專利名稱：高強(qiáng)度低導(dǎo)熱隔熱襯里材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種隔熱襯里材料，它適用于催化裂化反應(yīng)器，再生器隔熱襯里，以及有低度物料磨損的加熱爐爐襯。
煉油廠催化裂化裝置的催化反應(yīng)器和/或再生器均在700～900℃條件下運(yùn)行，為了提高熱工設(shè)備的能耗節(jié)約率，必須提高襯里材料的單位熱阻值;同時(shí)為了延長襯里材料的使用壽命，必須提高襯里材料的強(qiáng)度，所以，研制高強(qiáng)度低熱導(dǎo)熱隔熱襯里材料是很有價(jià)值的。美國專利US3341339提出的襯里材料是由熱脹多孔粘土顆粒、天然蘭晶石、鋁酸鈣水泥組成，由于所用的熱脹粘土顆粒的高溫收縮率過大(1200℃時(shí)體積變化高達(dá)15%)，為了減少混凝土的收縮率，只能加入價(jià)格昂貴的高溫時(shí)呈微脹的天然蘭晶石;美國專利US2516892中揭示的襯里材料是由礬土水泥，耐火材料、燒結(jié)熔融物組成，在沒有外加燒結(jié)熔融物的情況下冷壓強(qiáng)度很低，為了提高強(qiáng)度該專利采用了外加燒結(jié)熔融物(搪瓷質(zhì)或琺瑯質(zhì)熔融物)的方法，隨著燒結(jié)熔融物加入量的增多，強(qiáng)度會(huì)隨之增加，但導(dǎo)熱系數(shù)也會(huì)隨之提高，很難達(dá)到高強(qiáng)低導(dǎo)熱率的綜合性能;美國專利US2537218中提出的襯里材料是由鋁酸鈣水泥，破碎耐火磚、煅燒鋁礬土組成，在沒有煅燒鋁礬土的情況下，混凝土冷壓強(qiáng)度很低，該專利采用增加煅燒鋁礬土用量來提高混凝土強(qiáng)度，但專利資料表明隨著煅燒鋁礬土量的增加，強(qiáng)度雖能隨之提高，但材料的高溫重?zé)€變化會(huì)大幅度提高，影響襯里的使用壽命，而且導(dǎo)熱系數(shù)也會(huì)隨之提高，美國“RESCO公司”的隔熱層(牌號(hào)為“RS-9”)亦為水泥質(zhì)隔熱襯里，雖有較高的強(qiáng)度，815℃冷壓強(qiáng)度為99.7kg/cm2但它的導(dǎo)熱系數(shù)也很高，540℃時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)為0.602w/mk(0.536kcal/m.h.℃)1100℃時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)為0.701w/mk(0.624kcal/m.h.℃)。
本發(fā)明的目的是研制一種高強(qiáng)度、低導(dǎo)熱系數(shù)的襯里材料，以滿足煉油廠催化裂化裝置反應(yīng)器、再生器襯里和其它工業(yè)爐襯里的需要。
為了提高襯里材料的隔熱性能提高抗壓強(qiáng)度，本發(fā)明采用了空心球骨架，它具有高的抗壓強(qiáng)度和隔熱性能;另外，本發(fā)明加入的高強(qiáng)度粉料是由多種粒徑的顆粒所組成的粉料，這種粉料在凝土中不僅起填充材料縫隙作用，而且還起相當(dāng)部分的骨架作用;本發(fā)明在配制過程中還加入了適量的外加劑，以使水泥質(zhì)點(diǎn)的界面能降低，使內(nèi)部絮凝結(jié)構(gòu)被破壞，增大體系的分散性和流動(dòng)性。
本發(fā)明的特征是選擇礬土水泥為膠結(jié)劑，選擇多孔熟料或破碎的高鋁磚統(tǒng)料中粒徑大于或等于0.16mm的顆?；蚱榛蛩鼈兊幕旌衔餅楣羌懿牧?選擇礬土細(xì)粉或高鋁磚砂(統(tǒng)料中粒徑小于0.16mm的顆粒)、或SiO2細(xì)粉或它們的混合物為填加粉料，外加劑選擇萘磺酸鹽甲醛縮合物;將膠結(jié)劑，骨架材料、粉料、外加劑以一定的比例混合而成，配料組成如下(重量百分比組成)膠結(jié)劑 10～35%骨架材料 15～70%粉料 10～25%以上幾種組份之和應(yīng)為百分之百。
外加劑的加入量以膠結(jié)劑重量為百分之百計(jì)量外加劑(萘磺酸鹽甲醛縮合物) 0～2%施工時(shí)外加水量 18～25%本發(fā)明礬土水泥中Al2O3含量最好是45～55%，F(xiàn)e2O3≤2.5%。
本發(fā)明所選用的多孔熟料是由礬土熟料細(xì)粉，粘土等經(jīng)成型高溫煅燒而成，表面呈黃色硬殼，燒后Al2O3含量為30～40%，F(xiàn)eO3≤0.5%粒徑為3～10毫米。
本發(fā)明所選用的破碎高鋁磚統(tǒng)料中Al2O3含量最好是大于等于48%耐火度大于1750℃。
本發(fā)明所選用的漂珠的SiO2含量最好為45%～55%，Al2O3含量為30～35%。
本發(fā)明所選用的礬土微粉和SiO2微粉粒徑要求為小于等于0.088mm的顆粒占95%以上。
按照本發(fā)明配制的襯里材料，具有高強(qiáng)度，低導(dǎo)熱系數(shù)、高溫重?zé)途€變化性能，本發(fā)明易配制，成本低，按照本發(fā)明配制的襯里材料冷壓強(qiáng)度為150～170kg/cm2，冷折強(qiáng)度為20～30kg/cm2(815℃烘干冷卻測定)，重?zé)€變化值僅為-0.2～-0.3%，導(dǎo)熱系數(shù)540℃時(shí)為0.373kcal/m.h.℃，815℃時(shí)為0.381kcal/m.h.℃，1100℃時(shí)為0.397kcal/m.h.℃。用于某廠催化裂化裝置中，襯里總厚度為152mm，其中隔熱層為89mm，耐磨層為63mm，操作溫度850℃，測得外壁溫度為129.5℃(環(huán)境溫度19℃)，優(yōu)于美國“RS-9”襯里材料。
為了更好的說明本發(fā)明，舉下列實(shí)施例，但是，本發(fā)明的范圍并不僅僅局限于此。
實(shí)施例一在武漢石化總廠工業(yè)爐上試用，其中隔熱襯里材料組成如下(重量百分組成)礬土水泥(Al2O3含量45～55%，F(xiàn)e2O3含量小于2.5%)。 25%多孔熟料 23%(多孔熟料是由礬土熟料細(xì)粉、粘土經(jīng)成型高溫?zé)Y(jié)而成，表面呈淺黃色硬殼。Al2O3含量為30～40%。Fe2O3含量為不大于0.5%，粒徑3～10毫米)。
破碎高鋁磚統(tǒng)料 52%(破碎高鋁磚統(tǒng)料Al2O3含量48%。耐火度大于1750℃。其中粒度要求為大于或等于0.16mm的顆粒大于或等于57%，小于0.16mm的顆粒小于或等于43%)。
外加劑(萘磺酸鹽甲醛縮合物) 2%材料性能815℃冷壓強(qiáng)度為 140kg/cm，815℃冷析強(qiáng)度為 30kg/cm，導(dǎo)熱系數(shù)540℃時(shí)為 0.373kcal/m.n.℃815℃時(shí)為 0.381kcal/m.n.℃1100℃時(shí)為 0.397kcal/m.n.℃實(shí)施例二隔熱襯里材料組成如下(重量百分組成)
礬土水泥(Al2O3含量為45～55%，F(xiàn)e2O3含量小于2.5%) 15%破碎高鋁磚統(tǒng)料(Al2O3含量大于48%耐火度大于1750℃) 55%漂珠(SiO2含量為45～55%，Al2O3含量為30～35%) 15%礬土微粉(粒徑≤0.088的顆粒占95%以上) 10%二氧化硅微粉(粒徑≤0.088的顆粒占95%以上) 5%外加劑(萘磺酸鹽甲醛縮合物)1%(以膠結(jié)劑為百分之百計(jì)量)材料性能815℃冷壓強(qiáng)度為 170kg/cm權(quán)利要求
1.一種用作高強(qiáng)度、低導(dǎo)熱系數(shù)的隔熱組合物，其特征在于由膠結(jié)劑、骨架材料、粉料、外加劑等四部分組成；膠結(jié)劑為礬土水泥，用量為10～35%(重量)；骨架材料可為多孔熟料，也可為破碎的高鋁轉(zhuǎn)統(tǒng)料中粒徑大于或等于0.16mm的顆粒、或漂珠、或它們的混合物，其用量為15～70%(重量)；粉料可為礬土微粉、高鋁磚砂統(tǒng)料中粒徑小于0.16mm的顆粒、二氧化硅微粉或它們的混合物，其用量為10～25%(重量)，外加劑為萘磺酸鹽甲醛縮合物，其用量為0～2%(以膠結(jié)劑為百分之百計(jì)量)。
2.按照權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于礬土水泥中Al2O3的含量為45～55%，F(xiàn)e2O3小于等于2.5%。
3.按照權(quán)利要求所述的組合物，其特征在于多孔熟料是由礬土熟料細(xì)粉、粘土經(jīng)成型、高溫?zé)Y(jié)而成。
4.按照權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于破碎的高鋁磚統(tǒng)料的Al2O3含量大于48%耐火度為1750℃。
5.按照權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于漂珠的SiO2含量為45～55%。Al2O3含量為30～35%。
6.按照權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于礬土微粉和二氧化硅微粉的粒徑小于等于0.088mm的顆粒應(yīng)大于等于95%。
7.按照權(quán)利要求1、3所述的組合物，其特征在于多孔熟料的Al2O3含量為30～40%，F(xiàn)e2O3≤0.5%，粒徑為3～10毫米。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種隔熱襯里材料，它適用于做催化裂化反應(yīng)器再生器隔熱襯里以及有低度物料磨損的加熱爐爐襯。它是由膠結(jié)劑、骨架材料、粉料、外加劑等四部分組成，膠結(jié)劑為礬土水泥；骨架材料為多孔熟料、高鋁磚統(tǒng)料、漂珠；粉料為礬土微粉二氧化硅微粉等，本材料在能滿足抗低度物料磨損強(qiáng)度前提下，提供了最低的導(dǎo)熱系數(shù)值，本材料易配制，成本低，施工簡便。
文檔編號(hào)C04B35/66GK1059329SQ9010722
公開日1992年3月11日 申請(qǐng)日期1990年8月31日 優(yōu)先權(quán)日1990年8月31日
發(fā)明者華澤, 李為杜, 顏惠瑾, 馬一平, 梁尊義, 汪秀蘭, 嵇瑞祥, 錢佘大 申請(qǐng)人:中國石油化工總公司, 中國石油化工總公司北京設(shè)計(jì)院, 同濟(jì)大學(xué), 宜興市不定型耐火材料廠