CN103965666B - 一种纳米复合材料及纳米复合炉管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纳米复合材料及纳米复合炉管。以解决炉管的高温腐蚀，耐磨，抗粘污结渣，传热效率低等问题，采用的技术方案是：在普通炉管上喷涂设计好的由粘结剂和硼砂，二氧化硅，氧化锌，氧化锆，氧化铈氧化铝，氧化镁，氧化钙，磷酸硅，氧化钛，氮化硅，碳化硅等按不同比例制成的纳米复合材料，经过加热到500℃烧制而成复合炉管。本发明，施工工艺简单，容易操作，复合材料和炉管的结合度高，抗热震性和抗高温腐蚀性能强，而且不沾污结渣，发射率高，节约能源。本发明可广泛应用于燃煤，燃油，燃气，生物质等取暖洗浴锅炉，中小工业锅炉，石油石化，发电厂锅炉，加热炉等炉管。

Description

一种纳米复合材料及纳米复合炉管

技术领域

本发明属于复合材料领域，具体地涉及一种应用于锅炉炉管的纳米复合炉管。

背景技术

在我国小型锅炉，大型电厂锅炉，石油石化加热炉的生产运行中，炉管常常处于高温，高压或中压，及酸或碱的恶劣工作环境中，因此普遍存在炉管的高温腐蚀，沾污结渣等问题，不仅大大降低了热效率，损失大量的能源，而且减小使用寿命，而且也存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种纳米复合材料，将其喷涂与常规的炉管上后，可大大提高炉管抗高温腐蚀和抗沾污结渣能力，从而提高热效率，节约能源。

本发明采用的技术方案是：一种纳米复合材料，由以下原料按重量百分比组成：

上述的一种纳米复合材料，所述的粘结剂可以采用水玻璃、水溶性丙烯酸树脂、苯丙乳液或水溶性有机硅树脂。

一种纳米复合炉管，制备方法如下：将上述的纳米复合材料按配比混合均匀，均匀喷涂于炉管的管壁上，纳米复合材料的喷涂厚度为30～55微米，然后，于450-500℃下烧制2-3小时。

本发明的有益效果是：本发明制备的纳米复合材料，均匀喷涂在炉管表面，经过高温热固相化学反应，形成致密的一层复合材料，和炉管充分的结合，可使炉管保持恒定的较高的发射率(大于0.95)，使炉管具有抗高温腐蚀，强力耐磨，防止炉管结焦阻热，快速吸收燃料中的热能。本发明，施工工艺简单，容易操作，复合材料和炉管的结合度高，抗热震性和抗高温腐蚀性能强，而且不沾污结渣，发射率高，节约能源。本发明可广泛应用于燃煤，燃油，燃气，生物质等取暖洗浴锅炉，中小工业锅炉，石油石化，发电厂锅炉，加热炉等炉管。

具体实施方式

实施例1一种纳米复合材料及纳米复合炉管

(一)纳米复合材料的组成

本实施例粘合剂采用水玻璃，也可以采用水溶性丙烯酸树脂，苯丙乳液或水溶性有机硅树脂。

(二)纳米复合炉管

制备方法如下：1)将炉管表面处理，达到一定的粗糙度；

2)按上述的配比，将纳米复合材料混合均匀；

3)将纳米复合材料喷涂到炉管表面，用测厚仪检查厚度，不超过30-55微米；

4)将喷涂后的炉管于500℃下烧制2-3小时，得覆有纳米复合材料的炉管。

(三)效果实验

在某化工厂导热油炉中应用，炉膛温度1100℃，煤燃烧后成分含二氧化硫、硫酸钠，和水结合产生硫酸酸气，具有很强的腐蚀性，普通炉管腐蚀严重，容易沾污结渣，运用本发明的纳米复合材料炉管，运行3个月未见腐蚀，炉管光滑，未见沾污结渣，比普通炉管节煤20％。

实施例2一种纳米复合材料及纳米复合炉管

(一)纳米复合材料的组成

本实施例粘合剂采用水溶性丙烯酸树脂，也可以采用水玻璃、苯丙乳液或水溶性有机硅树脂。

(二)纳米复合炉管

制备方法如下：同实施例1。

(三)效果实验

新疆某电厂应用，用普通炉管的机组，腐蚀严重，沾污结渣严重，能效和出力下降，采用本发明的纳米复合材料炉管后，炉膛温度1300℃，出力提高5％，节煤3％，运行一年后，未出现沾污结渣问题，提高了机组运行安全性。

实施例3一种纳米复合材料及纳米复合炉管

(一)纳米复合材料的组成

本实施例粘合剂采用苯丙乳液，也可以采用水玻璃、水溶性丙烯酸树脂或水溶性有机硅树脂。

(二)纳米复合炉管

制备方法如下：同实施例1。

(三)效果实验

中石油某特油站注汽炉，用普通炉管的机组，结焦严重，增加了热阻，下降，采用本发明的纳米复合材料炉管后，炉膛温度1000℃，出力提高，节煤率8.3％，运行2年后，未出现结焦问题，节约大量燃油。

Claims (3)

1.一种纳米复合材料，其特征在于由以下原料按重量百分比组成：

所述的粘结剂是水玻璃、水溶性丙烯酸树脂、苯丙乳液或水溶性有机硅树脂。

2.一种纳米复合炉管，其特征在于制备方法如下：将权利要求1所述的纳米复合材料按配比混合均匀，均匀喷涂于炉管的管壁上，于450-500℃下烧制2-3小时。

3.如权利要求2所述的纳米复合炉管，其特征在于：纳米复合材料喷涂于炉管的厚度为30～55微米。