Сырьевая смесь для изготовления огнеупорного бетона

 

СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕУПОРНОГО БЕТОНА, включающая алюминаты кальция и глиноэемсодержащий заполнитель, о т л и чающаяся тем, что, с целью повышения стойкости в высокотемпературной восстановительной среде и уменьшения теплопроводности бетона, она содержит в качестве глиноземсодержащего заполнителя отход носителя катализатора конверсии природного газа фракции 0,1-5 мм при следующем соотношении KOMnoHeHToia, мас.%: Алюминаты кальция 20-40 Отход носителя катализатора ронверсии природного газа фракции 0,1-5 мм

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО1.1ИАЛИСТИ БРОСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (П) -(51) 4 С 04 В 35 66 28 06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОРРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

60 80 г g (21) 3514642/29-33 (22) 22 .11 .82 (46) 30.06.87. Бюл. № 24 (72) М,А,Шполянский, Э.Г,Вакк, В,П,Семенов, Г.И.Завелев, Л.В.Чмель, А.Н.Воловиков, Т.И.Савельева, Е,Д.Завелев и В.С.Коршунов (53) 666.943(088.8) (56) Патент Великобритании

1175991, кл. С 1 Н, опубл. 1970 °

Авторское свидетельство СССР

¹ 773028, кл. С 04 В 35/10, 1980. (54)(57) СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕУПОРНОГО БЕТОНА, включающая алюминаты кальция и глиноземсодержащнй заполнитель,- о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьппения стойкости в высокотемпературной восстановительной среде и уменьшения теплопроводности бетона, она содержит в качестве глиноземсодержащего заполнителя отход носителя катализатора конверсий природного газа фракции 0,1-5 мм при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Алюминаты кальция 20-40

Отход носителя катализатора конверсии природного ra-.

sa фракции .0,1-5 мм

f 107786

Изобретение относится к огнеупорным материалам и может быть исполь.зовано в химической, нефтехимической . промышленности,для футеровки высокотемпературных аппаратов шахтного типа работающих в восстановительной среде.

Известна огнеупорная масса, включающая электрокорунд и циркон, Однако эта масса непригодна для f0 изготовления безобжиговых огнеупоров, в том числе и защитных обмазок, из- за отсутствия в ней связующего при высокой химической инертности массы, Наиболее близкой к описываемой f5 сырьевой смеси по технической сущности и достигаемому эффекту является огнеупорная масса для высокотемпературных агрегатов, включающая огнеупорный заполнитель, в качестве кото- 20 рого применяют электрокорунд, высокоглиноземистый диалюминатный цемент и . цирконийсодержащий компонент, в качестве последнего масса содержит двуокись циркония, натриевую соль сульфопроизводного меламина при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Электрокорунд 80-90

Высокоглиноземистый диалюми- 30 натный цемент 9-16

Двуокись циркония 0,99-3,98

Натриевая соль сульфопроизводного меламина 0,01-0,02 35

Недостаток известного состава состоит в низкой химической стойкости в высокотемпературной восстановительной среде.

Например, высокое содержание окис- 40 лов кремния, железа и щелочных металлов в электрокорунде (SiO 1%, Ре О

0,7Х, Na>0+H<0 1%) и диалюминатном цементе (SiO> 2%, Ге,оз 1% 1а О+Н,О

О,бХ) .приводйт к образованию летучих 45 гидратов в высокотемпературной восстановительной среде с высоким парциальным давлением водяного пара, что приводит к быстрому разрушению футеровки и ухудшению работы тепло- 50 обменной аппаратуры.

Данный состав обеспечивает получение огнеупорной бетонной смеси, обладающей высокой. прочностью. Однако данный состав обуславливает большую объемную массу и высокий коэффициент теплопроводности, что приводит к значительной толщине футеровки.(до

О 2

300 мм) и. уменьшению реакционного объема аппарата, Кроме того, недостатком этой массы является ее дороговизна, что обусловлено введением в ее состав дифицитного и дорогостоящего электрокорунда.

Целью изобретения является повышение стойкости в высокотемпературной восстановительной среде и уменьшение теплопроводности.

Поставленная цель достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления огнеупорного бетона, включающая алюминаты кальция и глиноземсодержащий заполнитель, в качестве глиноземсодержащего заполнителя содержит отход носителя катализатора конверсии природного газа фракции 0 1-5 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Отход носителя катализатора конверсии природного газа фракции 0 1-5 мм бО-80

Алюминаты кальция 20-40

Отход носителя катализатора конверсии природного газа имеет следующий химический состав, мас.%:

А120 99,72-99,9

Si02 0,03-0,2

Ре 0 0,035-0,08

В качестве связующего используют алюминаты кальция по ТУ 21-20-34-78.

При изготовлении катализаторов, используемых в каталитической конверсии природного газа, получаются некондиционные отходы носителя катализатора в виде целых и раздробленных гранул.

Для получения огнеупорного заполнителя эти отходы дробят на щековой или молотковой дробилке, затем отсеивают до фракции 0 1-5 мм. Фракции выше 5 мм вызывают большой отскок при торкретировании аппаратов огнеупорным бетоном.

Применение фракции менее 0,1 мм вызшвает нежелательное увеличение веса огнеупорной шихты. В зависимости от веса катализатора насыпной вес заполнителя из отходов колеблется от

1000 до 1500 кг/м, Шихту готовят следуюшим образом.

Дозированные по массе сухие.компоненты подвергают механическому перемешиванию в течение 2-3 мин, Затеи добавляют воду и перемешивают затворенную водой смесь еще 2-3 мин до од3 107786 нородного состояния. Воды добавляют

15-25 мас.%. Количество воды уточняют при опытном замесе.

В табл. 1 приведены 3 состава шихты с различным содержанием компонентов.

Своиства масс

Состав

Таблица 1 предлагаемый иэСостав, мас.%

Компонент! I:

Потеря в весе при 1500 С в течение 10 ч в среде Нг+Нго, мас.%

Отходы носителя катализато15

0,3 0,2 0,1 3 5 ра каталитической конверсии 60 природного газа

70, 80

Срок службы футеровки в высокотемпературной восстановительной среде, лет 8

Алюминаты каль40 30

8 8 5

Предел прочности при сжатии необожженных образцов, ИПа

Та блица 2

26 23,7 96

Предел прочности при сжатии обожженных образцов, МПа ва

16,5 14 13,5 91

99,75 0,09 Остальное

Химический состав отходов носителя катализатора каталитической конверсии природного газа приведен в табл. 2.

9. соста- Содержание, мас.%

А1гО $ 0г Fe O 30

99,82 0,015 Остальное

99,94 0,019 Остальное

Для Проверки физико-механических свойств бетона формуют образцы. 40

Образцы изготавливают путем заливки смеси в формы. Уплотняют смесь вибрированием на вибросите в течение

3 мин. Для определения предела прочности при сжатии, термостойкости, химстойкости и объемной массы формуют кубы с длиной ребра 7,07 см, для определения предела прочности при изгибе — балочки размером 40х40х

xl60 мм, для определения коэффициента теплопроводности .— цилиндры диаметром 110 мм, высотой 60 мм. После выдержки образцов во влажных условиях в течение 7 сут. образцы сушат при комнатной температуре в течение

3 сут. Затем образцы обжигают и подвергают испытаниям. Результаты испытаний приведены в табл. 3 °

0 4

В табл. 3 даны показатели для сопоставления свойств предлагаемого и известно о составов шихты.

Т а б л и ц а 5

Коэффициент теплопроводности, вт/м.ч. 1,05 0,98 0,98 2,3

Объемная масса, кг/м 2450 2270 2180 3050

Как видно иэ табл, 3, свойства бе-: тона по изобретению значительно отличаются от свойств известного бетона. Так, например, увеличивается химстойкость футеровки в восстановительной среде, повышается срок службы футеровки на 30%. Улучшаются тепло1изоляционные свойства шихты, коэффициент теплопроводности уменьшается в два раза по сравнению с известным, в 1,5 раза уменьшается объемная масса.

Уменьшение прочности бетонной смеси прн одновременном уменьшении объемного веса снижает нагрузки, что благоприятно сказывается на рабОтоспособности огнеупорной футеровки, выполненной из бетонной смеси по изобретению.