[发明专利]煤催化气化炉用尖晶石‑六铝酸钙浇注料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于尖晶石-六铝酸钙浇注料技术领域。具体涉及一种煤催化气化炉用尖晶石-六铝酸钙浇注料及其制备方法。

背景技术

随着对能源要求的提高，利用我国相对丰富的煤炭资源发展煤制天然气技术对于缓解供需矛盾和保障能源安全具有重要意义。传统的煤气化技术如水煤浆加压气化技术等存在一系列缺点，如反应温度高、能耗大、净化困难和环境污染等，因此煤的催化气化技术引起技术人员的广泛关注。早在20世纪，煤的催化气化技术已经被提出，由于碱金属催化剂的加入使气化炉的反应温度降低至750℃左右，并且反应速率明显提高，合成目的产物的效率也大大增加。但是，由于煤催化气化炉内受高压（3.5MPa）、还原性气氛、含碱固态煤渣和高速冲刷气体的共同作用，使得煤催化气化炉内衬耐火材料的使用条件极为苛刻，要求内衬耐火材料耐磨性好、强度高、热震稳定性好、还原气氛中稳定性好和抗碱性炉渣侵蚀性优异。

目前，含铬耐火材料已成为气化炉使用的主流内衬材料，它具有优越的抗侵蚀性，广泛应用于具有高温高压及还原性气氛的水煤浆加压气化炉中，“一种气化炉耐火衬里”（CN201420182146.8）专利技术，公开了含铬耐火材料作为气化炉内衬材料，但含铬耐火材料在使用时，会与材料中的CaO、Na₂O或K₂O反应产生对人体有害的六价铬化合物。因此，研制开发高性能无铬的气化炉内衬浇注料势在必行。“一种流化床气化炉及其炉衬的制作方法”（CN201510732760.6）专利技术，公开了煤催化气化炉内衬耐火材料采用六铝酸钙质或刚玉质材料，但是并未涉及具体的制备方法。“坚甲耐碱抗压浇注料”（CN201510653402.6）专利技术，对煤催化气化炉用纯六铝酸钙浇注料的制备方法有所描述，但对所制备的六铝酸钙浇注料抵抗固态炉渣的磨损及热震稳定性方面并未说明。

发明内容

本发明旨在克服已有技术缺陷，目的是提供一种耐磨性好、强度高、热震稳定性强、还原气氛中稳定性好和抗碱性炉渣侵蚀性优异的煤催化气化炉用尖晶石-六铝酸钙浇注料及其制备方法。

为实现上述任务，本发明所采用的技术方案是：所述制备方法是：在20～40份质量的基质料中加入0.02~0.15份质量的有机纤维、0.08~0.12份质量的减水剂和0.05~0.5份质量的二氧化硅微粉，混匀，得到混合料。向所述混合料中加入60～80份质量的骨料，干混，再加入4~6份质量的水，搅拌，振动成型。然后在110~200℃条件下保温12~48小时，脱模，即得煤催化气化炉用尖晶石-六铝酸钙浇注料。

所述基质料的成分及其含量是：致密六铝酸钙细粉占30~45wt%，电熔白刚玉细粉占20~25wt%，粒径D₅₀为5μm的α-Al₂O₃微粉占5~15wt%，粒径D₅₀为3μm的α-Al₂O₃微粉占5~15wt%，粒径D₅₀为1μm的α-Al₂O₃微粉占5~15wt%，纯铝酸钙水泥占15~20wt%。

所述骨料为富铝尖晶石颗粒和致密六铝酸钙颗粒的混合颗粒，其中：粒径为10~8mm的富铝尖晶石颗粒占0~5wt%，粒径为6~3mm的富铝尖晶石颗粒占30~40wt%，粒径小于或等于3mm且大于1mm的富铝尖晶石颗粒占35~50wt%，粒径为1~0.088mm的致密六铝酸钙颗粒占15~25wt%；所述富铝尖晶石颗粒的Al₂O₃含量为76~93wt%，所述致密六铝酸钙颗粒的Al₂O₃含量>88wt%。

所述致密六铝酸钙细粉的Al₂O₃含量>88wt%，粒径<0.088mm。

所述电熔白刚玉细粉的Al₂O₃含量>99wt%，粒径<0.088mm。

所述α-Al₂O₃微粉的Al₂O₃含量>99wt%。

所述纯铝酸钙水泥的Al₂O₃含量为60～80wt%，粒径<1μm。

所述二氧化硅微粉的SiO₂含量＞97%，粒径<1μm。