膨脹珍珠巖以其優(yōu)良的保冷性能一直以來被作為氣體分離設(shè)備中主要的保冷絕熱材料。由于受技術(shù)，資金，服務(wù)意識等多方面因素的影響，膨脹珍珠巖自從我國60年代中期開發(fā)成功并用于深冷保冷領(lǐng)域以來，一直沿用工廠生產(chǎn)，人工充填的方式。而目前，在國際上經(jīng)常采用現(xiàn)場膨脹，自動充填方式，它是將特殊粒度級配的珍珠巖礦砂運到施工現(xiàn)場后，利用可移動式膨脹設(shè)備在現(xiàn)場制造膨脹珍珠巖，并且采用空氣移送的方式實現(xiàn)一體化作業(yè)。其特點有安全，無塵，含水率低等特點而深受到用戶歡迎。

    一.膨脹珍珠巖絕熱機理

    珍珠巖區(qū)別于其它火山巖的最明顯特征，是當(dāng)珍珠巖被迅速加熱至800-1000攝氏度時，玻璃質(zhì)溶化，內(nèi)部結(jié)合水汽化，體積膨脹為原來的10-30倍。膨脹后的珍珠巖內(nèi)部為為微孔結(jié)構(gòu)，這種特有的微孔結(jié)構(gòu)致使珍珠巖具有較低的密度和優(yōu)秀的保冷絕熱性能。

    大家都知道，熱量傳遞是通過傳導(dǎo)，對流和輻射三種方式進行的。低溫設(shè)備要求將上述方式傳遞給低溫系統(tǒng)的熱量減少到盡可能低的程度，從而達到維持低濕系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。根據(jù)大型液化，分離和儲藏設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點，一般采用膨脹珍珠巖普通填充絕熱的方法。由于膨脹后的珍珠巖具有微孔，質(zhì)輕等特點，所以當(dāng)?shù)蜏卦O(shè)備絕熱層充入膨脹珍珠巖后，絕熱層內(nèi)的空氣發(fā)生自然對流所需要的特征尺度非常小。所以，填充膨脹珍珠巖后的絕熱系統(tǒng)中的熱傳遞形式僅可以看作是絕熱材料本身的固體熱傳導(dǎo)和材料間的氣體傳導(dǎo)，實際上這部分的熱流量約占總熱流量的90%以上。而在常壓273-77K條件下，膨脹珍珠巖的平均熱傳導(dǎo)率僅為0.0185-0.029W/M.K，而且熱穩(wěn)定性好，所以，膨脹珍珠巖作為一種非常好的絕熱材料被廣泛應(yīng)用于空氣分離裝置等低溫絕熱系統(tǒng)。

    二.膨脹珍珠巖性能指標(biāo)

    在氣體分離設(shè)備行業(yè)，由于制造廠家的制造技術(shù)和設(shè)計習(xí)慣不同，各廠家對絕熱膨脹珍珠巖的性能要求有所不同，但其內(nèi)容大致相同。

    1.松散密度

    松散密度的大小說明了珍珠巖膨脹效果的好壞。松散密度過大，膨脹不完全，充填密度增加，導(dǎo)熱每當(dāng)增大，松散密度過小，膨脹過度，材料在裝填過程中容易破碎，導(dǎo)致充填密度的增加，導(dǎo)熱系數(shù)隨之增大。實驗證明，保冷絕熱用膨脹珍珠巖的最佳松散密度應(yīng)該控制在35-55KG/M3之間。材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨著密度的變化而不同。

    2.粒度級配

    絕熱材料應(yīng)具有合理的粒度級配，目的是使絕熱材料處于最佳堆積狀態(tài)。粒度過小，材料充填密度增加，致使材料的固體熱傳導(dǎo)增加。粒度過大，充填密度不足，粒子間空氣含量過高，導(dǎo)致絕熱層之間的氣體傳導(dǎo)增加，絕熱性能降低。所以，絕熱材料的粒度分布對實現(xiàn)最佳絕熱效果起著不可忽視的作用。試驗結(jié)果表明，膨脹珍珠巖的最佳粒度分布在1.18-0.15mm之間。

    3.現(xiàn)場膨脹，自動充填的特點

    自動充填方式是指利用可移動式膨脹設(shè)備將按一定粒度級配加工的珍珠巖礦砂在低溫設(shè)備安裝現(xiàn)場進行膨脹，然后利用空氣移送的方式將絕熱材料充填至絕熱層中。它具備以下特點：

    a.可實現(xiàn)全過程自動化控制，能夠確保材料品質(zhì)（密度和粒度控制）

    b.膨脹后直接充填，避免和空氣接觸，含水率極低

    c.可實現(xiàn)封閉作用，現(xiàn)場粉塵少，無環(huán)境污染

    d.避免高空作業(yè)，安全性好

    e.物流費用減少，綜合經(jīng)濟性好

    f.受環(huán)境因素影響小，計劃性好，工期保障能力強

    j.現(xiàn)場生產(chǎn)，現(xiàn)場檢測，品質(zhì)穩(wěn)定性能好。

    綜合以上所述，無論是在絕熱材料的品質(zhì)保障方面，還是在安全，環(huán)保以及經(jīng)濟性方面，現(xiàn)場充填方式均優(yōu)于人工充填方式。所以，現(xiàn)場膨脹，自動充填方式作為一種先進的服務(wù)方式在大中型空氣分離裝置的安裝過程被廣泛采用，并繼之?dāng)U大到大型液化貯槽，LNG罐，LNG運輸船等低溫系統(tǒng)。

    隨著國內(nèi)外氣體工業(yè)的不斷發(fā)展，低溫設(shè)備的制造和使用廠家在絕熱材料的經(jīng)濟性，安全性以及環(huán)境保護方面將越來越受重視。繼現(xiàn)場膨脹，自動充填方式成功應(yīng)用之后，冷箱或貯罐維修時的自動扒砂方式，貯罐充填時的電磁振動方式等代表國際先進水平的技術(shù)裝備和服務(wù)方式，也將逐步被國內(nèi)廣大用戶所接受。