[发明专利]高强度低导热隔热衬里材料

说明书

本发明涉及一种隔热衬里材料，它适用于催化裂化反应器，再生器隔热衬里，以及有低度物料磨损的加热炉炉衬。

炼油厂催化裂化装置的催化反应器和/或再生器均在700～900℃条件下运行，为了提高热工设备的能耗节约率，必须提高衬里材料的单位热阻值;同时为了延长衬里材料的使用寿命，必须提高衬里材料的强度，所以，研制高强度低热导热隔热衬里材料是很有价值的。美国专利US3341339提出的衬里材料是由热胀多孔粘土颗粒、天然蓝晶石、铝酸钙水泥组成，由于所用的热胀粘土颗粒的高温收缩率过大（1200℃时体积变化高达15%），为了减少混凝土的收缩率，只能加入价格昂贵的高温时呈微胀的天然蓝晶石。美国专利US2516892中揭示的衬里材料是由矾土水泥，耐火材料、烧结熔融物组成，在没有外加烧结熔融物的情况下冷压强度很低，为了提高强度该专利采用了外加烧结熔融物（搪瓷质或珐琅质熔融物）的方法，随着烧结熔融物加入量的增多，强度会随之增加，但导热系数也会随之提高，很难达到高强低导热率的综合性能。美国专利US2537218中提出的衬里材料是由铝酸钙水泥，破碎耐火砖、煅烧铝矾土组成，在没有煅烧铝矾土的情况下，混凝土冷压强度很低，该专利采用增加煅烧铝矾土用量来提高混凝土强度，但专利资料表明：随着煅烧铝矾土量的增加，强度虽能随之提高，但材料的高温重烧线变化会大幅度提高，影响衬里的使用寿命，而且导热系数也会随之提高，美国“RESCO公司”的隔热层（牌号为“RS-9”）亦为水泥质隔热衬里，虽有较高的强度，815℃冷压强度为99.7kg/cm²但它的导热系数也很高，540℃时导热系数为0.602w/mk（0.536kcal/m.h.℃）1100℃时导热系数为0.701w/mk（0.624kcal/m.h.℃）。

本发明的目的是研制一种高强度、低导热系数的衬里材料，以满足炼油厂催化裂化装置反应器、再生器衬里和其它工业炉衬里的需要。

为了提高衬里材料的隔热性能提高抗压强度，本发明采用了空心球骨架，它具有高的抗压强度和隔热性能;另外，本发明加入的高强度粉料是由多种粒径的颗粒所组成的粉料，这种粉料在凝土中不仅起填充材料缝隙作用，而且还起相当部分的骨架作用;本发明在配制过程中还加入了适量的外加剂，以使水泥质点的界面能降低，使内部絮凝结构被破坏，增大体系的分散性的流动性。

本发明的特征是选择矾土水泥为胶结剂，选择多孔熟料或破碎的高铝砖统料中粒径大于或等于0.16mm的颗粒或漂珠或它们的混合物为骨架材料;选择矾土细粉或高铝砖砂（统料中粒径小于0.16mm的颗粒）、或SiO₂细粉或它们的混合物为填加粉料，外加剂选择萘磺酸盐甲醛缩合物;将胶结剂，骨架材料、粉料、外加剂以一定的比例混合而成，配料组成如下（重量百分比组成）：

胶结剂    10～35%

骨架材料    15～70%

粉料    10～25%

以上几种组份之和应为百分之百。

外加剂的加入量以胶结剂重量为百分之百计量：

外加剂（萘磺酸盐甲醛缩合物）    0～2%

施工时外加水量    18～25%

本发明矾土水泥中Al₂O₃含量最好是45～55%，Fe₂O₃≤2.5%。

本发明所选用的多孔熟料是由矾土熟料细粉，粘土等经成型高温煅烧而成，表面呈黄色硬壳。烧后Al₂O₃含量为30～40%，FeO₃≤0.5%粒径为3～10毫米。

本发明所选用的破碎高铝砖统料中Al₂O₃含量最好是大于等于48%耐火度大于1750℃。

本发明所选用的漂珠的SiO₂含量最好为45%～55%，Al₂O₃含量为30～35%。

本发明所选用的矾土微粉和SiO₂微粉粒径要求为小于等于0.088mm的颗粒占95%以上。