一种锅炉水冷壁防结渣纳米复合陶瓷涂料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锅炉水冷壁防结渣纳米复合陶瓷涂料的制备方法，涉及涂料技术领域。所述锅炉水冷壁防结渣纳米复合陶瓷涂料的制备方法包括以下步骤：将h

【技术实现步骤摘要】
一种锅炉水冷壁防结渣纳米复合陶瓷涂料的制备方法


[0001]本专利技术涉及涂料
，特别是涉及一种锅炉水冷壁防结渣纳米复合陶瓷涂料的制备方法。

技术介绍

[0002]结渣是锅炉运行中的常见问题，其机理主要是在锅炉炉膛中，燃烧火焰中心温度较高，导致煤粉颗粒中所含的易熔或易气化的物质迅速挥发成气态进入烟气中，当温度降低时，再发生凝结，黏附在烟气冲刷的受热面、炉墙上，或在飞灰颗粒表面形成熔融的碱化物膜(也称为碱性膜)，然后黏附在受热面上形成初始结渣层，为结渣进一步增多提供基层条件。渣层中发生物理化学变化，导致渣层的强度不断增大，随着外表温度不断升高，渣层越来越厚，当结渣的温度达到熔化温度时，就会扩散到邻近的受热面上。锅炉中易结渣处一般在喷燃器出口、卫燃带、水冷壁受热面，严重时结渣还会出现在过热器位置，导致过热器换热效果下降，甚至引起爆管，引风机出力增大，炉膛呈正压，造成锅炉停炉。目前改善锅炉结渣现象的技术有锅炉燃煤系统的优化、采用降低结渣的添加剂以及采用能降低结渣的燃烧器设计或者换热器设计等。但是上述手段不能从根本上解决锅炉结渣问题。
[0003]纳米复合陶瓷涂料可以在一定程度上解决结渣问题，目前的陶瓷涂料技术可一定程度上起到耐高温腐蚀和提高发射率的作用，但现有技术的陶瓷涂料成本高，制备复杂，制备时间长并且无法有效解决高沾污和高温腐蚀等问题，因此不能综合实现上述功能，其在锅炉防结渣上的应用还有待改善。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种锅炉水冷壁防结渣纳米复合陶瓷涂料的制备方法，使用本专利技术的纳米复合陶瓷涂料能在锅炉受热面或者换热器表面形成致密的陶瓷涂层，可以有效防止锅炉受热面或换热器结渣和耐高温腐蚀等问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]本专利技术的技术方案之一，一种锅炉水冷壁防结渣纳米复合陶瓷涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1、将h
‑
BN粉，氧化铝，氮化硅和粘结剂混合后，烧结，冷却后破碎得到破碎料1；
[0008]步骤2、将所述破碎料1与粘结剂混合，烧结，冷却后破碎得到破碎料2；
[0009]步骤3、将所述破碎料2与粘结剂混合，加入水、助剂，搅拌，球磨后过滤，得到所述锅炉水冷壁防结渣纳米复合陶瓷涂料。
[0010]进一步地，所述h
‑
BN粉的纯度为99％，平均粒径为500nm；所述氮化硅纯度为99％，平均粒径为600nm；所述氧化铝纯度为99％，平均粒径为500nm；
[0011]进一步地，所述粘结剂为钾水玻璃，所述钾水玻璃的模数为2.7。
[0012]进一步地，按质量份数计，步骤1中按照所述h
‑
BN粉7
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9份，所述氧化铝1
‑
3份，所述
氮化硅1
‑
3份，所述粘结剂4
‑
6份混合；步骤2中按照所述破碎料17
‑
9份，所述粘结剂4
‑
6份混合；步骤3中按照所述破碎料27
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9份，所述粘结剂2
‑
4份混合。
[0013]进一步地，步骤1中所述h
‑
BN粉，氧化铝，氮化硅和粘结剂按质量比8：1：2：5混合；步骤2中所述破碎料1与粘结剂按质量比8：5混合；步骤3中所述破碎料2与粘结剂按质量比8：5混合。
[0014]进一步地，步骤3中所述助剂的添加量不超过步骤3原料总质量的3％；步骤3中所述助剂包括分散剂、流变剂、消泡剂和润滑剂；所述分散剂、润湿剂、消泡剂和流变剂的质量比为8∶3∶4∶5。
[0015]进一步地，步骤3中所述水的添加量为步骤3原料总量的64％。
[0016]进一步地，步骤1中所述烧结具体为在1000℃下燃烧3h；步骤2中所述烧结具体为在800℃下燃烧3h。
[0017]进一步地，步骤1、步骤2中所述破碎具体为在300r/min转速下球磨45min；步骤3所述球磨具体为在300r/min转速下球磨5h。
[0018]h
‑
BN属于六方晶系，微观结构为片状，属于氮化硼的一种，与石墨是等电子体，有白石墨之称；h
‑
BN具有耐高温、抗氧化、热导率高、呈化学惰性，防沾污等许多优异的物理和化学性质，对酸、碱及硅酸盐玻璃熔渣有良好的耐侵蚀性；h
‑
BN作为骨料还可以与氧化铝结合，可以生成一定的氮氧化物，提高涂层的抗氧化性和抗侵蚀性能。
[0019]氮化硅作为纳米复合陶瓷涂料原料之一，氧化铝作为添加剂，两者可合成SiN
‑
Al2O并和粘结剂形成复合涂层，有着很好的致密性，稳定性，从有效提高复合涂层抗溶融煤灰等的侵蚀能力。
[0020]钾水玻璃(粘结剂)分子式为K2O
·
nSiO2(其中n代表水玻璃的模数，表示二氧化硅和氧化钾的摩尔比或分子比)，通常为无色或浅棕色的稠状液体，耐热温度高达1500℃～1700℃。钾水玻璃(粘结剂)主要用于提高涂层与基体间的粘结强度。钾水玻璃亦可与h
‑
BN陶瓷骨料具有相容性，提高h
‑
BN骨料粉体的细度与活性，能够与之实现低温烧结并形成致密涂层。
[0021]助剂主要用来提高涂料的分散性、润湿性和避免涂膜时产生气泡造成的局部缺陷，提高涂料整体的稳定性。
[0022]h
‑
BN粉，氧化铝，氮化硅添加过多或者过少都会降低涂料的防结渣性能。粘结剂添加过少会使涂料附着性差，添加过多则使涂料防结渣性能变差。水添加过少会使涂料湿润性不足，添加过多会使涂料过稀，涂料中的基体对填料的包容能力下降。助剂添加过少会使涂料分散性、润湿性得不到有效提高，无法有效避免涂膜时产生气泡造成的局部缺陷。
[0023]水玻璃模数是水玻璃的重要参数，一般在1.5～3.5之间。水玻璃模数越大，固体水玻璃越难溶于水，n为1时常温水即能溶解，n加大时需热水才能溶解，n大于3时需4个大气压以上的蒸汽才能溶解。水玻璃模数越大，氧化硅含量越多，水玻璃粘度增大，易于分解硬化，粘结力增大。因此水玻璃模数过高会使水玻璃不容易溶解，过低会使粘结性能变差。
[0024]烧结温度过低或烧结时间过短会使填料之间结合不充分。烧结温度过高或烧结时间过长可能会使样品化学性质过于活跃，容易发生反应导致样品变样，失去该有的性能。研磨时间过短，会使样品研磨不充分。过度研磨，会影响层间附着力，会影响涂料的粘结性能。
[0025]本专利技术技术方案之二，一种根据上述的制备方法制备得到锅炉水冷壁防结渣纳米
复合陶瓷涂料。
[0026]本专利技术技术方案之三，一种锅炉水冷壁防结渣纳米复合陶瓷涂层的制备方法，使用上述的锅炉水冷壁防结渣纳米复合陶瓷涂料进行涂层的制备，具体包括以下步骤：
[0027]将所述的锅炉水冷壁防结渣纳米复合陶瓷涂料喷涂在预处理的基体表面，干本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锅炉水冷壁防结渣纳米复合陶瓷涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、将h
‑
BN粉，氧化铝，氮化硅和粘结剂混合后，烧结，冷却后破碎得到破碎料1；步骤2、将所述破碎料1与粘结剂混合，烧结，冷却后破碎得到破碎料2；步骤3、将所述破碎料2与粘结剂混合，加入水、助剂，搅拌，球磨后过滤，得到所述锅炉水冷壁防结渣纳米复合陶瓷涂料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为钾水玻璃，所述钾水玻璃的模数为2.7。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，按质量份数计，步骤1中按照所述h
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BN粉7
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9份，所述氧化铝1
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3份，所述氮化硅1
‑
3份，所述粘结剂4
‑
6份混合；步骤2中按照所述破碎料17
‑
9份，所述粘结剂4
‑
6份混合；步骤3中按照所述破碎料27
‑
9份，所述粘结剂2
‑
4份混合。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1中所述h
‑
BN粉，氧化铝，氮化硅和粘结剂按质量比8：1：2：5混合；步骤2中所述破碎料1与粘结剂按质量比8：5混合；步骤3中所述破碎料2与粘结...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈春香，彭广民，韦广生，周思远，朱志杰，杨显懋，
申请(专利权)人：华润电力贺州有限公司，
类型：发明
国别省市：