开泰利 燃气催化红外技术

技术原理

技术原理:催化氧化反应

天然气与空气在触媒催化层的作用下发生催化氧化反应,产生3~7μm波长的红外线,其中触媒催化层的作用是加速反应速率,本身不会被消耗,整个过程是一种比普通燃烧剧烈数千倍的无火焰燃烧反应。

红外辐射加热以电磁波的形式传递热量,不需要任何媒介,热损失小。当被加热分子受到某种频率的红外线照射时,辐射源的辐射能谱与被加热物分子产生共振吸收,加速分子内部的热运动,从而达到升温加热的目的。

节能机理

匹配吸收;当红外辐射源的发光谱频率与涂层的吸收频带对应时,则该辐射能可直接作用于化学键,形成谐振状态和引起化学键的断裂,以达到快速干燥与固化的目的。由此可以看出,红外线的波长频谱与涂料的吸收频谱的匹配度越高,其烘干固化的效果就越好。

吸收波段:羟基和羧基分子键在23.5μm高效匹配吸收,工业涂装涂料绝大多数品种都含有羟基和羧基,所以催化红外可用于水性漆、素粉涂料等,同时也适用于PUPVC人造革烘干等。

化学基团吸收波段表
化学基团吸收波长(μm)相关组分
羟基2.7~3.3水、碳水化合物
脂肪族碳氢键3.25~3.7油脂、碳水化合物、蛋白质
羰基(脂)5.71~5.76油脂
羰基(酰胺)5.92蛋白质
氮氢键2.83~3.33蛋白质
碳碳双键4.44~4.76不饱和油脂
30mm钢板涂层升温曲线对比
30mm钢板涂层升温曲线对比
相对辐射能谱曲线
相对辐射能谱曲线

技术优势

对比陶瓷蜂窝催化红外

  开泰利触媒催化红外 陶瓷蜂窝催化红外
对比项目 评分 说明 评分 说明
安全性 ★★★★★ 最高温度500℃,低于燃点,防爆 ★★ 最高温度900℃,高于燃点,不防爆
制备工艺 ★★★★★ 比表面积可达100~200m2/g,活性组分可直接通过浸渍负载到载体上,制备工艺简单 ★★★ 比表面积<10m2/g,需通过涂覆的方式才能把活性组分负载到载体上,制备工艺复杂
燃烧效率 ★★★★★ 由于径向扩散、强化涡流混合传质方面的优势,燃气和空气接触更充分,燃烧过程更彻底 ★★★ 由于传质与传热一定程度上受阻,燃烧效率低
实用性 ★★★★★ 密度仅为0.2~0.3g·cm-3,轻便利于安装,通过简单的裁剪可以形成不同的形状的发光板 ★★ 密度为2~3g·cm-3,不易安装,形状基本固定,不易轻易改变其形状

对比传统热风对流

节能

烘干节能20%~50%——被烘干物质直接吸收,中长波红外线不加热空气,避免了热空气对流传导等热损失

增效

工业烘干快3倍以上,大大提高生产效率——分子共振原理,涂料对波长2~3.5μm的中长波高效匹配吸收;水对波长3μm、5~7μm的红外线也高匹配的吸收带

减排

通过节能减排30%以上——不排放NOX或CO,同时催化部分VOC

省地

设备体积小——各种应用设备相比传统设备占地不到1/3,大大提高了厂房空间利用率,节省房租成本

安全

无焰防爆——发光板表温最高540 ℃ ,远低于天然气燃点682℃,七大安全措施,欧盟防爆认证

研发历史

碳资产管理模式,涂装干燥能耗管理软件,催化红外系列标准制定

涂料固化炉、水分烘干炉和大空间取暖案例落地

启动应急取暖设备研发

与浙江大学催化团队合作,第二代催化棉实现水性生产,催化棉性能的全球领先

北京石油化工学院催化实验室合作,第一代催化剂批量生产,500平实验演示区落成

与“北京工业大学”催化团队合作,一代催化剂的小试和中试

一代催化红外板自产,CE、EX认证,小型红外烘房“铁皮MINI”

与国外催化公司合作,研发多款全自动涂装烤灯,用于汽车钣喷中心

技术应用

应用行业说明
涂装工业家用电器、交通工具以及它们的一些零部件的表面涂饰漆的干燥固化。包装容器、防腐涂料的烘干
轻纺工业/纺织业棉纱脱水、人造纤维织物热定型及织物拉幅烘干、羽绒生产过程中的连续烘干,涤纶切片
塑料业注塑过程加热,原料树脂的干燥、泡沫皮革的硬化、各种乳胶、糊状树脂的脱水硬化加工、各种胶带的粘接剂的干燥、涤纶、棉纶混纺带坯及热成型绵塑水管的烘干
造纸业特种纸张的涂敷、上色、胶化、上光、印花墙纸等等的干燥,瓦楞纸烘干,油毡生产线的原纸烘干
制革和制鞋业染色及本色皮革、毛皮等的干燥,胶膜活化
烟草食品加工业烟草、茶叶、干菜及各种水果的脱水干燥,面包,饼干的烘烤,食品保温加热,罐头内层涂漆烤干,果脯、方糖烘烤,花生、瓜子、板栗、大米等无砂红外炒熟
农副业粮食烘干,竹制品除虫,雏鸡孵化保温,牧草干制,蔬菜种子干燥
木材工业木质装饰板的印刷,板类树脂加工,木材的干燥,家具的涂饰烘烤
机电工业

电键绝缘漆烘烤,地道及隧道内电机烘干去潮,荧光粉烘干,砂芯的

干燥,电焊条烘干

化学工业试剂干燥,聚合材料加热,硅酸铝纤维脱水
公路建设渣油(沥青)熔化
建材业玻璃纤维毡干燥,绝缘薄膜干燥,玻璃纤维窗纱干燥等
医疗卫生中草药、人参、鹿茸的干燥
取暖工厂大型车间取暖、人造环境取暖、舞台取暖、家庭取暖
红外陶瓷粉保健内衣、保健服、床上保健用品、各种保健纺织品

三大技术

贵金属高分散技术

技术手段

载体经特殊酸腐蚀,竞争吸附剂,表面活性剂

抗高温失活技术

技术手段

氧化铈、氧化硅

催化剂放大技术

技术手段

制备工艺优化及设备改造

催化剂先进性

燃气催化红外技术的核心是催化剂,催化剂的质量直接决定了应用产品质量和寿命。目前国外几家相关公司生产工艺各不相同,质量也参差不齐。开泰利采用前沿的水性生产工艺生产的纤维状催化剂对比国外同类产品有很大的优越性,在催化剂配方、催化剂分布、热稳定性以及活性方面表现十分突出(详见表)

催化剂 开泰利 法国sunkiss 美国贺利氏
LPG催化温度(℃) 100 130 138
NG催化温度(℃) 160 200 202
500℃下转化率 98% 90% 90%
700℃下4h活性变化 无明显变化 失活43% 失活32%
寿命(h) 5万 未知 未知
催化剂均匀度 均匀 底层不均匀 里外不均匀
成分 PtCe其他多种助剂 PtCe PTCe

应用工程先进性

水性制备工艺

采用水性生产工艺,制备流程无需酸性处理,对环境友好

红外加热数据库

累积不同行业、不同工件、不同工况加热升温数据库,实现上线即生产

实验模拟能力

自建实验测试线,保证设计满足工件真实生产需求。

模块化生产

模块化生产组装,大幅降低企业设备应用与维护成本

物联网系统控制

通过特征视觉识别或者红外扫描识别,自动调整运行功率

标准体系

燃气低温催化红外技术在我国依然是新兴技术,行业层面和国家层面都没有相关的标准。开泰利自2021年底依托中国表面工程协会、中国机械工程学会、中国节能行业协会以及北京工业大学、浙江大学等高校平台,开始进行行业标准体系建设。

低温燃气催化红外技术的标准体系,一方面有利于技术在各个行业的普及推广,更重要是在一定程度上避免国内的代理公司进行技术上的虚假宣传。国内的代理公司在过去多年的推广过程中,因为缺少技术沉淀,做了很多失败的案例。标准规范的缺失不但影响了技术的推广,并且在安全方面也也给应用企业带去了很多隐患,所以开泰利将在接下来两三年,推动该技术的标准体系化建设,包括起草、评审生效和标准推广。

标准名称生效时间表
《燃气催化红外应急领域应用标准》2022年5月
《低温催化红外板通用技术标准》2022年7月
《低温催化红外技术在涂装领域应用标准》2022年12月
《低温催化红外在大空间供暖领域应用标准》2022年12月
《低温催化红外在粮食烘干行业应用标准》2023年4月
《低温催化红外卧式烘干机应用标准》2023年7月
《低温催化红外在家庭供暖行业应用标准》2023年8月
《燃气低温催化剂性能检测标准》2023年12月
《涂料中长波红外固化参数标准》2023年12月

专利清单

申请号专利名称状态应用领域
CN201620696173.6一种便携式红外加热装置授权标准产品
CN201720480798.3一种恒定气流阀授权技术模块
CN201821881870.4一种红外反射房体结构授权涂装
CN201821881876.1一种用于控制红外辐射发光板燃气流量的控制结构授权技术模块
CN201920895980.4一种模块化工业烘漆装置授权涂装
CN201920895979.1一种移动式红外烘漆设备授权标准产品
CN201921090436.9一种用于高大空间的燃气红外取暖装置授权空间供暖
CN201921086369.3一种燃气红外取暖装置授权应急供暖
CN201921892547.1一种油墨印刷烘干设备授权油墨行业
CN202020971438.5一种基于红外发光技术的烘干设备授权干燥设备
CN202020971437.0一种发光板光线分配装置授权标准产品
CN202020968073.0一种喷涂流水线用的烘干设备授权涂装
CN202021901355.5一种补漆烘干设备及烘房授权标准产品
CN202121702926.7水性漆流平固化一体式烘道授权涂装
2019SR1173512卡泰里工业烘干线控制系统软件V1.0授权涂装
2019SR0926046新型地铁乘客动态热舒适评价软件授权空间供暖
2019SR0926051地铁车站PM2.5浓度预测软件V1.0授权空间供暖
2019SR1050320基于BinaryLogistic模型运用哑变量开窗行为预测软件V1.0授权空间供暖
CN201811360454.4一种用于控制红外辐射发光板燃气流量的控制结构实质审查技术模块
CN201811360453.X一种红外反射房体结构实质审查标准产品
CN201910515755.8一种模块化工业烘漆装置实质审查涂装
CN201910516395.3一种移动式红外烘漆设备实质审查标准产品
CN201910627535.4一种用于高大空间的燃气红外取暖装置实质审查空间供暖
CN201910627396.5一种燃气红外取暖装置公开应急供暖
CN201910692947.6一种核壳结构催化燃烧催化剂及其制备方法实质审查催化剂
CN201910692934.9一种催化燃烧催化剂及其制备方法实质审查催化剂
CN201910704938.4一种地铁乘客热环境敏感程度分类方法实质审查空间供暖
CN201910776641.9基于BinaryLogistic模型运用哑变量预测开窗行为的方法实质审查空间供暖
CN201910817249.4一种龙门式烘烤设备实质审查标准产品
CN201921433088.0一种龙门式烘烤设备授权标准产品
CN201921433993.6一种红外干燥装置及烘烤设备授权标准产品
CN201921564197.6一种便于调节的悬臂式烘烤设备授权标准产品
CN201910888598.5一种悬臂式烘烤设备实质审查标准产品
CN201921563372.X一种悬臂式烘烤设备授权标准产品
CN201910951737.4一种基于支持向量机算法预测窗户状态的方法实质审查空间供暖
CN201911071554.X一种油墨印刷烘干设备实质审查油墨行业
CN201911121140.3一种金属粉末烘干设备实质审查涂装
CN201921979062.6一种金属粉末烘干设备授权涂装
CN201911314252.0一种颗粒物的传送装置实质审查粮食烘干
CN201922290080.X一种颗粒物的传送装置授权粮食烘干
CN201922290079.7一种烘干房及其密闭门授权涂装
CN202010484125.1一种喷涂流水线用的烘干设备实质审查涂装
CN202010486798.0一种基于红外发光技术的烘干设备实质审查涂装
CN202110402749.9一种大型工件用烘干系统及烘干方法实质审查涂装
CN202110588464.9一种水性合成革的烘干装置、生产线及烘干方法实质审查涂装
CN202121166581.8水性合成革的烘干装置及生产线审查中人造革烘干
CN202110843983.5一种水性漆流平固化一体式烘道及烘干方法实质审查涂装
CN202121861303.4一种大型工件用烘干系统授权涂装

科研项目

产品系列