KR101175321B1 - 배연탈황 설비의 열소자 코팅용 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배연탈황 설비의 열소자 코팅용 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내열성, 내산성 및 유연성이 요구되는 배연탈황 설비의 열소자 모서리에 적합한 물성을 갖는 배연탈황 설비의 열소자 코팅용 조성물에 관한 것이다.
전술한 배연탈황 설비의 열소자 코팅용 조성물은 산화규소 혼합물로 이루어지는 하도조성물과 실리카솔 혼합물로 이루어지는 상도조성물로 이루어지며, 전술한 성분으로 이루어진 배연탈황 설비의 열소자 코팅용 조성물은 금속성 재료와 유약에 우수한 밀착성을 나타내며, 내산성, 내열성 및 유연성이 우수한 효과를 나타낸다.

Description

배연탈황 설비의 열소자 코팅용 조성물 {COMPOSITION FOR HEATING ELEMENTS COATING OF GAS TO GAS HEATER}
본 발명은 배연탈황 설비의 열소자 코팅용 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내열성, 내산성 및 유연성이 요구되는 배연탈황 설비의 열소자 모서리에 적합한 물성을 갖는 배연탈황 설비의 열소자 코팅용 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 배연탈황 설비의 열소자 코팅용 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내열성, 내산성 및 유연성이 요구되는 배연탈황 설비의 열소자 모서리에 적합한 물성을 갖는 배연탈황 설비의 열소자 코팅용 조성물에 관한 것이다.
보일러의 배출가스중 유황 산화물을 제거하는 배연 탈황장치는 건식법, 습식법 및 반습식법 등의 방식으로 개발되어 있으나, 취급의 용이성 및 염가인 석회석을 흡수제로서 시멘트 및 건축자재에 사용하는 석고를 회수할 수 있는 습식 석회석 석고법이 주로 사용되고 있다.
이러한 습식 석회석 석고법을 이용한 장치인 배연탈황설비(GGH, Gas to Gas Heater)는 현재 국내 각 발전소에 공급되어 사용되고 있는데, 배연탈황설비를 구성하는 재료가 산에 의한 부식 및 물리적인 충격에 의해 손상되어 열교환 효율이 저하되어 사용기간이 짧은 문제점이 있다.
전술한 문제점을 보완하기 위해 배연탈황설비를 구성하는 재료에 유약조성물을 코팅하여 수명을 연장하는 방법이 사용되고 있다.
그러나, 종래에 유약조성물은 배연탈황설비 표면과의 점착성이 낮고, 균열이 자주발생하여 코팅층이 쉽게 손상되는 문제점이 있으며, 내산성이 낮아 황산과 같은 유황산화물에 오랜 시간 노출되면, 유약이 코팅된 코팅층의 표면이 쉽게 손상되는 문제점이 있었다.
특히, 배연탈황설비 중 하나인 열소자의 모서리는 일반적인 유약 조성물로 코팅하게 되면 제조과정에서 페킹(PACKING) 압력에 의해 골판과 평판의 접합부에서 균열이 발생하고, 열소자를 고압세척하는 과정에서 발생하는 진동에 의해 열소자 모서리 부분에 코팅된 유약부위가 손상되어 부식이 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 내산성, 내열성 및 유연성이 우수하여 열소자의 수명을 연장할 수 있는 배연탈황 설비의 열소자 코팅용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 배연탈황 설비의 열소자 재료인 금속성분과 유약성분에 우수한 밀착성을 나타내어, 열소자의 모서리에 코팅되어도 열소자를 고압세척 하는 과정에서 발생하는 진동에 의해 손상되지 않는 배연탈황 설비의 열소자 코팅용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 산화규소 혼합물로 이루어지는 하도조성물과 실리카솔 혼합물로 이루어지는 상도조성물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배연탈황 설비의 열소자 코팅용 조성물을 제공함에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 산화규소 혼합물은 산화규소, 이산화티탄 및 자일렌으로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 산화규소는 1 내지 200 나노미터의 입자크기를 갖는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 산화규소 혼합물은 산화규소 25 내지 35 중량부, 이산화티탄 25 내지 30 중량부 및 자일렌 25 내지 35 중량부로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 실리카솔 혼합물은 실리카솔, 산화알루미늄 및 자일렌으로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 실리카솔 혼합물은 실리카솔 30 내지 35 중량부, 산화알루미늄 30 내지 35 중량부 및 자일렌 25 내지 35 중량부로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명에 따른 배연탈황 설비의 열소자 코팅용 조성물은 내산성, 내열성 및 유연성이 우수하여 열소자의 수명을 연장할 수 있는 탁월한 효과를 나타낸다.
또한, 배연탈황 설비의 열소자 재료인 금속성분과 유약성분에 우수한 밀착성을 나타내어, 열소자의 모서리에 코팅되어도 열소자를 고압세척하는 과정에서 발생하는 진동에 의해 손상되지 않는 탁월한 효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 배연탈황 설비의 열소자 코팅용 조성물의 밀착성을 측정하는 밀착성 시험기를 나타낸사진이다.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
본 발명에 따른 배연탈황 설비의 열소자 코팅용 조성물은 산화규소 혼합물로 이루어진 하도조성물과 실리카솔 혼합물로 이루어진 상도조성물로 이루어진다.
전술한 하도조성물은 산화규소 혼합물로 이루어지는데, 전술한 산화규소 혼합물은 산화규소, 이산화티탄 및 자일렌으로 이루어지며, 산화규소 25 내지 35 중량부, 이산화티탄 25 내지 30 중량부 및 자일렌 25 내지 35 중량부로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.
전술한 하도조성물에 함유된 산화규소는 25 내지 35 중량부를 사용하는 것이 바람직한데, 산화규소의 함량이 25 중량부 미만이면 하도조성물의 내열성이 저하되며, 산화규소의 함량이 35 중량부를 초과하면 배연탈황 설비의 열소자 코팅용 조성물이 경화된 후에 갈라짐 현상이 발생할 수 있다.
이때, 전술한 산화규소는 1 내지 200 나노미터의 입자크기를 갖는 것이 바람직한데, 전술한 입자크기를 갖는 산화규소는 배연탈황 설비의 열소자에 코팅된 유약에 깊이 침투되고, 실란계 화합물이 강한 분자결합을 하여 안정한 구조를 갖기 때문에, 배연탈황 설비의 열소자에 코팅된 유약에 강력하게 밀착된다.
전술한 성분으로 이루어지는 하도조성물은 산화규소와 이산화티탄이 혼합되어 실리콘을 주 골격으로 하는 고분자로 제조되며, 전술한 자일렌성분이 화학적으로 결합하여 분자간의 망상구조를 형성한다.
전술한 상도조성물은 실리카솔 혼합물로 이루어지는데, 전술한 실리카솔 혼합물은 실리카솔, 산화알루미늄 및 자일렌으로 이루어지며, 실리카솔 30 내지 35 중량부, 산화알루미늄 30 내지 35 중량부 및 자일렌 25 내지 35 중량부로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.
전술한 성분으로 이루어지는 상도조성물은 실리카솔과 산화알루미늄의 강력한 화학적 결합에 의해 수분, 산소, 산, 알칼리 등과 같은 부식을 유발하는 화학성 물질이 범랑과 직접적으로 접촉하는 것을 차단하여, 강산 분위기 등과 같은 부식 환경에서도 탁월한 내산성을 나타낸다.
따라서, 전술한 하도조성물과 상도조성물로 이루어진 배연탈황 설비의 열소자 코팅용 조성물은 내산성, 부착력, 내열성 및 내마모성이 탁월한 효과를 나타낸다.
이하에서는, 본 발명에 따른 배연탈황 설비의 열소자 코팅용 조성물의 물성을 실시예를 들어 설명하기로 한다.
<실시예 1>
유약이 도포된 가로 50mm× 세로 50mm인 강판에 산화규소 30 중량부, 이산화티탄 28 중량부 및 자일렌 30 중량부로 이루어진 하도조성물을 40㎛의 두께로 도포하고, 하도조성물의 표면에 실리카솔 33 중량부, 산화알루미늄 32 중량부 및 자일렌 30 중량부로 이루어진 상도조성물을 40㎛의 두께로 도포한 후에, 180℃의 온도에서 20분간 경화시켜 배연탈황 설비의 열소자 코팅용 조성물이 도포된 강판을 제조하였다.
상기 유약은 산화리튬 2 중량부, 이산화규소 53 중량부, 산화붕소 16 중량부, 산화철 3 중량부, 이산화티탄 4 중량부, 불소 1.5 중량부, 산화바륨 3 중량부, 산화칼슘 3 중량부, 산화코발트 0.3 중량부 및 산화니켈 0.2 중량부로 이루어진다.
<비교예 1>
가로 50mm× 세로 50mm인 강판에, 산화나트륨 12 중량부, 산화리튬 2 중량부, 이산화규소 53 중량부, 산화붕소 16 중량부, 산화철 3 중량부, 이산화티탄 4 중량부, 불소 1.5 중량부, 산화바륨 3 중량부, 산화칼슘 3 중량부, 산화코발트 0.3 중량부 및 산화니켈 0.2 중량부로 이루어진 유약조성물을 코팅하여 유약이 도포된 강판을 제조하였다.
전술한 실시예 1 및 비교예 1을 통해 제조된 배연탈황 설비의 열소자 코팅용 조성물이 도포된 강판과 유약이 도포된 강판의 내산성 및 내열성을 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.
또한, 전술한 실시예 1 및 비교예 1을 통해 제조된 배연탈황 설비의 열소자 코팅용 조성물이 도포된 강판과 유약이 도포된 강판의 내산성을 측정한 후에 모습을 사진 촬영하여 아래 표 2에 나타내었다.
(단, 내산성 및 내열성의 측정은 30%의 농도를 갖는 100℃의 황산용액에 18시간 동안 침지한 후에 중량의 변화로 측정하였다.)
<표 1>
Figure 112012033069514-pat00001
<표 2>
Figure 112012033069514-pat00002
위에 표 1 및 표 2에 나타낸 것처럼 본 발명에 따른 배연탈황 설비의 열소자 코팅용 조성물이 도포된 강판은 황산용액 하에 장시간 노출되어도 우수한 내산성 및 내열성을 나타내는 것을 알 수 있다.
또한, 전술한 실시예 1에 사용된 배연탈황 설비의 열소자 코팅용 조성물의 유약밀착성과 비교예 1에 사용된 유약의 강판 밀착성을 사진 촬영하여 아래 표 3에 나타내었다.
(단, 밀착성의 측정은 아래 도 1에 나타낸 밀착성 시험기를 이용하여 EN10209 Code에 따라 진행하였다.)
<표 3>
Figure 112012033069514-pat00003
위에 표 3에 나타낸 것처럼 본 발명에 따른 배연탈황 설비의 열소자 코팅용 조성물은 우수한 밀착성을 나타내는 것을 알 수 있다.
또한, 전술한 실시예 1에 사용된 배연탈황 설비의 열소자 코팅용 조성물이 도포된 강판의 모서리 부분 부식상태와, 전술한 비교예 1에 사용된 유약이 도포된강판의 모서리 부분 부식상태를 사진 촬영하여 아래 표 4에 나타내었다.
(단, 30%의 농도를 갖는 100℃의 황산에 2시간 동안 침지한 후에 촬영하여 나타내었다.)
<표 4>
Figure 112012033069514-pat00004
위에 표 4에 나타낸 것처럼 본 발명에 따른 배연탈황 설비의 열소자 코팅용 조성물이 도포된 강판은 황산의 조건에서도 모서리 부분의 부식이 거의 진행되지 않는 것을 알 수 있다.
또한, 전술한 실시예 1을 통해 제조된 배연탈황 설비의 열소자 코팅용 조성물이 도포된 강판의 내열성, 염수분무, 내증기성, 내알카리성, 내산성 및 강산가스 분위기에서 테스트하여 합격 여부를 아래 표 5에 나타내었다.
(단, 테스트는 아래 표 6에 나타낸 테스트 방법을 이용하였다.)
<표 5>
Figure 112012033069514-pat00005
위에 표 5에 나타낸 것처럼 본 발명에 따른 배연탈황 설비의 열소자 코팅용 조성물이 도포된 강판은 내열성, 염수분무, 내증기성, 내알카리성, 내산성 및 강산가스 분위기에서 우수한 성능을 나타낸다.
<표 6>
Figure 112012033069514-pat00006

Claims (6)

  1. 산화규소 혼합물로 이루어지는 하도조성물과 실리카솔 혼합물로 이루어지는 상도조성물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배연탈황 설비의 열소자 코팅용 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 산화규소 혼합물은 산화규소, 이산화티탄 및 자일렌으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배연탈황 설비의 열소자 코팅용 조성물.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 산화규소는 1 내지 200 나노미터의 입자크기를 갖는 것을 특징으로 하는 배연탈황 설비의 열소자 코팅용 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 산화규소 혼합물은 산화규소 25 내지 35 중량부, 이산화티탄 25 내지 30 중량부 및 자일렌 25 내지 35 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배연탈황 설비의 열소자 코팅용 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 실리카솔 혼합물은 실리카솔, 산화알루미늄 및 자일렌으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배연탈황 설비의 열소자 코팅용 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 실리카솔 혼합물은 실리카솔 30 내지 35 중량부, 산화알루미늄 30 내지 35 중량부 및 자일렌 25 내지 35 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배연탈황 설비의 열소자 코팅용 조성물.
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