气化器反应器的内部衬里制造技术

本发明专利技术涉及一种气化器内部的耐火衬里，其由一种烧结材料制得，所述的烧结材料包括至少４５％重量的氧化铬（Ｃｒ↓［２］Ｏ↓［３］）和至少１％重量的氧化锆，至少２０％重量的所述的氧化锆（ＺｒＯ↓［２］）被稳定于立方晶形和／或二次晶形。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种气化器反应器的内部衬里(gasifier reactor internal lining)。
技术介绍
在现有技术中已经知晓一种气化器，特别是用于气化煤的气化器。在本领域中已经被知晓了约50年的煤气化的方法如今正在快速地增长，因为可以使用这种方法从极其不同的烃类原料开始来生产作为能源和作为其它化学工业的基础化合物的合成气体，所述的烃类原料例如煤、石油焦碳和甚至是被回收的重油。这种方法还在排放入大气之前就消除了有害的成分，例如NOx、硫或汞。气化的原理在于在压力和一蒸汽或氧气氛围中，在约1000℃到约1600℃的温度下控制局部燃烧。目前存在有不同类型的被称为“气化器”的反应器，其具有固定床、流化床或从动床(driven bed)。这些反应器的不同在于引入反应物的方式，燃料和氧化剂混和的方式，温度和压力的条件，以及排出由反应生成的液体残渣或灰分的方法上。由the Saint-Gobain Industrial Ceramics Division的能量体系部门的WadeTaber在期刊“Refractories Applications and News”，第8卷，第4期，2003年7月～8月上发表的文章“Refractories for Gasification”中描述了一种气化器内部衬里的结构。该气化器被涂敷了各种耐火产物层，其可经受住温度、压力以及其在气化期间所经历的化学环境。因而，这些耐火产物层保护了该气化器的金属内壁免受热和免受烟气和炉渣的腐蚀。位于热表面处的耐火产物更是特别地受到灰分或炉渣的侵蚀和化学腐蚀的影响，其会导致化合物从液化的灰分或炉渣中渗透入耐火产物的孔隙中。作为腐蚀和热循环的结果，这种渗透可以引起内衬的剥落，和最终导致该反应器的关停。-->为了增加耐火材料内衬的服务寿命，研究员们尝试了增加内衬的厚度。然而，这种解决办法的缺点在于降低了气化器的可用体积并由此降低了其收率。由James P.Bennett在期刊“Refractories Applications and News”，9，Number5，September/October 2004，pages 20-25中发表的文章″Refractory liner used inslagging gasifiers″里，解释了尽管其具有高含量的氧化铬，但是现有的气化器耐火内衬的使用寿命是非常有限的，尤其是在空气冷却体系中。他特别提及了由S.J.Clayton，G.J.Stiegel和J.G.Wimer的作出的报告″GasificationTechnologies，Gasification Markets and Technologies-Present and future，anIndustry Perspective″，US DOE report DOE/FE 0447，July 2002。因此需要一种耐火内衬，其比现有技术的产品可以更有效和更持久的抗受在气化器中遇到的腐蚀。
技术实现思路
本专利技术的目的在于满足这种需求。根据本专利技术，上述目的是通过一种气化器内部耐火衬里来达到的，所述的衬里具有至少一个由烧结材料组成的区域，按重量计，所述的烧结材料含有至少45％的氧化铬(Cr2O3)和至少1％，优选至少2％，和更优选的至少3％的氧化锆(ZrO2)，至少20％，优选至少30％的所述氧化锆(ZrO2)稳定于立方晶形和/或二次晶形(quadratic form)。如将在本专利技术其余部分更为详细地表现出的事实，令人惊讶地，至少1％的氧化锆的存在降低了由炉渣引起的渗透和侵蚀而不降低衬里的其它功能性质，其中，按重量计，至少20％的所述氧化锆被稳定于立方晶形和/或二次晶形。优选的，本专利技术所述的衬里材料具有下列可选的性质中的一个或多个：-至少60％的氧化锆是稳定于立方晶形和/或二次晶形的。-所述的材料包括至少一种掺杂剂，其使氧化锆稳定或不稳定，选自：CaO，MgO，Y2O3和TiO2，优选的掺杂剂是CaO。按重量计，所述材料中的氧化钙(CaO)的含量优选小于1,0％。该掺杂剂优选地稳定氧化锆，至少是部分地稳定。-按重量计，氧化锆(ZrO2)的含量大于4.5％，优选大于6％，和/或小于-->7％。-按重量计，氧化铬(Cr2O3)的含量大于60％，优选大于80％。-按重量计，所述的材料含有氧化铝(Al2O3)的含量大于1％，优选大于2％，和/或小于10％，优选小于5％，优选小于3.5％。-按重量计，所述的材料具有大于0.5％的硅含量，优选大于1％，和/或小于3％，优选小于1.5％。-按重量计，铬的氧化物(Cr2O3)、锆的氧化物(ZrO2)、铝的氧化物(Al2O3)、硅的氧化物(SiO2)和氧化钙(CaO)的含量的总和大于95％，优选大于98％，该产物中的其它组分为杂质。所述杂质通常包括基本上以Fe2O3形式存在的铁和碱金属的氧化物，例如Na2O和K2O。在对使用该材料而获得的优点进行质疑时，不必考虑这些杂质的含量。-该材料的结构以一种被基体结合的氧化铬的颗粒为特征，所述的基体由包括氧化锆和一种掺杂剂在内的颗粒组成，所述的掺杂剂选自CaO、MgO、Y2O3和TiO2，该掺杂剂使氧化锆稳定或不稳定，相对于该材料的重量，包含在所述颗粒中的氧化锆的重量百分数大于1％，优选大于2.5％。在含有氧化锆和掺杂剂的所述颗粒中，相对于该颗粒的重量，所述掺杂剂的含量优选从1％到8％。优选地，这种掺杂剂的含量大于或等于3％和/或小于或等于6％。-优选地，所述的掺杂剂选自CaO、MgO和Y2O3，优选地选自MgO和CaO。优选的掺杂剂是CaO。-所述的材料表现为应用于气化器反应器的内壁的层状形式，或表现为被设置成保护所述内壁的砖块组合形式。优选地，全部的层或所有的组合砖块由诸如上文中所定义的材料组成。在本专利技术的描述中，除非另有所指，所有百分数均指重量百分数。在气化器中的炉渣的组成通常包括SiO2、FeO或Fe2O3、CaO和Al2O3。其还可能包括其它来源于供给该反应器的产物的氧化物。基本指数B＝(CaO+MgO+Fe2O3)/(Al2O3+SiO2)通常是约0.6，比率C/S＝CaO/SiO2通常是0.4，含量用重量百分数表达。正如在2003年10月19-22日于大阪(日本)举行的″Worldwide ConferenceRefractories ECO Refractory For The Earth″上，Wang Zhe在the proceedings ofthe 8th Biennial UNITEC Congress发表的文章″Application of ZrO2 in high Cr2O3-->low cement castable refractories for Refuse Melter″中报道的，Wang Zhe研究了具有高的氧化铬和氧化铝含量、不含有氧化硅的产物的性状，其与用于焚化家庭或工业废物的熔炉内遇到的腐蚀性的炉渣相关。已经描述了，加入占全部组合物的3.2％到6.4％的立方晶形的高稳定化的氧化锆并不利于抵抗由上述公开物中引述的炉渣引起的溶解。然而，焚化熔炉炉渣与气化器中的炉渣大不相同，它们具有以下特性：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气化器内部的耐火衬里，所述的衬里具有至少一个烧结材料区域，按重量计，所述的烧结材料含有至少４５％的氧化铬（Ｃｒ↓［２］Ｏ↓［３］）和至少１％的氧化锆，至少２０％所述的氧化锆（ＺｒＯ↓［２］）稳定于立方晶形和／或二次晶形。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】FR 2005-3-15 05 025291.一种气化器内部的耐火衬里，所述的衬里具有至少一个烧结材料区域，按重量计，所述的烧结材料含有至少45％的氧化铬(Cr2O3)和至少1％的氧化锆，至少20％所述的氧化锆(ZrO2)稳定于立方晶形和/或二次晶形。2.根据权利要求1所述的耐火衬里，其特征在于：至少60％的所述氧化锆(ZrO2)稳定于立方晶形和/或二次晶形。3.根据权利要求1或2所述的耐火衬里，其特征在于：其包括至少一种掺杂剂，其使氧化锆稳定或不稳定，该掺杂剂选自：CaO，MgO，Y2O3和TiO2。4.根据权利要求3所述的耐火衬里，其特征在于：所述的掺杂剂是CaO。5.根据前述任一权利要求的耐火衬里，其特征在于：按重量计，所述氧化锆(ZrO2)的含量大于6％和/或小于7％。6.根据前述任一权利要求的耐火衬里，其特征在于：按重量计，所述氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂博皮埃尔保罗钱皮恩，克里斯琴克洛德希斯，弗朗西斯莱恩玛格丽特路易斯维莱莫科，
申请(专利权)人：圣戈班欧洲设计研究中心，
类型：发明
国别省市：FR[]