CN107324651A - 一种烟囱防腐内衬专用泡沫玻璃砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种烟囱防腐内衬专用泡沫玻璃砖及其制备方法,属于防腐技术领域。本发明烟囱防腐内衬专用泡沫玻璃砖是由以下原料组成:复配碎玻璃,复配粉煤灰,堇青石,硝酸铵,纳米氧化锆,纳米氧化铁,粘结剂;本发明是先将硝酸铵与粘结剂搅拌混合均匀得粘稠液,与复配碎玻璃、复配粉煤灰、堇青石、纳米氧化锆和纳米氧化铁搅拌混合得配合料,经冷压成型得砖坯于隧道窑烧制后,移入退火窑中退火,出料,切割,制得烟囱防腐内衬专用泡沫玻璃砖。本发明的有益效果是:本发明烟囱防腐内衬专用泡沫玻璃砖抗热冲击性能好,不易受排烟温度剧烈波动影响,可有效避免因温差较大导致产品剥离、开裂。

Description

一种烟囱防腐内衬专用泡沫玻璃砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种烟囱防腐内衬专用泡沫玻璃砖及其制备方法,属于防腐技术领域。
背景技术
由于采用的是石灰石-石膏湿法脱硫及无GGH工艺,排烟温度低于露点温度(50℃),烟囱内正压区扩大,洗涤下来的硫氧化物、氢氟化物和氯化氢与携带的水分在烟囱内壁凝结成硫酸、盐酸和氢氟酸等并被浓缩,形成了导致点腐蚀和缝隙腐蚀的酸腐蚀环境。因此,所选择的烟囱防腐内衬材料应有足够的抗酸腐蚀能力。
烟囱内的排烟温度会有波动,尤其在烟气脱硫设备停运时,从旁路导出的排烟温度约为150℃,与烟气脱硫设备运行的排烟温度差值约100℃,温差较大。因此,在选择内衬材料时必须考虑温度波动所造成的内衬膨胀损坏和热疲劳破坏问题。
烟囱防腐内衬材料有玻璃鳞片涂料、玻璃钢、耐蚀金属材料、硼硅酸盐泡沫玻璃砖、APC杂化聚合物、聚脲、OM涂料等等。其中泡沫玻璃砖是以碎玻璃为主要原料,加入发泡剂、改性添加剂和发泡促进剂等,经过细粉碎和均匀混合后,再通过高温隧道窑炉加热焙烧和退火冷却加工处理后而制成的无机非金属玻璃材料;泡沫玻璃砖防腐内衬主要由泡沫玻璃砖和粘结剂所组成;但泡沫玻璃砖内衬的缺点也非常明显,在使用过程中抗热冲击性能差,易受排烟温度剧烈波动的影响,出现剥离、开裂现象。
因此,亟待开发一种抗热冲击性能好、不易受排烟温度剧烈波动影响的泡沫玻璃砖具有必要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题:针对传统烟囱防腐内衬所用泡沫玻璃砖在使用过程中抗热冲击性能差,易受排烟温度剧烈波动的影响,出现剥离、开裂现象的弊端,提供了一种烟囱防腐内衬专用泡沫玻璃砖及其制备方法。
为解决上述技术问题,本发明采用如下所述的技术方案是:
一种烟囱防腐内衬专用泡沫玻璃砖,是由以下重量份数的原料组成:80~100份复配碎玻璃,10~15份复配粉煤灰,10~15份堇青石,3~5份硝酸铵,2~4份纳米氧化锆,0.3~0.5份纳米氧化铁,10~20份粘结剂;
所述的烟囱防腐内衬板专用泡沫玻璃砖具体制备步骤如下:
(1)按配方用量称取各组分;
(2)将硝酸铵与粘结剂搅拌混合均匀,得粘稠液,再于轮碾式搅拌机中,依次加入复配碎玻璃、复配粉煤灰、堇青石、纳米氧化锆、纳米氧化铁和粘稠液,搅拌混合,得配合料;
(3)将上述所得配合料倒入模具中,再将模具移入自动压机中,冷压成型,得砖坯;
(4)将上述所得砖坯移入隧道窑,烧制2~3h后,移入退火窑中退火45~60min,出料,切割,即得烟囱防腐内衬专用泡沫玻璃砖。
所述的复配碎玻璃是由以下重量份数的废弃玻璃酒瓶碎料组成:10~20份目数为120~140目的废弃玻璃酒瓶碎料,15~30份目数为150~180目的废弃玻璃酒瓶碎料,20~40份目数为200~300目的废弃玻璃酒瓶碎料。
所述的复配粉煤灰是由以下重量份数的不同目数粉煤灰组成:10~20份目数为200~300目的粉煤灰,20~30份目数为325~400目的粉煤灰,30~60份目数为450~500目的粉煤灰。
所述的粘结剂是由水玻璃与羧甲基纤维素按质量比为5:1~8:1混合而成。
步骤(3)所述的冷压成型压力为250~300kg/cm2
步骤(4)所述的隧道窑分三段,所述的烧制条件为一段温度600~680℃,二段温度680~780℃,三段温度780~900℃,升温速率为6~8℃/min。
步骤(4)所述的退火温度为500~520℃。
本发明与其他方法相比,有益技术效果是:
(1)本发明首先以废弃玻璃酒瓶碎料和粉煤灰为原料,在熔融烧结过程中,熔融的玻璃液将原料中的堇青石包裹,在高温条件下,堇青石中的吸附水和结合水被释放出来,释放过程中被粘滞玻璃液封锁,直到水份蒸气压达到足够压力后,冲破粘滞玻璃液并向外溢出,形成气孔,从而形成泡沫玻璃,另外,得益于堇青石和纳米氧化锆的加入,在烧结过程中,可在基体内部形成长柱状组织,并呈无规则分布状态,这样的显微组织有利于提高产品的抗热冲击能力,从而避免因温差较大导致产品剥离、开裂;
(2)本发明通过添加少量纳米氧化铁,在烧结过程中起到助烧作用,有利于玻璃相的产生,另外通过添加少量硝酸铵,硝酸铵可在高温条件下分解产生气体,一方面起到辅助发泡作用,另一方面,硝酸铵分解为放热反应,反应放出的大量热有利于产品的烧结成型。
具体实施方式
首先按重量份数计,在混料机中依次加入10~20份目数为120~140目的废弃玻璃酒瓶碎料,15~30份目数为150~180目的废弃玻璃酒瓶碎料,20~40份目数为200~300目的废弃玻璃酒瓶碎料,以300~500r/min转速搅拌混合30~45min,得复配碎玻璃;再按重量份数计,在混料机中依次加入10~20份目数为200~300目的粉煤灰,20~30份目数为325~400目的粉煤灰,30~60份目数为450~500目的粉煤灰,以300~500r/min转速搅拌混合30~45min,得复配粉煤灰;随后按重量份数计,依次取80~100份复配碎玻璃,10~15份复配粉煤灰,10~15份粉碎至300~500目的堇青石,3~5份硝酸铵,2~4份纳米氧化锆,0.3~0.5份纳米氧化铁,10~20份粘结剂,先将硝酸铵与粘结剂倒入烧杯中,用玻璃棒搅拌混合10~15min,得粘稠液,再于轮碾式搅拌机中,依次加入复配碎玻璃、复配粉煤灰、堇青石、纳米氧化锆、纳米氧化铁和粘稠液,于搅拌轴转速为26~32r/min条件下,搅拌混合2~4h,得配合料;再将所得配合料倒入模具中,并将模具移入自动压机中,于压力为250~300kg/cm2条件下冷压成型,得砖坯,再将所得砖坯转入隧道窑,控制升温速率为6~8℃/min,于一段温度为600~680℃,二段温度为680~780℃,三段温度为780~900℃条件下,共烧制2~3h后,自然冷却至550~580℃,再转入退火窑中,于温度为500~520℃条件下,退火45~60min,出料,待自然冷却至室温,用金刚石切割后,包装入库,即得烟囱防腐内衬板专用泡沫玻璃砖。所述的粘结剂是由模数为2~3的水玻璃与羧甲基纤维素按质量比为5:1~8:1混合而成。
实例1
首先按重量份数计,在混料机中依次加入10份目数为120目的废弃玻璃酒瓶碎料,15份目数为150目的废弃玻璃酒瓶碎料,20份目数为200目的废弃玻璃酒瓶碎料,以300r/min转速搅拌混合30min,得复配碎玻璃;再按重量份数计,在混料机中依次加入10份目数为200目的粉煤灰,20份目数为325目的粉煤灰,30份目数为450目的粉煤灰,以300r/min转速搅拌混合30min,得复配粉煤灰;随后按重量份数计,依次取80份复配碎玻璃,10份复配粉煤灰,10份粉碎至300目的堇青石,3份硝酸铵,2份纳米氧化锆,0.3份纳米氧化铁,10份粘结剂,先将硝酸铵与粘结剂倒入烧杯中,用玻璃棒搅拌混合10min,得粘稠液,再于轮碾式搅拌机中,依次加入复配碎玻璃、复配粉煤灰、堇青石、纳米氧化锆、纳米氧化铁和粘稠液,于搅拌轴转速为26r/min条件下,搅拌混合2h,得配合料;再将所得配合料倒入模具中,并将模具移入自动压机中,于压力为250kg/cm2条件下冷压成型,得砖坯,再将所得砖坯转入隧道窑,控制升温速率为6℃/min,于一段温度为600℃,二段温度为680℃,三段温度为780℃条件下,烧制2h后,自然冷却至550℃,再转入退火窑中,于温度为500℃条件下,退火45min,出料,待自然冷却至室温,用金刚石切割后,包装入库,即得烟囱防腐内衬板专用泡沫玻璃砖。所述的粘结剂是由模数为2的水玻璃与羧甲基纤维素按质量比为5:1混合而成。
实例2
首先按重量份数计,在混料机中依次加入15份目数为130目的废弃玻璃酒瓶碎料,22份目数为170目的废弃玻璃酒瓶碎料,30份目数为250目的废弃玻璃酒瓶碎料,以400r/min转速搅拌混合38min,得复配碎玻璃;再按重量份数计,在混料机中依次加入15份目数为250目的粉煤灰,25份目数为360目的粉煤灰,45份目数为480目的粉煤灰,以400r/min转速搅拌混合38min,得复配粉煤灰;随后按重量份数计,依次取90份复配碎玻璃,13份复配粉煤灰,13份粉碎至400目的堇青石,4份硝酸铵,3份纳米氧化锆,0.4份纳米氧化铁,15份粘结剂,先将硝酸铵与粘结剂倒入烧杯中,用玻璃棒搅拌混合13min,得粘稠液,再于轮碾式搅拌机中,依次加入复配碎玻璃、复配粉煤灰、堇青石、纳米氧化锆、纳米氧化铁和粘稠液,于搅拌轴转速为29r/min条件下,搅拌混合3h,得配合料;再将所得配合料倒入模具中,并将模具移入自动压机中,于压力为280kg/cm2条件下冷压成型,得砖坯,再将所得砖坯转入隧道窑,控制升温速率为7℃/min,于一段温度为640℃,二段温度为730℃,三段温度为840℃条件下,烧制3h后,自然冷却至570℃,再转入退火窑中,于温度为510℃条件下,退火52min,出料,待自然冷却至室温,用金刚石切割后,包装入库,即得烟囱防腐内衬板专用泡沫玻璃砖。所述的粘结剂是由模数为3的水玻璃与羧甲基纤维素按质量比为7:1混合而成。
实例3
首先按重量份数计,在混料机中依次加入20份目数为140目的废弃玻璃酒瓶碎料,30份目数为180目的废弃玻璃酒瓶碎料,40份目数为300目的废弃玻璃酒瓶碎料,以500r/min转速搅拌混合45min,得复配碎玻璃;再按重量份数计,在混料机中依次加入20份目数为300目的粉煤灰,30份目数为400目的粉煤灰,60份目数为500目的粉煤灰,以500r/min转速搅拌混合45min,得复配粉煤灰;随后按重量份数计,依次取100份复配碎玻璃,15份复配粉煤灰,15份粉碎至500目的堇青石,5份硝酸铵,4份纳米氧化锆,0.5份纳米氧化铁,20份粘结剂,先将硝酸铵与粘结剂倒入烧杯中,用玻璃棒搅拌混合15min,得粘稠液,再于轮碾式搅拌机中,依次加入复配碎玻璃、复配粉煤灰、堇青石、纳米氧化锆、纳米氧化铁和粘稠液,于搅拌轴转速为32r/min条件下,搅拌混合4h,得配合料;再将所得配合料倒入模具中,并将模具移入自动压机中,于压力为300kg/cm2条件下冷压成型,得砖坯,再将所得砖坯转入隧道窑,控制升温速率为8℃/min,于一段温度为680℃,二段温度为780℃,三段温度为900℃条件下,烧制3h后,自然冷却至580℃,再转入退火窑中,于温度为520℃条件下,退火60min,出料,待自然冷却至室温,用金刚石切割后,包装入库,即得烟囱防腐内衬板专用泡沫玻璃砖。所述的粘结剂是由模数为3的水玻璃与羧甲基纤维素按质量比为8:1混合而成。
对照例:廊坊市某公司生产的烟囱防腐泡沫玻璃砖。
将上述实施例所得烟囱防腐内衬专用泡沫玻璃砖与对照例的烟囱防腐泡沫玻璃砖进行检测,结果如表一所示。
表一:
检测项目 实例1 实例2 实例3 对照例
抗压强度/MPa 5.7 7.3 8.5 3.2
抗折强度/MPa 3.5 5.1 6.7 1.8
导热系数(20℃)/(W/(m·K)) 0.056 0.053 0.054 0.055
线性热胀系数10-6/℃ 15 18 20 6
耐酸性 强度不降低 强度不降低 强度不降低 强度降低
尺寸稳定性/% 3 2 3 4
备注:抗压强度、抗折强度用压力试验机进行测定;耐酸性是实施例所得烟囱防腐内衬专用泡沫玻璃砖与对照例的烟囱防腐泡沫玻璃砖在质量分数为5~40%硫酸溶液中浸泡30天测定的。
由上表可知,本发明烟囱防腐内衬专用泡沫玻璃砖抗热冲击性能好。

Claims (7)

1.一种烟囱防腐内衬专用泡沫玻璃砖,其特征在于:是由以下重量份数的原料组成:80~100份复配碎玻璃,10~15份复配粉煤灰,10~15份堇青石,3~5份硝酸铵,2~4份纳米氧化锆,0.3~0.5份纳米氧化铁,10~20份粘结剂;
所述的烟囱防腐内衬板专用泡沫玻璃砖具体制备步骤如下:
(1)按配方用量称取各组分;
(2)将硝酸铵与粘结剂搅拌混合均匀,得粘稠液,再于轮碾式搅拌机中,依次加入复配碎玻璃、复配粉煤灰、堇青石、纳米氧化锆、纳米氧化铁和粘稠液,搅拌混合,得配合料;
(3)将上述所得配合料倒入模具中,再将模具移入自动压机中,冷压成型,得砖坯;
(4)将上述所得砖坯移入隧道窑,烧制2~3h后,移入退火窑中退火45~60min,出料,切割,即得烟囱防腐内衬专用泡沫玻璃砖。
2.根据权利要求1所述的一种烟囱防腐内衬专用泡沫玻璃砖,其特征在于:所述的复配碎玻璃是由以下重量份数的废弃玻璃酒瓶碎料组成:10~20份目数为120~140目的废弃玻璃酒瓶碎料,15~30份目数为150~180目的废弃玻璃酒瓶碎料,20~40份目数为200~300目的废弃玻璃酒瓶碎料。
3.根据权利要求1所述的一种烟囱防腐内衬专用泡沫玻璃砖,其特征在于:所述的复配粉煤灰是由以下重量份数的不同目数粉煤灰组成:10~20份目数为200~300目的粉煤灰,20~30份目数为325~400目的粉煤灰,30~60份目数为450~500目的粉煤灰。
4.根据权利要求1所述的一种烟囱防腐内衬专用泡沫玻璃砖,其特征在于:所述的粘结剂是由水玻璃与羧甲基纤维素按质量比为5:1~8:1混合而成。
5.根据权利要求1所述的一种烟囱防腐内衬板专用泡沫玻璃砖,其特征在于:步骤(3)所述的冷压成型压力为250~300kg/cm2
6.根据权利要求1所述的一种烟囱防腐内衬专用泡沫玻璃砖,其特征在于:步骤(4)所述的隧道窑分三段,所述的烧制条件为一段温度600~680℃,二段温度680~780℃,三段温度780~900℃,升温速率为6~8℃/min。
7.根据权利要求1所述的一种烟囱防腐内衬专用泡沫玻璃砖,其特征在于:步骤(4)所述的退火温度为500~520℃。
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