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城市生活垃圾焚燒發電目前已被公認為是城市生活垃圾資源化、減量化和無害化處理的的最有效方式，國內外大中城市都通過建設垃圾高效無害處理的焚燒發電廠來處理日益增長的城市垃圾。垃圾成分中腐蝕性物質，在鍋爐內部高溫和壓力下發生復雜的化學、電化學反應，導致焚燒鍋爐主要受熱面煙氣側腐蝕十分嚴重，腐蝕程度和因腐蝕引發的爆管事故遠高于同級別的燃煤鍋爐。受熱面腐蝕問題是嚴重影響垃圾焚燒鍋爐系統安全、經濟運行與壽命的主要問題。 通過本項目的研究，摸清了受熱面腐蝕機理，開發出適合四種工況下膜式水冷壁和過熱器的防腐蝕技術及工藝方案,包括：中溫中壓、中溫次高壓、次高溫次高壓、高溫高壓四種工況，并在相關項目中實際應用效果明顯。項目研究申請并獲得了授權專利多項，形成了豐富的材料體系、成熟的質量工藝體系，具備工業化大規模應用條件。相關成果還可應用于流化床鍋爐、煤粉爐、氣化爐、磷化工黃磷尾氣處理余熱鍋爐、鋼鐵行業焦慮煤氣鍋爐、化工反應爐等領域。 部分專利 序號 專利名稱 專利類型 專利號/申請號 許可方式 1 一種受熱面防磨蝕的水冷壁用管及其制備方法與應用 PCT專利 PCT/CN2018118156 國家階段 2 受熱面防磨蝕的膜式水冷壁及其制備方法 PCT專利 PCT/CN2019071988 國家階段 3 一種在鋼基體上制備耐海水耐腐蝕熔覆層的方法 發明專利 201110122035.9 授權 4 感應重熔與噴射一體化制備垃圾焚燒發電鍋爐管復合涂層的方法 發明專利 201910601418.0 授權 5 鍋爐水冷壁高溫防腐涂層制備與管基體熱處理協同強化技術 發明專利 201910601433.5 授權 6 一種受熱面防腐蝕的水冷壁及其制備方法與應用 發明專利 201811150322.9 實審 7 一種受熱面防磨蝕的膜式水冷壁及其制備方法 發明專利 201811150408.1 實審 8 一種硼化物陶瓷顆粒增強復合材料制備方法 發明專利 201710457857.X 授權 9 基于裂紋擴展效應的陶瓷切割推磨復合式平面加工方法 發明專利 2016110816617 授權 10 一種用廢軋輥再制造成水泥輥壓機的擠壓輥方法 發明專利 201910755439.8 實審 11 鍋爐膜式壁涂層高頻重熔氣體保護抑制管排氧化技術 發明專利 201910731494.3 授權 12 中速磨煤機磨輥耐磨堆焊用粉芯焊絲及其制備與堆焊方法 發明專利 2011103031690 授權 13 用于水泥行業輥壓機的擠壓輥及其制造方法 發明專利 CN106181217A 授權 14 用于制備含有非晶相的高耐磨涂層的粉芯絲材及其制備 發明專利 CN106191738A 授權 15  一種膜式壁表面制備防磨蝕涂層的微熔焊設備 實用新型 201921786621.1 授權 16 一種鍋爐水冷壁專用噴砂機 實用新型 201921786251.1 授權 17 一種膜式壁雙槍立式堆焊裝置 實用新型 201821177387.8 授權 18  一種膜式壁立式堆焊夾具 實用新型 201821177386.3 授權 產品展示 生產工藝 自動化程度高，避免了人為因素； 實現微冶金結合，稀釋率低，結合強度高； 熱變形小，有利于裝配； 涂層質量和成分得到嚴格控制，合格率高； 效率高，安全環保。 特色材料 1.系列合金粉末 完全自主研發的材料體系，并申請發明專利 高Ni、Cr含量，兼具抗腐蝕和抗磨損性能 與基體材料導熱系數及熱膨脹系數相近 根據不同環境的磨損和腐蝕需求，可調整材料配方 徹底突破合金堆焊絲材的局限性 根據垃圾“熱值”、“工業分析”、“元素分析”數據可實現涂層材料針對性配比 2.納米納米高導熱防結焦陶瓷封孔劑 作用: 防止或阻止腐蝕介質浸入基材表面； 延長合金涂層的防護壽命； 用于密封的涂層,防止液體和壓力泄漏； 防止污染或研磨屑碎片進入涂層 保持陶瓷涂層的絕緣性能。 性能： 納米碳化硅粒子具有高導熱系數，是碳鋼的2倍以上，熱膨脹系數小； 硬度是碳鋼的10-15倍，有極強的耐磨特性； 該涂層厚度為幾十微米，大的比表面積使得涂層吸附能力強，不易剝落； 表面光滑平整，不易結焦。 化學性質極為穩定，1000度以下不與常規酸堿鹽反應。  

本項目制備了具有低溫固化性能的納米二氧化鈦溶膠，利用現代涂布技術，在彩鋼板表面涂附具有分解有害物質、抗菌、殺菌、防污、自清潔功能的納米二氧化鈦涂層，使傳統的彩鋼板具有更廣泛的用途和更優異的特性。納米二氧化鈦光催化劑具有兩個最顯著的特性：在紫外光照射下具有光催化活性和超親水性。光催化活性可以分解吸附在表面的一些有機物、有害氣體和生物體。超親水性具有易洗、防污、抗污的能力。如果在彩鋼板的表面涂附上具有光催化活性和超親水性的納米二氧化鈦涂層后，可防止真菌、微生物、霉菌及細菌在鋼板表面繁殖，分解吸附在表面的任何有機物，還具有防污，自清潔作用，將適應于電子工業廠房、特殊醫用檢查室（X射線、磁共振、超聲波等），無菌病房和實驗室以及一些凈化和家電設備，填補了國內空白。這些具有特殊功能的高檔次彩鋼板在中國的潛在市場很大，很有發展前景。本研究項目的關鍵技術和創新點在于如何解決低溫固化納米二氧化鈦溶膠的制備、納米二氧化鈦涂層和彩鋼板固有涂層之間的結合牢度、膜透明性以及光催化活性之間的矛盾。中試規模的納米二氧化鈦溶膠經過鼎升金屬材料有限公司和山東陵縣江南凈化彩板有限公司在彩鋼板上涂布使用后，反應良好。涂布納米二氧化鈦功能膜的彩鋼板經過吳江市東吳機械有限責任公司使用后，肯定了本項目所制備的彩鋼板具有分解有機物、抗菌、防污、自清潔功能。

成果介紹 成果名稱：多元耦合燃料（生物質/垃圾/高硫煤/高鈉煤）發電關鍵設備防腐蝕感應熔焊與噴射復合涂層技術 成果參與單位：江蘇科環新材料有限公司、深圳能源環保股份有限公司、上?？岛悱h境股份有限公司 成果完成人：曲作鵬 知識產權情況：已申請專利87項，其中已授權發明專利17項，已授權實用新型專利27項 針對我國新能源與環保科技的重大戰略，以解決垃圾與生物質發電鍋爐高溫防腐的實際需求為目標，本項目擬搭建應用于生物質與垃圾電站鍋爐腐蝕防護的高頻感應熔焊系統技術平臺，在多元耦合燃料（生物質/垃圾/高硫煤/高鈉煤）發電關鍵設備等受熱面，開發完成鎳基自熔合金高溫涂層的技術體系，包括涂層材料與工藝，形成針對各類客戶群體的系列解決方案。 隨著近年來我國生物質和垃圾電站的迅猛發展，鍋爐高溫腐蝕問題日益突出，傳統熱噴涂技術由于易脫落、孔隙率高而應用受限，前期用得較普遍的Inconel625合金堆焊，也逐漸暴露出由稀釋率高引起的高溫防腐性能受限等問題。因此，開發新型高溫防腐涂層技術已迫在眉睫。本項目在國家“十三五”重點研發計劃等項目的支持下，經過十余年的集智攻關，于2019年初研發成功了高頻感應熔焊高溫腐蝕防護涂層技術，取得了系列創新性成果：首次在國內構建了生物質與垃圾電站鍋爐高頻感應熔焊系統技術平臺，開發了在水冷壁管排表面制備耐鎳基自熔合金高溫薄涂層的技術體系，解決了城市垃圾與生物質電站鍋爐高溫腐蝕防護的技術瓶頸，打破了發達國家的技術封鎖，形成了系列針對城市垃圾與生物質焚燒發電鍋爐高溫防腐的不同客戶群體的解決方案。 我國西部特別是新疆地區的高硫高鈉鹽等高腐蝕性煤在燃燒過程中產生高濃度硫化物和鈉鹽等腐蝕性氣體，造成水冷壁、過熱器受熱面的高溫腐蝕、尾部煙道空氣預熱器低溫腐蝕和受熱面結焦等，特別是對燃燒器區域水冷壁管來說，如果沒有防護涂層只能使用1—2年。傳統的熱噴涂，由于結合強度低孔隙率高，很少應用；普通高頻感應熔焊雖然有效，但壽命難以超過5年；目前用得最多的是堆焊高溫合金，但一般五年后就逐漸會發生涂層脫落和管壁減薄甚至爆管的現象，非計劃停爐維修給企業造成了極大的經濟負擔。針對我國西北地區高硫高鈉鹽燃煤發電鍋爐受熱面對高溫防腐的迫切需求，本項目擬開發感應熔焊與超音速噴射復合金屬陶瓷涂層技術，從服役壽命、使用性能到性價比等方面都優于堆焊，以期徹底終結困擾我國燃煤行業多年的高腐蝕性氣體對鍋爐管道造成的嚴重腐蝕的防護難題。 創新點 1、首次在國內構建垃圾電站鍋爐高頻感應熔焊系統技術平臺，自主開發了在水冷壁管排表面制備耐高溫涂層的防腐技術體系，打破了發達國家對核心技術的封鎖，突破了垃圾電站鍋爐涂層防護系統核心技術瓶頸，形成了整體防腐的焚燒解決方案。 2、首次在國際上成功研發鎳基自熔合金與金屬陶瓷梯度復合涂層的防護技術，發明了基于重熔與噴射一體化的高溫全域防腐全套技術，鍋爐的高溫腐蝕防護性能與服役壽命顯著提升。 3、創新鍋爐管道鑲嵌陶瓷瓦的長效防護方法，發明了多項陶瓷高效低成本加工技術，填補了國際上硬脆材料特種加工技術的空白，突破了垃圾焚燒發電鍋爐高頻感應熔焊系統核心技術瓶頸。 市場前景 磨損與腐蝕是工業生產中的共性問題，全世界能源消耗的1/3-1/2在摩擦上，每年各種機械零件失效的一半以上由于磨損，每年因金屬磨損、腐蝕造成的直接經濟損失約達７萬億美元。垃圾焚燒電站鍋爐受熱面腐蝕問題，非常普遍，其腐蝕機理主要是所焚燒的垃圾中含有Cl,S以及堿金屬等元素，造成Cl，S化合氣體腐蝕和低熔點堿金屬鹽熔融腐蝕。據“十三五”規劃，2020年焚燒處理能力占無害化處理比例50%，預計復合增長率不低于20%，垃圾焚燒規模呈快速增長態勢，截至2018年，中國已運行的垃圾焚燒廠約為380座，處理能力約為37萬噸/日，中國在建的垃圾焚燒廠約為200～250座，處理能力約為20～25萬噸/日，中國垃圾處理“起步晚、起點低、發展快”，垃圾焚燒發展極快，2025年行業總規模估計超過100萬噸/日，垃圾焚燒發電站超過2000家。余熱鍋爐高溫防腐蝕涂層市場規模100億以上，年增長率在20%以上，且防腐蝕涂層是消耗品，平均3—5年為一個周期。 另外，該技術不僅可以用于垃圾焚燒電廠，團隊在農機刀片耐磨、水泥建材行業耐磨、機械重工表面硬化耐磨處理、鋼軌耐磨涂層、高端球閥防腐、燃氣輪機熱障涂層、海上風電鹽霧腐蝕、軍工等領域的新產品、新技術也逐步成熟，走向規?；瘧檬袌?。 應用案例 深圳能源環保公司寶安老虎坑垃圾焚燒發電廠4號、5號、6號鍋爐項目，工程地址：深圳市寶安區松崗鎮老虎坑，業主單位：深能環保寶安垃圾焚燒發電廠。 獲獎情況 2021年中國商業聯合會科學技術獎 一等獎 2021年河北省科技技術獎 二等獎 2019年CCTV中國十大創業榜樣 2019年第八屆中國創新創業大賽 優秀企業獎 2019年第七屆創業江蘇科技創業大賽 三等獎 2019年“創客中國”江蘇省中小企業創新大賽 優勝獎 2019年 淮安市第四屆企業科技創新大賽 一等獎