。