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多元耦合燃料(生物质/垃圾/高硫煤/高钠煤)发电关键设备防腐蚀感应熔焊与喷射复合涂层技术
成果介绍 成果名称:多元耦合燃料(生物质/垃圾/高硫煤/高钠煤)发电关键设备防腐蚀感应熔焊与喷射复合涂层技术 成果参与单位:江苏科环新材料有限公司、深圳能源环保股份有限公司、上海康恒环境股份有限公司 成果完成人:曲作鹏 知识产权情况:已申请专利87项,其中已授权发明专利17项,已授权实用新型专利27项 针对我国新能源与环保科技的重大战略,以解决垃圾与生物质发电锅炉高温防腐的实际需求为目标,本项目拟搭建应用于生物质与垃圾电站锅炉腐蚀防护的高频感应熔焊系统技术平台,在多元耦合燃料(生物质/垃圾/高硫煤/高钠煤)发电关键设备等受热面,开发完成镍基自熔合金高温涂层的技术体系,包括涂层材料与工艺,形成针对各类客户群体的系列解决方案。 随着近年来我国生物质和垃圾电站的迅猛发展,锅炉高温腐蚀问题日益突出,传统热喷涂技术由于易脱落、孔隙率高而应用受限,前期用得较普遍的Inconel625合金堆焊,也逐渐暴露出由稀释率高引起的高温防腐性能受限等问题。因此,开发新型高温防腐涂层技术已迫在眉睫。本项目在国家“十三五”重点研发计划等项目的支持下,经过十余年的集智攻关,于2019年初研发成功了高频感应熔焊高温腐蚀防护涂层技术,取得了系列创新性成果:首次在国内构建了生物质与垃圾电站锅炉高频感应熔焊系统技术平台,开发了在水冷壁管排表面制备耐镍基自熔合金高温薄涂层的技术体系,解决了城市垃圾与生物质电站锅炉高温腐蚀防护的技术瓶颈,打破了发达国家的技术封锁,形成了系列针对城市垃圾与生物质焚烧发电锅炉高温防腐的不同客户群体的解决方案。 我国西部特别是新疆地区的高硫高钠盐等高腐蚀性煤在燃烧过程中产生高浓度硫化物和钠盐等腐蚀性气体,造成水冷壁、过热器受热面的高温腐蚀、尾部烟道空气预热器低温腐蚀和受热面结焦等,特别是对燃烧器区域水冷壁管来说,如果没有防护涂层只能使用1—2年。传统的热喷涂,由于结合强度低孔隙率高,很少应用;普通高频感应熔焊虽然有效,但寿命难以超过5年;目前用得最多的是堆焊高温合金,但一般五年后就逐渐会发生涂层脱落和管壁减薄甚至爆管的现象,非计划停炉维修给企业造成了极大的经济负担。针对我国西北地区高硫高钠盐燃煤发电锅炉受热面对高温防腐的迫切需求,本项目拟开发感应熔焊与超音速喷射复合金属陶瓷涂层技术,从服役寿命、使用性能到性价比等方面都优于堆焊,以期彻底终结困扰我国燃煤行业多年的高腐蚀性气体对锅炉管道造成的严重腐蚀的防护难题。 创新点 1、首次在国内构建垃圾电站锅炉高频感应熔焊系统技术平台,自主开发了在水冷壁管排表面制备耐高温涂层的防腐技术体系,打破了发达国家对核心技术的封锁,突破了垃圾电站锅炉涂层防护系统核心技术瓶颈,形成了整体防腐的焚烧解决方案。 2、首次在国际上成功研发镍基自熔合金与金属陶瓷梯度复合涂层的防护技术,发明了基于重熔与喷射一体化的高温全域防腐全套技术,锅炉的高温腐蚀防护性能与服役寿命显著提升。 3、创新锅炉管道镶嵌陶瓷瓦的长效防护方法,发明了多项陶瓷高效低成本加工技术,填补了国际上硬脆材料特种加工技术的空白,突破了垃圾焚烧发电锅炉高频感应熔焊系统核心技术瓶颈。 市场前景 磨损与腐蚀是工业生产中的共性问题,全世界能源消耗的1/3-1/2在摩擦上,每年各种机械零件失效的一半以上由于磨损,每年因金属磨损、腐蚀造成的直接经济损失约达7万亿美元。垃圾焚烧电站锅炉受热面腐蚀问题,非常普遍,其腐蚀机理主要是所焚烧的垃圾中含有Cl,S以及碱金属等元素,造成Cl,S化合气体腐蚀和低熔点碱金属盐熔融腐蚀。据“十三五”规划,2020年焚烧处理能力占无害化处理比例50%,预计复合增长率不低于20%,垃圾焚烧规模呈快速增长态势,截至2018年,中国已运行的垃圾焚烧厂约为380座,处理能力约为37万吨/日,中国在建的垃圾焚烧厂约为200~250座,处理能力约为20~25万吨/日,中国垃圾处理“起步晚、起点低、发展快”,垃圾焚烧发展极快,2025年行业总规模估计超过100万吨/日,垃圾焚烧发电站超过2000家。余热锅炉高温防腐蚀涂层市场规模100亿以上,年增长率在20%以上,且防腐蚀涂层是消耗品,平均3—5年为一个周期。 另外,该技术不仅可以用于垃圾焚烧电厂,团队在农机刀片耐磨、水泥建材行业耐磨、机械重工表面硬化耐磨处理、钢轨耐磨涂层、高端球阀防腐、燃气轮机热障涂层、海上风电盐雾腐蚀、军工等领域的新产品、新技术也逐步成熟,走向规模化应用市场。 应用案例 深圳能源环保公司宝安老虎坑垃圾焚烧发电厂4号、5号、6号锅炉项目,工程地址:深圳市宝安区松岗镇老虎坑,业主单位:深能环保宝安垃圾焚烧发电厂。 获奖情况 2021年中国商业联合会科学技术奖 一等奖 2021年河北省科技技术奖 二等奖 2019年CCTV中国十大创业榜样 2019年第八届中国创新创业大赛 优秀企业奖 2019年第七届创业江苏科技创业大赛 三等奖 2019年“创客中国”江苏省中小企业创新大赛 优胜奖 2019年 淮安市第四届企业科技创新大赛 一等奖
华北电力大学 2023-07-13
聚丙烯酸酯原位聚合具有互穿网络结构的 聚氯乙烯复合树脂
1.项目开发的背景聚氯乙烯树脂(PVC)是五大通用塑料中仅次于聚乙烯的第二大品种,在我国,其产能和产量均居世界第一,它已普遍应用于建筑、化工、电器仪表、日用品等各种领域。由于其综合性能好、价格低廉、用途广泛,在国民经济中有着重要的地位,但在加工应用中存在冲击强度低,耐热性和耐候性差等缺点。通常采用接枝共聚,共混等方法向PVC中添加高分子弹性体,使共混体系既可保持硬质PVC高模量,高刚性的特点,又可大大提高其缺口冲击强度,明显改善其低温冲击性能,开发高抗冲击耐热与耐候性优良的特种专用PVC一直是国内外研发的重点。聚丙烯酸酯原位聚合具有互穿网络结构的聚氯乙烯复合树脂是针对PVC树脂的缺口冲击强度低,共混改性时改性剂分散不均,易分相渗出,改性效率低而开发的高抗冲改性PVC专用树脂,其实质仍是橡胶增韧PVC树脂。它是以核-壳结构的聚丙烯酸酯弹性体为基质,与VC单体进行原位聚合后形成具有互穿网络结构的改性聚氯乙烯树脂。一般通过聚丙烯酸酯胶乳或聚丙烯酸酯粉粒存在下的VC水相悬浮或乳液聚合而制得。采用纳米级核-壳胶乳粒子原位聚合氯乙烯进行微观结构改性是聚氯乙烯树脂改性的第三代增韧技术,其优点在于改善宏观混合的不均匀性,质量良莠不齐,以及对共混加工条件依赖性强、加工工艺和配方复杂、增韧效率低、耐候性差等局限性,同时解决纯粹接枝共聚物大分子链流动性差、所制材料模量低,制品抗冲性能和刚性模量等不能同时兼顾的弊端。2、工业化放大生产2011年3月我校与河北盛华化工有限公司合作,自筹经费,进行了悬浮法聚丙烯酸酯原位聚合具有互穿网络结构的聚氯乙烯复合树脂的中试,并进行了大量中试试验研究。其研究工艺分三步,一是丙烯酸种子乳液的合成。二是悬浮法聚丙烯酸酯原位聚合具有互穿网络结构的聚氯乙烯复合树脂合成,三是复合树脂高速离心脱水,干燥。工业化试验之前共进行17批次种子乳液聚合,70批次原位悬浮聚合,并连续稳定生产50批。至2011年9月已成功完成聚丙烯酸酯原位聚合具有互穿网络结构的聚氯乙烯复合树脂中试试验,为进一步工业化放大生产试验奠定了坚实的基础。中试试验过程中解决了以下几个关键技术问题:(1)聚丙烯酸酯原位聚合具有互穿网络结构的聚氯乙烯复合树脂在加工后出现黑点问题;(2)冲击强度不高的问题;(3)颗粒形态问题;(4)分散体系与乳液体系共稳定性问题。2011年9月底实现13.5m3工业化装置试运行生产,至2011年12月完成工业化生产用种子乳液聚合40余批,原位聚合及干燥30余批,经过配方和工艺的进一步改进,共生产各项性能合格的聚丙烯酸酯原位聚合具有互穿网络结构的聚氯乙烯复合树脂60余吨,产品性能与技术经济指标完全达到了项目预期目标。3.本项目的技术成果与产品应用聚丙烯酸酯原位聚合具有互穿网络结构的聚氯乙烯复合树脂在河北盛华化工有限公司成功实现工业化,填补了国内聚丙烯酸酯原位聚合具有互穿网络结构的聚氯乙烯复合树脂产品的空白,增加了我国PVC新品种,对推动我国PVC市场从通用型转变到特种专用型有着及其重要的作用,同时对我国高品质硬质PVC制品的发展具有积极的推动作用。该产品集抗冲、耐磨、耐老化、耐腐蚀、阻燃、绝缘性好等优异性能于一身,抗冲击性能尤其突出,其技术性能指标已达到并超过同等ACR含量下美国Rohm & Hass公司KM-355P改性PVC树脂的水平,作为高抗冲PVC-M管道专用料应用前景十分广阔。该产品的不断推广应用,将进一步促进管道工业、高品质建材行业和其它塑料制造业的发展,经济效益和社会效益明显。聚丙烯酸酯原位聚合具有互穿网络结构的聚氯乙烯复合树脂成功实现工业化预示了国内PVC产品市场转变的一个良好开端,它将逐步推动我国PVC树脂产品向系列化、专业化的水平,相信经过几年或十几年时间的发展,我国的PVC树脂牌号就会像产能一样形成规模,改变目前以生产大批量的通用树脂为主,而许多PVC下游加工企业所需的PVC专用树脂主要依赖进口的不良局面,简化了加工工艺配方和过程,节约了能源消耗。本项目成功工业化产品有很多优点:  (1)在传统PVC悬浮树脂生产设备基础上,引入聚丙烯酸酯乳液,与VC单体进行原位悬浮聚合,形成了聚丙烯酸酯与PVC两相之间稳定的互穿网络结构,大幅度提高了聚氯乙烯的力学性能,为生产高品质的管材等高端产品奠定了材料结构基础;互穿网络结构材料微观结构的均匀性显著改善了新型复合树脂的缺口冲击韧性。同时,使用该专用树脂生产制品时无需添加其他增韧剂,与传统ACR或等效CPE共混改性PVC相比,原材料成本有所降低,简化了工艺流程,节约了能耗;(2)通过配方和工艺的调整,解决了聚丙烯酸酯乳液在悬浮聚合体系中分散的均匀性问题,实现连续工业化试生产,复合树脂质量稳定。同时建立了新型复合树脂的产品企业标准。(3)该复合树脂耐候性好,加工塑化时间短,不存在CPE-g-VC树脂加工时黄色指数变化明显的缺点,也不像EVA-g-VC树脂那样对加工温度敏感,使得PVC的加工性能得到改善;(4)该项目的成功实施为乳液与悬浮两大聚合方法之间协同关系找到了规律性认识,这对其它类似体系共聚物的制备研究具有积极的理论指导意义。公司质管处对产品粘数、热老化白度、筛余物、水份、鱼眼等指标进行了检测,作为高抗冲击专用料先后经过河北省分析测试研究中心、河北省氯碱工程技术研究中心检测分析,其常温简支梁冲击强度大于30.0kJ/m2,-10℃时为大于8.0kJ/m2,比普通PVC制品高10倍。我们研制的聚丙烯酸酯原位聚合具有互穿网络结构的聚氯乙烯复合树脂经过张家口市盛华伟业管业有限公司,张家口市方盛塑业有限公司和河北汇泰塑业有限公司作为高抗冲专用料用于制作管材和板材制品性能均能达到并超过国家建材行业指标要求,而且产品流动性好、不需添加任何增韧剂和加工助剂,可大幅度降低了生产成本,减少了环境污染,经济和社会效益显著。其中所生产的各规格管材按CT/T272-2008标准检测后,密度、二氯甲烷、落锤、维卡、回缩、液压六项指标全部合格。经过多家大型PVC加工企业的检测和应用试验为该产品市场定位和开拓应用新领域打下了坚实的基础。聚丙烯酸酯原位聚合具有互穿网络结构的聚氯乙烯复合树脂首先是作为高抗冲PVC-M管道专用料使用,另外还可用于其它方向的管道工业、高品质建材行业、汽车工业,以及电器仪表和工程塑料等应用领域。
河北工业大学 2021-04-13
科学家破解天文学难题 一箭双雕揭秘第一代星系和暗物质
最近,我国天文学家提出,通过测量21厘米森林的一维功率谱,未来的平方公里阵列射电望远镜(SKA)将能够同时揭秘宇宙第一代星系和暗物质的性质。相关研究发表在国际学术期刊《自然·天文》上。
科技日报 2023-07-26
中国大鲵子三代全人工繁殖和苗种规模化培育技术研究及健康养殖示范
1 .掌握大鲵子二代亲鲵生殖生理特点和生殖调控机理,创建大鲵子 二代生殖调控技术和大鲵子三代全人工繁殖和苗种规模化培育技术;2 .选育和培育出体质健壮子二代亲 鲵400多组(1尾雄亲鲵+3尾雌亲鲵为一组),诱导性腺发育与雄雌同步成熟,使用高活性催产剂进行人 工催产,催产率达72%,受精率90%,孵化率33%,苗种存活率90 .5%,三年(2007-2009年)共繁育大 鲵子三代苗种44800尾;3 .实现大鲵子三代苗种规模化生产,能提供大批量子三代苗种供养殖部门发展 大鲵养殖产业,并在自然保护区放养,还进行子三代健康养殖示范,具有显著的经济效益、社会效益和 生态效益
中山大学 2021-04-10
浙江博蓝特半导体科技股份有限公司研发第三代半导体材料
浙江博蓝特半导体科技股份有限公司致力于以碳化硅为主的第三代半导体材料研究项目,围绕碳化硅晶体生长技术及碳化硅衬底加工技术进行研发及产业化。公司优势:国家高新技术企业,拥有省级企业研究院、省级高新技术研发中心、省级企业技术中心、院士工作站等研发平台,并与浙江师范大学、湖南大学、中科院宁波材料所分别建立联合实验室,致力于第三代半导体材料的研发及产业化。点击上方按钮联系科转云平台进行沟通对接!
中国科学院大学 2021-04-10
我国天文学家提出同时揭秘宇宙第一代星系和暗物质的新方法
7月7日,《自然-天文》(Nature Astronomy)在线发表了中国科学院国家天文台和东北大学合作完成的重要成果。这一理论研究提出,利用宇宙黎明时期21厘米森林信号的一维功率谱测量,未来的平方公里阵列射电望远镜(SKA)将能够同时揭秘宇宙第一代星系和暗物质的性质。
国家天文台 2023-07-10
具有交联网络结构无皂含氟聚丙烯酸酯核壳乳液的制备方法
1、成果简介: 本发明属于材料领域,具体涉及一种具有交联网络结构的无皂含氟聚丙烯酸酯核壳乳液的制备方法。具体说,是在没有游离的乳化剂存在的条件下,采用种子(核壳)乳液聚合的方法,使含氟丙烯酸酯单体与交联剂在无皂交联聚丙烯酸酯乳胶粒子表面聚合并交联,形成具有交联网络结构的无皂含氟核壳聚丙烯酸酯乳液。本专利制备的具有交联网络结构的无皂含氟核壳聚丙烯酸酯乳液在建筑涂料加工或汽车电泳漆加工中具有广泛的应用。由于在壳部分引入了含氟丙烯酸酯单体,提高了聚丙烯酸酯乳胶膜的耐水性和自洁性。具有制作工艺
吉林大学 2021-04-14
第三代半导体产业步入快速增长期 “十四五”期间重点解决“能用、好用”等问题
日前,在2023中关村论坛“北京(国际)第三代半导体创新发展论坛”上,科学技术部党组成员、副部长相里斌表示,以碳化硅、氮化镓为代表的第三代半导体具有优异性能,在信息通信、轨道交通、智能电网、新能源汽车等领域有巨大市场。
经济日报 2023-06-15
一种基于连续流技术的催化非可逆缩聚制聚碳酸酯多元醇的制备方法
本发明公开了一种基于连续流技术的聚碳酸酯多元醇的制备方法,属于有机合成技术领域。其步骤为:通过催化的方式合成,缩聚碳酸酯。本发明相比于现有的聚碳酸酯多元醇合成方式具有生产重复性高,批次间差异小,合成路线绿色温环保,副产物可再利用等明显优势。
南京工业大学 2021-01-12
前寒武纪/寒武纪和新生代古海洋环境的地球化学和同位素示踪研究
项目成果/简介:由蒋少涌教授牵头的“前寒武纪/寒武纪和新生代古海洋环境的地球化学和同位素示踪研究”获教育部自然科学奖一等奖;
中国地质大学(武汉) 2021-04-10
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