[发明专利]处理的耐火材料和制造方法

说明书

发明领域

本发明涉及耐火材料，更具体地，涉及用于减少渣渗透的处理的耐 火材料。

发明背景

在造渣煤气化器中，煤或焦炭在1300-1600℃下被部分氧化产生CO、 CO₂、H₂和H₂O的混合物(合成气)。煤一般包含不超过25wt％的无机材料， 其组合形成包含SiO₂、Al₂O₃、CaO和铁氧化物的低粘度熔渣。

气化器的壁用耐火材料作衬里，耐火材料一般由Cr₂O₃粒或Cr₂O₃和 Al₂O₃粒的混合物制备，形成为砖并烧结。耐火材料具有连接的孔结构并 且相当多孔。当渣沿气化器的壁流动时，其渗入到耐火材料中的孔内。 这种渗入通过晶粒溶解、晶粒底切和宏观破裂的组合引起耐火材料降解。

Kwong等的美国专利6815386公开了使用磷酸盐来减少Cr₂O₃-基耐火 材料中的渣渗透。磷化合物被应用于耐火材料或被添加到耐火材料的基 质粘合剂中并热处理形成磷酸盐。

需要改进的用于减少液态渣渗透的处理的耐火材料和改进的处理耐 火材料的方法。

发明概述

在一种实施方案中，处理的耐火材料包括具有布置在耐火材料孔内 的一种或多种保护材料的烧结多孔耐火材料，其中保护材料选自氧化铝、 氧化铬、二氧化硅、稀土氧化物、稀土锆酸盐、氧化钛、莫来石、氧化 锆、硅酸锆、氧化钇、氧化镁、氧化铁和它们的混合物。

在另一种实施方案中，制造处理的耐火材料的方法包括添加一种或 多种保护材料到多孔烧结耐火材料的孔内，其中保护材料选自氧化铝、 氧化铬、二氧化硅、稀土氧化物、稀土锆酸盐、氧化钛、莫来石、氧化 锆、硅酸锆、氧化钇、氧化镁、氧化铁和它们的混合物。

在另一种实施方案中，制造处理的耐火材料的方法包括混合耐火材 料和一种或多种保护材料并烧结所述混合物，其中保护材料选自二氧化 硅、稀土氧化物、稀土锆酸盐、氧化钛、莫来石、氧化锆、硅酸锆、氧 化钇、氧化镁、氧化铁和它们的混合物。

在另一种实施方案中，制造处理的耐火材料的方法包括混合耐火材 料和一种或多种保护材料前体并烧结混合物，其中前体材料为元素或化 合物形式，并包括选自硅、稀土元素、锆、钛、钇、镁、铁和其混合中 的元素。

各种实施方案相对廉价，并防止耐火材料的渣渗透和延长耐火材料 的服务寿命。

附图简述

图1显示了实施例1中描述的未处理砖和处理砖的渣渗透的XRF Si图。

图2显示了实施例1中描述的未处理砖和处理砖的渣渗透的XRF Fe图。

图3显示了实施例2-5中描述的未处理砖和处理砖的渣渗透的XRF Si 图。

图4显示了实施例6中描述的未处理和处理砖的横截面。

发明详述

单数形式“一”、“一个”和“这个”包括复数引用，除非上下文另 外清楚指明。描述相同特征的所有范围的端点可独立地组合并包括所述 的端点。本文引入所有参考文献作为参考。

与数量相连使用的修饰语“约”包括指明的值并具有上下文指示的 含义(例如，包括与具体数量的测量有关的误差范围)。

“任选的”或“任选地”指随后描述的事件或情况可能发生或可能不 发生，或随后指定的材料可能存在或可能不存在，并且描述包括事件或 情况发生或材料存在的情形，和事件或情况不发生或材料不存在的情形。

所用元素的氧化态可变化。一种氧化态的任何元素的氧化物的提及 包括所有存在氧化态的这种元素的氧化物。例如，氧化铈包括Ce₂O₃和 CeO₂，氧化铁包括FeO和Fe₂O₃，氧化铬包括Cr₂O₃和CrO。