一種鍋爐水冷壁防結渣納米復合陶瓷涂料的制備方法技術

本發明專利技術公開了一種鍋爐水冷壁防結渣納米復合陶瓷涂料的制備方法，涉及涂料技術領域。所述鍋爐水冷壁防結渣納米復合陶瓷涂料的制備方法包括以下步驟：將h

【技術實現步驟摘要】
一種鍋爐水冷壁防結渣納米復合陶瓷涂料的制備方法


[0001]本專利技術涉及涂料
，特別是涉及一種鍋爐水冷壁防結渣納米復合陶瓷涂料的制備方法。

技術介紹

[0002]結渣是鍋爐運行中的常見問題，其機理主要是在鍋爐爐膛中，燃燒火焰中心溫度較高，導致煤粉顆粒中所含的易熔或易氣化的物質迅速揮發成氣態進入煙氣中，當溫度降低時，再發生凝結，黏附在煙氣沖刷的受熱面、爐墻上，或在飛灰顆粒表面形成熔融的堿化物膜(也稱為堿性膜)，然后黏附在受熱面上形成初始結渣層，為結渣進一步增多提供基層條件。渣層中發生物理化學變化，導致渣層的強度不斷增大，隨著外表溫度不斷升高，渣層越來越厚，當結渣的溫度達到熔化溫度時，就會擴散到鄰近的受熱面上。鍋爐中易結渣處一般在噴燃器出口、衛燃帶、水冷壁受熱面，嚴重時結渣還會出現在過熱器位置，導致過熱器換熱效果下降，甚至引起爆管，引風機出力增大，爐膛呈正壓，造成鍋爐停爐。目前改善鍋爐結渣現象的技術有鍋爐燃煤系統的優化、采用降低結渣的添加劑以及采用能降低結渣的燃燒器設計或者換熱器設計等。但是上述手段不能從根本上解決鍋爐結渣問題。
[0003]納米復合陶瓷涂料可以在一定程度上解決結渣問題，目前的陶瓷涂料技術可一定程度上起到耐高溫腐蝕和提高發射率的作用，但現有技術的陶瓷涂料成本高，制備復雜，制備時間長并且無法有效解決高沾污和高溫腐蝕等問題，因此不能綜合實現上述功能，其在鍋爐防結渣上的應用還有待改善。

技術實現思路

[0004]針對現有技術的不足，本專利技術的目的是提供一種鍋爐水冷壁防結渣納米復合陶瓷涂料的制備方法，使用本專利技術的納米復合陶瓷涂料能在鍋爐受熱面或者換熱器表面形成致密的陶瓷涂層，可以有效防止鍋爐受熱面或換熱器結渣和耐高溫腐蝕等問題。
[0005]為實現上述目的，本專利技術提供了如下方案：
[0006]本專利技術的技術方案之一，一種鍋爐水冷壁防結渣納米復合陶瓷涂料的制備方法，包括以下步驟：
[0007]步驟1、將h
?
BN粉，氧化鋁，氮化硅和粘結劑混合后，燒結，冷卻后破碎得到破碎料1；
[0008]步驟2、將所述破碎料1與粘結劑混合，燒結，冷卻后破碎得到破碎料2；
[0009]步驟3、將所述破碎料2與粘結劑混合，加入水、助劑，攪拌，球磨后過濾，得到所述鍋爐水冷壁防結渣納米復合陶瓷涂料。
[0010]進一步地，所述h
?
BN粉的純度為99％，平均粒徑為500nm；所述氮化硅純度為99％，平均粒徑為600nm；所述氧化鋁純度為99％，平均粒徑為500nm；
[0011]進一步地，所述粘結劑為鉀水玻璃，所述鉀水玻璃的模數為2.7。
[0012]進一步地，按質量份數計，步驟1中按照所述h
?
BN粉7
?
9份，所述氧化鋁1
?
3份，所述
氮化硅1
?
3份，所述粘結劑4
?
6份混合；步驟2中按照所述破碎料17
?
9份，所述粘結劑4
?
6份混合；步驟3中按照所述破碎料27
?
9份，所述粘結劑2
?
4份混合。
[0013]進一步地，步驟1中所述h
?
BN粉，氧化鋁，氮化硅和粘結劑按質量比8：1：2：5混合；步驟2中所述破碎料1與粘結劑按質量比8：5混合；步驟3中所述破碎料2與粘結劑按質量比8：5混合。
[0014]進一步地，步驟3中所述助劑的添加量不超過步驟3原料總質量的3％；步驟3中所述助劑包括分散劑、流變劑、消泡劑和潤滑劑；所述分散劑、潤濕劑、消泡劑和流變劑的質量比為8∶3∶4∶5。
[0015]進一步地，步驟3中所述水的添加量為步驟3原料總量的64％。
[0016]進一步地，步驟1中所述燒結具體為在1000℃下燃燒3h；步驟2中所述燒結具體為在800℃下燃燒3h。
[0017]進一步地，步驟1、步驟2中所述破碎具體為在300r/min轉速下球磨45min；步驟3所述球磨具體為在300r/min轉速下球磨5h。
[0018]h
?
BN屬于六方晶系，微觀結構為片狀，屬于氮化硼的一種，與石墨是等電子體，有白石墨之稱；h
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BN具有耐高溫、抗氧化、熱導率高、呈化學惰性，防沾污等許多優異的物理和化學性質，對酸、堿及硅酸鹽玻璃熔渣有良好的耐侵蝕性；h
?
BN作為骨料還可以與氧化鋁結合，可以生成一定的氮氧化物，提高涂層的抗氧化性和抗侵蝕性能。
[0019]氮化硅作為納米復合陶瓷涂料原料之一，氧化鋁作為添加劑，兩者可合成SiN
?
Al2O并和粘結劑形成復合涂層，有著很好的致密性，穩定性，從有效提高復合涂層抗溶融煤灰等的侵蝕能力。
[0020]鉀水玻璃(粘結劑)分子式為K2O
·
nSiO2(其中n代表水玻璃的模數，表示二氧化硅和氧化鉀的摩爾比或分子比)，通常為無色或淺棕色的稠狀液體，耐熱溫度高達1500℃～1700℃。鉀水玻璃(粘結劑)主要用于提高涂層與基體間的粘結強度。鉀水玻璃亦可與h
?
BN陶瓷骨料具有相容性，提高h
?
BN骨料粉體的細度與活性，能夠與之實現低溫燒結并形成致密涂層。
[0021]助劑主要用來提高涂料的分散性、潤濕性和避免涂膜時產生氣泡造成的局部缺陷，提高涂料整體的穩定性。
[0022]h
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BN粉，氧化鋁，氮化硅添加過多或者過少都會降低涂料的防結渣性能。粘結劑添加過少會使涂料附著性差，添加過多則使涂料防結渣性能變差。水添加過少會使涂料濕潤性不足，添加過多會使涂料過稀，涂料中的基體對填料的包容能力下降。助劑添加過少會使涂料分散性、潤濕性得不到有效提高，無法有效避免涂膜時產生氣泡造成的局部缺陷。
[0023]水玻璃模數是水玻璃的重要參數，一般在1.5～3.5之間。水玻璃模數越大，固體水玻璃越難溶于水，n為1時常溫水即能溶解，n加大時需熱水才能溶解，n大于3時需4個大氣壓以上的蒸汽才能溶解。水玻璃模數越大，氧化硅含量越多，水玻璃粘度增大，易于分解硬化，粘結力增大。因此水玻璃模數過高會使水玻璃不容易溶解，過低會使粘結性能變差。
[0024]燒結溫度過低或燒結時間過短會使填料之間結合不充分。燒結溫度過高或燒結時間過長可能會使樣品化學性質過于活躍，容易發生反應導致樣品變樣，失去該有的性能。研磨時間過短，會使樣品研磨不充分。過度研磨，會影響層間附著力，會影響涂料的粘結性能。
[0025]本專利技術技術方案之二，一種根據上述的制備方法制備得到鍋爐水冷壁防結渣納米
復合陶瓷涂料。
[0026]本專利技術技術方案之三，一種鍋爐水冷壁防結渣納米復合陶瓷涂層的制備方法，使用上述的鍋爐水冷壁防結渣納米復合陶瓷涂料進行涂層的制備，具體包括以下步驟：
[0027]將所述的鍋爐水冷壁防結渣納米復合陶瓷涂料噴涂在預處理的基體表面，干本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種鍋爐水冷壁防結渣納米復合陶瓷涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1、將h
?
BN粉，氧化鋁，氮化硅和粘結劑混合后，燒結，冷卻后破碎得到破碎料1；步驟2、將所述破碎料1與粘結劑混合，燒結，冷卻后破碎得到破碎料2；步驟3、將所述破碎料2與粘結劑混合，加入水、助劑，攪拌，球磨后過濾，得到所述鍋爐水冷壁防結渣納米復合陶瓷涂料。2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述粘結劑為鉀水玻璃，所述鉀水玻璃的模數為2.7。3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，按質量份數計，步驟1中按照所述h
?
BN粉7
?
9份，所述氧化鋁1
?
3份，所述氮化硅1
?
3份，所述粘結劑4
?
6份混合；步驟2中按照所述破碎料17
?
9份，所述粘結劑4
?
6份混合；步驟3中按照所述破碎料27
?
9份，所述粘結劑2
?
4份混合。4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟1中所述h
?
BN粉，氧化鋁，氮化硅和粘結劑按質量比8：1：2：5混合；步驟2中所述破碎料1與粘結劑按質量比8：5混合；步驟3中所述破碎料2與粘結...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳春香，彭廣民，韋廣生，周思遠，朱志杰，楊顯懋，
申請(專利權)人：華潤電力賀州有限公司，
類型：發明
國別省市：