[发明专利]一种CFB锅炉旋风分离器靶区用铝锆碳化硅砖及其制备方法

说明书

本发明涉及一种CFB锅炉旋风分离器靶区用铝锆碳化硅砖及其制备方法，原料为：粒度5~3mm的莫来石8%~18%；粒度3~1mm的板状刚玉16%~36%；粒度1~0mm的板状刚玉10%~22%；粒度0.18~0.125mm的锆英砂8%~18%；粒度≤0.053mm的氧化锆4%~10%；粒度≤0.088mm的维罗泥4%~10%；粒度≤0.045mm的板状刚玉10%~16%；粒度≤0.045mm的98%碳化硅4%~10%；粒度≤2μm的α‑Al₂O₃微粉4%~8%；结合剂85%工业磷酸2.0%~5.0%。本发明CFB锅炉旋风分离器靶区用铝锆碳化硅砖具有烧成温度低、强度高、耐磨性能好、热震稳定性优等特点，可以完全满足相关CFB锅炉旋风分离器靶区的苛刻使用要求。

一种CFB锅炉旋风分离器靶区用铝锆碳化硅砖及其制备方法，属于无机非金属材料领域。

背景技术

CFB锅炉燃烧技术是国内外公认的一种洁净燃烧技术。具有燃料适应性广、污染物排放少、燃烧效率高、负荷调节比大和灰渣综合利用等独特的优势。旋风分离器是CFB锅炉的关键部件之一，它的性能直接影响到锅炉的安全和经济运行。其工作原理是：利用旋转的含尘烟气产生的离心力作用，将烟气中的尘粒分离出来。其中旋风分离器靶区是高含尘气流在分离器内发生急剧旋转时的主要受冲击区域，该区域受高含尘气流的冲击最大，气流在此区域流速最高且存在急剧的转向，也是颗粒与分离器壁面发生的第一次撞击的区域。

通常分离器靶区使用耐火耐磨浇注料，但耐火耐磨浇注料施工质量稳定性差，气孔率高、易磨损、脱落并引发旋风分离器故障，进而影响CFB锅炉的运行经济效率。因此，有必要研发质量稳定、低气孔、高强度、高热震稳定的定形耐火耐磨制品，弥补浇注料的不足。分离器靶区用耐火材料损坏的主要原因包括：（1）高含尘气流冲刷造成的磨损。高含尘气流对耐火耐磨材料的强烈冲刷，磨损程度随气流含尘浓度、烟气速度的增加而加剧。（2）热应力和机械应力造成的脱落。启动及负荷变化时，温度梯度和局部高温引起的热冲击以及机械应力导致材料产生裂缝和剥落。（3）材料物理化学特性变化造成的损坏。因此要求材料具备优良的热震稳定性、耐磨性以及力学强度。

中国专利CN107556005A公开一种CFB锅炉旋风分离器靶区用铬刚玉-莫来石-氮化硅高强耐磨可塑料，其强度高、耐磨性能好、热导率低；但是上述耐火材料引入含铬原料，对环境有害，同时采用的β-Si3N4、β-Sialon、纳米氧化铝溶胶等价格昂贵的原材料，使得原材料成本极高，经济效益降低，同时对于旋风分离器靶区用耐火材料的关键性指标（热震稳定性）并未说明。

本发明所要解决的技术问题是提供一种强度高、耐磨性好且抗热震性优良的耐火耐磨定形材料，满足旋风分离器靶区的使用要求。

发明内容

本发明的一种CFB锅炉旋风分离器靶区用铝锆碳化硅砖及其制备方法，主要原料有板状刚玉、莫来石、锆英砂、氧化锆、碳化硅、维罗泥、α-Al₂O₃微粉、磷酸溶液，以质量百分比表示，原料具体组成为：

（1）粒度5~3mm的莫来石8%~18%

（2）粒度3~1mm的板状刚玉16%~36%

（3）粒度1~0mm的板状刚玉10%~22%

（4）粒度0.18~0.125mm的锆英砂8%~18%

（5）粒度≤0.053mm的氧化锆4%~10%

（6）粒度≤0.088mm的维罗泥4%~10%

（7）粒度≤0.045mm的板状刚玉10%~16%

（8）粒度≤0.045mm的98%碳化硅4%~10%

（9）粒度≤2μm的α-Al₂O₃微粉4%~8%

（10）外加85%工业磷酸2.0%~5.0%。