一种垃圾焚烧炉用防结焦涂层材料及其施工工艺的制作方法

本发明属于涂层，尤其涉及一种垃圾焚烧炉用防结焦涂层材料及其施工工艺。

背景技术：

1、目前，我国垃圾焚烧发电项目普遍采用机械炉排技术，该技术具有处理量大、燃料适应性好，特别适合我国生活垃圾高水分、高灰分和低热值的特点。机械炉排焚烧炉的燃烧原理是垃圾在炉排上进行层状燃烧，经过干燥、燃烧，燃尽后灰渣排出炉外。垃圾焚烧炉结焦的主要原因有：①垃圾中灰渣中k、na、cl等低熔点物质含量高；②焚烧炉烟温高：当灰粒温度高于软化温度时，易吸附灰渣并反应生成焦渣，其中低熔点渣样熔点温度约为1000℃；③焚烧炉出口位置狭窄：未燃尽的炭粒易撞击到墙壁，炭粒表面燃烧的高温易形成熔融灰渣造成结渣。

2、近年来，随着垃圾热值的提升，结焦现象也愈加严重，结焦对锅炉运行造成以下3个方面的影响：①经济性方面：锅炉运行中出现结焦情况，会造成锅炉蒸发量降低，从而影响锅炉的出力，同时，结焦还会降低锅炉效率，尾部烟道受热面积灰会导致热阻上升，降低锅炉出力，同时会增加烟气流动阻力，导致锅炉用电率上升；②安全性方面：锅炉清焦多为有限空间作业，有时为了抢时间而伴随着高温、高空作业，对作业人员的生命安全及身体健康都有潜在的风险；③环保性方面：由于结焦导致锅炉运行周期缩短，间接增加了锅炉压火及启停炉次数，在这些工况下，由于炉膛内温度偏低，垃圾未完全燃烧的概率大大增加，使得co、二噁英等污染物生成量显著提高。而且我国生活垃圾特性决定了垃圾焚烧炉结焦是客观存在的，只是结焦的周期和程度不同，因此需要采取措施降低或避免其在焚烧炉喉口、前后拱和炉壁上的附着。

3、目前，防结焦技术大体主要分为结焦抑制剂、炉膛结构改造以及防结焦涂层。但结焦抑制剂的用量太大导致成本太高，其次垃圾种类的多样性也限制了结焦抑制剂的使用。炉膛结构改造由于工程量大、造价贵、技改周期长等特点，在目前垃圾焚烧炉中应用很少。目前具有附带防结焦功能的防腐陶瓷涂层大多用于水冷壁表面，通过在水冷壁表面涂覆一层光滑且表面能小的涂层用于隔离腐蚀介质与水冷壁接触，来降低水冷壁表面腐蚀和结焦风险。但截止到现在，仍未有一种适合垃圾焚烧炉内浇注料表面用的防结焦涂层。因此，急需开发一种适用于焚烧炉浇注料的防结焦涂层材料。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种垃圾焚烧炉用防结焦涂层材料及其施工工艺，该垃圾焚烧炉用防结焦涂层材料可形成光滑且表面能小的防结焦涂层，降低灰渣粘附力。

2、本发明提供了一种垃圾焚烧炉用防结焦涂层材料，包括：

3、

4、优选的，所述纳米氧化铬与纳米氧化铝的粒度各自独立地为50～150nm；

5、所述纳米氧化锆、纳米氧化钇与纳米硼化硅的粒度各自独立地为100～300nm。

6、优选的，所述粘结剂选自硅溶胶和/或铝溶胶。

7、优选的，所述表面活性剂选自三聚磷酸钠和/或三聚磷酸铝。

8、优选的，所述垃圾焚烧炉用防结焦涂层材料包括：

9、

10、

11、本发明还提供了一种上述的垃圾焚烧炉用防结焦涂层材料的制备方法，包括以下步骤：

12、s1)将纳米氧化铬、纳米氧化铝、纳米氧化锆、纳米氧化钇与纳米硼化硅混合球磨，然后加入粘结剂，得到混合粉末材料；

13、s2)将所述混合粉末材料、表面活性剂与水混合搅拌，得到垃圾焚烧炉用防结焦涂层材料。

14、优选的，所述步骤s1)中球磨的球料质量比为10～20：1；所述球磨的时间为4～10h。

15、优选的，所述步骤s2)中混合搅拌的转速为50～500转/min；混合搅拌的时间大于等于1h。

16、本发明还提供了一种的垃圾焚烧炉用防结焦涂层材料的施工工艺，包括以下步骤：

17、将上述的垃圾焚烧炉用防结焦涂层材料喷涂和/或涂刷在垃圾焚烧炉的内衬表面形成涂层，经表干与实干后，随炉升温形成防结焦涂层。

18、优选的，所述涂层的厚度大于1mm；所述表干的时间大于等于2h；所述实干的时间不低于8h。

19、本发明提供了一种垃圾焚烧炉用防结焦涂层材料，包括：纳米氧化铬50～60重量份；纳米氧化铝20～30重量份；纳米氧化锆2～6重量份；纳米氧化钇1～3重量份；纳米硼化硅1～5重量份；粘结剂5～15重量份；表面活性剂1～4重量份；水4～10重量份。与现有技术相比，本发明所采用的粉末材料均为纳米级材料，纳米材料具有高比表面积、更高的稳定性，利用纳米粉体的颗粒堆积效应以及纳米粉的低温烧结效应达到涂层的致密化，并且涂层材料的主要原料纳米氧化铬粉、纳米氧化铝粉能显著提升涂层材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，同时主料中所加入的纳米氧化钇提高了耐火度，所加入的纳米氧化锆提高了热稳定性和耐腐蚀性，使得材料使用后不易形成气孔，能提高表面致密度和光洁度，不仅降低灰渣粘附力，而且通过涂层隔绝避免了浇注料与灰渣反应形成致密硬焦块，有助于解决垃圾焚烧炉内结焦严重问题。

技术特征：

1.一种垃圾焚烧炉用防结焦涂层材料，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的垃圾焚烧炉用防结焦涂层材料，其特征在于，所述纳米氧化铬与纳米氧化铝的粒度各自独立地为50～150nm；

3.根据权利要求1所述的垃圾焚烧炉用防结焦涂层材料，其特征在于，所述粘结剂选自硅溶胶和/或铝溶胶。

4.根据权利要求1所述的垃圾焚烧炉用防结焦涂层材料，其特征在于，所述表面活性剂选自三聚磷酸钠和/或三聚磷酸铝。

5.根据权利要求1所述的垃圾焚烧炉用防结焦涂层材料，其特征在于，所述垃圾焚烧炉用防结焦涂层材料包括：

6.一种权利要求1所述的垃圾焚烧炉用防结焦涂层材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s1)中球磨的球料质量比为10～20：1；所述球磨的时间为4～10h。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s2)中混合搅拌的转速为50～500转/min；混合搅拌的时间大于等于1h。

9.一种权利要求1所述的垃圾焚烧炉用防结焦涂层材料的施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的施工工艺，其特征在于，所述涂层的厚度大于1mm；所述表干的时间大于等于2h；所述实干的时间不低于8h。

技术总结本发明提供了一种垃圾焚烧炉用防结焦涂层材料。与现有技术相比，本发明所采用的粉末材料均为纳米级材料，纳米材料具有高比表面积、更高的稳定性，利用纳米粉体的颗粒堆积效应以及纳米粉的低温烧结效应达到涂层的致密化，并且涂层材料的主要原料纳米氧化铬粉、纳米氧化铝粉能显著提升涂层材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，同时主料中所加入的纳米氧化钇提高了耐火度，所加入的纳米氧化锆提高了热稳定性和耐腐蚀性，使得材料使用后不易形成气孔，能提高表面致密度和光洁度，不仅降低灰渣粘附力，而且通过涂层隔绝避免了浇注料与灰渣反应形成致密硬焦块，有助于解决垃圾焚烧炉内结焦严重问题。技术研发人员：龙吉生,高峰,李建平,黄立成,严浩文,郝章峰,袁旗斌,刘亚成,吴义连,韩建国受保护的技术使用者：上海康恒环境股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2