一、技術名稱：高輻射陶瓷覆層技術

二、技術所屬領域及適用范圍：石化行業石油、化工、冶金等企業

三、與該技術相關的能耗及碳排放現狀

加熱爐是石油煉制、石油化工、化肥工業中的重要加熱設備，加熱爐燃料消 耗在煉油化工裝置中占有很大比例。煉油廠加熱爐的燃料消耗占全廠能耗的40%左右，乙烯裂解爐的能耗占乙烯裝置總能耗的50%-60%。降低加熱爐的能耗是石化、化工等企業節能的重點方向。目前該技術可實現節能量6萬tce/a，CO2減排約16萬t/a。

四、技術內容

1.技術原理

根據基爾霍夫輻射定律，材料的發射率和吸收率相等。當物體表面的發射率提高后，它的熱輻射和熱吸收能力都得到增強。在高溫條件下，熱量傳遞以輻射為主，當被加熱物體表面噴涂陶瓷涂層后，被加熱體吸收和發射熱量的能力提高，提升了輻射傳熱效率。

加熱爐是石油化工生產主要裝置，其關鍵部位為輻射室。加熱爐70%以上的能量在輻射室里傳遞。在輻射室內，爐管一方面要吸收燃料燃燒的直接輻射熱，另一方面也吸收爐襯反射的輻射熱，由爐襯傳遞給爐管的輻射熱占總供熱的60%左右。爐體耐火內襯材料的發射率通常在0.5-0.8，對紅外線的吸收、反射和輻射能力較弱。通過噴涂高發射率陶瓷涂層，增強加熱爐內襯對爐管的有效輻射，提高爐管對輻射熱的吸收能力，有效提高加熱爐的熱利用效率，降低了燃料消耗，同時由于輻射傳熱效率提高，改善了加熱爐內的溫度均勻性。

2.關鍵技術

（1）高發射率陶瓷材料制備技術；

（2）金屬陶瓷匹配的熱膨脹系數調節技術。

3.工藝流程

加熱爐襯里施工流程：

（1）耐火襯里表面損壞部分修補；

（2）噴涂爐襯輻射陶瓷涂層，厚度0.20mm左右；

（3）開爐升溫固化。

加熱爐爐管施工流程：

（1）爐管噴砂除油除銹；

（2）噴涂爐管輻射陶瓷涂層，厚度0.10mm左右；

（3）開爐升溫固化。

圖1 石化加熱爐示意圖

圖2 高發射率陶瓷涂層應用于加熱爐管表面

五、主要技術指標

發射率＞0.9；

附著力≥2級；

耐火度＞1700℃；

容重（1.4-2.0）×103kg/m3。

六、技術鑒定、獲獎情況及應用現狀

該技術于2008年獲得國家發明專利，2012年通過國家紅外及工業電熱產品質量監督檢驗中心檢測和黑龍江省精細化工產品質量監督檢驗站檢測。

2008年9月至2013年11月，高發射率陶瓷涂層技術在全國各煉化企業的40多臺加熱爐上廣泛應用，包括常減壓爐、四合一重整爐、制氫轉換爐、熱油進料加熱爐、汽油加氫加熱爐、PX加熱爐等，覆蓋了石油化工企業典型的加熱爐類型。

七、典型應用案例

典型用戶：遼河石化、錦西石化、遼陽石化、錦州石化、撫順石化、大連石化、慶陽石化、長慶石化、大港石化等

典型案例1

案例名稱：中國石油遼河石化公司100萬噸延遲焦化爐陶瓷噴涂項目

建設規模：100萬噸延遲焦化爐。建設條件：裝置停爐。主要技改內容：進行加熱爐輻射室耐火襯里表面陶瓷噴涂和加熱爐輻射室工藝管道表面陶瓷噴涂。主要設備為噴涂機、空壓機等。技改投資額520萬元，建設期25天。年節能量為2700tce，年減排量7128tCO2。每年獲得經濟效益257萬元。 典型案例2

案例名稱：中國石油遼陽石化550萬噸/年常減壓爐陶瓷噴涂項目

建設規模：550萬噸/年常減壓爐。建設條件：裝置停爐。主要技改內容：進行加熱爐輻射室耐火襯里表面陶瓷噴涂和加熱爐輻射室工藝管道表面陶瓷噴涂。主要設備為噴涂機、空壓機等。技改投資額440萬元，建設期7天。年節能量為4130tce，年減排量10903tCO2。每年可獲得經濟效益525萬元。

八、推廣前景和節能減排潛力

高輻射陶瓷覆層技術可廣泛應用于石化等行業的各類加熱爐，尤其適合應用于負荷在15MW以上的加熱爐。全國適合實施涂層技術改造的加熱爐約5000臺，預計未來5年，該技術在行業內的推廣潛力可達到30%，投資總額2億元，節能能力11萬tce/a，減排能力29萬tCO2/a。