CN106590087A - 一种降低生物质锅炉换热器腐蚀的涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种降低生物质锅炉换热器腐蚀涂料的制造及其使用方法，属于化工材料及其生产工艺技术领域。助剂的化学配方范围按重量百分比计为：La2O3与Y2O3稀土混合物15～18％、氮化铝25～28％、氧化铍15％、硼砂15～17％、钼酸钡1～2％、氧化锑1～2％混匀，碾磨过筛至500～900目即可，液体的磷酸二氢铝15～18％和酸性抑制剂1～2％分别单独存放，即可。本发明提供了一种配方简单、效果显著、成本较低，使用方法简单，适用于降低生物质锅炉换热器腐蚀的化学助剂的配制及其使用方法，采用该助剂可以有效的降低生物质锅炉换热器腐蚀90％以上。

Description

一种降低生物质锅炉换热器腐蚀的涂料
技术领域
本发明涉及一种降低生物质锅炉换热器腐蚀的涂料，属于能源化工技术领域。
背景技术
生物质蒸汽锅炉是以秸秆、木屑等农林剩余物经粉碎-除杂-挤压-烘干-冷却等工艺后支撑物为燃料的锅炉。由于生物质蒸汽锅炉燃烧BMF燃料形成的高温烟气含有较高氧化钾、氧化钠、氨氮等氮氧化物以及氯离子等阴离子，在800∽1100℃下，对锅炉的换热器具有较强的热熔盐腐蚀。热腐蚀是指材料在碱性环境下由碱金属氧化物、阴离子等物质的中高温腐蚀。热腐蚀的机制，对无机非金属陶瓷类此材料的中高温腐蚀为化学腐蚀，对金属材料有酸碱熔蚀机制与电化学腐蚀机制。热腐蚀速度比纯氧化高得多，加之热腐蚀易产生孔蚀，故其危害性更大。热腐蚀速度受许多因素的影响，如暴露环境的气相成分、气体流速、沉积盐成分、沉积速度、沉积层厚度、环境温度和热循环时间以及这些因素之间相互依赖关系。熔盐包括碳酸盐、硫酸盐、硝酸盐、氯化物、氢氧化物以及低熔点氧化物。
现在生物质锅炉换热器腐蚀严重，壁厚为6mm锅炉管换热器，在2年内即可腐蚀剩余2mm，年腐蚀速率在2mm/年左右，腐蚀速度惊人，给生物质锅炉设备带了严重的危害，和安全隐患，为了有效的抑制生物质锅炉换热器的腐蚀，提高生物质锅炉的设备的运行寿命，增加生物质锅炉经济效益，特对生物质锅炉进行研究分析，采用涂料的方式对生物质锅炉换热器进行防腐处理。
通过搜索查询，还未发现有针对生物质锅炉换热器进行防腐的发明。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种降低生物质锅炉换热器腐蚀的涂料。
发明概述
本发明主要针对生物质锅炉换热器在运行过程中严重腐蚀的问题，能有效的降低换热器在生物质锅炉运行过程中的腐蚀。提供了一种超细粉防腐蚀的涂料。
本发明所采用的技术方案为：
一种降低生物质锅炉换热器腐蚀的涂料，涂料组成按重量百分比为：
生物质蒸汽锅炉换热器防腐涂料的主要成分：
上述各固体化学成分的粒度为500∽900目以下。所述固体化学成分为La2O3与Y2O3稀土混合物、氮化铝、氧化铍、硼砂、钼酸钡、氧化锑。
优选的，所述以磷酸二氢盐为粘结剂，以氮化铝、氧化铍等为骨料、以硼砂为熔融浸润剂，以La2O3与Y2O3稀土混合物等为稳定剂，以钼酸钡、氧化锑为金属密着剂、酸性抑制剂以及适量水组成，能在换热器表面形成有效的防护层，阻止生物质燃烧后形成碱性、氧化性、高温条件下对换热器的热腐蚀。
优选的，所述降低生物质锅炉换热器的涂料，化学成分及重量百分比含量为：
降低生物质锅炉换热器腐蚀的作用机理是：生物质锅炉在燃烧过程中形成以氧化钾、氧化钠、氨氮等氮氧化物以及氯离子、二氧化硫(亚硫酸根、硫酸根)等阴离子，由于燃烧时富氧，形成了碱性的、高温的热腐蚀环境，对生物质锅炉的换热器采用涂层隔绝以及防止氧穿透的防护机理。
所述降低生物质锅炉换热器涂料的制备方法为：将固体的组分固体化学成分为：La2O3与Y2O3稀土混合物15～18％、氮化铝25～28％、氧化铍15％、硼砂15～17％、钼酸钡1～2％、氧化锑1～2％混匀，碾磨过筛至500～900目即可，液体的磷酸二氢铝15～18％和酸性抑制剂1～2％分别单独存放，即可。
运输和使用过程中要严格预防吸潮及淋雨情况发生。
所述降低生物质锅炉换热器腐蚀涂料的使用方法：将La2O3与Y2O3稀土混合物15～18％、氮化铝25～28％、氧化铍15％、硼砂15～17％、钼酸钡1～2％、氧化锑1～2％混匀、碾磨、过筛至500～900目后，放入转速为600～800转/min搅拌器重加入酸性抑制剂1～2％，在80～100转/min转速下搅拌10～15分钟，加入磷酸二氢铝15～18％在转速600～800转/min转速下搅拌20～30分钟，加入适量的水调整粘度涂4杯为6秒，进行喷涂。
优选的，喷涂采用气动的方式进行喷涂。
本发明技术方案的特点：
1、适应生物质锅炉换热器在常温～1250℃下的腐蚀；
2、使用效果显著，可以有效地降低生物质锅炉换热器腐蚀90％以上；
3、检修修补方便，可以在涂料破损的地方经过简单的打磨后喷涂修补；
4、常温固化即可；
5、适应生物质锅炉的高温、碱性、氧化性环境；
6、涂层易清除，固化后的涂料如果需要清除，将换热器加热到200℃左右喷水后涂层及膨胀破裂自动脱落。
7、涂层具有良好的导热性，热传导率与钢材接近，不影响换热器的热传导。
8、能有效的延长生物质锅炉换热器的使用寿命。
9、涂层耐磨性优良，涂层固化后常温下莫氏硬度在6级左右。
10、涂层具有优良的导热性，导热系数在25℃时的导热系数175W/(m·K)左右。
具体实施方式
以下实施例是对本发明的进一步说明，但本发明并不局限于此。
实施例1：
降低生物质锅炉换热器腐蚀的涂料，化学成分及重量百分比含量为：磷酸二氢铝15％、La2O3与Y2O3稀土混合物15％、氮化铝28％、氧化铍15％、硼砂17％、钼酸钡2％、氧化锑1％、酸性抑制剂1％，适量水。
实施例2：
降低生物质锅炉换热器腐蚀的涂料，化学成分及重量百分比含量为：磷酸二氢铝15％、La2O3与Y2O3稀土混合物16％、氮化铝25％、氧化铍15％、硼砂17％、钼酸钡2％、氧化锑1％、酸性抑制剂1％，适量水。
实施例3：
降低生物质锅炉换热器腐蚀的涂料，化学成分及重量百分比含量为：磷酸二氢铝18％、La2O3与Y2O3稀土混合物18％、氮化铝25％、氧化铍15％、硼砂17％、钼酸钡2％、氧化锑1％、酸性抑制剂1％，适量水。
实施例4：
降低生物质锅炉换热器腐蚀的涂料，化学成分及重量百分比含量为：磷酸二氢铝18％、La2O3与Y2O3稀土混合物18％、氮化铝28％、氧化铍15％、硼砂15％、钼酸钡2％、氧化锑1％、酸性抑制剂1％，适量水。
将本发明实施例1～4的助剂，按确定的配方含量进行称量后，La2O3与Y2O3稀土混合物、氮化铝、氧化铍、硼砂、钼酸钡、氧化锑混匀、碾磨、过筛至600目后，放入转速为800转/min搅拌器重加入酸性抑制剂，在80转/min转速下搅拌15分钟，加入磷酸二氢铝在转速800转/min转速下搅拌30分钟，加入适量的水调整粘度涂4杯为6秒，进行喷涂，喷涂采用气动的方式进行喷涂。试样为锅炉钢的200×200×6钢板上，在喷涂前称重为加热腐蚀前重量，喷涂涂料并进行固化，将喷涂防腐蚀涂料的钢板和未喷涂的钢板，至于添加硼砂的石墨干锅上方5cm处，放置在加热炉中升温至900℃并保温24h，保温24h后，将未喷涂的钢板腐蚀层用刚刷和无水乙醇清除干净并称重为加热腐蚀后重量，将喷涂防腐蚀涂层的钢板加热到200℃，并迅速放入常温水中，让涂层膨胀破裂，并用刚刷和无水乙醇清除干净并称重为加热腐蚀后重量，计算钢板的腐蚀速率，实验结果见下表1：
腐蚀速率＝(钢板加热腐蚀前重量g-钢板加热腐蚀后质量g)/7.8g/0.04m2/1天×360天/年×1000mm
表1
从表1可以看出，使用本发明所述的降低生物质锅炉换热器腐蚀的涂料，可显著降低锅炉钢钢板的高温腐蚀。

Claims (10)

1.一种降低生物质锅炉换热器腐蚀的涂料，化学成分及重量百分比含量为：
上述固体化学成分的粒度为500～900目。
2.如权利要求1所述的降低生物质锅炉换热器腐蚀的涂料，其特征是，上述化学成分的粒度为500目。
3.如权利要求1所述的降低生物质锅炉换热器腐蚀的涂料，其特征是，可以适应锅炉为生物质锅炉温度在常温～1250℃下的腐蚀。
4.如权利要求1所述的降低生物质锅炉换热器腐蚀的涂料的制备方法为：将La2O3与Y2O3稀土混合物15～18％、氮化铝25～28％、氧化铍15％、硼砂15～17％、钼酸钡1～2％、氧化锑1～2％混匀，碾磨过筛至500～900目即可，液体的磷酸二氢铝10～15％和酸性抑制剂2～5％分别单独存放，即可。
5.如权利要求1所述降低生物质锅炉换热器腐蚀的涂料的使用方法：将将La2O3与Y2O3稀土混合物15～18％、氮化铝25～28％、氧化铍15％、硼砂15～17％、钼酸钡1～2％、氧化锑1～2％混匀、碾磨、过筛至500～900目后，放入转速为600～800转/min搅拌器重加入酸性抑制剂1～2％，在80～100转/min转速下搅拌10～15分钟，加入磷酸二氢铝15～18％在转速600～800转/min转速下搅拌20～30分钟，加入适量的水调整粘度涂4杯为6秒，进行喷涂。
6.如权利要求6所述的降低生物质锅炉换热器腐蚀的涂料所述的是，其特征喷涂方式气动喷涂，常温固化。
7.所述的降低生物质锅炉换热器腐蚀的涂料，适合于生物质锅炉中的生物质蒸汽锅炉、生物质热能锅炉。
8.所述的降低生物质锅炉换热器腐蚀的涂料，适合于生物质锅炉中换热器以及其它材质为钢材的其它设备。
9.所述的降低生物质锅炉换热器腐蚀的涂料，热膨胀系数通过涂料成分可调整。
10.所述的降低生物质锅炉换热器腐蚀的涂料，不仅适合于生物质锅炉，同样适合于燃煤锅炉、燃气锅炉等。
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