[发明专利]转化器烟气炉道的耐火插入件的保持机构

说明书

提供一种耐火插入件，包括主体部和机械配合构件，该主体部具有限定第一侧壁的第一表面、限定第二侧壁的相对的第二表面以及分隔第一表面和第二表面的外周表面，机械配合构件设置在其外周表面的至少一部分上。机械配合构件包括保持机构，其用于控制和保持与其相连的相应配合构件的位置。

本申请要求2017年4月14日提出的美国临时申请No.62/485526的35USC§119(a) -(d)的权益，上述申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于包括耐火插入件的耐火块和耐火块组件的那些耐火插入件的保持机构，用于与氢转化炉的耐火炉道(也称为转化烟气炉道)一起使用，其用在蒸汽甲烷转化过程中。更具体地，本发明提供了一种用于耐火插入件的改进的保持机构，这些耐火插入件安装在耐火块中以控制工艺参数，例如提供改进的气流控制。耐火插入件和包括那些耐火插入件的耐火块组件可以与任何耐火炉道或阵列中的任何常规耐火块一起使用，但优选地与不使用砂浆建造的轻质的、独立的炉道结构一起使用，其更好地承受氢转化器的应用，并且其包括具有比以前使用的更加机械坚固的设计并由更高性能材料制成的耐火部件。

背景技术

耐火孔插入件(或者称为耐火插入件)用于初级转化器烟气炉道系统以建立最终孔径，通过该最终孔径将烟气从炉室或辐射区域引导到转化器的热回收区段或对流区域。PCT/US16/61307中提供了这种耐火插入件的完整描述，其通过引用并入本文。

现有技术的耐火孔插入件是圆形的，直径范围为3至6英寸，并装入侧壁的耐火块中的相应孔中。耐火插入件的周边具有连续的周向槽，在组装时该周向槽接合该块的孔的内侧壁中的凸耳。该周向槽的壁的部段被省略，以允许插入件从任意侧轴向地通过侧壁的块的孔中的凸耳。一旦凸耳靠近耐火孔插入件的周向槽的轴向中心，耐火插入件就被旋转以将凸耳捕捉在周向槽中。然后防止插入件在侧块孔中轴向平移大于凸耳和槽之间的轴向间隙的量。周向槽的壁和凸耳之间的轴向间隙允许旋转范围为0.040″至0.070″。砂浆和/或陶瓷纤维垫圈用于防止孔插入件旋转到凸耳可以穿过周向槽的壁中的省略部段的点，从而允许插入件从块的孔中移出。

然而，应当注意，来自烟气流的压降在耐火孔插入件上施加轴向力，从而将其推出该块的孔。然而，仅仅依靠砂浆和/或陶瓷纤维来防止过度旋转到耐火孔插入件可以轴向通过凸耳的点是有问题的。另外，一些终端用户反对使用砂浆和/或陶瓷纤维用于此目的。在任何一种情况下，一个或多个孔插入件的损失严重损害系统性能。因此，需要一种额外的方法来防止与安装在耐火块的孔中的耐火插入件有关的不必要的旋转和轴向位移。

发明内容

根据本发明的耐火插入件可以与任何炉道系统的任何块中的任何开口/通孔位置结合使用。这提供了一种模块化系统，并允许在块(砖)的开口(通孔)的表面上提供通用耐火插入件配合凸耳，上述开口可以在炉道里的任何位置与任何类型的耐火插入构件结合使用。这种灵活性允许终端用户以他们认为必要的任何方式修改耐火插入件的安装，这取决于他们可能面临的特定加工问题。

迄今为止，现有技术不包括这样的耐火插入件：其可容易地安装在(一个或多个)由终端用户所希望的任何位置中的任何块中的开口中的任何普遍适用，并且在不使用砂浆的情况下牢固固定在适当的位置，以任何特定类型的应用所需的任何方式控制流动动态。

因此，本发明的目的是提供具有改进的保持机构的耐火插入件，用于与任何炉道结构的耐火块一起使用，但优选地不使用砂浆建造的轻质的、独立的炉道结构一起使用，其使用更高性能材料制成的更加机械坚固的耐火材料部件更好地承受氢转化器的应用。更具体地，本发明的目的是通过提供安装在耐火块的开口中的一个或多个耐火插入件以在这样的炉道系统中提供耐火块组件来控制加工条件(例如气流条件)来克服现有技术的缺点，并且其在遇到压降时不会发生位移或损失。