覆膜及其形成方法技术

本发明专利技术提供一种覆膜，其是抑制灰附着于火炉的覆膜，能够降低运行成本，能够应对煤种的扩大。覆膜形成于火炉的母材(11)的表面，具有基底层(12)、以及形成于基底层(12)的表面的滑动性材料层(13)，该滑动性材料层(13)包含氧化物陶瓷和具有层状晶体结构的化合物，覆膜使碰撞的灰滑动，并且使附着的灰的脱落变得容易，母材(11)构成火炉的传热管或壁面，也适用于包含火炉的煤气化炉、粉煤燃烧锅炉、燃烧装置或反应装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】覆膜及其形成方法
本公开涉及为了抑制灰附着于如煤气化炉或粉煤燃烧锅炉那样的火炉而形成于火炉的母材表面的覆膜及其形成方法。
技术介绍
在煤气化炉中，通过燃烧及气化反应而生成灰，在粉煤燃烧锅炉中，通过燃烧而生成灰。作为不燃物的灰附着、堆积于传热管表面，传热管整体的热阻增加，因此导致传热效率降低。在灰堆积得庞大的情况下，会引起流路的堵塞、因巨大的灰块落下而导致传热管的破损，成为引起设备停止的主要原因。以往，通过利用喷射蒸汽、空气的吹灰器的吹飞，在粉煤燃烧锅炉的情况下还并用由暂时的负载变动引起的温度变化的热冲击，从而实施定期的灰的脱落。另一方面，为了抑制灰附着于传热管，提供了以下两种技术。第一是基于添加物而对灰粒子的改性，是通过利用向燃料的煤中添加的添加物来增加灰粒径、增加灰熔点，从而抑制灰粒子向传热管附着的技术。第二是通过在传热管上形成覆膜而抑制灰附着。例如，提供了如下技术：通过喷镀等形成控制传热管表面的润湿性的覆膜，以发挥与熔融的灰粒子的疏水性，从而抑制灰粒子的附着(参照专利文献1)。还提供了如下技术：通过由涂布陶瓷、氧化钛所引起的热膨胀的不同而剥离附着的灰(参照专利文献2、3)。还提供了如下技术：将凝胶状组合物涂布在传热管表面而使得容易除去附着的灰(参照专利文献4、5)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2005-146409号公报专利文献2：日本特开2003-262490号公报专利文献3：日本特开2003-120902号公报专利文献4：日本特开2011-169521号公报专利文献5：日本特开2011-169476号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，由于在利用吹灰器、热冲击来除去灰的运用上花费费用，因此要求降低运行成本。另外，现有的抑制灰附着于传热管的技术并不能够对所有煤种实施，也存在没有效果的煤种的情况。因此，要求能够应对煤种的扩大那样的抑制灰附着于传热管的技术。本公开是鉴于上述实际情况而提出的，其目的在于，提供一种抑制灰附着于传热管等，并能够降低运行成本，能够应对煤种的扩大那样的覆膜及其形成方法。用于解决课题的方案为了解决上述课题，本申请涉及的覆膜是在火炉的母材的表面形成的覆膜，其具有滑动性材料层作为顶涂层，该滑动性材料层包含氧化物陶瓷和具有层状晶体结构的化合物。本申请涉及的覆膜可以是仅由滑动性材料层构成的单层。即，滑动性材料层可以形成在火炉的母材的表面。本申请涉及的覆膜也可以在滑动性材料层的下层具有由耐腐蚀性材料或耐火材料构成的基底层。母材可以由钢材或耐火材料构成。母材可以构成火炉的传热管或壁面。对于本申请所涉及的火炉，在火炉的母材的表面形成有覆膜。本申请涉及的煤气化炉、粉煤燃烧锅炉、燃烧装置或反应装置包含火炉。本申请涉及的覆膜的形成方法是在火炉的母材的表面形成的覆膜的形成方法，其包括如下工序作为形成顶涂层的工序：涂布含有氧化物陶瓷、具有层状晶体结构的化合物和有机硅的滑动性材料的浆料，然后对浆料进行烧成而成膜。专利技术效果根据本公开，能够降低运行成本，能够应对燃料种类的扩大。进而，通过抑制灰附着于火炉，能够抑制流路的堵塞、传热管的破损，能够实现设备的稳定运行。附图说明图1是表示本实施方式的覆膜的概略结构的截面图。图2是说明实施例1的灰附着试验中使用的燃烧炉的结构的图。图3是表示实施例1的造渣(slagging)条件的试验结果的照片。图4是表示实施例1的污垢(fouling)条件的试验结果的照片。图5是说明实施例2的灰附着试验中使用的电炉的图。图6是表示实施例2的造渣条件的试验结果的照片。图7是表示实施例2的造渣条件的试验结果的图表。图8是表示实施例2的污垢条件的试验结果的照片。图9是表示实施例2的污垢条件的试验结果的图表。具体实施方式以下，参照附图对本实施方式的覆膜及其形成方法进行详细说明。图1是表示本实施方式的覆膜的截面图。本实施方式的覆膜抑制灰附着于火炉，且使灰的脱落变得容易。如图1所示，覆膜由形成于母材11的表面的基底层12、和在基底层12的表面作为顶涂层而形成的滑动性材料层13构成。在煤气化炉、粉煤燃烧锅炉这样的火炉中，母材11可以是构成壁面的钢材、耐火材料，也可以是构成传热管的碳钢材、不锈钢钢材。作为耐火材料，可举出高铝砖、铬镁砖等。基底层12在母材11的表面以预定的厚度形成，形成粗糙度大的表面而使滑动性材料层13固定。基底层12的厚度可以为200～1000μm。基底层12的表面粗糙度以算术平均粗糙度Ra计可以为1～20μm。基底层12可以是金属、陶瓷等无机物，抑制在母材11的表面长时间暴露于灰时因腐蚀反应导致的灰的附着力强化。基底层12通过设为耐腐蚀性材料，能够提高火炉的耐腐蚀性。作为耐腐蚀性材料，可举出高铬系合金等。另外，基底层12也能够通过设为耐火材料来提高火炉的耐火性。作为耐火材料，可举出浇注成型耐火材料。滑动性材料层13通过滑动性材料而在基底层12的表面以预定的厚度形成。滑动性材料层13的厚度可以为10～90μm。滑动性材料层13包含氧化物陶瓷和具有层状晶体结构的化合物。作为氧化物陶瓷，可举出含有硅、铝、铬、锰和铁元素中的至少一种的氧化物。层状晶体结构是指原子或原子团排列成平面状而形成片结构，在与该平面垂直的方向上可观察到片结构重复的晶体结构。其中，属于六方晶系的结构也被称为石墨型晶体结构，对称性特别高。作为可构成石墨型晶体结构的化合物，可举出石墨、硫化锰、氟化石墨、氮化硼、二硫化钼及二硫化钨。滑动性材料层13通过层状晶体结构所具有的降低表面的摩擦阻力的作用，从而使碰撞的灰粒子滑动，并且提高附着的灰的脱落性。另外，通过氧化物陶瓷所具有的耐久性，从而抑制高温环境下的灰与基底层12之间的腐蚀反应。这样的覆膜通过在形成煤气化炉、粉煤燃烧锅炉的火炉的传热管、壁面的母材11的表面形成基底层12，在基底层12的表面形成作为顶涂层的滑动性材料层13而得到。基底层12可以通过喷镀或涂布无机物来形成。滑动性材料层13可以通过涂布或喷射滑动性材料的浆料来形成。在滑动性材料中，如果除了氧化物陶瓷及具有层状晶体结构的化合物以外，还含有有机硅，则涂布性提高。有机硅是由具有有机基团的硅与氧交替结合而形成的主链构成的聚合物，可以举出有机硅树脂、硅橡胶、硅油、有机硅润滑脂等。滑动性材料中包含的氧化物陶瓷的比例可以为1～30质量％。滑动性材料中包含的具有层状晶体结构的化合物的比例可以为10～30质量％。滑动性材料中包含的有机硅的比例可以为10～50质量％。覆膜除了应用于煤气化炉、粉煤燃烧锅炉的火炉以外，也可以应用于燃烧装置或反应装置的火炉。实施例1在实施例1中，使用卧式燃烧炉作为火炉，对于本实施方式的覆膜进行了灰附着试验。在实施例1的试验中，模拟燃烧炉的炉内温度，观察在暴露于炉内并形成有覆膜的探针表面附着的灰的情本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种覆膜，其为形成于火炉的母材的表面的覆膜，具有滑动性材料层作为顶涂层，所述滑动性材料层包含氧化物陶瓷和具有层状晶体结构的化合物。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种覆膜，其为形成于火炉的母材的表面的覆膜，具有滑动性材料层作为顶涂层，所述滑动性材料层包含氧化物陶瓷和具有层状晶体结构的化合物。


2.根据权利要求1所述的覆膜，其中，在所述滑动性材料层的下层具有由耐腐蚀性材料或耐火材料构成的基底层。


3.根据权利要求1或2所述的覆膜，其中，所述母材由钢材或耐火材料构成。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的覆膜，其中，所述母材构成火...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤直树，久保田伸彦，滨田行贵，水津龙夫，竹内一浩，
申请(专利权)人：株式会社IHI，东华隆株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP