CN102585655B - 一种用于排烟脱硫烟囱的防腐材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于排烟脱硫烟囱的防腐材料，包括抗渗材料和耐磨材料，其中抗渗材料主要由EpigenXD改性环氧树脂添加玻璃鳞片组成；耐磨材料主要由EpigenXD改性环氧树脂添加耐磨白刚玉填料颗粒组成；耐磨白刚玉填料颗粒分为填料Ⅰ和填料Ⅱ，按一定比例混合。本发明所述材料施工难度小、成本低廉、防腐效果好、耐磨性能好，能有效地防止外力、内应力破坏以及抵御酸液腐蚀或烟气冲刷，并且使用和维修也很方便，能有效解决排烟脱硫烟囱最易出现的防腐材料冲刷和磨损破坏，延长了防腐层使用寿命，能很大程度上降低维修成本。

Description

一种用于排烟脱硫烟囱的防腐材料

技术领域

本发明涉及工业防腐材料领域，特别是一种用于排烟脱硫烟囱的防腐材料。

背景技术

随着国家节能减排战略目标的实施，火电厂或供热锅炉都需要进行烟气脱硫净化，脱硫后烟囱内部环境的腐蚀性增加了，国内在脱硫后已经进行了防腐的烟囱，防腐的效果不太理想，出现的主要问题有：开裂、渗漏、剥离等；部位大多出现在接缝、积灰平台、牛腿、高速气流区等处。

脱硫系统中烟气处理系统（吸收塔等）、烟气输送和排放系统（烟道）、烟囱都必须进行防腐处理。烟气经过脱硫后，虽然烟气中的二氧化硫的含量大大减少，但是，洗涤的方法对除去烟气中少量的三氧化硫效果并不好。由于经湿法脱硫，烟气湿度增加、温度降低，烟气极易在烟囱的内壁结露，烟气中残余的三氧化硫溶解后，形成腐蚀性很强的稀硫酸液。目前，针对耐酸液腐蚀的材料有很多。但是，由于脱硫装置运行过程中有大量的高速流动烟气，并且带有颗粒状的固体物质，对防腐层的冲刷、磨损相当严重，常规的防腐层一般几天就会被冲刷减薄，很快就穿孔发生泄漏，导致脱硫设备的停止运行。

现有技术中，烟囱防腐的方案很多，综合国内外烟囱的防腐技术大致有钢板类：钛钢板、镍基钢板、耐硫酸露点钢板等；块砌体：泡沫玻璃砖、耐酸陶瓷砖、玻化砖等；涂料类：OM涂料、VP、萨维真等；胶泥类：无机胶泥、树脂胶泥、玻璃鳞片等；FRP类：整体FRP烟囱、FRP内衬、烟塔合一FRP等。

例如，一种方案是衬贴耐酸泡沫玻璃砖+粘结剂作为防腐保护层，这种方案的材料不稳定，国内生产、施工厂家较多，质量不稳定，砖在高温下易炸裂，粘结剂耐温性能也差，并且施工难度大，目前大多火电厂运用这种方案均失败，烟囱被酸液腐蚀，泄露严重。

另一种方案是利用APC杂化聚合物做防腐保护层，其施工较简单，但存在使用性能不好的缺陷，APC杂化聚合物具有一定防腐效果，但耐磨效果不佳，材料在高温下脆性大，耐冷热交替冲击性能差。

还有一种方案是使用合金材料，但合金材料非常昂贵，也很难二次加工，不易推广。例如钛钢板从技术角度上说是能满足烟囱防腐需要的，缺点是造价高。

烟囱因腐蚀造成的破坏主要问题是防腐结构的设计满足不了烟囱烟气运行的特点造成的。比如说烟气高速冲刷区，除了要求防腐外还要有抗磨性；烟气流动过程中的颤动、烟囱的温变性及风力引起的某种形变，要求防腐结构在具有在高韧性的前提下保持防腐性；防腐结构对基体的强度有自己的要求，比如玻璃鳞片，如果基体发生了变性，那么玻璃鳞片必然开裂，这就要求防腐结构要在随基体变形而变形的情况下仍要保持防腐性能。

综合来看，烟囱运行对防腐结构的技术要求有： 　　A、高温：防腐结构要耐到180℃； 　　B、温变交替：温度从-30～40－50（70－80）～180 ℃；防腐层要经受得住温差的变化； 　　C、阻燃：防腐层氧指数要符合阻燃要求； 　　D、防腐性能满足高温、湿热的酸性介质腐蚀； 　　E、防腐层在发生形变时不产生龟裂、不渗漏； 　　F、要求防腐层强度大、自重小、耐磨性高； 　　G、最好有整体性、无缝、抗渗。

因此，针对排烟脱硫烟囱部位区域既有强烈的腐蚀性，又有严重的冲刷磨损性，设计一种成本较低、施工方便、既有良好的耐腐蚀性能，又具有耐冲刷、耐磨损、适应基体变形等性能的防腐材料是非常必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种排烟脱硫烟囱防腐材料，它施工难度小、成本低廉、防腐效果好、耐高温、耐磨性能好、寿命长、维修方便，能有效地防止外力、内应力破坏以及抵御酸液腐蚀或烟气冲刷。

为了达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于排烟脱硫烟囱的防腐材料，包括抗渗材料、耐磨材料二层，其中：

抗渗材料由EpigenXD改性环氧树脂添加玻璃鳞片组成；

耐磨材料由EpigenXD改性环氧树脂添加耐磨白刚玉填料颗粒组成；

其中，耐磨材料中材料的用量比例为EpigenXD改性环氧树脂：耐磨白刚玉填料颗粒 = 1： 1.9～2.1。

防腐材料中，起耐腐蚀作用的主要是树脂，要有耐磨损和耐冲刷性能，必须依靠其中的填料和特殊的配方。

EpigenXD改性环氧树脂有以下几个特点：

耐腐蚀：满足烟气、脱硫后烟气复杂化学环境下的酸、碱腐蚀。

耐高温：耐200℃高温。由于在运行时，烟气有可能不进入脱硫装置，而通过旁路烟道进入烟囱。此时，烟气温度较高，一般在 125 ℃ 左右，故设计烟囱防腐时，还必须考虑在此温度工况下运行对烟囱的影响。烟囱设计时应考虑在锅炉事故状态排放烟气的温度，一般该温度在 200 ℃ 左右，最高时可达 250℃。

环保型：由于烟囱是一个密闭空间，在内部施工时，要求防腐材料最好不产生挥发性的有毒有害的气体，VOC值越低越好，该EpigenXD改性环氧树脂的VOC值为零。

施工性能良好：采用喷涂、镘涂型的材料

主要性能参数及指标：

密度　            ≥1900kg/m³

抗压强度　        ≥20MPa

最高耐温          250℃

耐热循环　        50次外观无变化（200℃）

耐酸性能          能耐98%的硫酸、70%的硝酸、37%的盐酸

耐磨性            优良

黏结强度　        ＞1.0MPa

延伸率            ＞100%

固含量            55±2%

玻璃鳞片：呈片状，能耐酸、碱和盐类溶液腐蚀，对酸碱盐及水蒸汽有非常强的抗渗透性，进而大大增强防腐材料的使用寿命。

根据国外相关文献和案例，常用的耐磨填料有：刚玉粉、陶瓷颗粒、碳化硅等，此处主要选择了白刚玉颗粒。

耐磨材料的配合比极其关键，树脂的比例过高，其耐磨性能达不到最高；树脂的比例过低，耐磨颗粒比例过高，耐磨性能会有所提高，但是其抗渗性能又降低；另外，耐磨颗粒的规格，包括粒径的大小、形状等都会影响抗渗性能。

作为优选，耐磨材料中材料的用量比例为EpigenXD改性环氧树脂：耐磨白刚玉填料颗粒 = 1：2。

所述耐磨白刚玉填料颗粒分为填料Ⅰ和填料Ⅱ，填料Ⅰ为50目的白刚玉颗粒，呈球形；填料Ⅱ为100目的白刚玉颗粒，呈球形；

填料Ⅰ：填料Ⅱ=1:1。

填料Ⅰ、填料Ⅱ按照这种规格比例配方，形成的防腐耐磨层致密性、耐磨性更好，级配效果好，能充分抵抗酸液的侵蚀和酸液、酸气、颗粒的冲刷。抗渗性、耐磨性、耐腐蚀性能优良，施工性能亦优良。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的一种用于排烟脱硫烟囱的防腐材料，施工难度小、成本低廉、防腐效果好、耐高温、耐磨性能好，能有效地防止外力、内应力破坏以及抵御酸液腐蚀或烟气冲刷，并且使用和维修也很方便，能有效解决排烟脱硫烟囱最易出现的防腐材料冲刷和磨损破坏，延长了防腐层使用寿命，能很大程度上降低维修成本。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的上述发明内容作进一步的详细描述。

但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的范围内。

对比例：

排烟脱硫烟囱防腐专用材料，包括抗渗材料、耐磨材料两层，其中：

抗渗材料主要由EpigenXD改性环氧树脂添加玻璃鳞片组成；

耐磨材料主要由EpigenXD改性环氧树脂添加耐磨白刚玉填料颗粒组成；

耐磨材料，主要由EpigenXD改性环氧树脂添加耐磨白刚玉填料颗粒组成；其中耐磨材料EpigenXD改性环氧树脂：耐磨白刚玉填料颗粒 = 1：2。其填料Ⅰ：填料Ⅱ=2：1，填料Ⅰ为50目的白刚玉颗粒，呈球形；填料Ⅱ为100目的白刚玉颗粒，呈球形。

经实验证明，排烟脱硫烟囱运行一年后，停机检查，烟囱防腐耐磨层材料经酸液、烟气、颗粒冲刷侵蚀一年后，耐腐蚀性比较好，整体材料的外形结构几乎没变化。但耐磨性和致密性有细微变化，表面有细小的凹凸不平。这说明白刚玉颗粒大小比例不合适，大颗粒的偏多，小颗粒的偏少。

实施例1：

一种用于排烟脱硫烟囱的防腐材料，包括抗渗材料、耐磨材料二层，其中：

抗渗材料主要由EpigenXD改性环氧树脂添加玻璃鳞片组成；

耐磨材料主要由EpigenXD改性环氧树脂添加耐磨白刚玉填料颗粒组成；

耐磨材料，主要由EpigenXD改性环氧树脂添加耐磨白刚玉填料颗粒组成；其中EpigenXD改性环氧树脂：耐磨白刚玉填料颗粒 = 1：1.9，其填料Ⅰ：填料Ⅱ=1:1填料Ⅰ为50目的白刚玉颗粒，呈球形；填料Ⅱ为100目的白刚玉颗粒，呈球形。

经实验证明，排烟脱硫烟囱运行一年后，停机检查，烟囱防腐材料经酸液、烟气、颗粒冲刷侵蚀一年后，整体材料的外形结构有细微变化，有流坠现象；材料厚度与使用前一样。说明防腐材料的耐腐蚀性、耐磨性和致密性能优异，白刚玉颗粒大小比例合适，但液体材料（EpigenXD改性环氧树脂）比例稍稍偏大。

实施例2：

一种用于排烟脱硫烟囱的防腐材料，包括抗渗材料、耐磨材料二层，其中：

抗渗材料主要由EpigenXD改性环氧树脂添加玻璃鳞片组成；

耐磨材料主要由EpigenXD改性环氧树脂添加耐磨白刚玉填料颗粒组成；

耐磨材料，主要由EpigenXD改性环氧树脂添加耐磨白刚玉填料颗粒组成；其中EpigenXD改性环氧树脂：耐磨白刚玉填料颗粒 = 1：2。其填料Ⅰ：填料Ⅱ=1:1填料Ⅰ为50目的白刚玉颗粒，呈球形；填料Ⅱ为100目的白刚玉颗粒，呈球形。

经实验证明，排烟脱硫烟囱运行1后，停机检查，烟囱防腐材料经酸液、烟气、颗粒冲刷侵蚀1后，整体材料的外形结构几乎没变化，材料厚度、表面平整度基本与使用前一样。说明防腐材料的耐腐蚀性、耐磨性和致密性能优异，白刚玉颗粒大小比例合适；液体材料（EpigenXD改性环氧树脂）和固体材料（白刚玉颗粒）比例合适。

实施例3：

一种用于排烟脱硫烟囱的防腐材料，包括抗渗材料、耐磨材料两层，其中：

抗渗材料主要由EpigenXD改性环氧树脂添加玻璃鳞片组成；

耐磨材料主要由EpigenXD改性环氧树脂添加耐磨白刚玉填料颗粒组成；

耐磨材料，主要由EpigenXD改性环氧树脂添加耐磨白刚玉填料颗粒组成；其中EpigenXD改性环氧树脂：耐磨白刚玉填料颗粒 = 1：2.1其填料Ⅰ：填料Ⅱ：填料Ⅲ=1:1填料Ⅰ为50目的白刚玉颗粒，呈球形；填料Ⅱ为100目的白刚玉颗粒，呈球形。

经实验证明，排烟脱硫烟囱运行1后，停机检查，烟囱防腐材料经酸液、烟气、颗粒冲刷侵蚀1后，整体材料的外形结构几乎没变化，材料厚度基本与使用前一样，但表面白刚玉材料凸出现象明显。说明防腐材料的耐腐蚀性、耐磨性和致密性能优异，白刚玉颗粒大小比例合适，但固体材料（白刚玉颗粒）比例稍稍偏大。

Claims (3)

1.一种用于排烟脱硫烟囱的防腐材料，其特征在于：包括抗渗材料、耐磨材料二层，其中：

抗渗材料由EpigenXD改性环氧树脂添加玻璃鳞片组成；

耐磨材料由EpigenXD改性环氧树脂添加耐磨白刚玉填料颗粒组成；

其中，耐磨材料中材料的用量比例为EpigenXD改性环氧树脂：耐磨白刚玉填料颗粒 = 1： 1.9～2.1。

2. 根据权利要求1所述的用于排烟脱硫烟囱的防腐材料, 其特征在于：耐磨材料中材料的用量比例为EpigenXD改性环氧树脂：耐磨白刚玉填料颗粒 = 1：2。

3. 根据权利要求2所述的用于排烟脱硫烟囱的防腐材料, 其特征在于：所述耐磨白刚玉填料颗粒分为填料Ⅰ和填料Ⅱ，填料Ⅰ为50目的白刚玉颗粒，呈球形；填料Ⅱ为100目的白刚玉颗粒，呈球形；

填料Ⅰ：填料Ⅱ=1:1。