CN111410430A - 一种用于烟囱脱硫的泡沫玻璃制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于烟囱脱硫的泡沫玻璃制备方法，包括下述步骤：(1)将废玻璃、粉煤灰、云母粉、石英砂、芒硝、三氧化二铁、玻璃纤维、碳酸钙、硝酸铵、干燥并研磨至粒径为50～200目的混合物；(2)再将步骤(1)得到的混合物装入模具，放入炉中烧结，调节温度，加工得到泡沫玻璃基材；(3)将泡沫玻璃基材上下表面分别清洗干净后，在泡沫玻璃基材上下表面分别涂覆一层树脂或非金属防腐材料。本发明制备工艺简单，制备方便，制备得到的泡沫玻璃不仅具有较高的力学强度，而且可在具有腐蚀性的液体介质或湿气体介质中长期使用，具有较好的应用价值及前景。

Description

一种用于烟囱脱硫的泡沫玻璃制备方法
技术领域
本发明涉及一种泡沫玻璃的制备方法，尤其是涉及一种用于烟囱脱硫的泡沫玻璃制备方法。
背景技术
近年来，随着国家对环境保护要求的日益提高，燃煤电厂均采取有效的措施以解决烟尘排放对环境的污染。为控制烟气排放中的SO2含量，多采用烟气脱硫方法。虽然烟气湿法脱硫后烟气中的SO2含量大为降低，但其烟气温度降低，湿度增大，易结露，形成腐蚀性很强的稀硫酸液，使烟囱运行工况发生变化。
基于火电厂烟囱使用寿命、维护周期要求比较长，运行条件苛刻，对其采用有效的重防腐保护工艺显得尤为重要，这也是火电厂烟囱设计中最为重要的环节之一。而在防腐设计中，科学合理的选材最为关键。对该种重防腐要求下的防腐材料必须满足以下条件：a)防腐时效长，耐酸。防腐材料必须具有耐酸性，且亦能满足烟囱运行维护周期长的要求。b)阻燃、耐热及耐温变性好。很多情况下，由于脱硫设备出现故障，或人为关停，进人烟囱的烟气温度发生剧烈变化，这就要求烟囱内壁防腐材料必须满足此种工况下的运行要求。同时，采用的防腐材料必须满足阻燃要求，防止因烟囱内壁温度过高时酿成的火灾。c)耐磨性、抗渗性优良。一般情况下，经过吸收塔的脱硫除尘后的烟气中，仍然含有粉尘类物质，这些物质磨损性强，这就要求内层防腐层的兼有耐磨损性能。同时，还要求能阻止酸液进一步渗透，保护混凝土基材不受酸液侵袭。
烟囱防腐内衬材料有玻璃鳞片涂料、玻璃钢、耐蚀金属材料、泡沫玻璃防腐内衬、APC杂化聚合物等。其中泡沫玻璃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。但现有的泡沫玻璃防腐内衬在使用过程中还存在抗热冲击性能差的缺点。
另外，由于泡沫玻璃防腐内衬在制造过程中存在的不可避免的微裂纹和贯穿性孔洞等缺陷和硅酸盐材料固有的吸湿性，导致泡沫玻璃防腐内衬和胶粘剂防腐层在湿烟囱中运行一段时间后，酸液就会通过微裂纹和贯穿性孔洞渗入泡沫砖，砖体也会吸湿酸液，使酸液逐渐向砖的深度渗透，运行时间越长，泡沫砖吸收的酸液量越大，渗透的深度越深。泡沫砖吸水后，保温性会大大下降，据测试，普通的泡沫砖吸水后保温绝热性能会下降50～60％，这样泡沫砖背面的胶粘剂就会处在一个较高的温度下，从而加速老化。胶粘剂老化后就会脆裂，粘接性大大下降，导致防腐层脱落，防腐功能失效。如果泡沫砖质量较差，经几年运行后，酸液就会浸透泡沫砖到达底部胶粘剂层，腐蚀破坏胶粘剂层后到达烟囱基体，对烟囱基体材料(钢材或混凝土)造成渗透腐蚀破坏，严重时，引起烟囱坍塌。
发明内容
为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供了一种抗热冲击性能好、抗渗性优、耐腐蚀性的用于烟囱脱硫的泡沫玻璃制备方法。
本发明采用的技术方案为：
一种用于烟囱脱硫的泡沫玻璃制备方法，包括下述步骤：
(1)将废玻璃、粉煤灰、云母粉、石英砂、芒硝、三氧化二铁、玻璃纤维、碳酸钙、硝酸铵、干燥并研磨至粒径为50～200目的混合物；
(2)再将步骤(1)得到的混合物装入模具，放入炉中烧结，调节温度，加工得到泡沫玻璃基材；
(3)将泡沫玻璃基材上下表面分别清洗干净后，在泡沫玻璃基材上下表面分别涂覆一层树脂或非金属防腐材料。
作为优选，各原料的重量份为：废玻璃50～70重量份、粉煤灰5～15重量份、云母粉5～15重量份、石英砂1～5重量份、芒硝1～5重量份、三氧化二铁0.2～2重量份、玻璃纤维1～8重量份、碳酸钙1～5重量份、硝酸铵1～5重量份。
作为优选，各原料的重量份为：废玻璃60重量份、粉煤灰10重量份、云母粉10重量份、石英砂3重量份、芒硝3重量份、三氧化二铁1.1重量份、玻璃纤维4.5重量份、碳酸钙2.5重量份、硝酸铵3重量份。
作为优选，步骤(2)过程为：自室温以2～8℃/min升温速率升至700～750℃进行预热，保温10～30min；再以1～7℃/min升温速率升至800～860℃830℃进行烧结，保温15～35min；再以2～9℃/min的降温速率降温至700～750℃，保温10～30min；最后随炉冷却至室温。
作为优选，自室温以5℃/min升温速率升至720℃进行预热，保温15min；再以4℃/min升温速率升至820℃进行烧结，保温25min；再以6℃/min的降温速率降温至720℃，保温15min；最后随炉冷却至室温。
作为优选，所述树脂为乙烯基酯树脂、环氧树脂或酚醛树脂。
作为优选，所述非金属防腐材料为耐酸无机胶泥或塑料粉末悬浮剂。
作为优选，所述废玻璃为废弃平板玻璃、废弃压花玻璃、废弃瓶罐玻璃或废弃阴极射线管玻璃中的一种或几种的任意混合。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明制备工艺简单，制备方便，制备得到的泡沫玻璃具有较高的力学强度，具有较好的应用价值及前景；
(2)本发明制备得到的泡沫玻璃可在具有腐蚀性的液体介质或湿气体介质中长期使用，保证其本身的保温性能不会下降，并使得其耐腐蚀性能和耐磨性能也得到了一定的提高；
(3)本发明不仅实现了对废料的及时有效处理，还实现了废料的循环利用，降低生产成本，减少对环境的污染，在解决环保问题的同时获得较高的经济效益。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明所要保护的范围并不限于此。
实施例1
一种用于烟囱脱硫的泡沫玻璃制备方法，包括下述步骤：
(1)将废玻璃、粉煤灰、云母粉、石英砂、芒硝、三氧化二铁、玻璃纤维、碳酸钙、硝酸铵、干燥并研磨至粒径为100目的混合物；
其中，各原料的重量份为：废玻璃60重量份、粉煤灰10重量份、云母粉10重量份、石英砂3重量份、芒硝3重量份、三氧化二铁1.1重量份、玻璃纤维4.5重量份、碳酸钙2.5重量份、硝酸铵3重量份；玻璃纤维的加入不仅可以提高泡沫玻璃的机械性能，而且可以增强吸收冲击波的能力；
(2)再将步骤(1)得到的混合物装入模具，放入炉中烧结，调节温度，自室温以5℃/min升温速率升至720℃进行预热，保温15min；再以4℃/min升温速率升至820℃进行烧结，保温25min；再以6℃/min的降温速率降温至720℃，保温15min；最后随炉冷却至室温；加工得到泡沫玻璃基材；
(3)将泡沫玻璃基材上下表面分别清洗干净后，在泡沫玻璃基材上下表面分别涂覆一层乙烯基酯树脂，随着树脂渗透到泡沫玻璃基材的微裂纹和微孔中，全部填充封堵裂纹和微孔，并包覆在泡沫玻璃基材表面；可进一步保证其的耐腐性及抗渗性，保证其在腐蚀性的液体介质或湿气体介质中长期使用。
通过本方法制备的泡沫玻璃抗压强度为9.3MPa，线性热胀系数2.2×10-5℃，在质量分数为37％硫酸溶液中浸泡120天，其强度不降低。
实施例2
一种用于烟囱脱硫的泡沫玻璃制备方法，包括下述步骤：
(1)将废玻璃、粉煤灰、云母粉、石英砂、芒硝、三氧化二铁、玻璃纤维、碳酸钙、硝酸铵、干燥并研磨至粒径为100目的混合物；
其中，各原料的重量份为：废玻璃50重量份、粉煤灰5重量份、云母粉5重量份、石英砂1重量份、芒硝1重量份、三氧化二铁0.5重量份、玻璃纤维1.5重量份、碳酸钙1重量份、硝酸铵1重量份；
(2)再将步骤(1)得到的混合物装入模具，放入炉中烧结，调节温度，自室温以5℃/min升温速率升至720℃进行预热，保温15min；再以4℃/min升温速率升至820℃进行烧结，保温25min；再以6℃/min的降温速率降温至720℃，保温15min；最后随炉冷却至室温；加工得到泡沫玻璃基材；
(3)将泡沫玻璃基材上下表面分别清洗干净后，在泡沫玻璃基材上下表面分别涂覆一层乙烯基酯树脂，随着树脂渗透到泡沫玻璃基材的微裂纹和微孔中，全部填充封堵裂纹和微孔，并包覆在泡沫玻璃基材表面；可进一步保证其的耐腐性及抗渗性，保证其在腐蚀性的液体介质或湿气体介质中长期使用。
通过本方法制备的泡沫玻璃抗压强度为8.3MPa，线性热胀系数1.9×10-5℃，在质量分数为37％硫酸溶液中浸泡90天，其强度不降低。
实施例3
一种用于烟囱脱硫的泡沫玻璃制备方法，包括下述步骤：
(1)将废玻璃、粉煤灰、云母粉、石英砂、芒硝、三氧化二铁、玻璃纤维、碳酸钙、硝酸铵、干燥并研磨至粒径为100目的混合物；
其中，各原料的重量份为：废玻璃70重量份、粉煤灰15重量份、云母粉15重量份、石英砂5重量份、芒硝5重量份、三氧化二铁2重量份、玻璃纤维8重量份、碳酸钙5重量份、硝酸铵5重量份；
(2)再将步骤(1)得到的混合物装入模具，放入炉中烧结，调节温度，自室温以5℃/min升温速率升至720℃进行预热，保温15min；再以4℃/min升温速率升至820℃进行烧结，保温25min；再以6℃/min的降温速率降温至720℃，保温15min；最后随炉冷却至室温；加工得到泡沫玻璃基材；
(3)将泡沫玻璃基材上下表面分别清洗干净后，在泡沫玻璃基材上下表面分别涂覆一层乙烯基酯树脂，随着树脂渗透到泡沫玻璃基材的微裂纹和微孔中，全部填充封堵裂纹和微孔，并包覆在泡沫玻璃基材表面；可进一步保证其的耐腐性及抗渗性，保证其在腐蚀性的液体介质或湿气体介质中长期使用。
通过本方法制备的泡沫玻璃抗压强度为8.5MPa，线性热胀系数1.8×10-5℃，在质量分数为37％硫酸溶液中浸泡90天，其强度不降低。
实施例4
一种用于烟囱脱硫的泡沫玻璃制备方法，包括下述步骤：
(1)将废玻璃、粉煤灰、云母粉、石英砂、芒硝、三氧化二铁、玻璃纤维、碳酸钙、硝酸铵、干燥并研磨至粒径为100目的混合物；
其中，各原料的重量份为：废玻璃60重量份、粉煤灰10重量份、云母粉10重量份、石英砂3重量份、芒硝3重量份、三氧化二铁1.1重量份、玻璃纤维4.5重量份、碳酸钙2.5重量份、硝酸铵3重量份；玻璃纤维的加入不仅可以提高泡沫玻璃的机械性能，而且可以增强吸收冲击波的能力；
(2)再将步骤(1)得到的混合物装入模具，放入炉中烧结，调节温度，自室温以2℃/min升温速率升至700℃进行预热，保温10min；再以3℃/min升温速率升至800℃进行烧结，保温20min；再以3℃/min的降温速率降温至700℃，保温10min；最后随炉冷却至室温；加工得到泡沫玻璃基材；
(3)将泡沫玻璃基材上下表面分别清洗干净后，在泡沫玻璃基材上下表面分别涂覆一层乙烯基酯树脂，随着树脂渗透到泡沫玻璃基材的微裂纹和微孔中，全部填充封堵裂纹和微孔，并包覆在泡沫玻璃基材表面；可进一步保证其的耐腐性及抗渗性，保证其在腐蚀性的液体介质或湿气体介质中长期使用。
通过本方法制备的泡沫玻璃抗压强度为8.1MPa，线性热胀系数1.7×10-5℃，在质量分数为37％硫酸溶液中浸泡90天，其强度不降低。
实施例5
一种用于烟囱脱硫的泡沫玻璃制备方法，包括下述步骤：
(1)将废玻璃、粉煤灰、云母粉、石英砂、芒硝、三氧化二铁、玻璃纤维、碳酸钙、硝酸铵、干燥并研磨至粒径为50目的混合物；
其中，各原料的重量份为：废玻璃60重量份、粉煤灰10重量份、云母粉10重量份、石英砂3重量份、芒硝3重量份、三氧化二铁1.1重量份、玻璃纤维4.5重量份、碳酸钙2.5重量份、硝酸铵3重量份；玻璃纤维的加入不仅可以提高泡沫玻璃的机械性能，而且可以增强吸收冲击波的能力；
(2)再将步骤(1)得到的混合物装入模具，放入炉中烧结，调节温度，自室温以8℃/min升温速率升至750℃进行预热，保温20min；再以7℃/min升温速率升至860℃进行烧结，保温35min；再以9℃/min的降温速率降温至750℃，保温20min；最后随炉冷却至室温；加工得到泡沫玻璃基材；
(3)将泡沫玻璃基材上下表面分别清洗干净后，在泡沫玻璃基材上下表面分别涂覆一层乙烯基酯树脂，随着树脂渗透到泡沫玻璃基材的微裂纹和微孔中，全部填充封堵裂纹和微孔，并包覆在泡沫玻璃基材表面；可进一步保证其的耐腐性及抗渗性，保证其在腐蚀性的液体介质或湿气体介质中长期使用。
通过本方法制备的泡沫玻璃抗压强度为8.2MPa，线性热胀系数1.8×10-5℃，在质量分数为37％硫酸溶液中浸泡90天，其强度不降低。

Claims (8)

1.一种用于烟囱脱硫的泡沫玻璃制备方法，其特征在于包括下述步骤：
(1)将废玻璃、粉煤灰、云母粉、石英砂、芒硝、三氧化二铁、玻璃纤维、碳酸钙、硝酸铵、干燥并研磨至粒径为50～200目的混合物；
(2)再将步骤(1)得到的混合物装入模具，放入炉中烧结，调节温度，加工得到泡沫玻璃基材；
(3)将泡沫玻璃基材上下表面分别清洗干净后，在泡沫玻璃基材上下表面分别涂覆一层树脂或非金属防腐材料。
2.根据权利要求1所述用于烟囱脱硫的泡沫玻璃制备方法，其特征在于：各原料的重量份为：废玻璃50～70重量份、粉煤灰5～15重量份、云母粉5～15重量份、石英砂1～5重量份、芒硝1～5重量份、三氧化二铁0.2～2重量份、玻璃纤维1～8重量份、碳酸钙1～5重量份、硝酸铵1～5重量份。
3.根据权利要求2所述用于烟囱脱硫的泡沫玻璃制备方法，其特征在于：各原料的重量份为：废玻璃60重量份、粉煤灰10重量份、云母粉10重量份、石英砂3重量份、芒硝3重量份、三氧化二铁1.1重量份、玻璃纤维4.5重量份、碳酸钙2.5重量份、硝酸铵3重量份。
4.根据权利要求1所述用于烟囱脱硫的泡沫玻璃制备方法，其特征在于步骤(2)过程为：自室温以2～8℃/min升温速率升至700～750℃进行预热，保温10～30min；再以1～7℃/min升温速率升至800～860℃进行烧结，保温15～35min；再以2～9℃/min的降温速率降温至700～750℃，保温10～30min；最后随炉冷却至室温。
5.根据权利要求4所述用于烟囱脱硫的泡沫玻璃制备方法，其特征在于：自室温以5℃/min升温速率升至720℃进行预热，保温15min；再以4℃/min升温速率升至820℃进行烧结，保温25min；再以6℃/min的降温速率降温至720℃，保温15min；最后随炉冷却至室温。
6.根据权利要求1所述用于烟囱脱硫的泡沫玻璃制备方法，其特征在于：所述树脂为乙烯基酯树脂、环氧树脂或酚醛树脂。
7.根据权利要求1所述用于烟囱脱硫的泡沫玻璃制备方法，其特征在于：所述非金属防腐材料为耐酸无机胶泥或塑料粉末悬浮剂。
8.根据权利要求1所述用于烟囱脱硫的泡沫玻璃制备方法，其特征在于：所述废玻璃为废弃平板玻璃、废弃压花玻璃、废弃瓶罐玻璃或废弃阴极射线管玻璃中的一种或几种的任意混合。
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