一种HTEE系列高温红外辐射涂料及其使用方法与流程

本发明涉及高温红外辐射涂料技术领域，特别是一种htee系列高温红外辐射涂料及其使用方法。

背景技术：

在我国，油田稠油开发年限早，国内大部分注汽锅炉运行时间都在20年以上，常年运行的注汽锅炉保温层会发生脱落、瓦口老化损坏等现象，影响锅炉的运行效率。

传统的注汽锅炉内壁选取材料为耐火材料和陶瓷纤维材料，而注汽锅炉内部主要通过内辐射热运行，炉内热辐射率不足，注汽锅炉能源利用率低；同时注汽锅炉内壁保温层脱落导致保温石棉的脱落可能会石棉肺等疾病，长久使用对操作人员存在健康隐患。

技术实现要素：

为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的是提供有效降低炉体内散热损失的一种htee系列高温红外辐射涂料及其使用方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种htee系列高温红外辐射涂料，该涂料的涂层为适用于注汽锅炉衬里通过在炉膛内衬里表面喷涂降低散热损失减少保温层脱离的涂层，包括以下制备步骤：

(1)按以下质量百分比混合各组分：zro17～25％、活性氧化铝微粉3～6.5％、tio212～17％、al(oh)33.5～6％、coo16～22％至搅拌装置中；

(2)按质量百分比加入以下组分：氧化锆液体浆料13～16％、溶剂5～22％、水3～8％混合搅拌，浸泡；

(3)浸泡时间到达后，物料放至混合器搅拌，混合器调至40～50℃，反应45～75min后冷却至25℃；

(4)混合器抽样液体流线不间断达150mm以上停止搅拌，物料放入185～400目筛网过滤；

(5)过滤后计量，装桶。

作为本发明的进一步改进：所述步骤(1)和步骤(2)中粉末粒度为300目一下粉末颗粒。

作为本发明的进一步改进：所述步骤(2)中溶剂为硅溶胶、磷酸、水玻璃中一种或多种。

作为本发明的进一步改进：所述步骤(1)各组分混合后由料浆喷雾干燥法干燥为团聚粉末，后置在高温炉中1200℃下烧结1～2h，淬冷烘干。

作为本发明的进一步改进：具体地，所述步骤(1)和步骤(2)中各组分质量分数为：zro20％、活性氧化铝微粉5％、tio215％、al(oh)35％、coo20％、氧化锆液体浆料15％、溶剂15％和水5％。

作为本发明的进一步改进：所述步骤(1)中zro为纳米氧化锆粉体，所述纳米氧化锆包括以下制备步骤：

(1)将氧氯化锆和硝酸钇混合配成反应液，在反应液中加入分散剂；

(2)将沉淀剂在超重力场中循环，将反应液加入重力场中，得到沉淀物；

(3)将沉淀物煅烧，煅烧温度为650℃，煅烧时间为3～5h，得到纳米氧化锆。

一种htee系列高温红外辐射涂料的使用方法，由以上所述的高温红外辐射涂料涂抹后形成的涂层，所述涂层厚度为2.5～5mm，所述涂层经高温烧结后形成陶瓷体。

作为本发明的进一步改进：所述高温烧结包括以下步骤：

(1)从室温匀速升温至300℃蒸发水分，升温时间为3h；

(2)从300℃匀速升温至600℃，升温时间为2h；

(3)从600℃升温至1300℃，1300℃恒温3h。

作为本发明的进一步改进：所述涂层采用等离子喷涂涂抹在注汽锅炉炉膛内衬里表面，所述注汽锅炉炉膛内衬里表面为粘结底层。

将本发明涂抹至注汽锅炉衬里通过在炉膛内衬里表面上，经高温烧结后形成结构致密的光亮陶瓷体，起到抗气流冲刷的作用，其辐射率ε大于0.9，导热系数为0.08w/m℃，耐高温1800℃，附着率大于97.5％，提高锅炉热效率，减少保温层脱落，延长炉膛内衬使用寿命。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过在注汽锅炉衬里炉膛内衬里表面喷涂高温红外辐射涂料形成涂层，提高注汽锅炉炉内的辐射率ε，使炉内被加热物均匀受热，有效减少加热时间，涂层导热系数比保温层低，经涂层隔热后，炉外温度下降，炉体向外散失热量减小，有效减少保温石棉更换次数，减少保温层脱落，延长炉衬使用寿命。

附图说明

图1为本发明涂料形成的涂层高温烧结的升温曲线图。

具体实施方式

现结合附图说明与实施例对本发明进一步说明：

一种htee系列高温红外辐射涂料，该涂料的涂层为适用于注汽锅炉衬里通过在炉膛内衬里表面喷涂降低散热损失减少保温层脱离的涂层，包括以下制备步骤：

(1)按以下质量百分比混合各组分：zro17～25％、活性氧化铝微粉3～6.5％、tio212～17％、al(oh)33.5～6％、coo16～22％至搅拌装置中；

(2)按质量百分比加入以下组分：氧化锆液体浆料13～16％、溶剂5～22％、水3～8％混合搅拌，浸泡；

(3)浸泡时间到达后，物料放至混合器搅拌，混合器调至40～50℃，反应45～75min后冷却至25℃；

(4)混合器抽样液体流线不间断达150mm以上停止搅拌，物料放入185～400目筛网过滤；

(5)过滤后计量，装桶。

其中：所述步骤(1)和步骤(2)中粉末粒度为300目一下粉末颗粒；所述步骤(2)中溶剂为硅溶胶、磷酸、水玻璃中一种或多种；所述步骤(1)各组分混合后由料浆喷雾干燥法干燥为团聚粉末，后置在高温炉中1200℃下烧结1～2h，淬冷烘干。

所述步骤(1)中zro为纳米氧化锆粉体，所述纳米氧化锆包括以下制备步骤：

(1)将氧氯化锆和硝酸钇混合配成反应液，在反应液中加入分散剂；

(2)将沉淀剂在超重力场中循环，将反应液加入重力场中，得到沉淀物；

(3)将沉淀物煅烧，煅烧温度为650℃，煅烧时间为3～5h，得到纳米氧化锆。

其中：纳米氧化锆制备步骤(1)中反应液为zr⁴⁺离子浓度为1mol/l，步骤(3)中沉淀剂为氨水。

一种htee系列高温红外辐射涂料的使用方法，由以上所述的高温红外辐射涂料涂抹后形成的涂层，所述涂层厚度为2.5～5mm，所述涂层经高温烧结后形成陶瓷体。

具体地：所述高温烧结包括以下步骤：

(1)从室温匀速升温至300℃蒸发水分，升温时间为3h；

(2)从300℃匀速升温至600℃，升温时间为2h；

(3)从600℃升温至1300℃，1300℃恒温3h。

实施案例一：

一种htee系列高温红外辐射涂料，包括以下制备步骤：

(1)按以下质量百分比混合各组分：zro20％、活性氧化铝微粉5％、tio215％、al(oh)35％、coo20％至搅拌装置中；

(2)按质量百分比加入以下组分：氧化锆液体浆料15％、溶剂15％、水5％混合搅拌，浸泡；

(3)浸泡时间到达后，物料放至混合器搅拌，混合器调至45℃，反应60min后冷却至25℃；

(4)混合器抽样液体流线不间断达150mm以上停止搅拌，物料放入185～400目筛网过滤；

(5)过滤后计量，装桶。

所述步骤(1)中zro为纳米氧化锆粉体，所述纳米氧化锆包括以下制备步骤：

(1)将氧氯化锆和硝酸钇混合配成反应液，在反应液中加入分散剂；

(2)将沉淀剂在超重力场中循环，将反应液加入重力场中，得到沉淀物；

(3)将沉淀物煅烧，煅烧温度为650℃，煅烧时间为5h，得到纳米氧化锆。

将上述高温红外辐射涂料涂抹至注汽锅炉衬里通过在炉膛内衬里表面形成涂层，进行高温烧结，高温烧结包括以下步骤：

(1)从室温匀速升温至300℃蒸发水分，升温时间为3h；

(2)从300℃匀速升温至600℃，升温时间为2h；

(3)从600℃升温至1300℃，1300℃恒温3h。

经高温烧结后形成结构致密的光亮陶瓷体，具有抗气流冲刷的作用，提高锅炉热效率，减少保温层脱落，延长炉膛内衬使用寿命的作用。

实施案例二：

一种htee系列高温红外辐射涂料，包括以下制备步骤：

(1)按以下质量百分比混合各组分：zro17％、活性氧化铝微粉4.5％、tio217％、al(oh)34％、coo22％至搅拌装置中；

(2)按质量百分比加入以下组分：氧化锆液体浆料16％、溶剂16.5％、水3％混合搅拌，浸泡；

(3)浸泡时间到达后，物料放至混合器搅拌，混合器调至48℃，反应70min后冷却至25℃；

(4)混合器抽样液体流线不间断达150mm以上停止搅拌，物料放入185～400目筛网过滤；

(5)过滤后计量，装桶。

所述步骤(1)中zro为纳米氧化锆粉体，所述纳米氧化锆包括以下制备步骤：

(1)将氧氯化锆和硝酸钇混合配成反应液，在反应液中加入分散剂；

(2)将沉淀剂在超重力场中循环，将反应液加入重力场中，得到沉淀物；

(3)将沉淀物煅烧，煅烧温度为650℃，煅烧时间为5h，得到纳米氧化锆。

将上述高温红外辐射涂料涂抹至注汽锅炉衬里通过在炉膛内衬里表面形成涂层，进行高温烧结，高温烧结包括以下步骤：

(1)从室温匀速升温至300℃蒸发水分，升温时间为3h；

(2)从300℃匀速升温至600℃，升温时间为2h；

(3)从600℃升温至1300℃，1300℃恒温3h。

经高温烧结后形成结构致密的光亮陶瓷体，具有抗气流冲刷的作用，提高锅炉热效率，减少保温层脱落，延长炉膛内衬使用寿命的作用。

实施案例三：

一种htee系列高温红外辐射涂料，包括以下制备步骤：

(1)按以下质量百分比混合各组分：zro25％、活性氧化铝微粉4.5％、tio212％、al(oh)34％、coo16％至搅拌装置中；

(2)按质量百分比加入以下组分：氧化锆液体浆料13％、溶剂18.5％、水7％混合搅拌，浸泡；

(3)浸泡时间到达后，物料放至混合器搅拌，混合器调至45℃，反应60min后冷却至25℃；

(4)混合器抽样液体流线不间断达150mm以上停止搅拌，物料放入185～400目筛网过滤；

(5)过滤后计量，装桶。

所述步骤(1)中zro为纳米氧化锆粉体，所述纳米氧化锆包括以下制备步骤：

(1)将氧氯化锆和硝酸钇混合配成反应液，在反应液中加入分散剂；

(2)将沉淀剂在超重力场中循环，将反应液加入重力场中，得到沉淀物；

(3)将沉淀物煅烧，煅烧温度为650℃，煅烧时间为5h，得到纳米氧化锆。

将上述高温红外辐射涂料涂抹至注汽锅炉衬里通过在炉膛内衬里表面形成涂层，进行高温烧结，高温烧结包括以下步骤：

(1)从室温匀速升温至300℃蒸发水分，升温时间为3h；

(2)从300℃匀速升温至600℃，升温时间为2h；

(3)从600℃升温至1300℃，1300℃恒温3h。

经高温烧结后形成结构致密的光亮陶瓷体，具有抗气流冲刷的作用，提高锅炉热效率，减少保温层脱落，延长炉膛内衬使用寿命的作用。

对经涂刷本发明高温红外辐射涂料的注气锅炉前后的运行效率进行测试，测试依据标准gb/t10180-2003《工业锅炉热工性能试验规程》，采用反平衡法进行计算，可得出锅炉反平衡效率由90.8提高至92.9％，节能率为2.3％，排烟温度由189℃下降至144℃，下降了45℃，炉体外表面平均温度由原来的68.3℃下降至51.5℃，下降了16.8℃。

本发明的主要功能：通过在注汽锅炉衬里炉膛内衬里表面喷涂高温红外辐射涂料形成涂层，提高注汽锅炉炉内的辐射率ε，使炉内被加热物均匀受热，有效减少加热时间，涂层导热系数比保温层低，经涂层隔热后，炉外温度下降，炉体向外散失热量减小，有效减少保温石棉更换次数，减少保温层脱落，延长炉衬使用寿命。

综上所述，本领域的普通技术人员阅读本发明文件后，根据本发明的技术方案和技术构思无需创造性脑力劳动而作出其他各种相应的变换方案，均属于本发明所保护的范围。