定向吸热膜材及其诞敷方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810256763.0 (22)申请日 2018.03.27 (71)申请人 吉林省光大节能技术有限责任公司 地址 130000 吉林省长春市高新技术开发 区创新路2208号 (72)发明人 韩光军韩一龙杨永 (74)专利代理机构 吉林省长春市新时代专利商 标代理有限公司 22204 代理人 唐盼 (51)Int.Cl. C09D 1/00(2006.01) C09D 5/16(2006.01) B05D 3/00(2006.01) B05D 3/02(2006.01) B。

2、05D 7/24(2006.01) (54)发明名称 定向吸热膜材及其诞敷方法 (57)摘要 本发明涉及定向吸热膜材及其诞敷方法， 定 向吸热膜材采用下述方法制成： 步骤S1、 将重量 百分比为： 20-55%晶体氧化锰、 5-25%碳化钽、 5- 10%碳化铪、 2-20%氟晶云母、 5-30%晶体氧化铁， 上述各组分之和为100%， 研磨至100-250目； 步骤 S2、 将步骤S1研磨后的粉料在950-1200电阻炉 中加热6-8小时后， 得到定向吸热节能膜材的固 体材料， 再加入固体材料总重量10-30%纯净水、 10-20%无机耐高温液态胶， 然后在搅拌机中搅拌 7-10小时， 至混。

3、合均匀即可。 该膜材辐射强度大， 在高温热源的作用下产生垂直于受热体表面的 切线方向的辐射磁场， 直接作用于被加热介质， 增强了被加热介质的热能吸收效率， 大幅度提高 热能的传输效率。 权利要求书1页 说明书5页 CN 108192393 A 2018.06.22 CN 108192393 A 1.一种定向吸热膜材， 其特征在于， 该膜材采用下述方法制成： 步骤S1、 将重量百分比为： 20-55%晶体氧化锰、 5-25%碳化钽、 5-10%碳化铪、 2-20%氟晶 云母、 5-30%晶体氧化铁， 上述各组分之和为100%， 研磨至100-250目； 步骤S2、 将步骤S1研磨后的粉料在950。

4、-1200电阻炉中加热6-8小时后， 得到定向吸热 节能膜材的固体材料， 再加入固体材料总重量10-30%纯净水、 10-20%无机耐高温液态胶， 然 后在搅拌机中搅拌7-10小时， 至混合均匀即可。 2.根据权利要求1所述的一种定向吸热膜材， 其特征在于， 所述步骤S1为： 将重量百分 比为30-45%晶体氧化锰、 8-20%碳化钽、 5-10%碳化铪、 10-20%氟晶云母、 15-30%晶体氧化铁， 研磨至100-250目； 所述步骤S2为： 将步骤S1研磨后的粉料在950-1200电阻炉中加热6-8小时后， 再加入 15-30%纯净水、 15-20%无机耐高温液态胶， 然后在搅拌机中搅。

5、拌7-10小时， 至混合均匀。 3.根据权利要求1所述的一种定向吸热膜材， 其特征在于， 所述步骤S1为： 将重量百分 比为45%晶体氧化锰、 12%碳化钽、 8%碳化铪、 15%氟晶云母、 20%晶体氧化铁， 研磨至200目； 所述步骤S2为： 将步骤S1研磨后的粉料在950-1200电阻炉中加热6-8小时后， 再加入 25%纯净水、 18%无机耐高温液态胶， 然后在搅拌机中搅拌7-10小时， 至混合均匀。 4.根据权利要求1或2或3所述的一种定向吸热膜材， 其特征在于， 所述晶体氧化锰的纯 度为99.99%， 所述碳化钽的纯度为99%， 所述碳化铪的纯度我99%， 所述氟晶云母的纯度为 9。

6、9.99%， 所述晶体氧化铁的纯度为99.99%， 所述无机耐高温液态胶为SL8306， 粘度为 300Pa.S/1200， 所述水为纯净水。 5.一种定向吸热膜材的诞敷方法， 其特征在于， 具体包括以下步骤： 步骤S1、 先将锅炉或加热炉的受热体表面清洁处理， 去除表面灰尘、 杂质、 污垢、 氧化 层， 保证物见本色； 步骤S2、 将定向吸热膜材在压力为0.8-1.0Mpa、 温度为35-45的情况下诞敷或涂敷在 受热体表面； 然后， 控制锅炉或加热炉炉膛内温度在200-250， 使定向吸热膜材形成固化 瓷膜。 权利要求书 1/1 页 2 CN 108192393 A 2 定向吸热膜材及其诞。

7、敷方法 技术领域 0001 本发明属于高温炉膜层材料技术领域， 具体涉及一种用于诞敷在锅炉或加热炉受 热体表面的定向吸热膜材及其诞敷方法。 背景技术 0002 改革开放以来， 中国经济高速发展， 各项建设事业取得巨大成就， 但也付出了巨大 的资源和环境代价， 经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐， 群众对环境污染问题的反应越 来越强烈。 0003 在我国能源消耗的结构中， 电站锅炉、 工业锅炉、 加热炉、 工业炉窑、 生活供热锅炉 的能源消耗占全部能源消耗总量的76%， 碳排放量占全部总排放量的87%。 因此， 实现节能减 排最关键的问题就是提高电站锅炉、 工业锅炉、 加热炉、 工业炉窑、 生活供。

8、热锅炉的热效率。 0004 目前， 红外高发射率涂层材料、 RJT-2高温节能涂层、 HS-2-1系列高发射涂料是应 用在锅炉、 加热炉、 工业高温窑炉上最常见的节能材料， 它们的共同特点都是将涂料 （材料） 涂于炉膛内的炉墙上， 利用涂层内的红外高发射率粉体， 将热能从炉墙发射回炉膛对吸热 体进行辐射， 从而阻止炉膛内的热能外传， 提高热量利用率， 达到节能目的。 例如： 中国专利 CN 103613962 B， 公开了发明名称为：“一种红外高发射率涂层材料及制备方法” ， 该涂层 材料由红外高发射率粉体材料与胶体材料混合制作； 其中， 红外高发射率粉体材料由铁矿 渣、 氧化铁、 氧化锰、 。

9、氧化锆、 氧化铬与碳化硅按一定重量比经球磨混料、 高温预烧、 超细化 处理工艺制作而成； 胶体材料由水、 水玻璃、 羧甲基纤维素和超细二氧化硅按一定重量比混 合制作而成。 将该涂层材料涂刷或喷涂预处理后的炉膛内壁表面， 利用涂层材料将炉墙内 燃烧产生的热量辐射到炉管上， 同时将热量停留在炉墙上， 阻止热量往炉墙以外辐射， 进而 阻止热量往外跑， 从而提高热效率。 0005 然而， 上述材料在使用过程中还存在以下不足之处：（1） 由于远红外线在锅炉炉膛 内相向方向辐射过程中， 同性因子相互碰撞后部分抵消， 降低了远红外线的辐射强度和对 热能的传输效率：（2） 在锅炉炉膛内， 由于大部分远红外线是。

10、折射后辐射到吸热体表面的， 在辐射过程中， 加速了燃料微粒反复折射， 加大了对吸热体表面的冲刷强度， 因此加大了对 受热体的磨损。 0006 由于提高锅炉、 加热炉或炉窑的热效率， 不仅要考虑到炉墙或炉膛内热量的辐射， 同时还有考虑到炉墙或炉膛内吸热筒或吸热管对热量的吸收。 然而， 现有各种加热炉炉膛 以及锅炉炉膛内使用的吸热筒或吸热管， 都是采用普通吸热筒或吸热管， 在燃烧室内吸热 筒或吸热管直接吸热并裸露于炉膛内， 它的吸热过程是分子与分子间的传导热， 其不足之 处有以下四个方面：（1） 分子之间的热传导， 传输速度较慢；（2） 在分子之间的热传导过程， 被加热的链状水分子结构不会发生变化。

11、， 在高温状态下容易产生水垢沉积于吸热筒或吸热 管的内壁， 阻止吸热筒或吸热管的吸热；（3） 由于吸热筒或吸热管在燃烧室内直接吸热， 受 气体和燃料冲刷， 容易造成吸热筒或吸热管磨损， 影响吸热筒或吸热管寿命； 4. 由于吸热 筒或吸热管直接裸露于炉膛内， 停炉时容易受潮湿、 氧化腐蚀， 影响吸热筒或吸热管寿命。 说明书 1/5 页 3 CN 108192393 A 3 发明内容 0007 本发明的目的在于提供一种定向吸热膜材， 以解决现有涂层材料对吸热体表面冲 刷强度大， 使吸热体磨损严重， 以及燃烧室内吸热体 （吸热筒或吸热管） 直接吸热并裸露于 炉膛内时所带来的上述技术问题。 0008 。

12、为实现上述目的， 本发明采用如下技术方案实现： 一种定向吸热膜材， 所述膜材采用下述方法制成： 步骤S1、 将重量百分比为： 20-55%晶体氧化锰、 5-25%碳化钽、 5-10%碳化铪、 2-20%氟晶 云母、 5-30%晶体氧化铁， 上述各组分之和为100%， 研磨至100-250目； 步骤S2、 将步骤S1研磨后的粉料在950-1200电阻炉中加热6-8小时后， 得到定向吸热 节能膜材的固体材料， 再加入固体材料总重量10-30%纯净水、 10-20%无机耐高温液态胶， 然 后在搅拌机中搅拌7-10小时， 至混合均匀即可。 0009 作为本发明的优选， 所述步骤S1、 将重量百分比为：。

13、 30-45%晶体氧化锰、 8-20%碳化 钽、 5-10%碳化铪、 10-20%氟晶云母、 15-30%晶体氧化铁， 研磨至100-250目； 所述步骤S2、 将步骤S1研磨后的粉料在950-1200电阻炉中加热6-8小时后， 再加入 15-30%纯净水、 15-20%无机耐高温液态胶， 然后在搅拌机中搅拌7-10小时， 至混合均匀。 0010 作为本发明的进一步优选， 所述步骤S1、 将重量百分比为45%晶体氧化锰、 12%碳化 钽、 8%碳化铪、 15%氟晶云母、 20%晶体氧化铁， 研磨至200目； 所述步骤S2、 将步骤S1研磨后的粉料在950-1200电阻炉中加热6-8小时后， 再。

14、加入 25%纯净水、 18%无机耐高温液态胶， 然后在搅拌机中搅拌7-10小时， 至混合均匀。 0011 作为本发明的更进一步优选， 所述晶体氧化锰的纯度为99.99%， 所述碳化钽的纯 度为99%， 所述碳化铪的纯度我99%， 所述氟晶云母的纯度为99.99%， 所述晶体氧化铁的纯度 为99.99%， 所述无机耐高温液态胶为SL8306， 粘度为300Pa.S/1200， 所述水为纯净水。 0012 本发明的第二个目的在于提供一种定向吸热膜材的诞敷方法， 具体包括以下步 骤： 步骤S1、 先将锅炉或加热炉的受热体 （吸热筒或吸热管） 表面清洁处理， 去除表面灰尘、 杂质、 污垢、 氧化层， 。

15、保证物见本色； 步骤S2、 将定向吸热膜材在压力为0.8-1.0Mpa、 温度为35-45的情况下诞敷或涂敷在 受热体 （吸热筒或吸热管） 表面； 然后， 控制锅炉或加热炉炉膛内温度在200-250， 使定向 吸热膜材形成固化瓷膜。 0013 本发明所述的诞敷是指在上述压力和温度下， 将定向吸热膜材直接作用在受热体 表面， 定向吸热膜材在压力作用下即可粘覆在受热体表面。 0014 本发明的优点和有益效果： （1） 本发明提供的定向吸热膜材主要用于诞敷或涂敷在锅炉、 加热炉的受热体 （吸热筒 或吸热管） 表面， 其辐射强度大； 当锅炉、 加热炉炉膛温度达到200左右时， 定向吸热膜材 在高温作用。

16、下会形成固化瓷膜， 固化瓷膜在高温热源的作用下产生垂直于受热体 （吸热筒 或吸热管） 表面的切线方向的辐射磁场， 直接作用于被加热介质， 增强了被加热介质的热能 吸收效率， 大幅度提高热能的传输效率。 0015 （2） 本发明提供的定向吸热膜材由于在高温作用下形成固化瓷膜， 使受热体 （吸热 说明书 2/5 页 4 CN 108192393 A 4 筒或吸热管） 表面实现了全密闭保护， 抗气体和燃料冲刷， 抗氧化； 延长了锅炉、 加热炉的使 用寿命， 为设备的安全运行发挥重要的保护作用。 0016 （3） 将本发明的定向吸热膜材诞敷或涂敷在受热体 （吸热筒或吸热管） 表面后， 由 于有部分电磁。

17、波线被折射炉膛， 使受热面附近的灰垢分子受到多次辐射而产生不规则运 动， 增加了悬浮粒子在炉内的停留时间， 在烟气流漩涡分离作用下， 细微燃料颗粒和飞灰甩 回炉内， 实现二次燃烧， 减少了飞灰溢出量， 不仅降低了灰垢分子的吸附力， 减少灰垢层厚 度， 而且对消除烟尘也十分有效， 可进一步增加吸热， 提高炉内受热面的热吸收效率。 0017 （4） 将本发明的定向吸热膜材诞敷或涂敷在受热体 （吸热筒或吸热管） 表面后， 由 于受热体内的水分子在电磁场的作用下， 由原来的链状结构变更单个水分子， 它对负价离 子碳酸根有亲和作用， 在碳酸根离子周围形成水分子包围圈， 使钙、 镁等带有正价电荷的阳 离子。

18、与碳酸根离子碰撞机会明细减少， 在高温情况下不能产生沉淀， 大大降低加热体内壁 的结垢速度， 从而综合全面达到节能目的。 具体实施方式 0018 为使本领域技术人员清楚理解本发明的技术方案及其优点和效果， 下面对本发明 的技术方案进一步详细描述， 但并不用于限定本发明的保护范围。 0019 本发明所提供的定向吸热膜材是采用下述方法制成： 步骤S1、 将重量百分比为： 20-55%晶体氧化锰、 5-25%碳化钽、 5-10%碳化铪、 2-20%氟晶 云母、 5-30%晶体氧化铁， 上述各组分之和为100%， 研磨至100-250目； 步骤S2、 将步骤S1研磨后的粉料在950-1200电阻炉中加。

19、热6-8小时后， 得到定向吸热 节能膜材的固体材料， 再加入固体材料总重量10-30%纯净水、 10-20%无机耐高温液态胶， 然 后在搅拌机中搅拌7-10小时， 至混合均匀即可。 0020 为使本领域技术人员更加清楚本发明定向吸热膜材诞敷或涂敷在受热体 （吸热筒 或吸热管） 表面后的性能情况， 以及对锅炉或加热炉的影响， 下面申请人通过实施过程中的 几个案例进行说明。 0021 实施例1 一种定向吸热膜材， 具体采用下述方法制成： 步骤S1、 将重量百分比为： 20%晶体氧化锰、 25%碳化钽、 10%碳化铪、 20%氟晶云母、 25%晶 体氧化铁， 研磨至100-250目； 步骤S2、 将。

20、步骤S1研磨后的粉料在950-1200电阻炉中加热6-8小时后， 得到定向吸热 节能膜材的固体材料， 再加入固体材料总重量25%纯净水、 15% SL8306无机耐高温液态胶， 然后在搅拌机中搅拌7-10小时， 至混合均匀即可。 0022 实施例2 一种定向吸热膜材， 所述膜材采用下述方法制成： 步骤S1、 将重量百分比为： 30%晶体氧化锰、 20%碳化钽、 10%碳化铪、 15%氟晶云母、 25%晶 体氧化铁， 研磨至100-250目； 步骤S2、 将步骤S1研磨后的粉料在950-1200电阻炉中加热6-8小时后， 得到定向吸热 节能膜材的固体材料， 再加入固体材料总重量20%纯净水、 2。

21、0% SL8306无机耐高温液态胶， 然后在搅拌机中搅拌7-10小时， 至混合均匀即可。 说明书 3/5 页 5 CN 108192393 A 5 0023 实施例3 一种定向吸热膜材， 所述膜材采用下述方法制成： 步骤S1、 将重量百分比为： 45%晶体氧化锰、 8%碳化钽、 7%碳化铪、 10%氟晶云母、 30%晶体 氧化铁， 研磨至100-250目； 步骤S2、 将步骤S1研磨后的粉料在950-1200电阻炉中加热6-8小时后， 得到定向吸热 节能膜材的固体材料， 再加入固体材料总重量25%纯净水、 18% SL8306无机耐高温液态胶， 然后在搅拌机中搅拌7-10小时， 至混合均匀即可。

22、。 0024 实施例4 一种定向吸热膜材， 所述膜材采用下述方法制成： 步骤S1、 将重量百分比为： 55%晶体氧化锰、 12%碳化钽、 10%碳化铪、 15%氟晶云母、 8%晶 体氧化铁， 研磨至100-250目； 步骤S2、 将步骤S1研磨后的粉料在950-1200电阻炉中加热6-8小时后， 得到定向吸热 节能膜材的固体材料， 再加入固体材料总重量25%纯净水、 18% SL8306无机耐高温液态胶， 然后在搅拌机中搅拌7-10小时， 至混合均匀即可。 0025 实施例5 一种定向吸热膜材， 所述膜材采用下述方法制成： 步骤S1、 将重量百分比为45%晶体氧化锰、 12%碳化钽、 8%碳化。

23、铪、 15%氟晶云母、 20%晶体 氧化铁， 研磨至200目； 步骤S2、 将步骤S1研磨后的粉料在950-1200电阻炉中加热6-8小时后， 得到定向吸热 节能膜材的固体材料， 再加入固体材料总重量25%纯净水、 18% SL8306无机耐高温液态胶， 然后在搅拌机中搅拌7-10小时， 至混合均匀。 0026 本发明所述晶体氧化锰的纯度为99.99%， 所述碳化钽的纯度为99%， 所述碳化铪的 纯度我99%， 所述氟晶云母的纯度为99.99%， 所述晶体氧化铁的纯度为99.99%， 所述SL8306 无机耐高温液态胶的粘度为300Pa.S/1200， 所述水为纯净水。 0027 将上述实施例。

24、1至实施例5制得的定向吸热膜材分别诞敷或涂敷在不同的受热体 （吸热筒或吸热管） 表面， 具体包括以下步骤： 步骤S1、 先将锅炉或加热炉的受热体 （吸热筒或吸热管） 表面清洁处理， 去除表面灰尘、 杂质、 污垢、 氧化层， 保证物见本色； 步骤S2、 将定向吸热膜材在压力为0.8-1.0Mpa、 温度为35-45的情况下诞敷或涂敷在 受热体 （吸热筒或吸热管） 表面； 然后， 控制锅炉或加热炉炉膛内温度在200-250， 使定向 吸热膜材形成固化瓷膜。 0028 然后参照现有相关技术检测标准对诞敷或涂敷定向吸热膜材的锅炉或加热炉的 相关性能进行测试， 结果如下： a、 耐热温度： 1600-1700； b、 抗冲刷性能： 气流冲刷800-850KPa； c、 降低排烟热损失q2:3%以上； d、 降低气体不完全燃烧热损失q3： 0.01%以上； e、 降低固体未完全燃烧损失q4： 0.5%以上； f、 降低炉体表面散热损失q5： 0.3%以上； 说明书 4/5 页 6 CN 108192393 A 6 g、 降低炉渣含碳量q6： 0.1%以上； h、 节能率： 1.5%节能率51.6%。 0029 i、 延长吸热体使用寿命： 36个月以上。 说明书 5/5 页 7 CN 108192393 A 7 。