CN118005380A - 一种生物质沸腾炉耐火球及其制备方法 - Google Patents
一种生物质沸腾炉耐火球及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN118005380A CN118005380A CN202410080406.9A CN202410080406A CN118005380A CN 118005380 A CN118005380 A CN 118005380A CN 202410080406 A CN202410080406 A CN 202410080406A CN 118005380 A CN118005380 A CN 118005380A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- refractory
- fluidized bed
- biomass
- bed furnace
- ball
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
- C04B35/101—Refractories from grain sized mixtures
- C04B35/106—Refractories from grain sized mixtures containing zirconium oxide or zircon (ZrSiO4)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/16—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay
- C04B35/18—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay rich in aluminium oxide
- C04B35/185—Mullite 3Al2O3-2SiO2
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/66—Monolithic refractories or refractory mortars, including those whether or not containing clay
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3244—Zirconium oxides, zirconates, hafnium oxides, hafnates, or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3427—Silicates other than clay, e.g. water glass
- C04B2235/3463—Alumino-silicates other than clay, e.g. mullite
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明提供了一种生物质沸腾炉耐火球及其制备方法,所述方法包括:获取高铝耐火材料,并分析所述高铝耐火材料的组成成分;若所述高铝耐火材料的组成成分符合预设成分标准,则将所述高铝耐火材料处理为生物质沸腾炉耐火球。本发明通过采用高铝耐火材料制备生物质沸腾炉耐火球,高铝耐火材料以高纯度氧化铝为主要原料,作为沸腾料时不易于和生物质燃料残渣反应生产低温共熔体,沸腾料的氧化铝含量越高,越有利于反应趋向硅铝钙系高温共熔体,解决了高硅沸腾料极易和生物质残渣反应形成低温玻璃体,导致高硅沸腾料失去沸腾作用的问题。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷生产技术领域,尤其涉及的是一种生物质沸腾炉耐火球及其制备方法。
背景技术
根据低碳环保的环保政策倡导趋势,陶瓷行业喷雾干燥塔的节能减排技术也不断发展,对热源的来源和获取途径也呈多种多样演变。目前陶瓷行业喷雾干燥塔的热源主要有天然气、水煤浆和粉煤,但由于天然气、煤属于不可再生资源,这些不可再生资源的能源价格随着消耗单位价格也水涨船高,且陶瓷行业需求用量大,同时还受环保控制和碳排放指标影响,因此也有部分企业采用可再生资源如生物质颗粒燃料等来代替不可再生资源燃料作为喷雾干燥塔的热源。
采用生物质颗粒燃料进行燃烧给喷雾干燥塔提供热源,由于生物质颗粒燃料燃烧方式介于层状燃烧和悬浮燃烧之间,主要把高压空气通过风帽上的微孔以高速高压吹入炉内,使其沸腾床形成气垫层,将粒径1~100mm、料层厚度为100~200mm的燃料颗粒全部吹起并实现上下翻动,沸腾炉内的料层由于高压气体增加了物料粒间的空隙膨胀而产生激烈运动,并不停地翻腾、跳动,使沸腾炉料层中的生物质颗粒充分混合燃烧,产生热量,同时生物质颗粒燃料在沸腾炉中灰份燃尽后,灰份通过旋风除尘进行沉排降渣,因此采用生物质颗粒燃料进行燃烧给喷雾干燥塔提供热源的方式具有热源利用率高、单位成本低、绿色环保的优势。
但在现有技术中,生物质沸腾炉主要选用河沙作为沸腾炉耐火球(沸腾料燃烧介质一种),使用一段时间后,会出现炉膛结焦的问题。沸腾炉炉膛结焦的原因主要是因为生物颗粒燃烧放出热量,使沸腾炉料层平均温度过高,同时生物颗粒燃烧后的灰份含有大量的CaO、K2O成分,河沙中的主要成分SiO2在助溶剂K2O作用下在高温条件下发生反应,形成硅酸钙,且随着灰份的逐步增多,反应生成的硅酸钙颗粒越来越大,容易堵住风帽,导致炉膛内大量的热量不能及时带走,进一步促使沸腾炉料层温度急剧上升,甚至超过灰渣的熔融温度,加剧了灰份与河沙反应形成大焦块,焦块之间熔融在一起,破坏沸腾炉中的均匀布风,无法达到正常沸腾状态而使沸腾燃烧被迫中断,需要停炉更换沸腾料后才能重新点火再生产。清理沸腾炉结焦这个过程耗费时间长,人工操作难度大,不利于连续性生产。
因此,现有技术存在缺陷,有待改进与发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述缺陷,提供一种生物质沸腾炉耐火球及其制备方法,旨在解决现有技术中高硅沸腾料极易和生物质残渣反应形成低温玻璃体,导致高硅沸腾料失去沸腾作用的问题。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下:
本申请第一方面实施例提供一种生物质沸腾炉耐火球的制备方法,包括:
获取高铝耐火材料,并分析所述高铝耐火材料的组成成分;
若所述高铝耐火材料的组成成分符合预设成分标准,则将所述高铝耐火材料处理为生物质沸腾炉耐火球。
在一种实现方式中,所述预设成分标准包括预设化学组成和预设矿物组成;
所述预设化学组成包括:氧化铝、氧化钾、氧化钠、氧化钙、氧化镁氧化铁和氧化硅,所述氧化铝所占的质量百分比≥75%,氧化钾、氧化钠、氧化钙、氧化镁和氧化铁所占的质量百分比之和≤5%,氧化硅所占的质量百分比≥15%;
所述预设矿物组成包括:玻璃相、刚玉相、莫来石和斜锆石。
在一种实现方式中,所述预设化学组成按照质量百分比计,包括:
SiO2 15~17%,Al2O3 78~82%,Fe2O3 0.2~0.4%,CaO 0.4~0.6%,MgO0.4~0.6%,K2O 0.2~0.3%,Na2O 0.1~0.3%;
所述预设矿物组成按照质量百分比计,包括:
玻璃相11~17%,刚玉相39~45%,莫来石35~41%,斜锆石5~7%。
在一种实现方式中,将所述高铝耐火材料处理为生物质沸腾炉耐火球,包括:
将所述高铝耐火材料破碎为材料颗粒;
采用氧化铝含量处于预定含量范围内、直径处于预定直径范围内的球磨介质对所述材料颗粒进行干法球磨;
完成球磨后,将预定目数范围内的材料颗粒处理为生物质沸腾炉耐火球。
在一种实现方式中,所述高铝耐火材料破碎的颗粒度为0.2~0.4厘米,所述球磨介质的氧化铝含量大于或等于90%,所述球磨介质的直径为5~10毫米。
在一种实现方式中,将预定目数范围内的材料颗粒处理为生物质沸腾炉耐火球,包括:
筛选5目到10目之间的材料颗粒作为耐火球颗粒;
对所述耐火球颗粒进行除铁处理;
检测已除铁耐火球颗粒的性能,将符合预设性能标准的已除铁耐火球颗粒作为生物质沸腾炉耐火球。
在一种实现方式中,对所述耐火球颗粒进行除铁处理,包括:
采用磁铁吸附方式去除耐火球颗粒中的粗颗粒铁质,采用永磁箱式干法除铁方式去除耐火球颗粒中的细颗粒铁质。
在一种实现方式中,所述生物质沸腾炉耐火球的性能包括:莫氏硬度≥5和吸水率≤0.5%。
在一种实现方式中,所述生物质沸腾炉耐火球的性能还包括:自然休止角度≤35度和自然堆积密度≥2.6g/cm3。
本申请第二方面实施例提供一种生物质沸腾炉耐火球,所述生物质沸腾炉耐火球由如上所述的生物质沸腾炉耐火球的制备方法制备得到。
本发明公开了一种生物质沸腾炉耐火球及其制备方法,所述方法包括:获取高铝耐火材料,并分析所述高铝耐火材料的组成成分;若所述高铝耐火材料的组成成分符合预设成分标准,则将所述高铝耐火材料处理为生物质沸腾炉耐火球。本发明通过采用高铝耐火材料制备生物质沸腾炉耐火球,高铝耐火材料以高纯度氧化铝为主要原料,作为沸腾料时不易于和生物质燃料残渣反应生产低温共熔体,沸腾料的氧化铝含量越高,越有利于反应趋向硅铝钙系高温共熔体,解决了高硅沸腾料极易和生物质残渣反应形成低温玻璃体,导致高硅沸腾料失去沸腾作用的问题。
附图说明
图1是本发明中生物质沸腾炉耐火球的制备方法较佳实施例的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
生物质沸腾炉主要选用河沙作为沸腾炉耐火球(沸腾料燃烧介质一种),使用一段时间后,会出现炉膛结焦的问题。沸腾炉炉膛结焦的原因主要是因为生物颗粒燃烧放出热量,使沸腾炉料层平均温度过高,同时生物颗粒燃烧后的灰份含有大量的CaO、K2O成分,河沙中的主要成分SiO2在助溶剂K2O作用下在高温条件下发生反应,形成硅酸钙,且随着灰份的逐步增多,反应生成的硅酸钙颗粒越来越大,容易堵住风帽,导致炉膛内大量的热量不能及时带走,进一步促使沸腾炉料层温度急剧上升,甚至超过灰渣的熔融温度,加剧了灰份与河沙反应形成大焦块,焦块之间熔融在一起,破坏沸腾炉中的均匀布风,无法达到正常沸腾状态而使沸腾燃烧被迫中断,需要停炉更换沸腾料后才能重新点火再生产。清理沸腾炉结焦这个过程需要耗费时间长,人工操作难度大,不利于连续性生产。
具体地,河沙其主要成分为氧化硅,甚至达到95%以上,生物质燃料残渣的主要成分为钙硅钾钠,特别是氧化钙和氧化硅含量最高,生物质燃烧炉炉膛温度一般在1300度左右,此温度条件下,如果沸腾不彻底或者操作不当高硅沸腾料极易和生物质残渣反应形成低温玻璃体,此熔体会在生物质燃烧炉的使用中不断长大,最终失去沸腾作用,甚至可能产生大量的低温熔体尘埃和热风一起进入塔体,造成粉料污染。
针对上述缺陷,本发明针对陶瓷行业喷雾干燥塔的热源采用生物质燃料,提供一种提高燃烧效率和减少炉膛内结渣的方法,利用硅酸盐相图知识,设法提高混合物的始熔点温度,通过对合适的废旧耐火材料进行独特加工成球形或类球形,再过筛取合适的粒度作为颗粒沸腾料使用,达到明显的效益。
本发明提供的一种生物质沸腾炉耐火球的制备方法,如图1所示,所述生物质沸腾炉耐火球的制备方法包括:
步骤S100、获取高铝耐火材料,并分析所述高铝耐火材料的组成成分。
具体地,本发明可以采用废旧高铝耐火材料,高铝耐火材料是一类以高纯度氧化铝(Al2O3)为主要原料,通常还包含少量的硅酸盐、硅酸铝盐等其他物质的耐火材料。高铝耐火材料通常具有优异的耐火度、耐热性和耐腐蚀性能,因此被广泛应用于各种高温工业领域,如冶金、玻璃、水泥、陶瓷等。它们常被用于制造耐火砖、耐火浇注料、耐火涂料等耐火制品,用于高温炉窑、熔炼炉、热处理炉等设备的内衬和保温材料。
由于并不是所有的高铝耐火材料都可以制备所需生物质沸腾炉耐火球,因此,需对高铝耐火材料的组成成分进行分析,筛选出合适的高铝耐火材料。
本申请实施例通过采用高铝耐火材料制备生物质沸腾炉耐火球,高铝耐火材料以高纯度氧化铝为主要原料,作为沸腾料时不易于和生物质燃料残渣反应生产低温共熔体,沸腾料的氧化铝含量越高,越有利于反应趋向硅铝钙系高温共熔体。
如图1所示,所述生物质沸腾炉耐火球的制备方法还包括:
步骤S200、若所述高铝耐火材料的组成成分符合预设成分标准,则将所述高铝耐火材料处理为生物质沸腾炉耐火球。
传统生物质燃料炉一般采用河沙作为耐火球使用,简单、便宜、易获得,但此类高硅河沙如果操作不当极易和生物质燃料烧后的残留物反应成高硅低温共熔体,此低温共熔体会随着生物质沸腾炉的使用时长不断长大而失去沸腾作用,甚至造成炉膛结焦,此外此低温共熔体如果大量进入粉料中还会造成陶瓷产品表面各种缺陷的产生,可能会严重影响产品质量。因此,本申请实施例不再使用河沙,而是使用合适的高铝耐火材料制备生物质沸腾炉耐火球,从而避免与生物质燃料烧后的残留物反应成高硅低温共熔体。
在本申请实施例中,所述预设成分标准包括预设化学组成和预设矿物组成;所述预设化学组成包括:氧化铝、氧化钾、氧化钠、氧化钙、氧化镁、氧化铁和氧化硅,所述氧化铝所占的质量百分比大于或等于75%,氧化钾、氧化钠、氧化钙、氧化镁和氧化铁所占的质量百分比之和小于或等于5%,氧化硅所占的质量百分比≥15%;所述预设矿物组成包括:玻璃相、刚玉相、莫来石和斜锆石。
本申请实施例对高铝耐火材料的化学组分要求为:氧化铝含量≥75%,氧化钾+氧化钠+氧化钙+氧化镁+氧化铁≤5%,氧化硅占质量百分比≥15%,目的是用其作为沸腾料时不易和生物质燃料残渣反应生产低温共熔体,沸腾料的氧化铝含量越高,越有利于反应趋向硅铝钙系高温共熔体。同时,也会对矿物组成进行限制,在矿物组成上,需要包括:玻璃相、刚玉相、莫来石和斜锆石,其中的刚玉相和莫来石可以提高制得的生物质沸腾炉耐火球的强度和硬度。
在一种实施例中,所述预设化学组成按照质量百分比计,包括:SiO215~17%,Al2O3 78~82%,Fe2O3 0.2~0.4%,CaO 0.4~0.6%,MgO 0.4~0.6%,K2O 0.2~0.3%,Na2O 0.1~0.3%。所述预设矿物组成按照质量百分比计,包括:玻璃相11~17%,刚玉相39~45%,莫来石35~41%,斜锆石5~7%。
各种物料的化学组成(以质量百分比计)如表1所示:
表1
可知,本发明制备的沸腾炉耐火球中的氧化铝含量较高,在作为沸腾料时不易和生物质燃料残渣反应生产低温共熔体,沸腾料的氧化铝含量越高,越有利于反应趋向硅铝钙系高温共熔体。
在本申请实施例中,将所述高铝耐火材料处理为生物质沸腾炉耐火球,包括:
步骤S210、将所述高铝耐火材料破碎为材料颗粒;
步骤S220、采用氧化铝含量处于预定含量范围内、直径处于预定直径范围内的球磨介质对所述材料颗粒进行干法球磨;
步骤S230、完成球磨后,将预定目数范围内的材料颗粒处理为生物质沸腾炉耐火球。
具体地,废旧耐火材料一般均为块状、棒状、大个球状,需破碎成标准尺寸后才能使用,常规颚破、锤破、对辊破后的外观大都菱角分明,流动性差,这种是不能直接使用的,本申请实施例根据废旧耐火材料的大小采用前述三种破碎方式控制其颗粒度后,再采用干法球磨去菱角,球磨介质对氧化铝含量也具有要求,球磨介质过大会对沸腾料造成冲击破碎,降低收成率;球磨介质过小,导致球磨介质价格昂贵而且球磨效率会下降。
在一种实施例中,所述高铝耐火材料破碎的颗粒度为0.2~0.4厘米,所述球磨介质的氧化铝含量大于或等于90%,所述球磨介质的直径为5~10毫米。
具体地,本申请实施例根据废旧耐火材料的大小采用颚破、锤破、对辊破三种破碎方式控制其颗粒度在0.2~0.4厘米后,再采用干法球磨去菱角,球磨介质采用氧化铝含量≥90%的直径为5~10mm的球蛋,球蛋过大会对沸腾料造成冲击破碎,降低收成率;过小的球珠价格昂贵而且球磨效率会下降。
在本申请实施例中,将高铝耐火材料破碎颗粒预定目数范围内的材料颗粒处理为生物质沸腾炉耐火球,包括:
步骤S231、筛选5目到10目之间的材料颗粒作为耐火球颗粒;
步骤S232、对所述耐火球颗粒进行除铁处理;
步骤S233、检测已除铁耐火球颗粒的性能,将符合预设性能标准的已除铁耐火球颗粒作为生物质沸腾炉耐火球。
具体地,对破碎后的耐火材料取5目下、10目上颗粒料(即颗粒度在0.2~0.4厘米),喂料进入干法连续或间歇式球磨机,料:球比为1:2~5,适当控制较大比例的球珠有利于研磨效率,研磨介质的大小应控制在耐火球最小尺寸以下,研磨介质选择过大,会造成耐火球和研磨介质发生过大的撞击破碎作用导致耐火球出现裂纹或破碎,过小的研磨介质价格昂贵,且效率会稍低,故一般取5~10毫米的研磨介质,可以选择一种规格,也可以在此要求尺寸范围内选择多个研磨介质匹配,一种或多种尺寸大小匹配研磨介质可能只会稍微影响加工效率,对加工质量不会造成影响。同时,研磨介质在使用后达到耐火球尺寸时也可以当耐火球使用或继续作研磨介质使用。
研磨球珠需采用氧化铝含量≥90%,是为了确保研磨介质硬度和耐磨度和有利于加工效率,因为耐火材料氧化铝含量普遍在75%或以上。采用干法研磨主要是为了节能,作为耐火球使用时必须为干燥物料,以免影响生物质燃烧效果和增加不必要的能耗,以及避免发生“耐火球排水爆炸”事故。如果采用湿法,加工的效果同样可以达到,但在使用前需进行彻底晾干再使用。对研磨好的耐火球取5目下、10目上的颗粒料作为耐火球,10目筛下料可以作为研磨介质补充回球磨机中做研磨介质使用,检测其自然休止角度≤35度、且自然堆积密度≥1.50克/cm3时可以达到我们球状、类球状的耐火球使用要求,自然休止角大的堆积密度必然小会导致漏风,严重影响耐火球作为沸腾料的作用,就是起到了沸腾效果也会由于助燃风频率过大而混入对陶瓷粉料带来产品品质影响的大量杂质。
在一个实施例中,所述步骤S232包括:采用磁铁吸附方式去除耐火球颗粒中的粗颗粒铁质,采用永磁箱式干法除铁方式去除耐火球颗粒中的细颗粒铁质。
具体地,在输送带上安装磁铁块,用于吸附耐火球颗粒中的粗颗粒铁质,同时采用全自动永磁箱式干法除铁,耐火球颗粒进入箱式干法除铁机七层层状吸磁棒组块,每个组块有6条20000高斯磁力吸磁棒,组块与组块错位排列,当物料从上而下逐层下落,耐火球颗粒中的细铁被吸磁棒吸附,每一层的吸磁棒吸附一定细铁后按时间自动控制脱铁,往复循环作业,最终使得耐火球颗粒中的含铁量≤0.5%。
此外制作沸腾料的耐火材料,不能夹杂有机物、低温物质等,杂质有可能会大幅降低沸腾料和生物质燃料残渣的反应温度,影响沸腾料的使用周期,或者部分可能会被喷雾塔内负压抽入塔内污染粉料,因此,需检测耐火球颗粒中是否含有这些杂质。
在本申请实施例中,所述生物质沸腾炉耐火球的性能包括:莫氏硬度≥5和吸水率≤0.5%。
具体地,并不是所有含氧化铝达到75%以上的耐火材料都能用于此发明沸腾料,还需满足其莫氏硬度≥5,吸水率≤0.5%以下,莫氏硬度要求是作为沸腾料时必须和生物质颗粒快烧碰撞而不至于中途破碎失去沸腾作用,吸水率要求是保证其已是烧结玻化料,吸水量≤0.1%,有足够的强度和硬度。
在本申请实施例中,所述生物质沸腾炉耐火球的性能还包括:自然休止角度≤35度和自然堆积密度≥2.6g/cm3。
具体地,沸腾料颗粒度有严格的要求,粒径控制0.2~0.3厘米为宜,自然堆积密度≥2.6g/cm3,接近球形或类球形为佳,颗粒过大时需提高助燃风压力,过大的助燃风压力会提高能耗,过小的颗粒度和生物质颗粒碰撞时不足以让生物质燃料处于沸腾的分散状态,也就无法让灰份燃尽,使热能量最大效益化。球形或类球形是为了获得较好的流动性和堆积密度,好的堆积密度可以有效的让助燃风吹腾起沸腾料促使燃烧完全,流动性好也有助于自然堆积时密度最大。
制备得到生物质沸腾炉耐火球后,对生物质沸腾炉耐火球进行烧结测试。
在一种实施例中,按照生物质沸腾炉耐火球88%、生物颗粒灰份12%的质量百分比混合均匀,用陶瓷粘结剂做成直径10mm高6.6mm的圆柱体样品,在影像式烧结点试验仪或高温检测仪器中试烧,设定合适曲线,最高温度1260℃,1260℃保温时间60分钟高温影像观察,没有体积收缩的情况,待炉膛冷却后,再次观察两种物质未发生化学反应。
在另一种实施例中,准备三组样品,第一组样品中生物质沸腾炉耐火球所占的质量百分比为94%,生物颗粒灰份所占的质量百分比为6%;第二组样品中生物质沸腾炉耐火球所占的质量百分比为88%,生物颗粒灰份所占的质量百分比为12%;第三组样品中生物质沸腾炉耐火球所占的质量百分比为82%,生物颗粒灰份所占的质量百分比为18%。各组生物质沸腾炉耐火球与灰份充分搅拌均匀,3组样品分别放入已编号后的坩埚中。将坩埚、福禄测温环同时放入实验室洛阳炬星窑炉有限公司生产的GWL1400LB箱式电炉,设定合适曲线,最高温度1260℃,1260℃保温时间60分钟,完成试烧后待炉膛温度冷却后开炉观察,3个比例中的灰份未与高铝沸腾料发生反应。放入“福禄测温环”试烧检测,测温环的温度1200~1205℃,说明高铝沸腾料在此温度下基本不反应。
生物质沸腾炉使用本发明的沸腾炉耐火球和河沙的使用效果对比,燃烧炉风压、温度控制、喷雾塔产能等同情况下对比如表2所示:
表2
下面列举具体实施例进行说明。
实施例一
获取高铝耐火材料,分析得到所述高铝耐火材料的化学组成按照质量百分比计,包括:SiO2 16%,Al2O3 79%,Fe2O3 0.3%,CaO 0.5%,MgO 0.5%,K2O 0.2%,Na2O 0.1%,其他杂质3.4%;所述高铝耐火材料的矿物组成按照质量百分比计,包括:玻璃相16%,刚玉相43%,莫来石36%,斜锆石5%。
确定所述高铝耐火材料的化学组成和矿物组成处于预设成分标准范围内,将所述高铝耐火材料破碎为0.2~0.4厘米的材料颗粒。
选择氧化铝含量≥90%、直径在5~10毫米内的球磨介质对所述材料颗粒进行干法球磨。
完成球磨后,筛选5目到10目之间的材料颗粒作为耐火球颗粒;采用磁铁吸附方式去除耐火球颗粒中的粗颗粒铁质,采用永磁箱式干法除铁方式去除耐火球颗粒中的细颗粒铁质。
检测已除铁耐火球颗粒的性能结果如下:
莫氏硬度为4,吸水率为0.4,自然休止角度为32度,自然堆积密度为2.5g/cm3。
因此,已除铁耐火球颗粒符合预设性能标准,可以将已除铁耐火球颗粒作为生物质沸腾炉耐火球。
实施例二
获取高铝耐火材料,分析得到所述高铝耐火材料的化学组成按照质量百分比计,包括:SiO2 16%,Al2O3 73%,Fe2O3 0.3%,CaO 0.5%,MgO 0.5%,K2O 0.2%,Na2O 0.1%,其他杂质9.4%。由于该高铝耐火材料中Al2O3的含量没有达到75%,因此,该高铝耐火材料不能用于制备本发明的生物质沸腾炉耐火球。
本发明还提供一种生物质沸腾炉耐火球,所述生物质沸腾炉耐火球由如上所述的生物质沸腾炉耐火球的制备方法制备得到。
本发明提供了一种生物质沸腾炉耐火球及其制备方法,所述方法包括:获取高铝耐火材料,并分析所述高铝耐火材料的组成成分;若所述高铝耐火材料的组成成分符合预设成分标准,则将所述高铝耐火材料处理为生物质沸腾炉耐火球。本发明通过采用高铝耐火材料制备生物质沸腾炉耐火球,高铝耐火材料以高纯度氧化铝为主要原料,作为沸腾料时不易于和生物质燃料残渣反应生产低温共熔体,沸腾料的氧化铝含量越高,越有利于反应趋向硅铝钙系高温共熔体,解决了高硅沸腾料极易和生物质残渣反应形成低温玻璃体,导致高硅沸腾料失去沸腾作用的问题。
应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种生物质沸腾炉耐火球的制备方法,其特征在于,包括:
获取高铝耐火材料,并分析所述高铝耐火材料的组成成分;
若所述高铝耐火材料的组成成分符合预设成分标准,则将所述高铝耐火材料处理为生物质沸腾炉耐火球。
2.根据权利要求1所述的生物质沸腾炉耐火球的制备方法,其特征在于,所述预设成分标准包括预设化学组成和预设矿物组成;
所述预设化学组成包括:氧化铝、氧化钾、氧化钠、氧化钙、氧化镁氧化铁和氧化硅,所述氧化铝所占的质量百分比≥75%,氧化钾、氧化钠、氧化钙、氧化镁和氧化铁所占的质量百分比之和≤5%,氧化硅所占的质量百分比≥15%;
所述预设矿物组成包括:玻璃相、刚玉相、莫来石和斜锆石。
3.根据权利要求2所述的生物质沸腾炉耐火球的制备方法,其特征在于,所述预设化学组成按照质量百分比计,包括:
SiO2 15~17%,Al2O3 78~82%,Fe2O3 0.2~0.4%,CaO 0.4~0.6%,MgO0.4~0.6%,K2O 0.2~0.3%,Na2O 0.1~0.3%;
所述预设矿物组成按照质量百分比计,包括:
玻璃相11~17%,刚玉相39~45%,莫来石35~41%,斜锆石5~7%。
4.根据权利要求1所述的生物质沸腾炉耐火球的制备方法,其特征在于,将所述高铝耐火材料处理为生物质沸腾炉耐火球,包括:
将所述高铝耐火材料破碎为材料颗粒;
采用氧化铝含量处于预定含量范围内、直径处于预定直径范围内的球磨介质对所述材料颗粒进行干法球磨;
完成球磨后,将预定目数范围内的材料颗粒处理为生物质沸腾炉耐火球。
5.根据权利要求4所述的生物质沸腾炉耐火球的制备方法,其特征在于,所述高铝耐火材料破碎的颗粒度为0.2~0.4厘米,所述球磨介质的氧化铝含量大于或等于90%,所述球磨介质的直径为5~10毫米。
6.根据权利要求4所述的生物质沸腾炉耐火球的制备方法,其特征在于,将预定目数范围内的材料颗粒处理为生物质沸腾炉耐火球,包括:
筛选5目到10目之间的材料颗粒作为耐火球颗粒;
对所述耐火球颗粒进行除铁处理;
检测已除铁耐火球颗粒的性能,将符合预设性能标准的已除铁耐火球颗粒作为生物质沸腾炉耐火球。
7.根据权利要求6所述的生物质沸腾炉耐火球的制备方法,其特征在于,对所述耐火球颗粒进行除铁处理,包括:
采用磁铁吸附方式去除耐火球颗粒中的粗颗粒铁质,采用永磁箱式干法除铁方式去除耐火球颗粒中的细颗粒铁质。
8.根据权利要求6所述的生物质沸腾炉耐火球的制备方法,其特征在于,所述生物质沸腾炉耐火球的性能包括:莫氏硬度≥5和吸水率≤0.5%。
9.根据权利要求8所述的生物质沸腾炉耐火球的制备方法,其特征在于,所述生物质沸腾炉耐火球的性能还包括:自然休止角度≤35度和自然堆积密度≥2.6g/cm3。
10.一种生物质沸腾炉耐火球,其特征在于,所述生物质沸腾炉耐火球由如权利要求1-9任一项所述的生物质沸腾炉耐火球的制备方法制备得到。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410080406.9A CN118005380A (zh) | 2024-01-19 | 2024-01-19 | 一种生物质沸腾炉耐火球及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410080406.9A CN118005380A (zh) | 2024-01-19 | 2024-01-19 | 一种生物质沸腾炉耐火球及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN118005380A true CN118005380A (zh) | 2024-05-10 |
Family
ID=90943615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410080406.9A Withdrawn CN118005380A (zh) | 2024-01-19 | 2024-01-19 | 一种生物质沸腾炉耐火球及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN118005380A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB715882A (en) * | 1950-04-21 | 1954-09-22 | Ici Ltd | Improvements in and relating to refractory bodies adapted for use as heat transfer media and/or as supports for catalytic materials |
| CN86200382U (zh) * | 1986-01-29 | 1987-06-24 | 煤炭工业部煤炭科学研究院唐山分院 | 耐磨耐火复合砖 |
| CN1102823A (zh) * | 1994-10-24 | 1995-05-24 | 宜兴市特种温耐磨材料厂 | 耐磨耐火材料 |
| CN106518101A (zh) * | 2016-10-10 | 2017-03-22 | 马鞍山豹龙新型建材有限公司 | 一种抗冲击耐火砖及其制备方法 |
| CN217559814U (zh) * | 2022-06-17 | 2022-10-11 | 厦门兑泰新材料科技有限公司 | 一种新型高效生物质燃料钢混沸腾炉 |
-
2024
- 2024-01-19 CN CN202410080406.9A patent/CN118005380A/zh not_active Withdrawn
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB715882A (en) * | 1950-04-21 | 1954-09-22 | Ici Ltd | Improvements in and relating to refractory bodies adapted for use as heat transfer media and/or as supports for catalytic materials |
| CN86200382U (zh) * | 1986-01-29 | 1987-06-24 | 煤炭工业部煤炭科学研究院唐山分院 | 耐磨耐火复合砖 |
| CN1102823A (zh) * | 1994-10-24 | 1995-05-24 | 宜兴市特种温耐磨材料厂 | 耐磨耐火材料 |
| CN106518101A (zh) * | 2016-10-10 | 2017-03-22 | 马鞍山豹龙新型建材有限公司 | 一种抗冲击耐火砖及其制备方法 |
| CN217559814U (zh) * | 2022-06-17 | 2022-10-11 | 厦门兑泰新材料科技有限公司 | 一种新型高效生物质燃料钢混沸腾炉 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103468287B (zh) | 一种高强度—高反应性含铁焦炭的制备方法 | |
| CN101570406A (zh) | 一种活性石灰的烧制工艺 | |
| CN103030415A (zh) | 一种高性能镁橄榄石耐火原料及其制备方法 | |
| CN113800895A (zh) | 一种耐磨锆铝复合球及制备方法 | |
| CN101597174A (zh) | 一种致密硅质耐火材料及其制备方法 | |
| CN102459658B (zh) | 由含金属氧化物的精细物料制备用作高炉投料的凝聚体的方法 | |
| CN105541351B (zh) | 玻璃熔窑蓄热室顶部专用复合尖晶石锆砖及其制造方法 | |
| EP1226097B1 (en) | Synthetic silicate pellet composition and methods of making and using thereof | |
| RU2500793C2 (ru) | Способ обогащения топлива и присадка - улучшитель топлива | |
| CN113773057A (zh) | 一种高纯度、高密度钙镁砂及其制备工艺 | |
| CN109251047A (zh) | 一种新型耐火粘土砖的制备方法 | |
| CN118005380A (zh) | 一种生物质沸腾炉耐火球及其制备方法 | |
| CN117585918B (zh) | 一种自分解冶金石灰及其制备方法 | |
| CN103396142A (zh) | 具有低热导率、高使用性能的复合镁钙砖及其制造方法 | |
| CN102517418B (zh) | 一种多孔颗粒状低碳石灰及其生产方法 | |
| CN118388222A (zh) | 二步煅烧法制备方镁石-镁橄榄石复相耐火原料 | |
| CN112250323B (zh) | 一种粉粒状菱镁矿一步法制备烧结镁砂的方法 | |
| CN111943692B (zh) | 一种高性能镁钙砖及其制备方法 | |
| CN112250324B (zh) | 一种粉粒状菱镁矿两步法制备烧结镁砂的方法 | |
| CN110407564B (zh) | 微晶耐磨球砖 | |
| US3074806A (en) | Dolomitic refractory | |
| CN104446523B (zh) | 一种耐火原料组合物及其制备方法和应用 | |
| JP7812383B2 (ja) | ペレット製造窯での焼成ペレットの製造方法 | |
| EP4575020A1 (en) | Iron ore pellet production method | |
| Zhao et al. | Effects of Adding Ratio of Boron-Iron and Roasting Temperature on Properties |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20240510 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |