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

涤纶织物具有良好的挺阔性、褶皱弹性，是纺织服装行业应用最广泛的面料。但涤纶织物不亲水、易 燃、生物相容性差、对皮肤不友好。目前的亲水剂整理方法制备的涤纶织物其亲水性不耐洗涤。全新开发的HSP改性剂，对涤纶织物和纤维进行改性，制备岀具有永久超亲水/阻燃隔生物相容性的改 性涤纶织物。改性涤纶织物可以无限次洗涤，而亲水性、阻燃性、高生物相容性都完全保持。决不因洗涤和 服用而降彳魂性能。这大大提高了涤纶织物的服用性能，适合制备高档涤給服装面料。该改性工艺流程短、成本低、效果好，无需购买新设备。

随着建筑行业的蓬勃发展，混凝土的使用量越来越大，砂石骨料作为混凝土的基本组分，正在被快速消耗。由于我国地域广阔，各地的岩石成分都不尽相同，生产出的机制砂成分差异较大，现在用得比较多的是石灰岩质机制砂（钙质机制砂）。该类石粉不仅具有一定的减水作用，提高混凝土的和易性，还可以为水泥水化过程提供晶核，提高混凝土的早期强度，其优良的微集料效应还可以增强混凝土的耐久性。 华中、华东、西北大部分地区，存在大量的硅质机制砂，这种硅质石粉对减水剂的吸附量远大于钙质石粉，导致混凝土在拌合过程中大量减水剂被吸附，混凝土初始坍落度低，坍落度损失大。为了解决这一问题，目前应用最广泛的方法是提高外加剂的掺量，这大大增加了混凝土成本。因此研发专门的硅质机制砂石粉改性剂尤为必要。 在油浴的环境中，把一定比例的原料放入三口烧瓶中，经过减压蒸馏过程制备成一种黄色的小分子聚合物，然后水洗，用碱液中和pH到7．0左右，配制成硅质机制砂改性剂。改性剂的浓度为5%，推荐掺量为胶凝材料总和加石粉质量的1%～1.5%。在不增加聚羧酸减水剂掺量的情况下，硅质机制砂改性剂可以有效地增大硅质机制砂混凝土的初始坍落度，降低混凝土的30min、60min坍落度损失，另外其对强度的影响较小。硅质机制砂改性剂由于分子结构存在带正电结构，依靠静电作用可以有效吸附在颗粒表面，依靠分散作用和吸附络合作用使得混凝土具有良好的和易性。

可以量产/n通过对传统的喷雾热分解方法的改进，实现了喷雾热分解法在生产单分散超细纳米金属粉末上的应用。目前中试成功的超细纳米银粉生产工艺，生产出的银粉具有单分散、粒径小、熔点低等特点。。目前国内外工业化制备超细银粉的方法主要有机械研磨法与化学还原法，这两种方法存在一些固有的缺陷，比如采用研磨法生产出的银粉中容易混入铁，镍等元素，导致最终的银粉纯度不高，而化学还原法步骤繁多，控制复杂，同时会产生大量的废液与废气污染，。本项目主要有以下技术创新：。 1、采用改进喷雾热分解的方法制备纳米银粉，不用磨碎分级与化学还原的方法，制备过程中不混入任何杂质，得到的银粉纯度高，达到国际先进水平。。 2、采用特殊的处理技术，可以有效改善产品的单分散性，并控制产品粒径与形貌。。 3、产品做到单分散、稳定而且可以根据客户要求精确控制银粉粒径与形貌。。 4、做到清洁生产，零污染，零排放，没有废气、废液、粉尘等环境污染。。 5、全封闭生产过程，操作员没有粉尘暴露。整个工艺采用封闭式、自动化生产，使得整个生产过程得以连续进行，大大的提高了生产效率，降低了后续处理成本。

本项目涉及一种对预应力体系中锚具进行保护的方法，解决其技术问题所采用的技术方案是：预应力筋张拉完成后，将预制的形状、尺寸与锚具相符的热缩材料套（缠）于锚具上，进行加热，则该种由热缩材料制成的管（帽、带）受热收缩，其内层是专门设计的热熔胶内壁；加热时内壁熔融，并随外壁收缩填充到锚具缝隙上，冷却后从而能够紧紧包裹该锚具，并确保密封良好。 技术特点: 本项目所提供的封锚技术基于发明专利“用热缩材料对预应力锚具保护的方法（专利号：ZL 2007 1 0304303.2）”，使热缩材料管（帽、带）受热收缩紧紧包裹在锚具及外露的钢绞线上。由于该技术使用的热缩材料为非水溶性材料，具有良好的绝缘效果，且抗机械强度高，耐老化，并能很好地与锚具、锚垫板粘结。因此，能够有效地克服现有使用水泥砂浆对锚具进行保护所产生的不利影响，很好地保护锚具免受水汽腐蚀和侵害，起到密封防潮、防水、防蚀和绝缘保护的目的。 应用范围： 本项目所开发的对预应力体系中锚具进行保护的方法，主要应用于后张法预应力构件施工中。

可以量产/n本成果借助大型热力学和动力学计算软件Thermo-calc&Dictra，在H13钢基础通过优化合金成分并添加微量的铌，在保持H13钢原有优异性能的前提下，改善H13钢的热疲劳性能，从而开发出一种新型优质的汽车用热作模具钢HG1钢。同时结合表面处理新工艺，将新材料应用在汽车发动机气门成型模具和汽车方向机凸轮轴成型模具，显著提高其使用寿命。该钢种主要应用在有色金属压铸模、热挤压模和小型热锻模，用于取代H13钢和3Cr2W8V钢。主要技术指标：（1）HG1钢在相同实验条件下具有比H1

新型热致、电致形状记忆聚烯烃材料是以聚烯烃材料为基体，经特殊加工工艺制备而成。该材料能在90~100℃下或通100V以上的直流（或交流）电压，使常温（或高温）下的形变回复到近乎原来的形状，回复速度10-30s，回复率80-92%，固定率82-96%。并且这种记忆特性经多次反复后，不衰减。材料的力学性能与聚乙烯相近（图3）。 新型热致、电致形状记忆聚烯烃材料生产技术可根据制品形状记忆性要

城市生活垃圾焚烧发电目前已被公认为是城市生活垃圾资源化、减量化和无害化处理的的最有效方式，国内外大中城市都通过建设垃圾高效无害处理的焚烧发电厂来处理日益增长的城市垃圾。垃圾成分中腐蚀性物质，在锅炉内部高温和压力下发生复杂的化学、电化学反应，导致焚烧锅炉主要受热面烟气侧腐蚀十分严重，腐蚀程度和因腐蚀引发的爆管事故远高于同级别的燃煤锅炉。受热面腐蚀问题是严重影响垃圾焚烧锅炉系统安全、经济运行与寿命的主要问题。 通过本项目的研究，摸清了受热面腐蚀机理，开发出适合四种工况下膜式水冷壁和过热器的防腐蚀技术及工艺方案,包括：中温中压、中温次高压、次高温次高压、高温高压四种工况，并在相关项目中实际应用效果明显。项目研究申请并获得了授权专利多项，形成了丰富的材料体系、成熟的质量工艺体系，具备工业化大规模应用条件。相关成果还可应用于流化床锅炉、煤粉炉、气化炉、磷化工黄磷尾气处理余热锅炉、钢铁行业焦虑煤气锅炉、化工反应炉等领域。 部分专利 序号 专利名称 专利类型 专利号/申请号 许可方式 1 一种受热面防磨蚀的水冷壁用管及其制备方法与应用 PCT专利 PCT/CN2018118156 国家阶段 2 受热面防磨蚀的膜式水冷壁及其制备方法 PCT专利 PCT/CN2019071988 国家阶段 3 一种在钢基体上制备耐海水耐腐蚀熔覆层的方法 发明专利 201110122035.9 授权 4 感应重熔与喷射一体化制备垃圾焚烧发电锅炉管复合涂层的方法 发明专利 201910601418.0 授权 5 锅炉水冷壁高温防腐涂层制备与管基体热处理协同强化技术 发明专利 201910601433.5 授权 6 一种受热面防腐蚀的水冷壁及其制备方法与应用 发明专利 201811150322.9 实审 7 一种受热面防磨蚀的膜式水冷壁及其制备方法 发明专利 201811150408.1 实审 8 一种硼化物陶瓷颗粒增强复合材料制备方法 发明专利 201710457857.X 授权 9 基于裂纹扩展效应的陶瓷切割推磨复合式平面加工方法 发明专利 2016110816617 授权 10 一种用废轧辊再制造成水泥辊压机的挤压辊方法 发明专利 201910755439.8 实审 11 锅炉膜式壁涂层高频重熔气体保护抑制管排氧化技术 发明专利 201910731494.3 授权 12 中速磨煤机磨辊耐磨堆焊用粉芯焊丝及其制备与堆焊方法 发明专利 2011103031690 授权 13 用于水泥行业辊压机的挤压辊及其制造方法 发明专利 CN106181217A 授权 14 用于制备含有非晶相的高耐磨涂层的粉芯丝材及其制备 发明专利 CN106191738A 授权 15  一种膜式壁表面制备防磨蚀涂层的微熔焊设备 实用新型 201921786621.1 授权 16 一种锅炉水冷壁专用喷砂机 实用新型 201921786251.1 授权 17 一种膜式壁双枪立式堆焊装置 实用新型 201821177387.8 授权 18  一种膜式壁立式堆焊夹具 实用新型 201821177386.3 授权 产品展示 生产工艺 自动化程度高，避免了人为因素； 实现微冶金结合，稀释率低，结合强度高； 热变形小，有利于装配； 涂层质量和成分得到严格控制，合格率高； 效率高，安全环保。 特色材料 1.系列合金粉末 完全自主研发的材料体系，并申请发明专利 高Ni、Cr含量，兼具抗腐蚀和抗磨损性能 与基体材料导热系数及热膨胀系数相近 根据不同环境的磨损和腐蚀需求，可调整材料配方 彻底突破合金堆焊丝材的局限性 根据垃圾“热值”、“工业分析”、“元素分析”数据可实现涂层材料针对性配比 2.纳米纳米高导热防结焦陶瓷封孔剂 作用: 防止或阻止腐蚀介质浸入基材表面； 延长合金涂层的防护寿命； 用于密封的涂层,防止液体和压力泄漏； 防止污染或研磨屑碎片进入涂层 保持陶瓷涂层的绝缘性能。 性能： 纳米碳化硅粒子具有高导热系数，是碳钢的2倍以上，热膨胀系数小； 硬度是碳钢的10-15倍，有极强的耐磨特性； 该涂层厚度为几十微米，大的比表面积使得涂层吸附能力强，不易剥落； 表面光滑平整，不易结焦。 化学性质极为稳定，1000度以下不与常规酸碱盐反应。  

本发明公开了一种铁基非晶合金磁性材料及其制备方法。该合金材料的化 学分子式为：(Fe100-aCoa)x-Dyy-Bz-Siw，式中的x，y，z，w为原子百分数：60≤x ≤75，5≤y≤25，20≤z≤25，0≤w≤10，0≤a≤10，且x+y+z+w＝100。该合金 的制备过程如下：将工业纯金属原料以及FeB合金按合金配方配料，采用真空 感应熔炼成母合金，然后用单辊甩带法制得非晶薄带。本发明具有较好的玻璃 形成能力，且软磁性能优良。所需的原材料大多为工业纯度，从而降低了成本， 同时制备工艺简单，可广泛应用于结构材料和磁性材料等方面。

当金属材料内部的晶粒尺寸减小至纳米尺度，材料的强度将依Hall-Petch关系大幅度提高。但当纳米晶金属塑性变形时,位错变得极难在如此小的晶粒内部保留下来，导致材料丧失应变硬化能力，很容易发生塑性变形局域化而失稳。