CN111646769A - 一种燃气蒸汽锅炉烟气管道及其施工方法 - Google Patents

一种燃气蒸汽锅炉烟气管道及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于烟气管道的技术领域，具体涉及一种燃气蒸汽锅炉烟气管道及其施工方法，包括如下步骤：S1钢结构层搭建：按照设计图纸，标出烟气管道立柱安装位置，将钢架搭建在标记的立柱位置上；S2用网格布分别沿钢结构层内部、外部各包裹成一圈，形成空心双层网格布半封闭结构；S3向空心双层网格布半封闭结构填充隔热层流体物，自然凝固后，拆除网格布；S4在隔热层表面依次喷涂气密层中硅烷偶联剂、丙烯酸树脂；本发明烟气管道具有隔热耐温、气密性和防腐性好、耐候性好，长期恶劣环境下使用不会产生空鼓、起泡、开裂的现象，现场施工工艺简单、可控、便捷、无须大型起重设备等投入，也无须贵重成型、挤压设备的投入。

Description

一种燃气蒸汽锅炉烟气管道及其施工方法
技术领域
本发明属于烟气管道的技术领域，具体涉及一种燃气蒸汽锅炉烟气管道及其施工方法。
背景技术
烟气管道用作将烟气、废气排至外部空间的输送通道，目前，蒸汽锅炉在运行中发生烟管局部腐蚀泄漏事故频繁，由于输送气温温差大、输送介质含有腐蚀性气体、管道材料等因素影响，使得烟气管道外壁减薄，内壁结垢、腐蚀，这严重降低了烟气管道的使用寿命和造成安全隐患。目前，以碳钢为原料制造的烟气管道，其中，碳元素使得钢材制品具有良好的气密性、抗压性等优点，但钢组织在高温下产生金属间化合物以及碳化物的沉淀，从而使材料性能劣化，若排烟气体中含有高浓度酸，当生产受阻而造成温度降至酸露点温度时，碳化物在晶界析出使晶间腐蚀，进而造成蠕变损伤，因此，使得钢材管道的应用不太理想；若采用水泥管道，由于水泥吸附性较强和密度较大，吸附速率过大则易造成晶体成核不均匀，起泡性较大则易造成管道空鼓起壳等现象。
磷石膏是磷肥产业中排放的工业废渣，其主要成分是二水硫酸钙及其它一些杂质，如磷酸及其盐等杂质影响磷石膏的有效利用，若大量堆存，不仅占用土地资源，还会造成土壤、水体污染，由于磷石膏成分中包括氟化物，溶于水后，易水解形成氢氟酸，氢氟酸对模具和自身均有较强的腐蚀性，降低了模具及其成品的使用寿命，同时，磷石膏粘附值较低，使得石膏制品易裂易碎，进而增加了磷石膏的利用难度。专利号CN201710410997.1公开了一种通风烟道及其制备方法和应用，以七水硫酸镁为主料，辅以无机和有机填料，按重量份计，包括七水硫酸镁45～70份、硅钙粉13～26份、珍珠岩11～19份、石膏3～12份、细石3～8份、锯末4～15份、磷酸1～4份、水28～39份。制备方法包括浆体制备、一次浇注、二次浇注、拆模和养护过程。本发明所述通风烟道泡水后不会溶出自由氯离子，水化物稳定、不易发生分解，因此具有良好的抗水性，不会发生吸潮返卤现象；产品表面平滑、规整，摩擦系数小，风阻低，不变形，无裂纹，稳定性好且具有优良的力学性能和化学性能；专利号CN201610660771.2，公开了一种烟道成型管，所述烟道成型管的原材料安装重量份计有以下组分组成：水泥30-32份，砂5-6份，珍珠岩2-3份，石膏60-62份，减水剂0.1-0.2份，玻纤网格布0.5-0.6份，红磷1-3份，聚磷酸铵4-6份，三氧化二梯1-2份，二茂铁3-4份，水10-15份；本发明公开了一种制备所述烟道成型管的方法，采用上述原材料制作的烟道成型管，实现阻燃性能好，结构简单，保温性能好，重量轻，成本低的效果。但上述烟道存在质量较重，不利于搬运和安装的缺陷。
发明内容
本发明为解决上述技术问题，提供了一种燃气蒸汽锅炉烟气管道及其施工方法。
具体是通过以下技术方案来实现的：
一种燃气蒸汽锅炉烟气管道，由内至外依次为含钢架的隔热层、气密层；所述隔热层包括如下重量份原料：玄武岩纤维25-33份、甘蔗渣27-36份、二氧化硅气凝胶8-13份、荷叶粉0.1-0.5份、磷石膏60-80份、粉煤灰20-30份。
所述气密层由硅烷偶联剂和丙烯酸树脂组成。
一种燃气蒸汽锅炉烟气管道的施工方法，包括如下步骤：
S1钢结构层搭建：按照设计图纸，标出烟气管道立柱安装位置，将钢架搭建在标记的立柱位置上；
S2用网格布分别沿钢结构层内部、外部各包裹成一圈，形成空心双层网格布半封闭结构；
S3向空心双层网格布半封闭结构填充隔热层流体物，自然凝固后，拆除网格布；
S4在隔热层表面依次喷涂气密层中硅烷偶联剂、丙烯酸树脂。
所述隔热层流体物，其制作方法为：先将甘蔗渣、荷叶粉进行混合提取后，再加入玄武岩纤维混合均匀后，经微波处理后，加入预处理磷石膏粉、粉煤灰、二氧化硅气凝胶、水混合均匀，所述水料比为1：(1-1.3)；所述预处理磷石膏粉是将磷石膏用水润湿后，加入磷石膏质量1-5‰的硫酸盐还原菌剂置于32-39℃条件下恒温处理24h。
进一步的，所述隔热层流体物，其制作方法，具体包括如下步骤：
1)称取甘蔗渣、荷叶粉混合均匀后，加入酵母菌/乳酸菌混菌培养液混合均匀，密闭处理24h，得发酵物；
2)向发酵物中加入玄武岩纤维混合均匀，置于100-300W的微波条件下处理90-180s；
3)向步骤2)中加入预处理磷石膏粉、粉煤灰、二氧化硅气凝胶、水混合均匀；所述预处理磷石膏粉是将磷石膏用水润湿后，加入磷石膏质量1-5‰的硫酸盐还原菌剂置于32-39℃条件下恒温处理24h。
所述酵母菌/乳酸菌混菌培养液中酵母菌活菌数为(1.4-2.7)×107cfu/ml，乳酸菌活菌数为(1.7-3.2)×107cfu/ml。
所述酵母菌/乳酸菌混菌培养液的用量为甘蔗渣质量1-5％。
所述硅烷偶联剂，其喷涂的工艺参数如下：喷嘴运行速率130-160mm/s，雾化压力0.36-0.42MPa，空气压力0.16-0.24MPa，喷涂距离180-200mm，厚度1-3mm；
所述丙烯酸树脂，其喷涂的工艺参数如下：喷嘴运行速率70-100mm/s，雾化压力0.48-0.54MPa，空气压力0.31-0.4MPa，喷涂距离140-160mm，厚度1-3mm。
有益效果：
本发明烟气管道具有隔热耐温、气密性和防腐性好、耐候性好，长期恶劣环境下使用不会产生空鼓、起泡、开裂的现象，现场施工工艺简单、可控、便捷、无须大型起重设备等投入，也无须贵重成型、挤压设备的投入。
本发明中隔热层以磷石膏为主料，将工业废渣变废喂饱，降低了资源消耗和污染，由于磷石膏中含有游离酸，会发生腐蚀现象进而出现结构体裂缝、延长石膏凝固时间，本发明利用硫酸盐还原菌处理磷石膏，将硫酸盐还原成硫离子，使得硫离子与粉煤灰共结晶，增强了结构力学性能，防止了磷石膏中腐蚀性物质的扩散，降低了对钢结构以及网格布的腐蚀性；利用玄武岩纤维、发酵甘蔗渣和荷叶，有效控制了纤维吸水率，保证了力学强度，并且分散了石膏表面的负荷，同时还起到耐高温和隔热的效果；加入粉煤灰有助于消泡，进而防止了凝固过程中内部起泡或空鼓现象；利用荷叶表面的的防水性材料，减弱了烟气中颗粒物质的粘附性，进而有利于颗粒物质的去除清洗，同时对其进行发酵处理，又充分开了吸水物质，通过防水材料与吸水材料的协调，又防止了烟管因过度干燥而生产脱壳等现象；并且利用荷叶和甘蔗渣能够吸附氧分子和水分，进而防止凝固过程中被还原的磷石膏被氧化，同时荷叶和甘蔗渣中的有机大分子能够络合磷石膏中钙离子，并且络合物吸附在新生的成晶胚上，降低了磷石膏的重量和表面能。
本发明在隔热层外表面形成气密层，有助于防止外部水分、氧气的渗透，通过合理的工艺控制，缩短了成膜速度，并且形成了均匀性好的涂层。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。
实施例1
一种燃气蒸汽锅炉烟气管道，由内至外依次为含钢架的隔热层、气密层；所述隔热层包括如下重量份原料：玄武岩纤维25份、甘蔗渣27份、二氧化硅气凝胶8份、荷叶粉0.1份、磷石膏60份、粉煤灰20份；所述气密层由硅烷偶联剂和丙烯酸树脂组成；
一种燃气蒸汽锅炉烟气管道的施工方法，包括如下步骤：
S1钢结构层搭建：按照设计图纸，标出烟气管道立柱安装位置，将钢架搭建在标记的立柱位置上；
S2用网格布分别沿钢结构层内部、外部各包裹成一圈，形成空心双层网格布半封闭结构；
S3向空心双层网格布半封闭结构填充隔热层流体物，自然凝固后，拆除网格布；
S4在隔热层表面依次喷涂气密层中硅烷偶联剂、丙烯酸树脂。
所述隔热层流体物，其制作方法，具体包括如下步骤：
1)称取甘蔗渣、荷叶粉混合均匀后，加入酵母菌/乳酸菌混菌培养液混合均匀，密闭处理24h，得发酵物；
2)向发酵物中加入玄武岩纤维混合均匀，置于100W的微波条件下处理90s；
3)向步骤2)中加入预处理磷石膏粉、粉煤灰、二氧化硅气凝胶、水混合均匀；所述水料比为1：1；所述预处理磷石膏粉是将磷石膏用水润湿后，加入磷石膏质量1‰的硫酸盐还原菌剂置于32℃条件下恒温处理24h；
所述酵母菌/乳酸菌混菌培养液中酵母菌活菌数为1.4×107cfu/ml，乳酸菌活菌数为1.7×107cfu/ml；
所述酵母菌/乳酸菌混菌培养液的用量为甘蔗渣质量1-5％；
所述硅烷偶联剂，其喷涂的工艺参数如下：喷嘴运行速率130mm/s，雾化压力0.42MPa，空气压力0.24MPa，喷涂距离180mm，厚度1mm；
所述丙烯酸树脂，其喷涂的工艺参数如下：喷嘴运行速率70mm/s，雾化压力0.54MPa，空气压力0.40MPa，喷涂距离140mm，厚度1mm。
实施例2
一种燃气蒸汽锅炉烟气管道，由内至外依次为含钢架的隔热层、气密层；所述隔热层包括如下重量份原料：玄武岩纤维33份、甘蔗渣36份、二氧化硅气凝胶13份、荷叶粉0.5份、磷石膏80份、粉煤灰30份；所述气密层由硅烷偶联剂和丙烯酸树脂组成；
一种燃气蒸汽锅炉烟气管道的施工方法，包括如下步骤：
S1钢结构层搭建：按照设计图纸，标出烟气管道立柱安装位置，将钢架搭建在标记的立柱位置上；
S2用网格布分别沿钢结构层内部、外部各包裹成一圈，形成空心双层网格布半封闭结构；
S3向空心双层网格布半封闭结构填充隔热层流体物，自然凝固后，拆除网格布；
S4在隔热层表面依次喷涂气密层中硅烷偶联剂、丙烯酸树脂。
所述隔热层流体物，其制作方法，具体包括如下步骤：
1)称取甘蔗渣、荷叶粉混合均匀后，加入酵母菌/乳酸菌混菌培养液混合均匀，密闭处理24h，得发酵物；
2)向发酵物中加入玄武岩纤维混合均匀，置于300W的微波条件下处理180s；
3)向步骤2)中加入预处理磷石膏粉、粉煤灰、二氧化硅气凝胶、水混合均匀；所述水料比为1：1.3；所述预处理磷石膏粉是将磷石膏用水润湿后，加入磷石膏质量5‰的硫酸盐还原菌剂置于39℃条件下恒温处理24h；
所述酵母菌/乳酸菌混菌培养液中酵母菌活菌数为2.7×107cfu/ml，乳酸菌活菌数为3.2×107cfu/ml；
所述酵母菌/乳酸菌混菌培养液的用量为甘蔗渣质量1-5％；
所述硅烷偶联剂，其喷涂的工艺参数如下：喷嘴运行速率160mm/s，雾化压力0.36MPa，空气压力0.16MPa，喷涂距离200mm，厚度3mm；
所述丙烯酸树脂，其喷涂的工艺参数如下：喷嘴运行速率100mm/s，雾化压力0.48MPa，空气压力0.31MPa，喷涂距离160mm，厚度3mm。
实施例3
一种燃气蒸汽锅炉烟气管道，由内至外依次为含钢架的隔热层、气密层；所述隔热层包括如下重量份原料：玄武岩纤维29份、甘蔗渣32份、二氧化硅气凝胶11份、荷叶粉0.3份、磷石膏70份、粉煤灰25份；所述气密层由硅烷偶联剂和丙烯酸树脂组成；
一种燃气蒸汽锅炉烟气管道的施工方法，包括如下步骤：
S1钢结构层搭建：按照设计图纸，标出烟气管道立柱安装位置，将钢架搭建在标记的立柱位置上；
S2用网格布分别沿钢结构层内部、外部各包裹成一圈，形成空心双层网格布半封闭结构；
S3向空心双层网格布半封闭结构填充隔热层流体物，自然凝固后，拆除网格布；
S4在隔热层表面依次喷涂气密层中硅烷偶联剂、丙烯酸树脂。
所述隔热层流体物，其制作方法，具体包括如下步骤：
1)称取甘蔗渣、荷叶粉混合均匀后，加入酵母菌/乳酸菌混菌培养液混合均匀，密闭处理24h，得发酵物；
2)向发酵物中加入玄武岩纤维混合均匀，置于200W的微波条件下处理130s；
3)向步骤2)中加入预处理磷石膏粉、粉煤灰、二氧化硅气凝胶、水混合均匀；所述水料比为1：1.2；所述预处理磷石膏粉是将磷石膏用水润湿后，加入磷石膏质量3‰的硫酸盐还原菌剂置于35℃条件下恒温处理24h；
所述酵母菌/乳酸菌混菌培养液中酵母菌活菌数为2.0×107cfu/ml，乳酸菌活菌数为2.4×107cfu/ml；
所述酵母菌/乳酸菌混菌培养液的用量为甘蔗渣质量3％；
所述硅烷偶联剂，其喷涂的工艺参数如下：喷嘴运行速率150mm/s，雾化压力0.40MPa，空气压力0.21MPa，喷涂距离190mm，厚度2mm；
所述丙烯酸树脂，其喷涂的工艺参数如下：喷嘴运行速率85mm/s，雾化压力0.51MPa，空气压力0.34MPa，喷涂距离150mm，厚度2mm。
实施例4
一种燃气蒸汽锅炉烟气管道，由内至外依次为含钢架的隔热层、气密层；所述隔热层包括如下重量份原料：玄武岩纤维25份、甘蔗渣27份、二氧化硅气凝胶13份、荷叶粉0.5份、磷石膏60份、粉煤灰30份；所述气密层由硅烷偶联剂和丙烯酸树脂组成；
一种燃气蒸汽锅炉烟气管道的施工方法，包括如下步骤：
S1钢结构层搭建：按照设计图纸，标出烟气管道立柱安装位置，将钢架搭建在标记的立柱位置上；
S2用网格布分别沿钢结构层内部、外部各包裹成一圈，形成空心双层网格布半封闭结构；
S3向空心双层网格布半封闭结构填充隔热层流体物，自然凝固后，拆除网格布；
S4在隔热层表面依次喷涂气密层中硅烷偶联剂、丙烯酸树脂。
所述隔热层流体物，其制作方法，具体包括如下步骤：
1)称取甘蔗渣、荷叶粉混合均匀后，加入酵母菌/乳酸菌混菌培养液混合均匀，密闭处理24h，得发酵物；
2)向发酵物中加入玄武岩纤维混合均匀，置于150W的微波条件下处理120s；
3)向步骤2)中加入预处理磷石膏粉、粉煤灰、二氧化硅气凝胶、水混合均匀；所述水料比为1：1.1；所述预处理磷石膏粉是将磷石膏用水润湿后，加入磷石膏质量2‰的硫酸盐还原菌剂置于36℃条件下恒温处理24h；
所述酵母菌/乳酸菌混菌培养液中酵母菌活菌数为2.5×107cfu/ml，乳酸菌活菌数为2.0×107cfu/ml；
所述酵母菌/乳酸菌混菌培养液的用量为甘蔗渣质量4％；
所述硅烷偶联剂，其喷涂的工艺参数如下：喷嘴运行速率130mm/s，雾化压力0.42MPa，空气压力0.24MPa，喷涂距离180mm，厚度1mm；
所述丙烯酸树脂，其喷涂的工艺参数如下：喷嘴运行速率100mm/s，雾化压力0.48MPa，空气压力0.31MPa，喷涂距离160mm，厚度3mm。
对比例1
在实施例3的基础上，与实施例3的区别在于：所述隔热层流体物的制作过程中，仅采用了酵母菌培养液对甘蔗渣和荷叶进行发酵。
对比例2
在实施例2的基础上，与实施例2的区别在于：所述隔热层流体物的制作过程中，仅采用了乳酸菌培养液对甘蔗渣和荷叶进行发酵。
对比例3
在实施例4的基础上，与实施例4的区别在于：所述隔热层流体物的制作过程中，未对甘蔗渣和荷叶进行发酵。
对比例4
在实施例1的基础上，与实施例1的区别在于：所述隔热层流体物的制作过程中未采用硫酸盐还原菌剂对磷石膏进行处理。
采用实施例与对比例的方法制成烟气管道用于蒸汽锅炉排放尾气，使用二年后，观察应用效果，如表1所示：
表1
Figure BDA0002504410500000111
Figure BDA0002504410500000121

Claims (9)

1.一种燃气蒸汽锅炉烟气管道，其特征在于，由内至外依次为含钢架的隔热层、气密层；所述隔热层包括如下重量份原料：玄武岩纤维25-33份、甘蔗渣27-36份、二氧化硅气凝胶8-13份、荷叶粉0.1-0.5份、磷石膏60-80份、粉煤灰20-30份。
2.如权利要求1所述燃气蒸汽锅炉烟气管道，其特征在于，所述气密层由硅烷偶联剂和丙烯酸树脂组成。
3.如权利要求1所述燃气蒸汽锅炉烟气管道的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1钢结构层搭建：按照设计图纸，标出烟气管道立柱安装位置，将钢架搭建在标记的立柱位置上；
S2用网格布分别沿钢结构层内部、外部各包裹成一圈，形成空心双层网格布半封闭结构；
S3向空心双层网格布半封闭结构填充隔热层流体物，自然凝固后，拆除网格布；
S4在隔热层表面依次喷涂气密层中硅烷偶联剂、丙烯酸树脂。
4.如权利要求3所述燃气蒸汽锅炉烟气管道的施工方法，其特征在于，所述隔热层流体物，其制作方法为：先将甘蔗渣、荷叶粉进行混合提取后，再加入玄武岩纤维混合均匀后，经微波处理后，加入预处理磷石膏粉、粉煤灰、二氧化硅气凝胶、水混合均匀，所述水料比为1：(1-1.3)；所述预处理磷石膏粉是将磷石膏用水润湿后，加入磷石膏质量1-5‰的硫酸盐还原菌剂置于32-39℃条件下恒温处理24h。
5.如权利要求3所述燃气蒸汽锅炉烟气管道的施工方法，其特征在于，所述隔热层流体物，其制作方法，具体包括如下步骤：
1)称取甘蔗渣、荷叶粉混合均匀后，加入酵母菌/乳酸菌混菌培养液混合均匀，密闭处理24h，得发酵物；
2)向发酵物中加入玄武岩纤维混合均匀，置于100-300W的微波条件下处理90-180s；
3)向步骤2)中加入预处理磷石膏粉、粉煤灰、二氧化硅气凝胶、水混合均匀；所述预处理磷石膏粉是将磷石膏用水润湿后，加入磷石膏质量1-5‰的硫酸盐还原菌剂置于32-39℃条件下恒温处理24h。
6.如权利要求3所述燃气蒸汽锅炉烟气管道的施工方法，其特征在于，所述酵母菌/乳酸菌混菌培养液中酵母菌活菌数为(1.4-2.7)×107cfu/ml，乳酸菌活菌数为(1.7-3.2)×107cfu/ml。
7.如权利要求3所述燃气蒸汽锅炉烟气管道的施工方法，其特征在于，所述酵母菌/乳酸菌混菌培养液的用量为甘蔗渣质量1-5％。
8.如权利要求3所述燃气蒸汽锅炉烟气管道的施工方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂，其喷涂的工艺参数如下：喷嘴运行速率130-160mm/s，雾化压力0.36-0.42MPa，空气压力0.16-0.24MPa，喷涂距离180-200mm，厚度1-3mm。
9.如权利要求3所述燃气蒸汽锅炉烟气管道的施工方法，其特征在于，所述丙烯酸树脂，其喷涂的工艺参数如下：喷嘴运行速率70-100mm/s，雾化压力0.48-0.54MPa，空气压力0.31-0.4MPa，喷涂距离140-160mm，厚度1-3mm。
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