一種抗硫酸氫銨腐蝕的傳熱元件涂層及其制備方法技術

本發明專利技術提供了一種抗硫酸氫銨腐蝕的傳熱元件涂層及其制備方法，在傳熱元件表面形成抗腐蝕漆膜并在所屬述抗腐蝕漆膜上形成金屬鈦保護層，由于二氧化鈦和含氟單體均有優異的不沾污特性，使得硫酸氫銨不易粘附，具備耐腐蝕、耐磨損，表面光滑，不沾灰，不堵灰，流通阻力小，制備簡單能耗低，可再生，安裝檢修方便等特點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于煙氣凈化
，涉及一種抗硫酸氫銨腐蝕的傳熱元件涂層及其制備方法。
技術介紹
我國于2012年1月1日開始實施的《火電廠大氣污染物排放標準》中明確規定，燃煤鍋爐排放的氮氧化物(以NO2計)濃度限值為100mg/m3，按此標準，我國大多數燃煤電廠在近幾年均加裝了SCR脫硝裝置，其原理是向煙氣中噴入稍過量的氨氣，氨氣和氮氧化物經過脫硝催化劑發生化學反應生成氮氣和水，從而達到脫除煙氣中氮氧化物的目的。但是，由于煙氣中還存在三氧化硫，部分氨氣會和三氧化硫及水反應生成硫酸氫銨，硫酸氫氨是一種黏附性很強并具有較強腐蝕性的物質，在150～230℃呈現液態，凝結后以液體形式聚集在物體表面，既具有強烈的腐蝕性，又易捕捉煙氣中的飛灰粒子，而在脫硝裝置的下游僅有空氣預熱器一個換熱裝置，硫酸氫銨凝結后的液體堵塞在空氣預熱器狹窄的受熱面上，從而粘附在預熱器傳熱元件上形成融鹽狀的積灰，造成預熱器的腐蝕、堵灰等，進而影響預熱器的換熱及機組的正常運行。現階段的措施是加裝脫硝裝置時，將空氣預熱器受熱面更換為抗腐蝕性強但傳熱系數較低的雙面鍍陶瓷受熱面，鍍搪瓷的生產過程需在烘烤爐內進行高溫煅燒，溫度高達上千度，故必須要增加空氣預熱器的整體受熱面積，使鍋爐排煙溫度處在受控范圍，以確保下游布袋除塵器等的安全運行。但是，增加空氣預熱器的整體受熱面積后，會加大下游空氣預熱器所增加的密集受熱面結構阻力，因硫酸氫氨凝結為液體，其沾灰、腐蝕，將空氣預熱器受熱面堵塞，不僅造成鍋爐的煙道、風道堵塞，還會造成排煙熱損失較大，鍋爐熱效率較低，鍋爐煙溫、風溫的調節幅度有限，鍋爐被迫降負荷運行，而且也增加了鍋爐送風機和引風機的能耗?，F有的空氣預熱器大多為三層的旋轉式空氣預熱器，包括高溫段、中溫段和低溫段，硫酸氫銨在空氣預熱器的中溫段至低溫冷段的溫度區間具有很強的粘性，容易吸附灰塵堵塞空氣預熱器，增加阻力，漏風增加，傳熱效率降低，影響機組穩定安全運行。
技術實現思路
為了解決上述問題，本專利技術提供了一種抗硫酸氫銨腐蝕的傳熱元件涂層及其制備方法，該傳熱元件涂層具備耐腐蝕、耐磨損，表面光滑，不沾灰，不堵灰，流通阻力小，制備簡單能耗低，可再生，安裝檢修方便等特點。為了實現上述目的，本專利技術采用以下技術方案：一種抗硫酸氫銨腐蝕的傳熱元件涂層，包括在傳熱元件表面形成的抗腐蝕漆膜及在所述抗腐蝕漆膜上形成的金屬鈦保護層。進一步地，所述抗腐蝕漆膜的厚度為100～500μm，所述金屬鈦保護層的厚度為10～500μm。進一步地，所述抗腐蝕漆膜由抗腐蝕涂料噴涂形成，所述金屬鈦保護層由等離子磁控濺射形成。進一步地，所述抗腐蝕涂料按重量份數計(份)，包括23～59份抗腐蝕乳液、10～40份填料、7～20份增稠劑、20～40份溶劑；所述抗腐蝕乳液是通過將以下各組分按重量百分數混合后加熱反應制得的，包括：15～25％(即二氧化鈦溶膠的重量占混合物總重量的百分數)的二氧化鈦溶膠、15～45％的聚合單體、0.1～5％的引發劑與35～70％的水。優選地，所述填料為鈦白粉，所述增稠劑為羥甲基纖維素鈉或羥乙基纖維素鈉，所述溶劑為水。優選地，所述聚合單體為3-3氟甲基硅烷甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯的混合物，所述引發劑包括偶氮二異丁腈，過氧化二?；蜻^硫酸鹽。更優選地，所述聚合單體按重量百分數計，包括：20～60％的3-3氟甲基硅烷甲基丙烯酸甲酯，30～50％的苯乙烯和10％～40％的甲基丙烯酸甲酯。一種抗硫酸氫銨腐蝕的傳熱元件涂層的制備方法，包括以下步驟：1)按照重量百分數計，將15～25％的二氧化鈦溶膠、15～45％的聚合單體、0.1～5％的引發劑與35～70％的水混合，然后加熱反應，制得抗腐蝕乳液；2)將23～59重量份的抗腐蝕乳液、10～40重量份的填料、7～20重量份的增稠劑、20～40重量份的溶劑混合均勻后噴涂至傳熱元件表面并烘烤固化，得到抗腐蝕漆膜；3)在抗腐蝕漆膜上制備金屬鈦保護層，最終得到抗硫酸氫銨腐蝕的傳熱元件涂層。進一步地，步驟1)中，所述聚合單體為3-3氟甲基硅烷甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯的混合物，所述引發劑包括偶氮二異丁腈，過氧化二酰或過硫酸鹽。進一步地，步驟1)中，加熱至75～85℃并反應1～4小時制得抗腐蝕乳液。進一步地，步驟2)中，所述填料為鈦白粉，所述增稠劑為羥甲基纖維素鈉或羥乙基纖維素鈉，所述溶劑為水。進一步地，步驟2)中，所述噴涂壓力為20～500kpa，烘烤溫度為130℃～230℃。進一步地，步驟3)中，采用等離子磁控濺射在抗腐蝕漆膜上制備金屬鈦保護層。優選地，所述等離子磁控濺射的條件為：25～230℃，300～3000W，氬氣流量100～2000sccm，濺射時間100～950s。本專利技術的有益效果如下：由于二氧化鈦和含氟單體均有優異的不沾污特性，使得硫酸氫銨不易粘附，從而具備防飛灰腐蝕性能，且制備溫度低，能耗低。采用本專利技術方案，可以提高預熱器耐腐蝕性能，延長使用壽命。附圖說明圖1是本專利技術制備的抗硫酸氫銨腐蝕的傳熱元件涂層示意圖，其中：1—金屬鈦保護層，2—二氧化鈦納米顆粒，3—抗腐蝕漆膜。具體實施方式本專利技術制備的抗硫酸氫銨腐蝕的傳熱元件涂層主要包括在預熱器傳熱元件表面形成的抗腐蝕漆膜以及在所屬述抗腐蝕漆膜上形成的金屬鈦保護層，其中，所述抗腐蝕漆膜由抗腐蝕涂料噴涂形成，抗腐蝕涂料包括35～75重量份的抗腐蝕乳液、10～40重量份的填料、7～20重量份的增稠劑、20～40重量份的溶劑；所述抗腐蝕乳液是通過按照重量百分比將15％～25％的二氧化鈦溶膠、15％～45％的聚合單體、0.1～5％的引發劑與40～70％的水混合后加熱反應制得。由此可知，抗腐蝕乳液為固體穩定乳液，所謂固體穩定乳液即不實用任何乳化劑或表面活性劑，而由納米顆粒自身的穩定油相液滴作用，而形成的無機顆粒包覆有機聚合物的核殼結構。該結構的無機有機復合顆粒在烘烤成膜過程中，逐漸產生無機-有機相分離，如圖1所示，二氧化鈦納米顆粒2遷移至抗腐蝕漆膜3表面，提供了很好的過渡層，有機聚合物遷移至抗腐蝕漆膜底部，形成自分層的結構。在此基礎上，有利于提高金屬鈦保護層1在抗腐蝕漆膜3上的附著力。實施例1按重量百分比，將20％的二氧化鈦溶膠、30％的聚合單體(含3-3氟甲基硅烷甲基丙烯酸甲酯(25％)、苯乙烯(50％)和甲基丙烯酸甲酯(25％))、3％的過硫酸鉀、47％的水混合，加熱至78℃，反應3小時，即得到抗腐蝕乳液。按重量份，將55份抗腐蝕乳液、15份鈦白粉、10份羥甲基纖維素鈉、20份水混合均勻制得抗腐蝕涂料，將抗腐蝕涂料噴涂(噴涂壓力為300kpa)至預熱器表面，在180℃下烘烤固化，即得到抗腐蝕漆膜，厚度為200μm。采用等離子磁控濺射(200℃，1000W，氬氣流量1000sccm，濺射時間480s)在抗腐蝕漆膜上形成金屬鈦保護層，厚度為250μm。實施例2按重量百分比，將15％的二氧化鈦溶膠、15％的聚合單體(含3-3氟甲基硅烷甲基丙烯酸甲酯(60％)、苯乙烯(30％)和甲基丙烯酸甲酯(10％))、0.1％的偶氮二異丁腈、70％的水混合，加熱至75℃，反應4小時，即得到抗腐蝕乳液。按重量份，將23份抗腐蝕乳液、40份鈦白粉、7份羥甲基纖維素鈉、30份水混合均勻制得抗腐蝕本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種抗硫酸氫銨腐蝕的傳熱元件涂層，包括在傳熱元件表面形成的抗腐蝕漆膜及在所述抗腐蝕漆膜上形成的金屬鈦保護層。

【技術特征摘要】
1.一種抗硫酸氫銨腐蝕的傳熱元件涂層，包括在傳熱元件表面形成的抗腐蝕漆膜及在所述抗腐蝕漆膜上形成的金屬鈦保護層。2.如權利要求1所述的抗硫酸氫銨腐蝕的傳熱元件涂層，其特征在于，所述抗腐蝕漆膜由抗腐蝕涂料噴涂形成，所述金屬鈦保護層由等離子磁控濺射形成。3.如權利要求2所述的抗硫酸氫銨腐蝕的傳熱元件涂層，其特征在于，所述抗腐蝕涂料按重量份數計，包括23～59份抗腐蝕乳液、10～40份填料、7～20份增稠劑、20～40份溶劑；所述抗腐蝕乳液是通過將以下各組分按重量百分數混合后加熱反應制得的，包括：15～25％的二氧化鈦溶膠、15～45％的聚合單體、0.1～5％的引發劑與35～70％的水。4.如權利要求3所述的抗硫酸氫銨腐蝕的傳熱元件涂層，其特征在于，所述填料為鈦白粉，所述增稠劑為羥甲基纖維素鈉或羥乙基纖維素鈉，所述溶劑為水；所述聚合單體為3-3氟甲基硅烷甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯的混合物，所述引發劑包括偶氮二異丁腈，過氧化二酰或過硫酸鹽。5.如權利要求4所述的抗硫酸氫銨腐蝕的傳熱元件涂層，其特征在于，所述聚合單體按重量百分數計，包括：20～60％的3-3氟甲基硅烷甲基丙烯酸甲酯，30～50％的苯乙烯和10％～40％的甲基丙烯酸甲酯。6.一種抗硫酸氫銨腐蝕的傳熱元件涂層的制備方法，包括以下步驟...

【專利技術屬性】
技術研發人員：佟園園，
申請(專利權)人：大唐環境產業集團股份有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11