德士古气化炉耐火砖寿命损耗模式分析

通过对德士古水煤浆加压气化炉用Cr2O3-Al2O3-ZrO2耐火砖损伤模式分析，认为耐火砖的损伤分为块状剥离、烧蚀损坏、冲蚀损坏和机械物理损坏。经过渭化几年的反复试验、技术改进，现在采用河南洛阳耐火砖材料研究院生产的国产Cr2O3-Al2O3-ZrO2耐火砖，使气化炉耐火砖的使用寿命，从原设计的8000h提高到23000h。     

煤灰渣在Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖表面润湿与渗入行为的研究

将灰分(w)为6.81%,挥发分(w)为32.68%的煤制成煤灰后,压成圆柱形的煤灰柱放在Cr2O3(w)含量约为90%的Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖上,再推入管式加热炉中,在Ar气氛下,通过升温试验(升温至1200℃)和保温试验(升温至1165℃保温20min),考察了煤灰渣在Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖表面的润湿与渗入行为。结果表明无论是升温试验还是保温试验,煤灰柱的变化过程完全一致,都经历了变形、熔融和润湿等一系列的变化。对升温试验过程中煤灰柱变化的观察和照片的处理结果均表明煤灰柱在1100℃时局部凹进去形成不规则形状;在1165℃时煤灰完全熔化,煤灰柱变成半球形;在1180℃时接触角<90°,煤灰渣开始在Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖表面发生润湿。对升温试验后的Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖表面和渣表面的化学组成分析表明有大量Fe堆积在煤灰渣与Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖表面接触处,而邻近处几乎没有发现Fe,可能是由于Fe与Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖中的一些组分形成了某种晶相,使得Fe很难进入Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖;接近煤灰渣的Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖表面组成中出现了Ca,说明熔融灰渣中的Ca渗入Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖;同时,煤灰渣中出现了Cr,表明在熔融灰渣渗入Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖的同时,砖中的Cr也熔入了熔渣中。     

德士古气化炉备炉、投料、停车各阶段操作要点

结合陕西渭河煤化工集团有限责任公司水煤浆加压气化装置的运行实际,阐述德士古气化炉备炉、投料、停车各阶段的操作要点和注意事项。     

水煤浆加压气化炉耐火衬里延长使用寿命探讨

水煤浆气化炉耐火衬里的使用寿命直接决定着气化炉的长周期高效运行,本文从水煤浆加压气化炉的工作环境及对耐火材料的要求、耐火砖损毁机理、耐火衬里结构等方面进行阐述,对提高气化炉向火面铬铝锆砖寿命的措施进行探讨,旨在提高水煤浆加压气化炉耐火砖的使用寿命.     

危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖抗渣侵蚀性及六价铬形成研究

Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖具有较优良的抗渣侵蚀性能和力学性能,被作为内衬材料应用于危废垃圾焚烧炉.然而,危废垃圾来源广,成分复杂,其焚烧所产生的渣对砖的侵蚀程度及机理也必然不同.此外,砖中的Cr2O3在高温下可能氧化为含Cr(Ⅵ)的有害物质.为此,通过静态抗渣实验研究了四种不同组成危废灰渣对Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的侵蚀过程及机理,并通过浸出实验研究了熔渣对砖中Cr(Ⅵ)形成的影响.结果 表明:不同渣对Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的侵蚀程度及机理各不相同.高钙渣A侵蚀过程中,生成了高熔点的CA6、Ca2Al2SiO7和Ca2SiO4相,在一定程度上减缓了渣的侵蚀速度,砖体表现出最好的抗侵蚀性.高铁渣D侵蚀过程中生成熔点较低的CaFe2O4相,加之砖中Al2O3在Fe2O3-SiO2渣中的溶解度较高,因此高铁渣D对砖体的侵蚀程度最严重.高硅渣B和C侵蚀过程中主要生成钙铝黄长石新相,渣对砖体的侵蚀程度居中.不同的渣侵蚀后,渗透层中的Cr(Ⅵ)含量均增加,且渣的组成对Cr(Ⅵ)含量影响较大.由于CaO能显著促进Cr(Ⅲ)氧化为Cr(Ⅵ),高钙渣A侵蚀后,渗透层中的Cr(Ⅵ)含量最高,为84.7 mg/kg.SiO2可优先与CaO和Na2O等碱金属氧化物反应生成稳定化合物,高硅渣B和C侵蚀后,渗透层中的Cr(Ⅵ)含量较低,分别为9.9 mg/kg和13.6 mg/kg.对于高铁渣D,浸出过程会有含Cr(Ⅵ)的水化相(3CaO· Al2O3·CaCrO4·nH2O)形成,降低了Cr(Ⅵ)的浸出能力.     

Cr2O3-Al2O3-ZrO2高铬制品

介绍了Cr2O3-Al2O3-ZrO2制品的组成及各组成的作用、烧成气氛、制品的显微结构特征和性能指标.着重论述了影响制品性能的烧成工艺和以电熔、烧结两种Cr2O3颗粒生产的Cr2O3-Al2O3-ZrO2制品的显微结构差异,表明在还原气氛下烧成的Cr2O3-Al2O3-ZrO2制品性能优良,而采用电熔Cr2O3料生产的Cr2O3-Al2O3-ZrO2制品性能优于使用烧结Cr2O3料生产的.     

水煤浆加压气化炉用高铬砖的优化

通过调整高铬砖中α-Al2O3微粉粒度分布和Cr2O3微粉的加入量,对水煤浆加压气化炉用高铬砖进行性能优化。结果表明,优化后的高铬砖显气孔率明显降低,抗热震性和抗侵蚀性显著提高。     

环境气氛对煤灰在Al2O3-Cr2O3-ZrO2材料上结渣的影响

以白刚玉、℃-Al2O3粉、锆英石和氧化铬为主要原料,在200 MPa油压机上压制成50 mm×50 mm×5 mm的试样,在空气气氛中于1 500 ℃煅烧5 h,制得Al2O3-Cr2O3-ZrO2试样.将0.6 g变形温度约为1 120℃的云贵煤灰平铺在Al2O3-Cr2O3-ZrO2试样上,然后放入马弗炉中分别在空气和弱还原性气氛下于1 250℃煅烧5 h,随炉冷却后观察煤灰在Al2O3-Cr2O3-ZrO2试样上的结渣情况,并进行SEM及EDS分析.结果表明:在弱还原气氛条件下,煤灰在Al2O3-Cr2O3-ZrO2上的结渣非常致密;而在空气气氛条件下,煤灰与Al2O3-Cr2O3-ZrO2材料间的粘接比较疏松,两者间没有明显的相互渗透.     

Cr2O3-ZrO2材料的烧结及抗热震性研究

应用复合覆盖剂方法研究了Cr2O3-ZrO2材料在还原性气氛下的烧结和抗热震性.结果发现Cr2O3-ZrO2材料的烧结完全取决于Cr2O3的烧结;Cr2O3和ZrO2构成复合材料之后,可使其抗热震性明显提高.     

不锈钢表面SiO2-ZrO2-Al2O3-Cr2O3陶瓷涂层性能的研究

将氧氯化锆、正硅酸乙脂、无水乙醇3种物质按物质的量比135放进烧杯搅拌均匀后,再放进微波炉加热10s取出,得到SiO2-ZrO2溶胶。然后,将100mL氨水、50mL硝酸铝溶液和50mL硝酸铬溶液混合均匀后,放进微波炉加热1min后取出,即制得Al2O3-Cr2O3溶胶。取SiO2-ZrO2溶胶和Al2O3-Cr2O3溶胶按n(SiO2)n(ZrO2)n(Al2O3)n(Cr2O3)=6211混合,搅拌2h,得到SiO2-ZrO2-Al2O3-Cr2O3复合溶胶。将打磨、除锈、除油处理后的不锈钢基体浸入SiO2-ZrO2-Al2O3-Cr2O3溶胶一定时间后,以浸渍提拉法得到均匀的溶胶涂层,真空干燥48h,经700℃热处理1h后便可得到SiO2-ZrO2-Al2O3-Cr2O3复合陶瓷涂层。采用XRD、IR和SEM对不同条件热处理的复合陶瓷涂层的物相组成、表面形貌进行分析,并对复合陶瓷涂层的性能进行了研究。结果表明(1)SiO2-ZrO2-Al2O3-Cr2O3复合溶胶热处理后为非晶态材料,且在凝胶中形成了三维的硅氧四面体网络骨架;(2)涂层试样不出现龟裂或脱落的循环次数(900℃,空冷)在15~30次范围内,涂层的抗热震性较好;(3)在700℃热处理1h条件下,涂层单位面积的质量损失最小,具有较好的抗腐蚀性;(4)有涂层试样较无涂层试样的氧化速率低,且以3次涂膜的氧化速率最低;涂层由粒径为2~3μm左右的微粒组成,涂层较致密,抗氧化性较好;(5)有涂层试样的耐磨性均优于无涂层试样,有涂层试样的以3次涂膜的耐磨性最好。     

锆英石对铝铬锆砖抗侵蚀性能及六价铬形成的影响

铝铬锆砖因具有优异的抗渣侵蚀性能,被作为炉衬材料广泛应用于工作环境恶劣的危废焚烧炉。然而,铝铬锆砖在制备和服役过程中可能形成有毒的水溶性Cr(VI),相关研究工作却未见报道。本研究分别以单斜氧化锆和锆英石为氧化锆源制备了两种铝铬锆砖,研究了铝铬锆砖在四种不同组成危废焚烧炉渣中的侵蚀行为及熔渣侵蚀前后砖中Cr(VI)的含量。结果表明,锆英石高温下分解形成单斜氧化锆和无定形的二氧化硅,促进化学稳定性较好的(Al,Cr)₂O₃固溶体的形成,提高了铝铬锆砖的致密化程度,同时改善了铝铬锆砖的抗渣侵蚀性能。此外,生成的二氧化硅可以还原砖中Cr(VI)化合物,降低铝铬锆砖中的Cr(VI)含量。熔渣侵蚀后,铝铬锆砖渗透层中Cr(VI)含量与熔渣成分密切相关。在被高碱性氧化物含量的熔渣侵蚀后,铝铬锆砖渗透层中的Cr(VI)含量较高,但锆英石作为氧化锆源的铝铬锆砖在不同熔渣中侵蚀前后的原砖层和渗透层内的Cr(VI)含量均低于欧盟限制标准。     

载体焙烧温度对Ni/SiO2-Al2O3催化剂稳定性的影响

为了获得高水热稳定的负载Ni催化剂,延长催化剂在含水液相体系中的使用寿命,以不同温度焙烧的SiO₂-Al₂O₃为载体,采用浸渍法制备Ni/SiO₂-Al₂O₃催化剂,通过吡啶-原位傅立叶变换红外光谱、X射线衍射、NH₃-程序升温脱附和H₂-程序升温还原等方法进行表征,以水相1,4-丁炔二醇加氢为探针反应,研究载体焙烧温度对Ni/SiO₂-Al₂O₃催化剂催化加氢性能及含水体系中稳定性的影响。结果表明,在(400~800) ℃,随着载体焙烧温度升高,活性组分Ni存在状态及催化剂加氢活性变化较小,但催化剂的水热稳定性下降,造成这一现象的原因是随着载体焙烧温度升高,载体表面SiO₂聚集,暴露的Al³⁺增加,载体水合程度增大。载体焙烧温度400 ℃时,Ni/SiO₂-Al₂O₃催化剂表现出最佳的水热稳定性。     

Cs2O/Al2O3-ZrO2催化剂的制备及催化性能研究

本文采用醇盐-凝胶溶胶法制备Al2O3-ZrO2催化剂复合载体,并通过超声浸渍法制备Cs2O/Al2O3-ZrO2催化剂。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)等技术考察了复合载体对催化剂的晶相结构、表面形貌的影响;并以甲醛和醋酸甲酯合成丙烯酸甲酯反应为探针,讨论了单一载体及铝锆比不同的复合载体催化剂的催化活性。实验结果表明:经过500℃煅烧的催化剂具有良好的晶形;材料具有蜂窝状孔道,具有良好的通透性;Cs的负载量为4.42%;当mAl2O3∶mZrO2=1∶0.25时,所得催化剂的活性最高,收率达到14.76%。     

Al2O3-ZrO2负载Ni2P催化剂加氢脱硫脱氮活性

采用浸渍-沉淀法制备Al2O3-ZrO2复合氧化物,通过程序升温还原法制备Ni2P/Al2O3-ZrO2催化剂。运用X射线衍射、N2吸附-脱附、X射线光电子能谱技术对载体和催化剂进行表征,并以噻吩加氢脱硫、吡啶加氢脱氮反应为探针考察复合氧化物对Ni2P催化剂加氢活性的影响。结果表明,在Al2O3表面引入少量ZrO2,既保持了γ-Al2O3大比表面积的结构优势,又减少了P或Ni与Al2O3表面的接触,促进Ni2P的形成。载体中ZrO2质量分数20%的Ni2P/Al2O3-ZrO2催化剂活性最高,载体焙烧温度过高会导致催化剂活性下降。     

Cr2O3对矾土基喷涂料性能的影响

以铝矾土为主要原料,铝酸钙水泥、硅微粉为结合系统,分别研究了不同添加量的Cr2O3对矾土基喷涂料性能的影响。试样自然干燥24h脱模后,再经110℃烘干24h,分别于1000℃、1300℃和1500℃热处理3h。检测各温度热处理后试样的线变化率、体积密度、抗折强度、耐压强度以及试样的热膨胀系数、耐磨性能和抗热震性能。结果表明,在矾土基喷涂料中添加Cr2O3不利于提高材料的低温和中温强度,但利于提高材料的高温强度;在矾土基喷涂料中添加Cr2O3不能提高材料的耐磨性能;试样中添加Cr2O3后增大了试样的热膨胀系数。添加适量的Cr2O3可提高试样的抗热震性能;过量的添加Cr2O3会对试样的抗热震性产生负面的影响。     

凝胶结合Al_2O_3-ZrO_2复相陶瓷性能研究

研究了凝胶结合剂对Al2O3-ZrO2二元复相陶瓷性能的影响。实验以ZrOCl2.8H2O和AlCl3.6H2O为原料,通过一定的工艺分别制得Zr(OH)4和Al(OH)3溶胶,将两种溶胶强制搅拌混合、静置水洗得到凝胶,凝胶经醇水交换、干燥、研磨和煅烧制得Al2O3-ZrO2复合粉。将凝胶按照一定的比例加入到Al2O3-ZrO2复合粉中混合后半干压成型,分别在1630℃、1650℃、1780℃、1800℃下保温3小时烧成并测定其性能。结果表明:当凝胶结合剂的添加量为15%时,烧成温度大幅度降低至1650℃,此时试样有最佳力学性能和抗热震性能,试样的显气孔率为3.7%,体积密度为4.53g/cm3,耐压强度达到488Mpa,抗热震次数4次。     

金属Al-Si结合Al2O3-C滑板的性能和使用

自主研制开发了节能型低碳金属Al-Si结合Al2O3-C滑板,其工艺特点是低温烧成,产品特性是低碳,与常用的Al2O3-C和Al2O3-ZrO2-C滑板相比,具有较高的热态强度,较好的抗热震性和抗氧化性。经大中型钢包的批量使用表明,其连续使用次数是高温烧成Al2O3-C滑板的两倍,与Al2O3-ZrO2-C滑板相当,用后滑板扩孔均匀,拉毛较少,裂纹微细。经残砖分析,认为金属Al-Si结合Al2O3-C滑板使用时的损毁过程可能是:表面工作层的非氧化物首先被氧化,导致结构疏松,强度降低,在铸孔处由高温钢水冲刷引起铸孔扩大,在滑动面处因机械摩擦造成滑动面拉毛。     

太阳能热发电用氧化铝基复相陶瓷抗热震性及EPMA分析

为了提高Al2O3陶瓷的抗热震性及强度,在Al2O3基陶瓷中添加SiC、nano-ZrO2+SiC,利用无压烧结工艺,制备了用于太阳能热发电的Al2O3-SiC及Al2O3-ZrO2(3Y)-SiC复相陶瓷。材料的EPMA分析结果表明:样品中ZrO2颗粒在室温下为以亚稳四方相存在,在裂纹尖端应力场的作用下,ZrO2粒子发生四方相→单斜相的相变吸收能量,从而提高了材料强度及断裂韧性;原料中的部分SiC颗粒发生氧化反应,反应生成莫来石,针棒状莫来石形成桥连结构,阻止热震情况下产生的微裂纹发展成危险裂纹,从而提高材料抗热震性。SEM研究显示,SiC晶粒在外力作用下发生穿晶断裂、被拔出及桥结作用。