[发明专利]一种水煤浆加压气化炉用预制件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种水煤浆加压气化炉用预制件及其制备方法。

背景技术

近年来，国际油价不断攀升，以煤为原料的化学工业逐步显示出竞争优势。因此，我国的煤气化技术得到快速发展，与此同时，也对水煤浆加压气化炉用耐火材料提出了更高的要求。

由于水煤浆加压气化炉内条件苛刻，高温，高压，并且煤炉渣侵蚀严重，因此水煤浆加压气化炉内衬用耐火材料一直是科研工作者的研究热点。

“水煤浆气化炉用铬锆砖及其制备方法”（CN 101591189 A）专利技术，制备的水煤浆气化炉用铬锆砖内衬材料，在高铬砂为主要原料的基础上加入ZrO₂，Al₂O₃及稀土氧化物，在烧制过程中采用惰性保护气氛，降低烧成温度，其强度高，显气孔率低。但是该方法存在如下缺陷：（1）机压成型工序复杂，人工成本和模具损耗都比较大。（2）定型制品在使用过程中砖缝部位侵蚀严重，大大降低了砖的使用寿命。用浇注料代替定型砖“煤气炉专用浇注料的开发应用”（ 《中氮肥》期刊2002年5月第3期）技术，作为煤气发生炉内衬材料能提高炉体寿命，并且产生很大的经济效益，但是水煤浆加压气化炉使用条件较煤气发生炉苛刻，该铝硅系浇注料强度较低，抗侵蚀性能也不能满足水煤浆气化炉的使用条件。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种工艺简单和生产成本低的水煤浆加压气化炉用预制件的制备方法；用该方法制备的水煤浆加压气化炉用预制件使用寿命长、强度高、热震稳定性和抗侵蚀性能优良。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：先以40~70wt%的电熔氧化铬颗粒、10~25wt%的锆刚玉颗粒、5~20wt%的电熔氧化铬细粉、2~10wt%的氧化铝微粉、3~10wt%的单斜氧化锆微粉、1~10wt%的氧化铬绿微粉为原料，混合，再外加所述原料0.5~3wt%的纯铝酸钙水泥、0.1~0.8wt%的异丁烯聚合物、0.1~0.2wt%的聚羧酸盐减水剂和2~6wt%的水，搅拌均匀，振动成型，在20~50℃条件下养护1~2天，脱模，干燥，然后在空气中于1400~1600℃条件下烧成，即得水煤浆加压气化炉用预制件。

所述电熔氧化铬颗粒的粒径分布为：4~3mm为20~30wt%，3~2mm为30~40wt%，2~1mm为5~30wt%，﹤1mm为10~35wt%。

所述锆刚玉中ZrO₂含量为10~40wt%，锆刚玉颗粒的粒径分布为：2~1mm为60~90wt%，﹤1mm为10~40wt%。

所述电熔氧化铬细粉中Cr₂O₃的含量﹥99wt%，电熔氧化铬细粉的粒径﹤0.088mm。

所述氧化铝微粉中Al₂O₃的含量﹥98wt%，氧化铝微粉的粒径﹤10μm。

所述单斜氧化锆微粉中ZrO₂的含量﹥98wt%，单斜氧化锆微粉的粒径﹤10μm。

所述氧化铬绿微粉中Cr₂O₃的含量﹥99wt%，氧化铬绿微粉的粒径﹤10μm。

所述纯铝酸钙水泥中Al₂O₃的含量﹥70wt %。

所述异丁烯聚合物为水溶性聚合物，其分子量为55000~65000。

由于采用上述技术方案，本发明采用预制件来代替现有的高铬砖作为水煤浆加压气化炉内衬材料，为了满足高强度、高热震稳定性和高抗侵蚀性的条件，采用电熔氧化锆、电熔锆刚玉、氧化铝微粉和单斜氧化锆微粉等作为主要原料。经过大量的探索性试验，找到一种能够促进凝固的异丁烯聚合物，该聚合物为水溶性，能在常温下发生水解，使预制件产生一定的生坯强度，同时由于该水溶性聚合物分散性好，且烧结后无灰分残留，避免了因水泥含量过高而引起的抗侵蚀性能下降。同高铬砖相比，该预制件的生产避免因摩擦压砖机成型而引起的应力不均匀，边角强度差的缺点，同时大大减少了因为砌炉过程中的砖缝而提高了使用寿命，并且由于工艺改变，大大降低生产过程中的人工和模具成本。

本发明制备的水煤浆加压气化炉用预制件脱模后生坯耐压强度为35~45MPa，烧后常温耐压强度为120~145MPa，常温抗折强度为16~20MPa，热震稳定性良好，抗渣侵蚀性能优良，使用寿命为10000~11000小时。