[發明專利]煤催化氣化爐用尖晶石?六鋁酸鈣澆注料及其制備方法

在審

• 申請號: 201611201187.7
• 申請日: 2016-12-22
• 公開（公告）號: CN106588056A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 顧華志;余亞蘭;張美杰;羅瓊;李洪明;邵志軍
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 張火春

技術領域

本發明屬于尖晶石-六鋁酸鈣澆注料技術領域。具體涉及一種煤催化氣化爐用尖晶石-六鋁酸鈣澆注料及其制備方法。

背景技術

隨著對能源要求的提高，利用我國相對豐富的煤炭資源發展煤制天然氣技術對于緩解供需矛盾和保障能源安全具有重要意義。傳統的煤氣化技術如水煤漿加壓氣化技術等存在一系列缺點，如反應溫度高、能耗大、凈化困難和環境污染等，因此煤的催化氣化技術引起技術人員的廣泛關注。早在20世紀，煤的催化氣化技術已經被提出，由于堿金屬催化劑的加入使氣化爐的反應溫度降低至750℃左右，并且反應速率明顯提高，合成目的產物的效率也大大增加。但是，由于煤催化氣化爐內受高壓（3.5MPa）、還原性氣氛、含堿固態煤渣和高速沖刷氣體的共同作用，使得煤催化氣化爐內襯耐火材料的使用條件極為苛刻，要求內襯耐火材料耐磨性好、強度高、熱震穩定性好、還原氣氛中穩定性好和抗堿性爐渣侵蝕性優異。

目前，含鉻耐火材料已成為氣化爐使用的主流內襯材料，它具有優越的抗侵蝕性，廣泛應用于具有高溫高壓及還原性氣氛的水煤漿加壓氣化爐中，“一種氣化爐耐火襯里”（CN201420182146.8）專利技術，公開了含鉻耐火材料作為氣化爐內襯材料，但含鉻耐火材料在使用時，會與材料中的CaO、Na₂O或K₂O反應產生對人體有害的六價鉻化合物。因此，研制開發高性能無鉻的氣化爐內襯澆注料勢在必行。“一種流化床氣化爐及其爐襯的制作方法”（CN201510732760.6）專利技術，公開了煤催化氣化爐內襯耐火材料采用六鋁酸鈣質或剛玉質材料，但是并未涉及具體的制備方法。“堅甲耐堿抗壓澆注料”（CN201510653402.6）專利技術，對煤催化氣化爐用純六鋁酸鈣澆注料的制備方法有所描述，但對所制備的六鋁酸鈣澆注料抵抗固態爐渣的磨損及熱震穩定性方面并未說明。

發明內容

本發明旨在克服已有技術缺陷，目的是提供一種耐磨性好、強度高、熱震穩定性強、還原氣氛中穩定性好和抗堿性爐渣侵蝕性優異的煤催化氣化爐用尖晶石-六鋁酸鈣澆注料及其制備方法。

為實現上述任務，本發明所采用的技術方案是：所述制備方法是：在20～40份質量的基質料中加入0.02~0.15份質量的有機纖維、0.08~0.12份質量的減水劑和0.05~0.5份質量的二氧化硅微粉，混勻，得到混合料。向所述混合料中加入60～80份質量的骨料，干混，再加入4~6份質量的水，攪拌，振動成型。然后在110~200℃條件下保溫12~48小時，脫模，即得煤催化氣化爐用尖晶石-六鋁酸鈣澆注料。

所述基質料的成分及其含量是：致密六鋁酸鈣細粉占30~45wt%，電熔白剛玉細粉占20~25wt%，粒徑D₅₀為5μm的α-Al₂O₃微粉占5~15wt%，粒徑D₅₀為3μm的α-Al₂O₃微粉占5~15wt%，粒徑D₅₀為1μm的α-Al₂O₃微粉占5~15wt%，純鋁酸鈣水泥占15~20wt%。

所述骨料為富鋁尖晶石顆粒和致密六鋁酸鈣顆粒的混合顆粒，其中：粒徑為10~8mm的富鋁尖晶石顆粒占0~5wt%，粒徑為6~3mm的富鋁尖晶石顆粒占30~40wt%，粒徑小于或等于3mm且大于1mm的富鋁尖晶石顆粒占35~50wt%，粒徑為1~0.088mm的致密六鋁酸鈣顆粒占15~25wt%；所述富鋁尖晶石顆粒的Al₂O₃含量為76~93wt%，所述致密六鋁酸鈣顆粒的Al₂O₃含量>88wt%。

所述致密六鋁酸鈣細粉的Al₂O₃含量>88wt%，粒徑<0.088mm。

所述電熔白剛玉細粉的Al₂O₃含量>99wt%，粒徑<0.088mm。

所述α-Al₂O₃微粉的Al₂O₃含量>99wt%。

所述純鋁酸鈣水泥的Al₂O₃含量為60～80wt%，粒徑<1μm。

所述二氧化硅微粉的SiO₂含量＞97%，粒徑<1μm。