Anwendung von Siliziumkarbid-Zuschlagstoffen in den wassergekühlten Wänden von Gaskochern in der Kohlechemieindustrie

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Anwendung von Siliziumkarbid-Zusätzen an den wassergekühlten Wänden von Gaskochern in der Kohlechemie – Zusammenfassung； Der Artikel beschreibt die Bauweise sowie die Eigenschaften der wassergekühlten Wände in Gasifizierungsöfen ； Es wurden der Schmelzpunkt des Kohlenasches, seine Viskosität, die Temperatur im Ofenraum, der Aschengehalt sowie der Einfluss von feuerfesten Zuschlägen auf das Ablagerungsverhalten an den wassergekühlten Wänden analysiert. Durch die Zugabe von Cr2O3 kann die Widerstandsfähigkeit des Siliziumkarbid-Massestoffs gegen die Erosion durch Kohlenstaub an den wassergekühlten Wänden verbessert werden. Durch die Zugabe des Feuchtigkeitsentziehers CHC-3 verkürzt sich die Trocknungszeit und die Trocknungstemperatur sinkt. Das Stampfmaterial des SiC-Al2O3-Cr2O3-Systems trägt dazu bei, dass sich Schlacke an den wassergekühlten Wänden ablagert, und hat somit die Wirkung, die Schlacke zu schützen. Die Kohlechemie ist ein wichtiger Weg zur sauberen und effizienten Nutzung von Kohle. Durch chemische Prozesse bei hohen Temperaturen und hohem Druck werden kohlenhaltige Rohstoffe in CO und H2 umgewandelt. Diese Stoffe werden wiederum in der Herstellung von Ammoniak, Methanol, Wasserstoff aus Kohle sowie bei der Erzeugung von Olefinen eingesetzt. Im Zentrum des Gassierungsprozesses steht das Gassierungsgerät. Ein Verdampfer für chemische Reaktionen unter hohen Temperaturen und hohem Druck. Es gibt mehr als 10 Arten von Vergasungsöfen. Je nach Form des Rohstoffs lassen sie sich in zwei Kategorien einteilen ； Staubgas-Gasifizierer und Wasserkohle-Slurry-Gasifizierer. Je nach Struktur der Einhausung des Vergasungsofens kann man zwischen einer Struktur aus feuerfesten Ziegeln, wie sie bei Texaco verwendet wird, und einer Struktur mit wassergekühlten Wänden, wie sie bei Shell verwendet wird, unterscheiden. Shell, Texaco 1. Eigenschaften der wassergekühlten Wand des Verdampfers ； Kohlenstaub und Sauerstoff reagieren im Brennraum des Gasifizierungsöfens; die Temperatur liegt bei etwa 1400 °C bis 1600 °C, der Betriebsdruck bei etwa 4,0 MPa. Die wassergekühlte Wand des Vergasers ist in drei Teile unterteilt: die Hauptwasserkühlwand, die obere Spiralrohranordnung und die Ascheloz-Rohranordnung. Innenbeschichtung der Wasserkühlwände. Die Wasserkühlwände sowie die Abkühlkammern bestehen aus hitzebeständigem Niedriglegierungsstahl. Auf der Feuerrichtung der Wasserkühlwände sind hitzebeständige Stahlnägel sowie eine 20 mm dicke Schutzschicht aus Siliziumkarbid angebracht. Durch den Schutz durch Siliziumkarbid sowie die anschließend entstehende feste Schlackeschicht liegt die Temperatur des Wassers in den Wassertanks der wassergekühlten Wände bei etwa 270 °C. Es gibt 2 Arten der Anordnung der Wasserrohre in der Wasserkühlwand ； Rohrformig ； Wie die Shell Sehll-Vier-Düsen – der Synthesegasstrom strömt nach oben aus dem Ofen ； ; Koilenförmige Raumfahrtöfen mit einziger Düse, Synthesegas tritt nach unten aus dem Ofen aus. Die Wasserkühlwände bestehen aus vollständig abgeschlossenen, vertikalen Rohren (Spiralrohren). Die Wandtemperatur liegt etwa 110 °C niedriger als bei Gaskochern mit Wänden aus Feuerfestziegeln. Dadurch wird die Wärmeabgabe der ursprünglichen Feuerfestziegelwände in Dampf umgewandelt – dadurch ist die Effizienz des Gaskochers höher. Die Temperatur der Ofenwände wird nicht höher sein als die Temperatur der wassergekühlten Wände, daher besteht kein Problem mit einer Überhitzung der Ofenwände. Im Vergleich zu Gasifizierern mit Wänden aus wassergekühlten Materialien weisen Gasifizierer mit Strukturen aus feuerfesten Ziegeln geringere Anfangsinvestitionen auf, eine längere Nutzungsdauer, niedrigere Wartungskosten. Zudem benötigt das Aufheizen des Ofens nur etwa 5 Tage – die wirtschaftlichen Vorteile sind somit deutlich. In den letzten Jahren wurden zahlreiche inländisch hergestellte Raumfahrtöfen mit Wasserkühlung in Betrieb genommen – darunter die zweite Generation der Tsinghua-Ofen sowie die SE-2-Ostöfen. Der Überblick über den wassergekühlten Gasifizierer ist wie folgt: ； HTL-Raumfahrtöfen mit gewickelter membranartiger Wassertemperierwand – Der SE-Ostofen verfügt über eine aufrechte Rohr-Membran-Wassertemperierwand. 2. Faktoren, die den Einfluss der Ablagerungen an der Wassertemperierwand beeinflussen: Im normalen Betrieb des Vergasungsofens werden Kohlepulver, Sauerstoff und Dampf durch Sprühdüsen mit hoher Geschwindigkeit in die Brennkammer des Ofens geblasen. Dadurch entsteht ein Strömungseffekt sowie starke Turbulenzen, was wiederum dazu beiträgt, dass die Vergasungsreaktion optimal abläuft. Der durch die sofortige Verbrennung entstehende flüssige Aschekomplex wird durch die Wirbelströmungen, die von den Brennern erzeugt werden, auf die Oberfläche der wassergekühlten Wände geschleudert. Dort erstarrt er unter der Kühlwirkung des Zirkulationswassers und bildet so eine Schicht aus Asche auf der Oberfläche des feuerfesten Materials. Die Oberfläche der Schlackeschicht wird durch die Wirkung der Ofentemperatur sowie des Kühlmittels ständig fest – und dadurch dicker – oder geschmolzen – und dadurch dünner. Zunächst nimmt die Dicke der Schlackeschicht zu, wodurch der Wärmewiderstand allmählich ansteigt. Dadurch wird die Kühlwirkung der wassergekühlten Wände allmählich schwächer. Wenn die Schlackeschicht im Vergasungsofen ein dynamisches Gleichgewicht erreicht hat, kann die Schlackeschicht an der wassergekühlten Wand in eine fließende Schicht, eine Übergangsschicht und eine feste Schicht unterteilt werden. Die Fließschicht und die Übergangsschicht werden im Laufe der Vergasungsreaktion ständig erneuert. Die Dicke der Schlammsschicht hat direkten Einfluss auf den sicheren Betrieb des Vergasungsofens. Der Schmelzpunkt des Kohlenstaubs, seine Viskosität, die Temperatur im Ofen, das Verhältnis von Sauerstoff zu Kohle sowie die Eigenschaften der Brandmauermaterialien haben einen großen Einfluss auf die Effektivität der Ablagerung von Schlacke. 2.1 Schmelzpunkt: Unter hohen Temperaturen und hohem Druck entsteht aus dem Kohlepulver teilweise CO und H2, während ein anderer Teil zu Asche wird, die wiederum zu Schlacke wird. Der Schmelzpunkt und die Viskosität des Kohlenasches hängen hauptsächlich von der Zusammensetzung des Asches ab. Im Kohlenasche befinden sich Silikate, Sulfate sowie Mischungen verschiedener Metalloxide. Die wichtigsten Bestandteile sind SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, K2O, Na2O, TiO2, SO3 usw. Die typischen Werte sind wie folgt. Projekt Al2O3 SiO2 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O, Zusammensetzung in %: 13–21, 30–45, 7–11, 3–15, 2–4, 1–3, 2–9. Schmelzpunkt bei Gleichschmelzen: °C für K2O-Na2O – 800–1000. SiO2-Fe2O3-CaO-Al2O3, 1200 SiO2-CaO, 1544. SiO2-Fe2O3-CaO, 1204. Je höher der Gehalt an CaO-SiO2-Al2O3 sowie an SiO2 und Al2O3, desto höher ist der Schmelzpunkt des Asches. Je höher der Gehalt an Fe2O3, CaO, MgO, K2O und Na2O ist, desto niedriger ist der Schmelzpunkt des Asches und desto geringer ist seine Viskosität. Nicht günstig für das Anhaften von Schlacke. Der Schmelzpunktbereich des Asches für Kohlestoffe sollte bei 1150–1350 °C liegen. 2.2 Betriebstemperatur ； Die Betriebstemperatur der Verbrennungskammer des Gasifizierers hat einen direkten Einfluss auf das Sauerstoff-Kohlenstoff-Verhältnis in den Brennern. Dies wiederum beeinflusst die Wärmelast der wassergekühlten Wände, die Kohlenstoffumwandlungsrate sowie die Effizienz des kühlen Gases. Mit zunehmendem Sauerstoff-Kohle-Verhältnis ist die Temperaturerhöhung in den Hochtemperaturbereichen des Gasifizierers aufgrund der Wärmelast auf die wassergekühlten Wände deutlich größer als in den Niedertemperaturbereichen. Dadurch wird die Schädigung der Stifte sowie des SiC-Materials an den wassergekühlten Wänden in den Hochtemperaturbereichen weiter verschärft. Daher ist die Kontrolle des Sauerstoff-Kohlenstoff-Verhältnisses im Hauptbrenner von entscheidender Bedeutung für die Integrität der wassergekühlten Wände. ②Der Sauerstoff-Kohlenstoff-Verhältnis ist niedrig, die Temperatur der Gaserzeugungsreaktion ist gering. Die Verbrennung ist unvollständig; unverarbeitete Kohlepulverpartikel sowie Asche reizen durch den Gasstrom die Kühlwandflächen, was zu einer verstärkten Abnutzung führt. Dadurch sinkt die Wärmeleitfähigkeit der Kühlwand – im schlimmsten Fall kommt es sogar zu Schäden an der Kühlwand. 2.3 Asche: Wenn der Aschengehalt im Kohlepulver zu niedrig ist, entstehen große Wärmeverluste im Vergasungsofen. Dies erschwert den Schutz der Ofenwände vor Schlacke – es kann sogar nicht zu einer Ablagerung von Schlacke kommen. Dadurch wird die Lebensdauer des Vergasungsofens beeinträchtigt. Wenn der Aschengehalt hingegen zu hoch ist, wird die Oberfläche des Kohlenmaterials teilweise von Asche bedeckt. Dadurch verringert sich die Kontaktfläche zwischen dem Vergasungsmittel und dem Kohlenmaterial, was wiederum die Effizienz der Vergasung verringert. Zudem führt die Asche dazu, dass die inneren Komponenten des Ofens schneller abgenutzt werden. Der Aschengehalt im Kohle liegt im optimalen Bereich zwischen 12 % und 25 %. 2.4 Reaktion des Brandmaterials der Wassertemperierwände mit dem Schlacke – Auswirkungen auf das Anhaften von Schlacke an den Wänden. Zu Beginn des Betriebs haftet die Schlacke direkt an der Oberfläche der Brandschicht der Wassertemperierwände. Während des normalen Betriebs der Anlage sinkt aufgrund von Faktoren wie der Ofentemperatur und der Qualität des Kohlestoffs die Viskosität des Schlackes. Zudem wird die wassergekühlte Wand des Vergasers dünner. Die flüssige Schlacke haftet nicht mehr fest an dieser Wand. Dadurch kommt es zu einer Abnutzung des feuerfesten Materials an der Oberfläche der wassergekühlten Wand. Gleichzeitig wird auch die Struktur der in die Wand eingebauten Halterungen sowie des Siliziumkarbidmaterials durch die Schlacke beschädigt. Mit steigender Temperatur nimmt die Löslichkeit der verschiedenen Oxide im Schlackegehalt zu. Bei derselben Temperatur hat Cr2O3 die geringste Löslichkeit in Kohleschlacke. Damit wird die Integrität des Materials gewährleistet ； Die Schmelzschlacke weist eine schlechte Benetzungseigenschaft gegenüber dem Cr203-Material auf, wodurch die Reaktion mit Cr203 verlangsamt wird. Lösung im Schlacke ； Wenn das Cr203-Material in den Schlacke aufgelöst wird, erhöht sich die Viskosität der Schlacke. Zudem kann an der Oberfläche des Materials eine gleichmäßige Schutzschicht entstehen, die die Poren im Material verschließt und so ein Eindringen der Schlacke verhindert. Schwefel im Kohle ist eine schädliche Substanz; bei hohen Temperaturen entstehende Stoffe wie H2S können die Viskosität des Schlackes verringern. Bei 1170 °C bilden Fe und SO2 ein Eutektikum, das die hitzebeständigen Stahlteile sowie die wassergekühlten Wände stark angreift. Die Dicke der Schlackeschicht verringert sich, wodurch die Schlacke direkt mit den Halteelementen sowie dem Feuerfestmaterial an der Wassertemperierwand in Berührung kommt – dies führt zu erheblicher Korrosion. Und damit wird seine Lebensdauer verkürzt. Die Volumenzerstörungsrate verschiedener Oxide und SiC im Koksstaub ist wie folgt: ； Volumenabtrag in %: Cao, SiO2: 100, 90; SiC, Al2O3: 75, 60; 3, 45; Cr2O3: 30, 15; 0, 1350°C, 1400, 1450, 1500, 1550, 1600, 1650, 1700°C × 3 Stunden. Aus der Grafik geht hervor, dass Cao, SiO2 sowie SiC, Al2O3 und Cr2O3 eine geringere Widerstandsfähigkeit gegen den Abtrag durch Kohleasche aufweisen. Cr203 hat die niedrigste Löslichkeit im Kohle-Schlacke und eine geringere Benetzungsfähigkeit, wodurch seine Auflösung in der Kohle-Schlacke verlangsamt wird. Wenn das Cr203-Material in den Schlotasche gelöst wird, erhöht sich die Viskosität der Asche. Zudem kann auf der Oberfläche des Materials eine gleichmäßige Schutzschicht entstehen, die die Poren im Material verschließt und so die Penetration der Asche verhindert. Cr203 weist selbst eine ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit gegen Schlackenerosion auf. In den Zuschlagstoffen für die Feuerfestmaterialien der Wasserkühlwände wurde Cr203 eingeführt, wodurch die Widerstandsfähigkeit gegen Schmelzschlackeneinflüsse erheblich verbessert wurde. Bestimmung der aus verdichtetem hitzebeständigem Belag bestehenden Struktur der Wassertemperierwände: Um zu verhindern, dass der Belag der Wassertemperierwände durch Kohle-Schlacke korrodiert und beschädigt wird, sowie um die Wärmeabgabe zu erhöhen und den Schlammfluss an ihrer Oberfläche zu verbessern, wird auf die Oberfläche der Wassertemperierwände ein abriebfester Belag mit einer Dicke von 14 mm bis 25 mm aufgetragen. Um die Wärme im Ofenraum über die Rohrreihen abzuführen, ist es notwendig, dass die abriebfeste Auskleidung eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist sowie eine gute Widerstandsfähigkeit gegen die Erosion durch Kohlenstaub in reduzierenden Atmosphären besitzt. Mit der Unterstützung von Experten der Wuhan University of Science and Technology sowie der Anqing-Niederlassung von Sinopec und unter Verwendung fortschrittlicher ausländischer Technologien wurde ein aus SiC-Al2O3-Cr2O3 bestehendes Zuschlagstoffmaterial für die Brennkammern von Gasifizierungsöfen entwickelt. Die durch kovalente Bindungen gebildeten Verbindungen weisen stabile chemische Eigenschaften auf, sind hitzebeständig, abriebfest, widerstandsfähig gegen Abrieb sowie korrosionsresistent. Siliciumcarbid hat außerdem eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit – bei 500 °C beträgt sie 64,4 W/(m·K). Dadurch kann die Wärme aus der Schicht am Wasserkühler schnell an den Wasserkühler weitergeleitet werden. Die Hauptkristallphase von Al2O3 bei hohen Temperaturen ist α-Al2O3 (Korund). Dichte 3,9 g/cm³, Schmelzpunkt 2250 °C. Mohs-Härte: 9,0. Hoch abriebfest, korrosionsbeständig. Cr2O3 weist eine α-Al2O3-Kristallstruktur auf, hat einen Schmelzpunkt von 2435 °C und ist gegen Säuren sowie Laugen sehr stabil. Es kann mit Oxiden wie Al2O3 und SiO2 Legierungen bilden. Die Zunahme der Viskosität des Schlackes verhindert wirksam deren Eindringen. Das für Gaskocher verwendete Siliziumkarbid-Material wird unter bestimmten Bedingungen aus hochreinem, großkörnigem Siliziumkarbid, Korund, ultrafinem Chromkorund-Pulver, einem Bindemittel auf Basis von Aluminiumchromphosphat sowie Zusatzstoffen hergestellt. Es handelt sich um einen gashärtenden Zuschlagstoff, der bereits in der Luft aushärten kann. Die Entstehung seiner Festigkeit beruht auf der Dehydrierung und Konzentration des kolloidalen Bindemittels bei Temperaturen von 35 °C bis 240 °C, auf Polymerisationsreaktionen sowie auf chemischen Bindungen mit Siliziumkarbid, Korund und Mikropulvern. Widerstandsfähige Rohstoffe wie Aluminiumchromphosphat, feine Hochtemperaturoxide, Korund, Chromkorund sowie nanoskaliges Cr2O3 bilden bei 1100 °C bis 1450 °C eine keramische Verbindung und ergeben so polymorphe Verbundphasen. Bei hohen Temperaturen bilden nanoskalige Chromoxid- und Aluminiumoxid-Partikel ein Legierungsmetall. Die Korrosions- und Abnutzungsbeständigkeit der Auskleidung wurde verbessert. Im refraktären Auskleidungsmaterial der wassergekühlten Wände sollte der Gehalt an SiO2 verringert werden. Sowohl das freie als auch das gebundene SiO2 im Refraktormaterial kann mit dem Wasserstoff im Vergasungsofen reagieren. Dadurch entstehen gasförmige Produkte, die aus dem Refraktormaterial entweichen. Dies zerstört die ursprüngliche Struktur des Refraktormaterials, was zu einer Verringerung seiner Festigkeit führt und somit den Zerfall der Refrakturauskleidung beschleunigt. Die chemische Reaktionsgleichung lautet: SiO2(s) + H2(g) → H2O(g) + Si(g). 4. Produkt Eigenschaften 4.1 Die Eigenschaften der GSJ-75-Produkte sowie der importierten Produkte sind in Tabelle 1 aufgeführt ； (Gilt für die Auskleidung des Ofenraums) Tabelle 1: Produkt GSJ-75 SiC75 P (Importiert). Volumendichte in g/cm³: Bei 110°C über 24 Stunden: 2,60; 2,55. Bei 1100°C über 3 Stunden: 2,54 –. Druckfestigkeit in MPa: Bei 110°C über 24 Stunden: 85 –; bei 1100°C über 3 Stunden: 82, 54,4. Biegefestigkeit in MPa: Bei 110°C über 24 Stunden: 15,6 –; bei 1100°C über 3 Stunden: 15,0 –. Prozentsatz der Längenänderung nach dem Erhitzen: Bei 1100°C über 3 Stunden: -0,2; -0,2. Wärmeleitfähigkeit in W/m·K: Bei einer Durchschnittstemperatur von 1000°C: 6,502; bei einer Durchschnittstemperatur von 500°C: 3,85. Abnutzungsbeständigkeit in cc: Bei 1100°C: 5,1; 6,5. Chemische Zusammensetzung in %: Al2O3+Cr2O3: 21,31 ≤ 26; Fe2O3: 0,30 ≤ 0,2; SiC: 74,22 ≥ 70. Eigenschaften von GSJ-85 sowie importierten Produkten sind in Tabelle 2 aufgeführt ； (Einsatz für Wandbehälter sowie als Auskleidung für Strömungskanäle) Tabelle 2: Produkt GSJ-85 RGB F85LC (Importiert). Volumendichte in g/cm³: Bei 110°C über 24 Stunden: 2,65; 2,6. Bei 1100°C über 3 Stunden: 2,58 –. Druckfestigkeit in MPa: Bei 110°C über 24 Stunden: 95 –; bei 1100°C über 3 Stunden: 97 ≥80. Biegefestigkeit in MPa: Bei 110°C über 24 Stunden: 17,1 –; bei 1100°C über 3 Stunden: 17,6 -----. Prozentsatz der Längenänderung nach dem Erhitzen bei 1100°C über 3 Stunden: -0,3; -0,2. Wärmeleitfähigkeit in W/m·K: Bei einer Durchschnittstemperatur von 1000°C: 6,731; bei einer Durchschnittstemperatur von 500°C: 3,85. Abnutzungsbeständigkeit in cc: Bei 1100°C: 4,3 –. Chemische Zusammensetzung in %: Al2O3+Cr2O3: 10,1 –; Fe2O3: 0,1 ≤0,1; SiC: 85 ≥84; 4,3. Eigenschaften der hochabnutzungsresistenten Auskleidung CAJ-3.1RC und AA-22S sind in Tabelle 3 aufgeführt ； (Gilt für Gasleitungen) Tabelle 3: Parameter für CAJ-3.1 RC AA-22S
Volumendichte in g/cm³: Bei 110°C über 24 Stunden – 3100; bei 1100°C über 3 Stunden – 3050; bei 400°C – 2500.
Druckfestigkeit in MPa: Bei 110°C über 24 Stunden – 90,0; bei 1100°C über 3 Stunden – 113,0; bei 800°C mindestens 60 MPa.
Biegefestigkeit in MPa: Bei 110°C über 24 Stunden – 115,0; bei 1100°C über 3 Stunden – 12,0.
Prozentuale Veränderung der Länge nach dem Erhitzen bei 1100°C über 3 Stunden – 11,0.
Wärmeleitfähigkeit in W/m·K: Bei einer Durchschnittstemperatur von 1000°C – 0,20.
Abnutzungsbeständigkeit in cc: Bei 1100°C – 2,5 bis <6,5.
Chemische Zusammensetzung in %: Al2O3 – 84,1; Fe2O3 – 0,1; Cr2O3 – 10,5.
5. Anwendungsmethoden: 5.1 Im Ofen muss eine Leiterkonstruktion errichtet werden, außerdem muss ausreichend Beleuchtung vorhanden sein. Der alte Belag an den wassergekühlten Wänden muss entfernt werden. Die losen Materialien an den Ofenwänden sowie an den Rohrwänden müssen gereinigt werden. Anschließend sollen die Halteklammern gemäß den Anforderungen des Designs fest verschweißt werden. (Siehe Abbildung rechts: die gereinigte Wasserkühlwand) 5.2 Die Baustempertatur für den feuerfesten Mörtel im Gasifizierungsofen sollte zwischen +5 °C und +30 °C liegen. Wenn die Umgebungstemperatur unter +5 °C liegt, muss die Baustelle auf geeignete Weise vorgeheizt werden, bis die erforderliche Temperatur erreicht ist. Wenn die Temperatur am Bauplatz über +30°C liegt, müssen Maßnahmen ergriffen werden, um die Temperaturen zu senken und den Bauanforderungen gerecht zu werden. 5.3 Während der Bauarbeiten darf das Verhältnis der Bestandteile des unförmigen Brandmaterials nicht willkürlich geändert werden. Es darf auch kein Wasser oder andere Stoffe in das bereits gemischte und gereinigte Brandmaterial für die wassergekühlten Wände hinzugefügt werden. Der feuerfeste Zuschlagstoff wird mit einem speziellen Mixer vermischt. Der Mixer sowie die Förderbehälter und Wiegebehälter müssen gründlich gereinigt werden. Für die Verwendung von hitzebeständigen Auskleidungsmaterialien wird eine manuelle Verdichtung angewandt. Das gut vermischte hitzebeständige Material muss innerhalb von 30 Minuten verarbeitet werden. Hitzebeständige Materialien, die bereits zu gerinnen begonnen haben, dürfen nicht verwendet werden. Das Wasser zur Herstellung von gemischten Feuerfestmaterialien muss den **„Trinkwassestandards“** entsprechen und sich im Temperaturbereich von +5 °C bis +25 °C befinden. Die für die Bauarbeiten verwendeten Werkzeuge sowie die Behälter für feuerfeste Materialien müssen sauber sein und bereit zum Einsatz stehen. 5.4 Siliziumkarbid-Zusätze für das Stampfen sowie Chromalumina-Zusätze für das Stampfen werden aus Pulvern, Härtungsmitteln und Hochtemperatur-Klebstoffen hergestellt. Pro Beutel des Zuschlagsstoffes (Pulver) 25 kg, Härter 0,75 kg. Hochtemperatur-Kolloid, 30 kg pro Fass. 5.5 Die Zusammensetzung des Siliziumkarbid-Zusatzstoffs für das Verdichten ist wie folgt: Das Pulver des Siliziumkarbid-Zusatzstoffs wird mit einem Hochtemperaturkollodium bearbeitet, um seine Formbarkeit zu erhöhen. In der Mischung darf kein Wasser zugefügt werden. 5.6 Für die Bauarbeiten werden starke Mixer vom Typ HOBART verwendet. Die Rotorblätter vom Typ B sowie der Mixbehälter müssen aus Edelstahl bestehen. Der Abstand zwischen den Rotorblättern sowie an den Seiten des Mixers darf 0,25 Zoll (6 mm) nicht überschreiten. Wenn die Lücke zu groß ist oder die Menge an feuerfesten Materialien im Mixer größer oder kleiner als 1/3 der Gesamtkapazität ist, sinkt die Vermischungseffizienz sowie die Qualität des Materials. Erhöhen Sie die Rührgeschwindigkeit auf etwa 175 bis 210 Umdrehungen pro Minute. Sowohl eine zu hohe als auch eine zu niedrige Rührgeschwindigkeit ändern die Rührzeit. 5.7 Je nach Kapazität des Mixers sowie der Menge, die pro Mal verwendet wird, wird zunächst das Siliziumkarbid-Pulver in den Mixer gegeben. Nach 1 Minute Mixen wird vier Fünftel des Hochtemperatur-Kolloids hinzugefügt. Nach weiteren 3–2,4 Minuten Mixen wird das Aushärtungsmittel hinzugefügt und nochmals 2–3 Minuten lang gemischt. Anschließend wird das restliche Hochtemperatur-Kolloid hinzugefügt. Bis alles gut vermischt ist. 5.8 Der gut vermischtene Siliziumkarbid-Material sollte am besten in Form von Blöcken verwendet werden. Diese Blöcke sollten anschließend vorsichtig an den entsprechenden Stellen der zu verkleidenden Oberfläche platziert werden. Jede Schicht sollte nicht mehr als 20 mm dick sein. Mit einem Gummihammer wird darauf eingehämmert; dabei sollten die Köpfe des Hammers zu 2/3 übereinanderliegen. Das Hämmern sollte 2–4 Mal wiederholt werden, bis der Boden fest ist und keine Lücken mehr vorhanden sind. Es ist besonders wichtig, dass der Füllstoff um die Rohrverbindungen herum vollständig aufgefüllt wird. Gut zerkleinern. Die Siliziumkarbid-Feuerfestbeschichtung der wassergekühlten Wände nach der Bauarbeiten 5.9 soll unter Berücksichtigung der Anforderungen an die Verarbeitung des Siliziumkarbid-Materials dazu beitragen, die Menge an Hochtemperatur-Klebstoffen sowie Härtmitteln so weit wie möglich zu reduzieren. Die optimale Menge an Härter beträgt etwa 2 %. 5.10 Die Brand widerstandsfähige Auskleidung aus Beton muss eine glatte Oberfläche aufweisen – es dürfen keine Hohlräume, Abschürfungen oder Verunreinigungen vorhanden sein. Einzelne Risse, die kleiner als 2 mm sind, können ausgefüllt und repariert werden. Risse, die größer als 2 mm sind, müssen gemäß den geltenden Reparaturvorschriften behandelt werden. 5.11 Das nach der Verarbeitung hergestellte Siliziumkarbid-Material muss in einer trockenen und gut belüfteten Umgebung bei einer Temperatur von über 10 °C 2–5 Tage lang natürlich austrocknen. Bei zu hoher Feuchtigkeit kann eine Lufttrockner zur Belüftung der Siliziumkarbid-Beschichtung verwendet werden. 6. Ofenheizsystem 6.1 Die aus Siliciumcarbid und Chromalumina hergestellten Zuschlagstoffe für Gaskochöfen sind gashärtende Zuschlagstoffe; es handelt sich dabei um Zuschlagstoffe, die aus zwei Komponenten bestehen. Trockenpulver, Kolloide, Gerinnungsfaktoren sowie spezielle Feuchtigkeitsentzieher werden in einem mechanischen Mixer zu einem formbaren, zementartigen Brei vermischt. Dieser Ton enthält freies Wasser, Kristallwasser sowie Verdampfungsprodukte, die durch Kondensation und Polymerisationsreaktionen bei bestimmten Temperaturen entstehen. Dadurch entstehen im Inneren der Beschichtung Wärmestressen. Um zu verhindern, dass das physikalische Wasser, das kristalline Wasser sowie die flüchtigen Stoffe zu schnell verdampfen, wird dadurch erreicht, dass eine plötzliche Verdunstung des Wassers in der Schicht verhindert wird. Dadurch entstehen keine großen Spannungen, die die Struktur der Schicht beschädigen könnten. Gleichzeitig soll das hitzebeständige Auskleidungsmaterial im erhitzten Zustand gleichmäßig, langsam und vollständig expandieren können, damit seine Eigenschaften dem Zustand während der Nutzung entsprechen. Dadurch wird verhindert, dass durch Wärmestress Risse oder Abschälungen in der Auskleidung entstehen. So wird sichergestellt, dass die Auskleidung des Vergasungsofens während des Betriebs keine Schäden aufweist. 6.2 Um die Verdunstung von Feuchtigkeit und anderen Gasen zu beschleunigen, wurden in das Zerkleinerungsmaterial spezielle Feuchtigkeitsentzieher hinzugefügt. Bei 50°C–100°C zerfallen diese Stoffe und bilden nanoskalige Kapillarräume, wodurch die Feuchtigkeit sowie andere flüchtige Stoffe im Kolloid des Zerkleinerungsmaterials schnell entfernt werden können. Die Ofenheizzeit wurde von ursprünglich 84 Stunden auf 64 Stunden verkürzt. Die maximale Temperatur des Ofens kann von 450 °C auf 230 °C gesenkt werden. Dabei kann Dampf, der in den Rohren an der Ofenwand zirkuliert, als Wärmequelle zur Erhitzung des Ofens verwendet werden – es ist daher kein spezieller Ofenheizer erforderlich. Es werden nicht nur die Wartungskosten eingespart, sondern auch die Wartungszyklen verkürzt. Für Vergasungsöfen geeignet: Die Stampfmassen GSJ-75, GSJ-85 und CAJ-3.1 sind für die folgenden Trocknungskurven geeignet. 500℃, 400, 300, 230℃ konstante Temperatur; 200, 100℃ konstante Temperatur; 100, 0, 6, 12, 18, 24, 30, 36, 42, 48, 54, 60, 66, 72, 78 Stunden. 4. Einsatzleistung: Seit der Markteinführung des aus Siliziumcarbid hergestellten Materials für Gaskocher mit Wasserkühlung im Jahr 2008 wurde dieses Material in den Gaskochern sowie in den Transportrohren verschiedener Unternehmen eingesetzt – darunter die Düngemittelfabrik der Sinopec-Anqing-Niederlassung, Henan Longyu Coal Chemical Co., Ltd., Henan Zhongyuan Da Hua Group Co., Ltd., Xinxiang Zhongxin Chemical Co., Ltd., Tianjin Huaneng Power Plant sowie Luoyang Yonglong Energy Chemical Co., Ltd. Unter normalen Betriebsbedingungen kann durch die Anpassung der Kohlenqualität sowie des Kohlenstoff-Sauerstoff-Verhältnisses der Schmelzpunkt und die Viskosität des Kohlenstaubs effektiv kontrolliert werden. Dadurch wird eine optimale Dicke des Schlamms erreicht, wodurch ein Schutz des Schlamms durch denselben selbst gewährleistet wird. Das SiC-Al2O3-Cr2O3-Mischmaterial kann bei hohen Temperaturen ein Legierungsmetall bilden, wodurch die Penetration von Kohle-Schlacke in die Auskleidung des Materials verhindert wird. Es wurde sichergestellt, dass die Lebensdauer der Auskleidung zu zufriedenstellenden Ergebnissen führt. Dieses Produkt verfügt über ein **Patent (Patennummer ZL 20111 0256439.5)**. Schlackeablagerung an der wassergekühlten Wand des Verdampfers bei Shell nach 10 Monaten Nutzung