廉价天然气在碳纤维制造中的好处

当在碳纤维制造设施设计中纳入某些条件时，使用天然气的使用趋势可能导致经济和性能效益。虽然电力被认为是可靠的，并且在世界的许多地区在世界上的许多地区时，它是一种昂贵的选择，谈到工业用途。

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为了开发经济的碳纤维材料，行业正在努力考虑制造过程的所有阶段的解决方案。欧洲杯足球竞彩天然气的用法可以在解决经济学挑战方面发挥重要作用。

本文介绍了有助于转移到燃气机组和具有热均匀性和更好控制的混合气体/电动设计的进步，并旨在减少热转换方法中消耗的公用事业。示例是说明还提到了益处。

通用植物概念

未来的碳纤维设施必须从头划痕计划，以便以最低可能的成本运营。该行业主要关注降低整体效用消费，但能源仍占与碳纤维制造有关总成本的5％至10％。

根据特定区域的天然气或电力便宜，碳纤维厂必须适于利用两种选择中的一种，从而实现最低的运营成本。

然而，多年来，波动的能源市场将使问题复杂化。因此，最佳的解决方案是具有混合设计的通用工厂，其中相同的设备可以在天然气或电力上运行。2020欧洲杯下注官网

混合技术必须集中在碳纤维线中使用的氧化烤箱上，因为这些烤箱将最多的能量消耗近4到1的倍数。原因是延长的纤维停留时间和高过程大气化妆流速，与碳化步骤相比，所需的碳化步骤聚丙烯腈（PAN）氧化过程。

用于加热氧化炉的能量为碳纤维线中使用的总能量的32％至40％。因此，在该阶段的任何削波中的功率成本将转化为碳纤维线一般运营费用的关键降低。

通用技术及其在实践中的工作原理

氧化通常包括四到八个热带，分布在两到四个大量设备上。2020欧洲杯下注官网相反，碳化炉可能在一块设备内有四到十个区域。2020欧洲杯下注官网

烤箱简单且包含冗余加热装置，它们可以消耗10倍的能量，如低温或高温碳化过程（OMNIA，LLC，2012），因此碳化过程倾向于使混合热技术的最大值受益。混合炉通过了成本/益处分析，但用碳化炉，它不太清楚。

特征氧化炉区由横跨一组电加热元件的再循环风扇吹气组成，从而增加了再循环空气的温度。温度控制器控制提供给这些加热元件的电力，并在光纤处理室内保持编程的特定温度。通过混合烘箱，将添加间接，将串联的气体燃烧热交换器与电气元件串联。

The first temperature controller i.e., gas fired heat exchanger, set point would be manually fixed lower than the second temperature controller i.e., electric elements, as seen in Figure 1. This is so that the first heater would add a pre-defined amount of energy, and the second heater would complete the task to carry the recirculating air up to the necessary process temperature.

如果不需要气体，则气体加热器将被设置为零，电气元件将执行所有任务。如果需要加热源的组合，当电力公司在高峰时段期间要求减少消费时，可以在两个加热器之间分配负荷。如果烤箱在启动上快速加热，则两个加热器都可以设置为100％输出，从而实现比单个单位更快的加热。

图1。混合加热过程。

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当前和未来的能源生产和消费趋势

与过去几年的估算相比，今天对能源行业的估算大大不同。目前的趋势受到新供应发现的剩余供应盈余和一般需求减少的影响。

这改变了世界各地市场的能量动态。公司可以在未来的这些地缘政治范式转变中受益。

近年来在北美公用事业市场近年来一直存在局面的转变。One of the shifts is seen in the increased production of natural gas deposits in the U.S. Gulf Coast, the Marcellus region in the eastern portion of the U.S. including New York, Ohio, West Virginia, Pennsylvania, and a small portion of Virginia, the Eagle Ford Shale in southern Texas, and the Haynesville Shale in Louisiana.

北美和其他地方最近的发现鼓励能源专家和决策者专注于天然气作为主要司机，以追求减少温室气体排放等各种目标，减少对外国石油的依赖，缓解能源价格尖刺的影响，并加快过渡到可再生燃料。

天然气在北美能源基础设施中的作用将是显着的。图3说明了美国的天然气产量远高，在美国的其他部分中的成本远低得多。华盛顿政策制造商，DC支持盈利投资环境标准，持续扩张，因此，该行业继续增加其对基础架构的投资。这将保持工业消费者较低的天然气价格的趋势，大约在所有类别中的电力低得多。

随着碳纤维氧化烤箱和低温炉技术仍然沉重的能量用户，燃气技术将影响多年的投资决策。哈珀国际在电动，燃气和混合烤箱和炉技术领先地位。

杂交氧化技术对运营支出的理论案例研究 - 杂交氧化技术

这里有三条碳纤维线的理论分析和各种氧化能源对运营费用（OPEX）的影响。

1-3米 - 现行行业标准生产规模;线2-4米 - 即将到来的生产规模;线3-5米 - 未来的生产规模。还将查看两条供电的两种供电方式。

• 场景1 - 电氧化
• 场景2 - 气体氧化

哈珀的标准过程模型使用这些过程参数作为输入来估计通过在三条线中加热氧化系统所消耗的预期能量。然后，这些能量消耗价值乘以来自美国能源信息管理局的短期能源前景的电力和天然气的工业部门成本。结果如图4所示。

图4。计算的氧化年费，2014年。

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天然气的好处是不断如此伟大。图5说明了6年的成本。

图5。计算氧化年费，2008年。

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天然气和电热的成本在世界其他地区更接近。关闭电网需求量低的高峰时间是具有成本有效地加热电力而不是天然气的理想时间。

气体燃烧低温碳化对运营支出的影响

这里选择选择气体或电气低温（LT）碳化炉的效果，了解问题的难度。当过程温度上升时，它会导致气体加热效率降低。

在建模气体和电能消耗时，假设适度温度曲线和基本区计数。图6说明了加热LT炉的生产成本基于2014年的实用费用。图7说明了相同的计算结果，而是基于2008年的实用程序成本。

图6。计算出年度成本低温碳化，2014年。

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图7。计算出低温碳化年成本，2008。

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2008年，加热A低温碳化炉电力比天然气的电力便宜。今年是一个不一致的，市场力量瞬间膨胀美国天然气的成本。

这种分析表明，即使在诸如美国等天然气成本较低的地方，与电力成本相比，选择不断明显。在这里，加热源的偏好如下：良好的电烤箱，气体LT;更好的 - 气体烤箱，气体;和最佳 - 混合烤箱，喘气。

这种良好/更好/最佳的气体场景与电热供暖适用于天然气不断较低的成本能源的区域。在世界各地的地区，它可能会有所不同。因此，混合厂设计普遍有益。

其他考虑因素

可靠性

在一个混合氧化系统，通过冗余加热源可以实现更高的可靠性。电加热元件和气体烧制的热交换器应尺寸为总加热负载，使得它们可含有完全电气或完全气体加热。

因此，通过冗余的简单可靠性将完成。在一个加热源发生故障的情况下，另一个可以保持操作直到可以改变故障单元时的操作周期结束。

每日运营

电力公司公司制定的客户合同往往会在夏季期间的峰值需求期间增加昂贵的罚款，例如夏季的中期日期。为避免这种情况，发电厂可以在这些时间降低生产。

例如，在夏季，工业煤气厂经常在日期的时间内降低其低温空气分离单元的输出。然而，这不能之后是碳纤维线，因为运动过程中输出的减少，例如减慢线速度，会改变时间/温度配方，从而损坏产品纤维。

减少运动期间电力使用的唯一方法将是在高峰时段期间使用天然气将负荷的一部分重定向到二次加热技术。

高温和超高温炉

本文不涵盖碳纤维线中的最终热处理步骤，即高温（HT）和超高温（UHT）。这些技术在1200°C和2800°C之间起作用。

当加工温度增加时，天然气的有效性降低，因此天然气通常可用于250℃的氧化炉，并且在800℃下的LT炉。但是，这不是HT和UHT炉的可行选择。电加热是这些技术的理想技术。

这些信息已被源，审查和调整哈珀国际提供的材料。欧洲杯足球竞彩

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