[發(fā)明專利]形成有鉻涂層的氣化元件及用鉻涂層保護氣化元件的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610462964.7
• 申請日: 2016-06-23
• 公開（公告）號: CN107541293A
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鐘大龍;勞倫斯·伯納德·庫爾;陳文興
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: C10J3/00
• 分類號: C10J3/00;C10J3/50;C10J3/72
• 代理公司: 上海專利商標事務(wù)所有限公司31100
• 代理人: 侯穎媖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及形成有保護涂層的氣化元件以及利用保護涂層防止氣化元件遭受惡劣的氣化環(huán)境破壞的方法。

背景技術(shù)

氣化是指將煤或生物質(zhì)等碳質(zhì)材料(carbonaceous material)轉(zhuǎn)化成主要包括一氧化碳和氫氣的合成氣體混合物(合成氣)的過程，合成氣被廣泛用作加氫反應(yīng)的氫氣來源以及用作合成碳氫化合物或其它化合物的原料。氣化是一個復雜的過程，在該過程中，碳質(zhì)材料與一定量的氧氣和/或蒸汽在燃燒室中約700℃到2500℃的溫度范圍及約1到300個大氣壓的壓力范圍下燃燒產(chǎn)生合成氣。由于碳質(zhì)材料通常含有硫等很多種雜質(zhì)，這些碳質(zhì)材料與氧的不完全燃燒導致一個極端惡劣的環(huán)境。這樣的惡劣環(huán)境極大地限制了暴露于燃燒室的氣化元件的使用壽命和可靠性。比如，對于應(yīng)用于生產(chǎn)合成氣的氣化裝置中的通常由鐵、鎳或鈷基超合金制成的進料噴射器噴嘴或燃燒器來說，可能會在其面對所述惡劣環(huán)境的表面或區(qū)域產(chǎn)生磨損、嚴重腐蝕和/或熱疲勞裂紋等問題。

鑒于其操作環(huán)境的惡劣性，在氣化元件的暴露于氣化環(huán)境的表面上通常會需要保護涂層。過去有過很多的嘗試，來在暴露于氣化環(huán)境的表面上提供保護涂層，并取得了不同程度的效果。比如，可在噴射器噴嘴的暴露于氣化環(huán)境的表面設(shè)置不同的涂層來達到不同的目的，比如，來防止腐蝕和/或抵抗高溫。然而，有些涂層具有很好的抗還原性氣體的腐蝕的性能，卻不能抗高溫氧化，而有些涂層具有很好的抗高溫氧化的性能，卻不能抗還原性氣體的腐蝕。

因此，需要提供一種新的涂層，可以消除或減輕現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，并能成功保護氣化元件使其免受惡劣的氣化環(huán)境的損害。

發(fā)明內(nèi)容

一方面，一種用于氣化環(huán)境的氣化元件包括金屬基體和形成于所述金屬基體上的涂層。所述涂層在氣化的操作溫度下包括至少51％重量百分比的α鉻。

另一方面，一種用來保護氣化元件使其免受氣化環(huán)境侵害的方法包括：在所述氣化元件的表面形成涂層，該涂層在氣化的操作溫度下包括至少51％重量百分比的α鉻；以及應(yīng)用所述形成有涂層的氣化元件，使得所述涂層暴露于所述氣化環(huán)境。

附圖說明

當參照附圖閱讀以下詳細描述時，本發(fā)明的這些和其它特征、方面及優(yōu)點將變得更好理解，在附圖中，相同的元件標號在全部附圖中用于表示相同的部件，其中：

圖1為一種示例性的氣化系統(tǒng)的一部分的示意圖。

圖2為一種可用于圖1所示的氣化系統(tǒng)的進料噴射器的側(cè)視圖。

圖3為圖2所示的進料噴射器的靠左端的一段的截面圖。

圖4顯示了Co-Cr合金的相圖。

圖5A顯示了一個使用了15天的沒有涂層的噴射器外管噴嘴部的外表面。

圖5B顯示了一個使用了37天的有涂層的噴射器外管噴嘴部的外表面。

具體實施方式

以下將對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細描述。除非另作定義，在本文中使用的技術(shù)術(shù)語或者科學術(shù)語應(yīng)當為本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)具有一般技能的人士所理解的通常意義。本文中使用的“第一”或者“第二”以及類似的詞語并不表示任何順序、數(shù)量或者重要性，而只是用來區(qū)分不同的部分或元件。本文中使用的“一個”或者“一”等類似詞語并不表示數(shù)量限制，而是表示存在至少一個。“或”、“或者”并不意味著排他，而是指存在提及項目(例如成分)中的至少一個，并且包括提及項目的組合可以存在的情況。“包括”、“包含”、“具有”、或“含有”以及類似的詞語是指除了列于其后的項目及其等同物外，其他的項目也可在范圍內(nèi)。

本文中所使用的近似性的語言可用于定量表述，表明在不改變基本功能的情況下可允許數(shù)量有一定的變動。因此，用“大約”、“約”、“左右”等語言所修正的數(shù)值不限于該準確數(shù)值本身。此外，在“大約第一數(shù)值到第二數(shù)值”的表述中，“大約”同時修正第一數(shù)值和第二數(shù)值兩個數(shù)值。在某些情況下，近似性語言可能與測量儀器的精度有關(guān)。本文中所提及的數(shù)值包括從低到高一個單元一個單元增加的所有數(shù)值，此處假設(shè)任何較低值與較高值之間間隔至少兩個單元。