[發明專利]一種垃圾焚燒爐用熱電偶的耐高溫陶瓷涂層及其制備方法

在審

• 申請號: 202011508330.3
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN114645269A
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 高彥峰
• 申請（專利權）人: 深圳優易材料科技有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;B22F9/04;B22F1/105;B22F1/16
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 李冉

本發明涉及一種垃圾焚燒爐用熱電偶的耐高溫陶瓷涂層及其制備方法。所述耐高溫陶瓷涂層的涂料由以下組分組成：粘結劑30?40wt%，陶瓷骨料15?20wt%，氮化硼包裹鈦顆粒5?8wt%，硅溶膠5?10wt%，二硫化鉬2?4wt%，金屬含氧酸鹽3?5wt%，片狀鋁粉7?10wt%，納米燒結助劑0.5?1wt%，硅烷偶聯劑4?6wt%，分散劑2?4wt%，余量為水。

技術領域

本發明屬于垃圾焚燒爐溫度測試技術領域，具體涉及一種新型垃圾焚燒爐用熱電偶。

背景技術

近年來，我國的垃圾焚燒行業發展迅速。截止2017年，我國已建成投入使用生活垃圾焚燒無害化處理廠286座，雖然數量上還遠遠無法與生活垃圾衛生填埋無害化處理廠相比，但大有取而代之的勢頭。然而，由于生活垃圾種類繁多，成分復雜，導致垃圾焚燒系統在實際運行過程中出現了很多問題，而上述問題的重點之一則是如何準確測量垃圾焚燒爐內的溫度，以保證垃圾焚燒的更加充分，更加環保。

眾所周知，熱電偶是溫度測量儀表中常用的測溫元件，主要包括熱電極，絕緣管，金屬保護套管和接線盒，熱電極和絕緣管置于金屬保護套管中；它能夠直接測量溫度，并把溫度信號轉換成熱電動勢信號，通過電氣儀表轉換成被測介質的溫度。目前垃圾焚燒發電廠需要大量使用熱電偶對爐膛、煙道的溫度進行測量，通常情況下，每臺垃圾發電廠焚燒爐的豎直煙道需要安裝十到二十只熱電偶。由于垃圾焚燒類發電廠的煙氣成分不同于常規的火力發電廠，通道中煙氣溫度高，煙氣中含有各類酸性氣體，腐蝕性強，夾雜有大量的爐渣、爐灰、粉塵，同時在通道上部往爐內噴射氨水、濃縮液等，均能腐蝕熱電偶，導致熱電偶的使用壽命縮短。通常情況下，常規熱電偶通常只能運行2-3個月即被腐蝕損壞，無法繼續使用。為了確保焚燒爐的安全運行，需及時更換損壞的熱電偶，但頻繁更換熱電偶不但增加運營成本，也無法對爐膛、煙道溫度實施連續準確測量。

目前大多數廠家采用陶瓷或合金材質制造熱電偶保護套。但不管是采用陶瓷還是合金，都不能完全克服垃圾焚燒電廠爐內復雜工況的影響。陶瓷保護套管雖然耐腐蝕能力強，能克服具有強腐蝕的煙氣對熱電偶的腐蝕，但陶瓷較脆，無法做到在積灰、掛灰嚴重的垃圾焚燒電廠爐內使用而不斷裂。合金保護套管雖然具有很高的強度，能克服垃圾焚燒電廠爐內積灰、掛灰帶來的影響，但耐腐蝕耐磨性不夠，受煙氣的腐蝕和沖刷，容易被折彎斷裂，為此，我們提供一種抗腐蝕耐磨損的垃圾焚燒爐用熱電偶裝置。

發明內容

為解決以上問題，本發明提供了一種垃圾焚燒爐用熱電偶的耐高溫陶瓷涂層及其制備方法。

第一方面，本發明提供了一種耐高溫陶瓷涂料，由以下組分組成：粘結劑30-40wt％，陶瓷骨料15-20wt％，氮化硼包裹鈦顆粒5-8wt％，硅溶膠5-10wt％，二硫化鉬2-4wt％，金屬含氧酸鹽3-5wt％，片狀鋁粉7-10wt％，納米燒結助劑0.5-1wt％，硅烷偶聯劑4-6wt％，分散劑2-4wt％，余量為水。

較佳的，所述粘結劑選自硅酸鹽粘結劑和/或磷酸鹽粘結劑。

所述耐高溫陶瓷涂料以硅酸鹽粘結劑和/或磷酸鹽粘結劑為主，通過添加陶瓷骨料、氮化硼包裹鈦顆粒和片狀鋁粉等成分，充分利用各組分之間的物理、化學作用，形成致密的耐高溫涂層。通過添加粘結劑，可以輔助成型并提高強度。通過添加氮化硼包裹鈦顆粒，充分利用金屬鈦顆粒的導熱性、催化性能實現陶瓷涂層良好的傳熱性能和耐高溫氧化性能，更加適合熱電偶的溫度測量。而氮化硼包裹鈦顆粒后能夠避免鈦顆粒的損耗，延長耐高溫陶瓷涂層的使用壽命。加入自潤滑填料二硫化鉬，能夠降低涂層的摩擦系數進而提高耐磨損性。加入納米燒結助劑，可以提高燒結效率。加入分散劑，可以提高分散性。加入硅烷偶聯劑能夠促進各組分的交聯，能夠提高涂層的致密度以及與金屬套管的結合力。

較佳的，所述硅酸鹽粘結劑選自硅酸鉀、硅酸鈉、和硅酸鋰中的至少一種，所述磷酸鹽粘結劑選自液體磷酸二氫鋁、液體磷酸二氫鎂中的至少一種。