用于焦炉密闭修复的硅溶胶结合压入料及制备方法与流程

文档序号:25543988发布日期:2021-06-18 20:41

本发明涉及焦炉长寿用耐火材料技术领域,尤其涉及一种用于焦炉密闭修复的硅溶胶结合压入料及制备方法。



背景技术:

近年来,随着环保形势的日益严峻,环境污染问题已逐渐引起社会各界广泛的关注,减少污染排放,实现清洁生产已成为当前焦化企业生产管理中的重要内容。

由于焦炉烟气中含有大量的高温粉尘颗粒和有毒有害气体等污染物,因此在焦炉生产中,冒烟是其生产中污染排放的重要来源之一。而由于烘炉孔不严密、在焦炉开工初期炉墙砖缝或烘炉干燥孔不够严密、炉体不合理的膨胀或收缩、生产中急冷急热形成的热应力使炉墙砖产生裂纹、炉门打开时间较长使砖缝中残留的石墨被烧掉等因素都会使得焦炉的密封性变差,造成焦炉本体或炉墙串漏,荒煤气经过缝隙进入立火道,经不完全燃烧进入烟囱排出,从而导致焦炉冒黑烟甚至黄烟问题的出现。这不仅会污染焦炉周边环境,还会烧毁焦炉护炉铁件,导致焦炉炉体出现损毁情况。因此,对焦炉生产中冒烟问题进行分析处理,提高焦炉密闭性,成为焦炉生产中技术人员面临的重要问题。目前主要是通过在生产中加强对焦炉的检修维护、清扫及对集气关压力的控制等方式来提高焦炉的密闭性,从而减少冒烟的发生,但是不能从更本上解决问题。而利用压入料良好的流动性能,对焦炉炉墙、炉门等部位进行灌浆压入从而封闭焦炉在生产中由于各种原因形成的缝隙是提高焦炉密闭性的重要手段,也必将成为新建焦炉和焦炉日常维护工作中的必要环节之一。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于焦炉密闭修复的硅溶胶结合压入料及制备方法,本压入料通过灌浆压入的方式压入焦炉炉门、炉墙的缝隙中,有效提高焦炉的密闭性能,减少甚至避免在焦炉生产中冒烟,提高焦炉炉体和护炉铁件的寿命,增加化工产品和焦炉煤气的回收率,减少焦炉生产过程检修维护作业,实现焦炉清洁生产。

为解决上述技术问题,本发明用于焦炉密闭修复的硅溶胶结合压入料包括以下质量百分含量组分,石英砂70~85%,白泥5~15%,α-al2o3微粉0~6%,膨润土1~5%,二氧化硅微粉1~5%,蓝晶石粉2~10%,蛭石0.5~2%,外加硅溶胶20~30%。

进一步,所述石英砂包括粒径20~40目的石英砂15~25%、粒径40~80目的石英砂20~35%、粒径180目的石英砂15~25%。

进一步,所述白泥的粒径≤2μm,白泥中na2o+k2o≤0.25%。

进一步,所述α-al2o3微粉中的al2o3含量≥99%、粒径≤2μm。

进一步,所述二氧化硅微粉中的sio2含量大于97%,平均粒径为0.2~0.3μm,比表面积大于19.2m2/g。

进一步,所述蓝晶石粉的粒径为100目。

进一步,所述硅溶胶的浓度≥30%,硅溶胶中na2o含量为0.25%,ph值为9~10。

进一步,所述蛭石的粒度为100目。

一种上述用于焦炉密闭修复的硅溶胶结合压入料的制备方法,将石英砂、白泥、α-al2o3微粉、膨润土、二氧化硅微粉、蓝晶石粉和蛭石按质量百分含量组分称取后混合搅拌均匀,加入硅溶胶在搅拌机中搅拌而成。

由于本发明用于焦炉密闭修复的硅溶胶结合压入料及制备方法采用了上述技术方案,即本压入料包括按一定质量百分含量组分的石英砂、白泥、α-al2o3微粉、膨润土、二氧化硅微粉、蓝晶石粉以及蛭石,外加硅溶胶;本方法按质量百分含量称取组分后混合搅拌均匀,加入硅溶胶在搅拌机中搅拌而成。本压入料通过灌浆压入的方式压入焦炉炉门、炉墙的缝隙中,有效提高焦炉的密闭性能,减少甚至避免在焦炉生产中冒烟,提高焦炉炉体和护炉铁件的寿命,增加化工产品和焦炉煤气的回收率,减少焦炉生产过程检修维护作业,实现焦炉清洁生产。

具体实施方式

本发明用于焦炉密闭修复的硅溶胶结合压入料包括以下质量百分含量组分,石英砂70~85%,白泥5~15%,α-al2o3微粉0~6%,膨润土1~5%,二氧化硅微粉1~5%,蓝晶石粉2~10%,蛭石0.5~2%,外加硅溶胶20~30%。

优选的,所述石英砂包括粒径20~40目的石英砂15~25%、粒径40~80目的石英砂20~35%、粒径180目的石英砂15~25%。

优选的,所述白泥的粒径≤2μm,白泥中na2o+k2o≤0.25%。

优选的,所述α-al2o3微粉中的al2o3含量≥99%、粒径≤2μm。

优选的,所述二氧化硅微粉中的sio2含量大于97%,平均粒径为0.2~0.3μm,比表面积大于19.2m2/g。

优选的,所述蓝晶石粉的粒径为100目。

优选的,所述硅溶胶的浓度≥30%,硅溶胶中na2o含量为0.25%,ph值为9~10。

优选的,所述蛭石的粒度为100目。

一种上述用于焦炉密闭修复的硅溶胶结合压入料的制备方法,将石英砂、白泥、α-al2o3微粉、膨润土、二氧化硅微粉、蓝晶石粉和蛭石按质量百分含量组分称取后混合搅拌均匀,加入硅溶胶在搅拌机中搅拌而成。

实例1:

按质量百分含量将76%的1~0.088mm石英砂、8%的粒径≤2μm的白泥、4%的膨润土、2%的二氧化硅微粉、9%的蓝晶石粉及1%的蛭石粉混合均匀后,外加浓度为40%的30%硅溶胶在搅拌机中搅拌6分钟,制得流动值为180的压入料;经180℃热处理后,试样的体积密度为2.02g/cm3,气孔率为24.0%,耐压强度为2.6mpa;经1200℃热处理后,试样的体积密度为1.94g/cm3,气孔率为26.5%,耐压强度为6.5mpa,线变化率为0.54%的焦炉密闭修复用硅溶胶结合压入料。

实例2:

按质量百分含量将76%的1~0.088mm石英砂、8%的粒径≤2μm的白泥、4%的膨润土、2%的二氧化硅微粉、4%的蓝晶石粉、5%的α-al2o3微粉及1%的蛭石粉混合均匀后,外加浓度为30%的25%硅溶胶在搅拌机中搅拌6分钟,制得流动值为200的压入料;经180℃热处理后,试样的体积密度为2.08g/cm3,气孔率为23.2%,耐压强度为3.5mpa;经1200℃热处理后,试样的体积密度为1.97g/cm3,气孔率为25.8%,耐压强度为9.1mpa,线变化率为0.32%的焦炉密闭修复用硅溶胶结合压入料。

实例3:

按质量百分含量将76%的1~0.088mm石英砂、8%的粒径≤2μm的白泥、4%的膨润土、5%的二氧化硅微粉、4%的蓝晶石粉、2%的α-al2o3微粉及1%的蛭石粉混合均匀后,外加浓度为30%的25%硅溶胶在搅拌机中搅拌6分钟,制得流动值为205的压入料;经180℃热处理后,试样的体积密度为2.06g/cm3,气孔率为23.4%,耐压强度为3.2mpa;经1200℃热处理后,试样的体积密度为1.96g/cm3,气孔率为26.0%,耐压强度为8.5mpa,线变化率为0.38%的焦炉密闭修复用硅溶胶结合压入料。

本压入料将不同粒径的石英砂与α-al2o3微粉、白泥、膨润土、二氧化硅微粉、蓝晶石细粉、蛭石粉和硅溶胶按比例在搅拌机中混合均匀而制得流动值性能良好的焦炉密闭修复用压入料。本压入料以硅溶胶为结合剂,从生产、施工到应用中不产生有害气体,实现最低程度的污染,环保性能好。由于硅溶胶中纳米sio2的引入,在压入料基质中产生并促进其它原料的莫来石化反应,大大降低了压入料的烧结温度,提高了压入料的烧结性能,提高了压入料的抗热震性和中温强度,且在中低温烘烤时不产生有害气体,环保性能好。同时压入料中加入适量的蛭石,一方面由于蛭石良好的吸水性,促进了硅溶胶的凝胶化过程,从而提高了压入料的低温强度;另一方面,在加热过程中,蛭石层间吸附的水分变成蒸汽产生压力,使蛭石的层状结构分裂,从而产生膨胀,抵消压入料由于烧结产生的收缩,使得压入料在高温使用中处于微膨胀的状态,从而避免二次裂纹的形成,改善密闭修复效果,提高焦化厂的经济效益。

本压入料的各项技术指标按照国家标准进行检验,其流动值为170~210,经180℃热处理后,试样的体积密度为2.0~2.1g/cm3,气孔率为23~25%,耐压强度为2~4mpa;经1200℃热处理后,试样的体积密度为1.9~2.0g/cm3,气孔率为25~27%,耐压强度为5~10mpa,线变化率为0.2~0.6%,完全适用于焦炉的密闭修复。

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