[發明專利]含有氧化鉻、氧化鋯和氧化鉿的制品

有效

• 申請號: 201280018468.2
• 申請日: 2012-04-13
• 公開（公告）號: CN103476731A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: C·希斯;F·維萊莫;T·尚皮翁;N·拉菲恩;L·圣米格爾
• 申請（專利權）人: 法商圣高拜歐洲實驗及研究中心
• 主分類號: C04B35/12
• 分類號: C04B35/12;C04B35/42;C04B35/44;F22B1/18;F27D1/00
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 楊黎峰;石磊

技術領域

本發明涉及一種包含氧化鉻的耐火制品，該耐火制品尤其用作用于氣化反應器或“氣化器”的內涂層。

背景技術

特別地，用于氣化煤的氣化器是已知的。已熟知大約五十年的氣化煤的方法目前正經歷巨大的發展。這樣做的原因是，可使得由非常多樣化的基于碳氫化合物的材料（例如，煤、石油焦炭、生物質、木材、木炭、或甚至是待被回收利用的重油）來生產首先作為清潔能源、其次作為用于化學行業的基礎化合物的合成氣體。這種方法也可使得在任何排放到大氣中之前，去除不需要的成分（例如，NOx、硫或汞）。

在壓力下以及在水蒸氣或氧氣的存在下，在大約1000℃和1600℃之間的溫度下，氣化的原理包括受控的部分燃燒。

存在具有固定床、流化床或氣流床的各種類型的氣化器。這些氣化器的不同在于引入試劑的模式、進行氧化劑燃料混合的方式、溫度和壓力條件、以及用于去除來源于反應的灰燼或液體殘渣的方法。

由圣戈班工業陶瓷部門的能源系統科的Wade?Taber所寫，刊登在綜述Refractories?Applications?and?News（第8卷，第4期，2003年7月至8月），題目為“Refractories?for?Gasification”的文章描述了氣化器的內部耐火涂層的結構。這種氣化器涂有不同的耐火制品層，這些耐火制品層能夠抵擋在氣化期間它們所遭受的溫度、壓力和化學環境情況。因此，耐火制品層保護氣化器的內部金屬壁免受由氣體和爐渣引起的熱和腐蝕。

典型地，在氣化器中的爐渣的組成包括SiO₂、FeO或Fe₂O₃、CaO和d’Al₂O₃。該組成也可以包含其他來源于為氣化器供料的制品的氧化物。含量以質量百分比計，堿度指數B=（CaO+MgO+Fe₂O₃）/（Al₂O₃+SiO₂）通常為大約0.6，比例C/S=CaO/SiO₂通常為0.4。

為了增加遭受爐渣腐蝕以及遭受加熱循環的耐火涂層的使用壽命，研究人員已嘗試增加涂層的厚度。然而，這種解決方案具有降低了氣化器的工作容積、從而降低氣化器的產量的缺點。

James?P.Bennett在刊登在綜述Refractories?Applications?and?News（第9卷，第5期，2004年9月/10月，第20頁至25頁）上的文章“Refractory?liner?used?in?slagging?gasifiers”中解釋到，盡管目前的耐火涂層具有高含量的鉻氧化物，但目前的氣化器的耐火涂層，尤其是風冷系統的耐火涂層的使用壽命是非常有限的。他尤其提到了2002年7月由S.J.Clayton、G.J.Stiegel和J.G.Wimer所做的“Gasification?Technologies，Gasification?Markets?and?Technologies–Present?and?Future，an?Industry?Perspective”報告（美國能源部報告，DOE/FE0447）。

FR2883282描述了用于氣化器的內部耐火涂層，該耐火涂層具有至少一個由燒結材料構成的區域，以質量百分比計，該燒結材料包含至少40%的氧化鉻（Cr₂O₃）和至少1%的氧化鋯（ZrO₂），所述氧化鋯（ZrO₂）的至少20%（以質量計）以立方晶型和/或四方晶型被穩定。因此，這種涂層具有更好的抗腐蝕性。

WO2008?109222提出了用于保護構成氣化器的耐火涂層的耐火制品的處理。

對于能夠比已知制品更加有效持久地抵擋在氣化器內遭遇的熱沖擊，且優選顯示出更好的抵抗爐渣腐蝕的性能的耐火制品，存在持續的需求。

本發明的目的是滿足這種需求。

發明內容

根據本發明，通過燒結耐火制品實現了該目的，以質量百分比計，該耐火制品包括大于10%的氧化鉻（Cr₂O₃）、大于2%的氧化鉿（HfO₂）、大于1%的氧化鋯（ZrO₂），氧化鉻、氧化鉿和氧化鋯（Cr₂O₃+HfO₂+ZrO₂）的總含量大于70%。