[发明专利]危废气化熔融炉专用耐高温抗侵蚀内衬材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种危废气化熔融炉专用耐高温抗侵蚀内衬材料及其制备方法，属于防护新材料技术领域，包括三维纤维网，填充在三维纤维网中的支撑填料，形成内衬基体，以及喷涂在内衬基体表面的功能涂层，其中，三维纤维网以氧化铝耐火纤维、高硅氧玻璃纤维编织而成，支撑填料包括硅藻粉、蛭石粉、沥青粉、海泡石粉、氧化铝粉、微晶纤维素，功能涂层包括硼酸粉、碳化硅粉、氧化锆粉、硼氢化钠、耐高温粘合剂。本发明的内衬材料结构致密、强度高并且耐高温和抗侵蚀性能优越。

技术领域

本发明属于防护新材料技术领域，具体涉及一种危废气化熔融炉专用耐高温抗侵蚀内衬材料及其制备方法。

背景技术

焚烧处理是指在高温条件下，垃圾中的可燃成分与空气中的氧进行化学反应，放出热量，转化成高温的燃烧气和量少而稳定的固体残渣。等离子体高温熔融技术是目前国际上公认的最行之有效且适用于大部分危险废物处理的方法，能够做到完全零排放，无填埋，因此是目前危险废物处理的主流发展方向。

在现有的等离子气化熔融炉中，熔融反应发生在1600℃，在发生熔融的过程中会产生腐蚀气体，并且气化的温度也在1200℃左右或低于1200℃，均属于高温，因此最考验气化熔融炉的是内衬材料层，既要满足耐高温还要同时满足抗侵蚀的条件。

公开号为CN201510661332.9公开了一种高温抗腐蚀涂层材料及其使用方法和应用，该高温抗腐蚀涂层材料由抗腐蚀性粉体与胶体按照1:1～1:2的重量比混合而成；其中，抗腐蚀性粉体由镁铝尖晶石粉体和白刚玉粉体混合而成，胶体为改性氧化铝溶胶或改性氧化锆溶胶。但是其对于普通工业窑炉所需的条件基本满足，但是对于气化熔融炉而言仍存在耐热度以及抗侵蚀性能不够，从而导致强度差，容易出现开裂和剥落的现象。

发明内容

针对以上存在的技术问题，本发明提供一种危废气化熔融炉专用耐高温抗侵蚀内衬材料及其制备方法。

本发明的技术方案为：一种危废气化熔融炉专用耐高温抗侵蚀内衬材料，包括三维纤维网，填充在所述三维纤维网中的支撑填料，形成内衬基体，以及喷涂在所述内衬基体表面的功能涂层；

所述三维纤维网是采用复合纤维以三维四向编织法编织制得；以三维纤维网作为骨架，可使得支撑的内衬材料在具备耐高温、结构稳固以及质轻的优点，并可改善内衬材料的韧性，避免出现裂纹及开裂的现象；

所述支撑填料按照重量组份计包括：35-45份硅藻粉、30-40份蛭石粉、10-15份沥青粉、40-50份海泡石粉、100-150份氧化铝粉、32-36份微晶纤维素；其中，氧化铝粉、硅藻粉、蛭石粉、海泡石粉均具有很好的耐高温性能，能够为功能涂层提供良好的基础支撑，沥青粉具有润滑和封堵的作用，能够在加热状态下在各个粉末间起到良好的粘合作用，增加支撑填料的致密度；微晶纤维素能够在支撑填料填充初期遇水粘结，从而将支撑填料的粉体预成型，便于后期烧结；

所述功能涂层按照重量组份计包括：10-12份硼酸粉、20-30份碳化硅粉、15-25份氧化锆粉、3-5份硼氢化钠、4-8份耐高温粘合剂。其中，硼酸粉在高温下能够与填料中的氧化铝形成硼酸铝，不仅可以与填料基体紧密结合，还具有良好的耐高温性和耐腐蚀性能；碳化硅和氧化锆形成的涂层同样具有优良的耐高温和耐腐蚀性能。耐高温粘合剂可采用S-1071耐高温无机胶，能够耐2300℃高温，可进一步增强功能涂层与基体的结合强度，硼氢化钠作为还原剂的加入能够防止耐高温粘合剂老化从而丧失性能，避免避免降低涂层与基体的结合强度。

进一步地，所述内衬材料中按照质量百分比计，所述三维纤维网占比内衬材料总质量的15-25％，所述功能涂层占比支撑材料的1-3％，余量为所述支撑填料。

进一步地，所述三维纤维网的孔隙率为85-92％，厚度为1-2cm。三维纤维网的孔隙率过低则填充的支撑填料少，导致强度不够，而孔隙率过高则会造成内衬材料的韧性降低。而当三维纤维网的厚度低于1cm时，会造成内衬材料整体强度不够，而当厚度高于2cm时则会在支撑填料时导致填充不均匀，从而会因为导热不均匀易出现裂纹等情况。