硅胶生产线节能改造项目可行性报告.docx

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1、 档案号：QK-369垦利三合新材料科技有限责任公司5万吨/年硅胶生产线节能改造项目可行性研究报告编制单位：山东齐鲁石化工程有限公司工程咨询证号：工咨甲21820070007二九年十二月 项目建设单位：垦利三合新材料科技有限责任公司建设单位法人代表：张松房编制单位：山东齐鲁石化工程有限公司编制单位负责人：刘士河项目负责人：刘建国总工程师：宋守刚项目经济负责人：王清荣 编制人员：杨 继 徐林刚 李向荣 于海赢 宋 砥高 斐 杨 辉 栗 亮 于中海 王清荣张兴江 原东波 祝 捷 徐登甲校对人员：刘建国 史 耕 翟晓群 穆振贵 阮坤邦赵 平 顾 军 陈 瑞 审核人员：崔海云 张 平 曲志坚 马振明

2、高光胜 卞丽云 郭章顺 王玉洁 审 定：宋守刚目 录第一篇 总论1第一章 可行性研究的主要结论和建议1第一节 项目建设的依据和必要性1第二节 改造方案3第三节 主要技术经济指标及结论4第二章 项目范围、依托条件、人力资源及实施计划6第一节 项目范围6第二节 项目建设的依托条件6第三节 组织机构与人力资源配置6第四节 项目实施计划7第二篇 市场分析8第一章 产品市场分析8第二章 产品价格预测10第三篇 工程技术方案研究12第一章 装置规模与产品方案12第一节 装置规模12第二节 产品方案12第二章 工艺技术、设备及自动化17第一节 装置改造方案选择17第二节 主要设备26第三章 建设地区条件30

3、第四章 总图及土建32第一节 总图运输32第二节 土建35第五章 公用工程38第一节 给水、排水38第二节 供电46第三节 供热、供风50第四节 通风和空调设计50第六章 辅助生产设施52第一节 维修设施52第二节 管理设施和生活设施52第三节 分析化验52第四篇 生态环境影响分析53第一章 环境保护53第二章 劳动安全卫生与消防56第一节 劳动安全卫生危害因素及后果分析56第二节 设计中采取的主要防范措施57第三节 预期效果59第四节 消防59第三章 能源利用分析及节能措施60第一节 概述60第二节 能耗分析60第三节 节能措施63第五篇 投资估算与资金筹措64第一章 投资估算64第二章 技

4、术经济评价67第一节 编制依据与原则67第二节 生产成本费用估算67第三节 财务分析70第四节 不确定性分析70第五节 风险概率分析70第六节 财务评价结论71 第一篇 总论第一章 可行性研究的主要结论和建议第一节 项目建设的依据和必要性一、编制依据1、垦利三合新材料科技有限责任公司5万吨/年硅胶生产线节能改造项目可行性研究报告委托书。2、垦利三合新材料科技有限责任公司提供的原料组成数据及公用工程现状。 3、中国石油化工集团公司暨股份公司石油化工项目可行性研究报告编制规定。二、项目实施的必要性和有利条件1、项目实施的必要性目前垦利三合新材料科技有限责任公司硅胶系列产品属于高技术绿色产品，其技术

5、含量高，产品质量优良。该产品采用硅酸钠与硫酸反应，经过老化、酸改性、碱改性、水洗、表面改性、烘干、粉碎分级、包装后制得产品。目前的生产工艺采用低浓度的生产工艺，水洗次数较多，用水量较大，产品烘干过程中产生的水蒸汽没有回收而直接排放。制胶、老化、酸改性、碱改性、水洗、表面改性过程中产生的废水未经处理排放，不仅对环境造成污染，而且也对水资源造成极大浪费；蒸汽烘干用热源蒸汽量大；原产品制造工艺既浪费能源又污染环境，急需进行技术改造，实现节水、节能降耗，减少污染物排放。2、项目改造的有利条件（1）有可靠的技术基础。目前垦利三合新材料科技有限责任公司拥有硅胶生产装置和生产技术，并经过多年的不断的技术探索

6、，积累了许多生产技术经验，而且均用于过装置的实际验证。（2）公用工程设施齐全。垦利三合新材料科技有限责任公司水、电、汽、风等公用工程设施齐全，可充分利用现有的公用工程设施。（3）不需新增土地。装置改造部分在原装置内进行技术改造，新增反渗透水处理部分建在公司原有预留地上。因此不需新征土地。2、申请单位基本情况垦利三合新材料科技有限责任公司位于垦利县经济开发区内，公司现有总资产47500万元，其中固定资产22300万元，流动资产13200万元，资产负债率41.36%。公司现为国家级高新技术企业，银行信用等级为AA+。公司始建于2000年，现有职工770人，其中技术人员238人，占职工总数30.9%

7、。公司生产区距荣乌高速公路1公里，距东营港70公里，距永安机场1公里，交通便利。公司目前经济实力雄厚。2008年公司年产动力锂离子二次电池负极材料600吨，实现销售收入12000万元，利税1700万元，其中税金1100万元，利润600万元，国内市场占有率25%；氨基酸系列产品3000吨，实现销售收入32000万元，利税4300万元，其中税金2500万元，利润1800万元，国内市场占有率9%； 硅胶系列产品50000吨，实现销售收入51250万元，利税8700万元，税金4500万元，利润4300万元，出口创汇500万美元，国内市场占有率8%。公司于2002年建成垦利三合新材料科技有限责任公司技术

8、开发中心，现为市级技术开发中心。目前技术开发中心拥有各类专业人才86名，拥有各种仪器72台，经过近几年的发展，公司技术开发中心已经能独立开发新产品，同时，公司每年拿出销售收入的3%-5%作为研发经费，积极开发新产品。公司技术开发中心 2003年开发成功500吨/年精氨酸产品，于2004年建成投产，2004年成功开发出50000吨/年硅胶系列产品，于2005年底投产，目前该两项目经营状况良好。2008年公司技术开发中心开发出200吨/年改性天然石墨球产品，200吨/年高等级通用型沥青碳纤维产品，5000吨/年球形纳米碳酸钙产品。公司科研实力较强。公司于2001年通过ISO9001：2000国际质

9、量管理体系认证，公司严格按ISO9001：2000国际质量管理体系进行管理，管理能力较强。三、编制原则和指导思想1、本次节能改造本着节约投资、精简定员的原则，结合垦利三合新材料科技有限责任公司实际情况，努力做到安全可靠、技术先进、经济合理。优化工艺技术，使装置改造后满足技术先进、成熟可靠、经济合理、操作维护方便等要求。提高装置的技术含量，降低能耗。2、本次节能改造设计重视环境保护，严格控制环境污染，严格遵守国家及当地的有关环境保护、劳动安全卫生等方面的法规，采取坚实有力的措施减少污染物的排放。做到三废治理和安全卫生保障措施与工程建设同时进行。3、本次节能改造提高自动化控制水平和劳动效率，降低操

10、作工人劳动强度，使装置操作方便、维护简单。4、充分依托现有的公用工程和辅助生产设施，尽可能地节省建设投资，力争改造投资省、效益好。5、改造设计严格执行国家、行业以及当地政府的有关现行标准、规范和法规，做到公正、客观、科学的反映建设项目的实际情况。6、改造后装置的“三废”排放严格执行国家及当地政府制定的有关标准和规定。 第二节 改造方案该项目的主要改造内容是在原工艺的基础上通过添加垦利三合新材料科技有限责任公司自己开发的稀释剂、稳定剂，增加酸、碱模板剂、老化剂、酸改性剂、碱改性剂、表面改性剂的添加量，并对相关设备进行技术改造，实现废水回收利用，减少蒸汽用量，达到节能目的。1、泡花碱化料过程中使用

11、的热源蒸汽冷凝后回用。2、增加烘干隧道，与原有隧道进行串联，提高烘干热效率；烘干的热源蒸汽产生的低压、低温蒸汽采用喷射式热泵提温、提压后循环回用，降低烘干过程一次蒸汽用量。物料烘干产生的水蒸汽冷凝后部分回用。3、采用高浓度生产工艺制造硅胶产品，节约新鲜水用量。4、增设超滤反渗透装置和循环用反应釜，将制胶、老化、酸改性、碱改性、水洗、表面改性工艺排放的废水回收至水处理车间，用超滤反渗透装置脱盐淡化处理后将水打回回收水储存罐回用，将反渗透装置处理后的浓水送至污水处理站处理后排放。新增反渗透水处理回收设备安装在新建水处理厂房内，并对原有生产厂房进行相关改造。6、硅胶产品水洗由原来的串洗8次降为6次。

12、 第三节 主要技术经济指标及结论一、主要技术经济指标表1.1-1 主要技术经济指标汇总表序号项目名称规格单位数量备注改造前改造后1生产规模104t/a5.06.02产品方案2.1细孔硅胶（A型硅胶）孔容 ml/g 0.350.45104t/a0.30.352.2B型硅胶孔容 ml/g 0.60.85104t/a0.30.352.3粗孔硅胶孔容 ml/g 0.81.0104t/a0.30.42.4C型硅胶孔容 ml/g 0.50.7104t/a0.40.52.5硅胶猫砂孔容 ml/g 0.81.2104t/a0.60.72.6微粉硅胶孔容 ml/g 0.91.6104t/a0.60.72.7粗孔

13、微球硅胶孔容 ml/g 0.81.1104t/a0.30.352.8变压吸附硅胶孔容 ml/g 1.22.0104t/a0.30.352.9硅胶干燥剂 孔容 ml/g 0.91.5104t/a0.30.352.10蓝色硅胶孔容 ml/g 0.91.2104t/a0.30.352.11硅铝胶 孔容 ml/g 0.40.7104t/a0.60.72.12柱层层析硅胶孔容 ml/g 0.70.9104t/a0.70.93年操作时间天3003004主要原料用量4.1泡花碱纯度95%(wt)104t/a89.64.2硫酸纯度98%104t/a2.53.04.3酸模板剂纯度99%(wt)104t/a0.1

14、20.184.4碱模板剂纯度99%(wt)104t/a0.250.484.5稀释剂纯度99%(wt)104t/a00.274.6稳定剂纯度99.5%(wt)104t/a00.4324.7老化剂纯度99.5%(wt)104t/a0.1750.3124.8酸改性剂纯度99.5%(wt)104t/a0.1750.3364.9碱改性剂纯度99.5%(wt)104t/a0.1750.3364.10表面活性剂纯度99.5%(wt)104t/a0.04350.1055主要公用工程用量5.1新鲜水t/h449.09208.835.2电力380/220VkWh/h176538525.31.6MPa 蒸汽t/h2

15、37.32246.505.5仪表空气Nm3/h1201265.6三废排放量6.1废水t/h419.4202.086.2废气t/ h27.788.336.3废渣t/ h0.2670.3337定员人3604208占地面积104m2/ /9单位能耗t标煤/t4.123.6010改造工程总投资万元520010.1建设投资万元495210.2建设期贷款利息万元5410.3流动资金万元64811年销售收入万元10681增量12年均总成本费用万元8702增量13年均利润总额万元1413增量14年均税金及附加万元14.1年均销售税金及附加万元56614.2增值税万元52415税后财务内部收益率%24.6516

16、税后财务净现值万元326917国内投资借款偿还期年2.88二、 结论1、通过装置近五年的连续运行积累的成熟技术经验，经过节能改造后，吨产品生产时间缩短，产品产量从5万吨/年提高到6万吨/年，而且能够明显降低能耗和污染物排放，用水量、用蒸汽量明显降低，具有良好的社会效益和经济效益。2、本改造上报投资5200万元，其中建设投资4952万元，建设期利息54万元，铺底流动资金194万元。项目改造投产后，年均可增加利润1413万元，所得税后项目投资财务内部收益率为24.65%，所得税前内部收益率为30.62%，高于银行贷款利率和行业基准收益率；国内投资借款偿还期2.88年（含1年建设期），税后利润为10

17、60万元，各项经济指标均高于行业基准值，具有较强的清偿能力和抗风险能力。 3、通过本次节能改造吨产品耗标煤从4.12吨标煤降至3.60吨标煤，可实现年节标准煤2.60万吨（按年产量5万吨硅胶产品计算）。第二章 项目范围、依托条件、人力资源及实施计划第一节 项目范围本工程为垦利三合新材料科技有限责任公司硅胶生产线节能改造项目设计。项目的改造设计范围是在原有生产装置进行技术改造设计，与本项目相配套的控制室、配电室所在原有设施的基础上改造。本项目所用水、电、汽等公用工程依托垦利三合新材料科技有限责任公司现有的公用工程系统。第二节 项目建设的依托条件垦利三合新材料科技有限责任公司具有齐全的公用工程设施

18、。根据提供的资料，用于三合公司硅胶项目蒸汽来自三合公司3台100t/h提供的1.6Mpa、225的蒸汽；仪表空气、压缩空气来自公司的空压站，供应能力分别达150Nm3/h、600m3/h，新鲜水供水能力500m3/h。 原有硅胶装置生产公用工程消耗量：新鲜水用于滤布洗刷用量10.8m3/吨（间断使用），用于化料、配碱、配酸、制胶循环、老化、酸改性、碱改性、水洗、表面改性用新鲜水量393.54m3/h，新鲜水加热蒸汽冷凝水19.44 m3/h；蒸汽消耗量为237.32t/h，仪表空气消耗量为120Nm3/ h，压缩空气用量（用于检修吹扫，间断使用）为560Nm3/h，现有装置公用工程消耗见表1.

19、2-1。表1.2-1 公用工程剩余量表名称单位供应能力消耗量剩余量备注新鲜水m3/h500449.0950.91间断使用蒸汽t/h300237.3262.68仪表空气Nm3/h15012030压缩空气m3/h60056040间断（吹扫用）第三节 组织机构与人力资源配置项目节能技术改造后，新增人员60人，主要工作在水处理车间和烘干车间。生产装置按四班三运转的形式。第四节 项目实施计划一、制定计划原则1、根据先地下后地上，考虑设备采购周期、施工工作量、技术难度等诸多因素，制定合理的项目实施进度计划。2、根据项目进展的情况，提前制定合理的人员和培训计划，满足项目实施过程中各阶段的人力需求；3、施工单

20、位应合理安排施工顺序和进度，充分利用各方的人力和施工机械资源；4、加强设计、施工的质量管理，安排合理的设计、施工周期，避免因质量问题造成返工。二、项目实施进度考虑到项目合理的建设周期，初步确定本项目计划实施时间约12个月，计划于2010年12月底建成投用，建议实施进度：2010年1月 可行性研究报告完成编制并上报2010年2月2010年4月 施工图设计2010年5月2010年11月 设备、材料订货、施工建设2010年12月 试车、投产三、主要问题及建议本工程在实施阶段，进度可能受到现场准备、人力安排、物资供应、设计与施工衔接，施工程序的衔接及资金到位等问题的影响。另外，受自然条件如暴雨、夏季高

21、温等影响，这些因素会对施工进度有一定影响。在制定详细施工进度安排时，要尽量缩短工期，合理安排施工进度。第二篇 市场分析第一章 产品市场分析硅胶是一种高活性吸附材料，属非晶态物质，其化学分子式为mSiO2.nH2o。不溶于水和任何溶剂，无毒无味，化学性质稳定，除强碱、 氢氟酸外不与任何物质发生反应。各种型号的硅胶因其制造方法不同而形成不同的微孔结构。硅胶的化学组份和物理结构，决定了它具有许多其它同类材料难以取代的特点：吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度等。硅胶根据其孔径的大小分为：大孔硅胶、粗孔硅胶、B型硅胶、细孔硅胶等。由于孔隙结构的不同，因此它们的吸附性能各有特点。粗孔硅

22、胶在相对湿度高的情况下有较高的吸附量，细孔硅胶则在相对湿度较低的情况下吸咐量高于粗孔硅胶，而B型硅胶由于孔结构介于粗、细孔之间，其吸附量也介于粗、细孔之间。大孔硅胶一般用作催化剂载体、消光剂、牙膏磨料等。因此应根据不同的用途选择不同的品种。由于硅胶产品具有吸附力强，产品无毒，应用面广，使用效果好等特点，可以作为干燥剂、吸附剂、除臭剂、催化剂载体、啤酒稳定剂、药物缓释剂、塑料防粘剂、涂料消光剂、辅料及载体，广泛用于工业、农业、国防、食品、药品、环保、日用品等行业。据统计，2007年硅胶国际市场总产量为200万吨，市场需求量500万吨，2009年硅胶产品国际市场总产量为400万吨，市场需求量为65

23、0万吨，产品国际市场需求量继续加大，产品国际市场较好。表2.1-1 2010-2015年国际硅胶产品市场预测表年份生产量需求量缺口量20105007002002011650800150201280010002002013100012002002014120014202202015140016502502009年硅胶产品国内总产量为120万吨，市场需求量200万吨。2010-2015年国内硅胶产品市场预测见表2.1-2。表2.1-2 2010-2015国内硅胶产品年市场预测表年份生产量需求量缺口量20102003501502011260400140201230055025020134006702

24、7020146008002002015750900150从上表可以看出，今后五年内，国内硅胶产品依然缺口较大，供不应求的局面依然存在，产品前景十分看好。三合公司生产的硅胶系列产品，其具有粒度小、孔容可控、吸附力强、使用范围广的特点，该制造工艺填补国内空白。其中，生产的产品已在国内市场广泛应用。作为石化催化剂用分子筛硅胶所特有的高吸附性、耐高温、耐磨损、选择性、无毒等特性其广泛的被用于催化剂制备；啤酒工业用于代替甲醛脱除蛋白的吸附剂；食品、医药等行业也广泛的应用，市场前景广阔。 第二章 产品价格预测近年来，硅胶系列产品价格一直在不断攀升，根据三合公司提供的销售情况，最近三年来价格持上涨趋势。 表

25、2.2-120032009年我国硅胶市场价格统计表，元年份一季度二季度三季度四季度年平均价200356705790630065406075200466106830732078307145200579808290868086808345200686509410924095509200200796909810125701156010875200811580130901148011230118002009968011270110101149010825根据三合公司反馈信息，在此20032009年间，硅胶系列产品市场平均价格最高时在2008年二季度，为13000元/吨，价格最低时在2003年一季度，为

26、5670元/吨，总体来说价格呈上涨趋势。从价格曲线图可以看出，2003-2008年平均销售价格在不断提高，2009年受国际金融危机影响，在2009年一季度硅胶产品价格有所下降，但随着经济的回暖，从2009年二季度开始，硅胶产品价格一直处于缓步上升趋势。目前国内硅胶系列产品的销售价格接近11000元/吨，根据价格走势，估计今后几年内，硅胶系列产品的价格将还会上涨。根据三合公司提供的基础数据，本项目经济评价采用的原料和产品价格见下表。表2.2-2 原辅材料和产品价格表序号名 称 单位价格（含税） 一产品1硅胶系列产品元/吨10825.0二原辅材料1泡花碱元/吨1350.02硫酸元/吨600.03酸

27、模板剂元/吨2680.04碱模板剂元/吨3850.05稀释剂元/吨3890.06稳定剂元/吨3750.07老化剂元/吨3285.08酸改性剂元/吨2750.09碱改性剂元/吨3860.010表面活性剂元/吨3980.0第三篇 工程技术方案研究第一章 装置规模与产品方案第一节 装置规模垦利三合新材料科技有限责任公司现有硅胶生产项目的生产规模为年产硅胶系列产品5万吨，吨产品耗时约9.1min，连续生产。节能改造后吨产品生产时间约7.5 min，生产能力达到6万吨/年。第二节 产品方案装置主要产品由细孔硅胶（A型硅胶）、B型硅胶、粗孔硅胶、C型硅胶、硅胶猫砂、啤酒硅胶、粗孔微球硅胶、变压吸附硅胶、硅

28、胶干燥剂、蓝色硅胶、硅铝胶、柱层层析硅胶等产品。产品数量见表3.1-1。表3.1-1 产品方案表序号名称数量（吨/年）改造前改造后增量一产品1细孔硅胶（A型硅胶）300035005002B型硅胶300035005003粗孔硅胶3000400010004C型硅胶4000500010005硅胶猫砂6000700010006微粉硅胶6000700010007粗孔微球硅胶300035005008变压吸附硅胶300035005009硅胶干燥剂3000350050010蓝色硅胶3000350050011硅铝胶60007000100012柱层层析硅胶700090002000合计500006000010000

29、表3.1-2 细孔硅胶（A型硅胶）规格项 目指 标典型数值优等品一等品合格品吸附量 RH=20%，% 10.510811.2 RH=50%，% 23222029.2 RH=90%，% 34323037.6 加热减量，% 2246 pH值 4-84-8- 比电阻，. cm 3000-5630 二氧化硅含量,% 98-98.5 球形颗粒合格率,% 82-90 粒度 协议协议协议2-5mm 堆积密度, g/L 协议协议协议784注：球形颗粒合格率指标仅适用于细孔球形合格率。表3.1-3 B型硅胶规格项 目指标典型数值优等品一等品（2-5mm）吸附量 RH=20% 436.2 RH=50% 11101

30、6.2 RH=90% 705073.9 加热减量， % 221 比电阻（cm）5000300012500 PH5.57.5486.7 堆积密度，g/L500600500600518 表3.1-4 粗孔硅胶规格项目指 标典型数值粗孔球形硅胶粗孔块状硅胶优等品一等品合格品4.0-8.02.0-5.04.0-8.02.0-5.64.0-8.02.0-5.65.62.8-8.01.4-4.00.25-2.0mmmmmmmmmmmmmmmmmmmm粒度合格率,% 949090100磨耗率,% 46688101080-0.5堆积密度，g/L 400400440孔容，Ml/g 0.850.750.720.7

31、60.91球形颗粒合格率，% 7875-0.3加热减量，% 552.4 表3.1-5 C型硅胶规格项目指标典型数值CI型CII型优等品一等品0.53mm1.55mm加热减量，% 6.576.56.53.2粒度下限，% 55550.2孔容，Ml/g 0.780.760.650.650.92球形颗粒合格率， % 6060-87含球率， %-10-堆积密度，g/l400-480480-520-451表3.1-6 硅胶猫砂规格项 目指标典型数值优等品一等品（2-5mm）吸附量 RH=20% 6565 RH=50% 1615152 RH=90% 8065850 加热减量， % 552 比电阻（cm）60

32、00500013200 PH5.57.5486.7 堆积密度，g/L500600500600518表3.1-7 微粉硅胶规格项目指标典型数值孔容 ml/g0.9-1051.1比表面积 /g300-600435粒度（D50值）7-159.4PH值3-65.6水分% 81.7重金属（以Pb计） % 0.0030.003Pb含量 % 0.0010.001砷含量 % 0.0003 15075-15050-75 15075-15050-75 5080806060粒度 mm协议第二章 工艺技术、设备及自动化第一节 装置改造方案选择一、工艺技术现状1、目前国内外工业生产硅胶产品生产技术目前国内外工业生产硅胶

33、产品均采用硅酸钠和硫酸为起始原料，将两种原料按低浓度配置后，按一定比例通过喷头混合生成硅胶凝胶粒，再经老化、酸泡、表面改性处理，之后采用水洗将物料内所含盐类、酸类洗出，经烘干工艺烘干后筛分包装。 2、现有装置生产技术现状目前垦利三合公司硅胶产品生产采用的是低浓度生产工艺，在生产过程中添加模板剂、老化剂、酸改性剂、碱改性剂、表面改性剂，经烘干隧道烘干后粉碎、分级包装。二、技术改造选择1、泡花碱溶解精制配制生产线将原有的化料滚筒由15m3改为45m3，静压釜由35m3改为80m3，化料大部分采用纯水处理回收的软化水，不足部分由原新鲜水管线提供，同时化料操作压力由原来的0.5MPa改为0.8MPa。

34、在化料过程中添加稀释剂，将硅酸钠溶液浓度由原来的35%提高到45%，制得的物料具有好的物理、化学指标，具有较好的流动性，为后续工序提供合格的原料。化料过程中使用的热源蒸汽冷凝后回用。2、制胶设备生产线在制胶过程中，增加制胶的喷头数量，由原来的20个增加到40个。同时，喷头采用加细喷头，由原来的3.54.2mm改为1.52.5mm。配酸浓度由原来的25%提高到40%，配碱浓度由原来的22%提高到38%，硫酸溶液与泡花碱溶液在高浓度下进行制胶反应。节约新鲜水用量，制胶反应新鲜水的更换次数由原来的5次降为4次，吨产品耗水量由4t降至3.5t。制胶反应产生的废液排入废水储罐中，采用超滤反渗透装置脱盐后将软化水打入回收水储存罐中回用，所得的浓水打入污水处理站进行处理。3、老化设备生产线制出的凝胶粒在原有基础上增加老化剂的用量，由原来的1%升至为1.5%，保证了硅胶凝胶粒的物理、化学指标的稳定性，降低了老化时间。同时，产生