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我看到了一切_岭南仨人【完结】(350)

  碳化硅纳米管内部的常温水蒸气,在零摄氏度附近,会一下子变成液态,这种突变的后果非常严重,黏稠的液态水导致管道被堵住了,提取纯净水的效率下降到了之前的千分之一左右。

  进一步实验中,碳化硅纳米管内部的水蒸气,一旦环境温度低于零下23.6摄氏度,就会迅速从水蒸气状态,凝华成为固态的冰,直接将碳化硅纳米管内部堵死。

  也就是说,碳化硅纳米管不能在低于零摄氏度的环境下使用,不然效率会直线下降,甚至直接停摆。

  但是这个实验也是非常成功的。

  原因就是他们通过实验,验证了远距离低成本输水的设想,既然150米的管道不需要太多额外的做功,就可以实现超净水的提取和输送,那后续就可以考虑不断延长管道,实验从沿海向内陆的低成本输水。

  特别是从低海拔沿海地区,向高海拔地区输水,对于这种以水蒸气为输送形式的碳化硅纳米管而言,能耗和在平原地区输送,其实是差不多的。

  张树立团队就测试过提高管道的倾斜角度,只要倾斜角不超过30度,并不影响提取和输水的效率。

  毕竟水蒸气本来就会自动向高空漂浮,一定的倾斜度,可以借助水蒸气本身的浮力抵消掉地球重力,在这种纳米尺度上,这种抵消更加显著。

  至于低温凝水结冰的问题,在北方地区其实也无关紧要,毕竟北方的农业生产集中在春夏秋,冬天除了大棚和农业工厂之外,并没有太多用水。

  完全可以在春夏秋三个季节全力提取输送纯净水,冬季停工维修,或者直接将管道掩埋在地下深处,加上保温层。

  一般掩埋深度大于3米,就基本可以保证管道内部的温度常年高于零摄氏度。

  按照实验室的结果,目前管道每天的输水效率,为管道的横截面积乘以1914,即管道横截面积每平方米每天输水1914立方米,每年可以输水698610立方米。

  一条内部直径10米的管道,每年可以输水5493万立方米的超净水。

  不过江淼也清楚,这个技术要落地,管道成本是非常关键的问题。

  目前该类型的碳化硅纳米管制造成本,预估大概在每吨11万左右,其密度为1.8克每立方厘米。

  抽水净水管道中,大约三分之一是碳化硅纳米管,三分之二是环氧树脂。

  横截面积一平方米的管道,每米长度中,需要使用环氧树脂0.79吨,特制碳化硅纳米0.59吨,加上密封合金连接件和保护外壳,总成本差不多是每米5万元。

  假设现在需要从渤海沿海,建设一条直径10米的输水管道到老哈河上游源头,全长350公里左右。

  单单是管道投资成本就是1.37万亿元,预计可以使用40年左右,每年折旧成本至少342.5亿,然而这么多投入,仅仅只能获得5493万立方米超净水,每立方米超净水的需要623元的折旧费。

  显然这是不划算的投资。

  但是这并非没有解决方案。

  那就是采用阶梯水库和高差自然输水模式。

  比如在沿海地区,寻找高度合适的山地,将水输送到山地的高处,利用落差和地形,让水向北流,借助周边的河道和水库,源源不断向北输水。

  以江淼设想的老哈河项目为例子,可以在山海关附近的沿海建设输水管道,来到山海关西北方向的祖山,借助青龙河河道建设阶梯水库,向北逆向输水,其中祖山段大概只需要建设5公里输水管道。

  到青龙河源头的三十家子镇,向西北跨越山脉,同样是建设5公里输水管道,就可以抵达老哈河上游源头的黄土梁子镇。

  这样一来,全线只需要建设10公里左右的输水管道,加上每一个阶梯水库的低成本抽水站。

  不过这个成本仍然很高。

  如果真要应用在远距离低成本输水上,只能期待工艺成熟和改进之后,让特制输水管道的成本可以降下来,不然远距离输水肯定玩不转。

  当然,这并非真的没有办法。

  比如通过挖掘隧道,替代特种输送管道,加上阶梯水库逐级向上提水。

  而碳化硅纳米管只需要在沿海源源不断提供淡水,以及在阶梯水库,建设几十米的抽水管。

  那碳化硅纳米管道的使用量将下降到几百米左右,10米直径的抽水管道,每米长度的投资成本大概就是392.5万元左右,后期大规模生产还可以压低一些。

  不过其中的基建投资却提上来了。

  输送隧道、阶梯水库,这些投资大概需要几百亿。

  如果布置100条这样的管道,每年输水54亿立方米,按照最节约的方案,整个项目投资大约在2000亿左右,项目预期可以高效运行40年,每年折旧费50亿,收益为54亿立方米淡水,平均每立方米淡水的投资成本为0.925元。

  明显还是偏高。

  除非特种输水管道的成本下降到原来的三分之一左右,那每立方米淡水的投资成本才会下降到0.39元。

  对于这个情况,江淼并没有太失望,毕竟饭要一口一口吃,他向张树立团队嘱咐道:

  “你们团队接下来的任务,一方面是配合公司,对这个产品进行工业化量产。”

  “没问题,老板。”张树立宛如小鸡啄米。

  “另一个任务,则是想办法降低碳化硅纳米管和特种输水管道的生产成本,在同样需要和生产部门配合。”

  “是。”

  海陆丰公司有专门的技术工业化管理部门,即技术应用部。

  这几天技术应用部的人已经行动了起来,一方面是组织相关研究人员,研究高效率、低成本的量产工艺;另一方面,则是让人事部尽快安排人员,组建一个全新的事业部,来主导该项目的深度开发和商业化营运。

  此时这个部门的经理王安国、副经理宋孝杰也在这里。

  同样是技术研发出身,却长期从事工业量产管理工作的王安国,比单纯的科研团队,对于技术量产方面,更加有心得,他这几天已经看了特种碳化硅纳米管的技术。

  “老板,这是初步的改进方案,请过目。”

  江淼边看边问:“你们还真是有效率,不到三天就拿出了3个改进方案。”

  “术业有专攻,张博士并没有主导过专业的技术投产规划和工艺改良。”王安国笑着说道:

  “第一个改进方案最简单,也是最容易实现的,碳化硅纳米管道在输水管道中只占30%左右,剩下的70%为环氧树脂,但环氧树脂并不一定需要完全填充管道内部,我们的工程师计划采用发泡泡沫,作为中间的填充材料,既可以起到保温和支撑的效果,还可以减少整体重量和成本。”

  江淼已经看到了这个改进方案的预估参数;减少32%的重量,每立方米减少成本8000元左右。

  “第二个方案,是外壳和密封合金环,原来的工艺在实验室自然无伤大雅,但是这工业量产中,显然是不适合的。”王安国侃侃而谈的继续补充道:

  “因此我们采用了公司的新材料硅藻豆丝,这东西可以一体成形,加上密封圈之后,完全符合要求,预计让整体重量再下降35%,同时每立方米成本再下降7000元。”

  “第三个改进方案,张博士团队之前采用直接烧结沉积工艺,再使用更加细小碳化硅纳米管,一点点钻过去,这个工艺太复杂了,而且良品率太低了。我们计划采用多次烧结,每一次只烧结内壁的八分之一,连续烧结八次。”

  江淼并没有否认这个方案,因为技术应用部已经进行过超算模拟计算,得出的结论是这种内壁结构,并不影响水分子的常温蒸发。

  如果采用第三个方案,预计特种碳化硅纳米管的每吨成本,会从11万元下降到6.7万元左右。

  这会让每立方米特种输水管道的成本下降1.3万元,加上前面两个改进方案,一共可以减少2.8万元,总成本压低到每立方米2.2万元。

  虽然还没有达到理想状态的三分之一,但后期继续改进,还有很大的下降空间。

  比如豆丝成本下降、能耗成本下降、用水成本下降,这些成本都会影响下游产品的生产成本。

  “你们技术应用部尽快安排技术的落地。”

  王安国严肃地回道:“交给我们,我们一定不负老板的重托。”

  “嗯,辛苦你们了。”江淼看了看手表的时间,便和众人告别,因为他要赶过去京城一趟。

  现在是十一月七日。

  而今年的院士增选结果将在两个星期后,在京城进行正式公布。

  不仅仅是江淼获得了工程院院士,连林书雅也获得了工程院院士。

  主要是书雅挂名的海绵电池技术,引发了国内的产业变革,加上时间是上半年,因此经过评选委员会的内部讨论,在六月份的时候,又加上了林书雅的名字。

  江淼早就知道了评选的结果。

  由于夫妻俩不能坐飞机,又考虑到临期过去,容易被人摸清楚时间,因此两人提前在不同的时间过去。


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