产品定位与应用场景 ST-CC-LS磷酸盐结合耐酸材料应用于碳捕集与封存(CCS)和碳捕集、利用与封存(CCUS)系统中,作为吸收塔内衬、再生塔内衬、胺液输送管道内衬和酸气处理设备的内衬保护材料。碳捕集系统中最成熟的工艺路线是胺法吸收——使用单乙醇胺(MEA)或混合胺液在吸收塔中与烟气中的CO₂反应生成氨基甲酸盐,再在再生塔中加热释放CO₂。此过程中MEA胺液和CO₂生成的碳酸对钢结构和普通水泥基耐材具有强烈的化学侵蚀性。
磷酸盐结合的化学原理 普通硅酸盐水泥结合浇注料或铝酸钙水泥结合浇注料的结合相(C-S-H凝胶或水化铝酸钙)在酸性环境中是不稳定的——H⁺会溶解CaO组分导致基体破坏。磷酸盐结合体系则完全不同:磷酸或磷酸盐与Al₂O₃反应生成磷酸铝(AlPO₄)结合相。P₂O₅-Al₂O₃体系中的AlPO₄和AlPO₄·2H₂O在酸性环境下(pH 2-6的有机酸/碳酸环境)具有卓越的化学稳定性,不会发生酸蚀分解。此外,磷酸盐结合相在高温(≥500℃)下转变为不溶性偏磷酸铝,化学稳定性进一步提升——可同时耐受塔底的高温区和塔顶的低温酸冷凝区。
配方与材质 以低钙高铝矾土或刚玉为骨料(避免CaO引入破坏磷酸盐结合),使用磷酸或磷酸二氢铝溶液为化学结合剂,辅以促凝剂(如MgO或Al₂O₃微粉)调控硬化速度。产品以两种形态交付:浇注料(干粉+液态磷酸盐结合剂分装)用于大面积浇筑施工;可塑料(预混湿料)用于小面积修补和涂抹施工。
应用前景 随着全球CCS/CCUS项目的快速发展,碳捕集系统对耐酸耐火材料的需求正在快速增长。本产品可替代传统防腐涂层(环氧/玻璃鳞片)在高温吸收/再生工艺段的不足,尤其适用于120-200℃的MEA胺液再生塔和200-400℃的高温CO₂解吸段。
关键注意事项 磷酸盐结合材料在施工养护和烘烤阶段对温度和湿度较为敏感。养护温度不低于10℃,养护期间保持表面适度湿度(避免干燥过快产生裂纹)。烘烤时须缓慢升温(尤其在100-300℃脱水阶段),避免水汽急剧逸出导致起泡和分层。
| 项目 | 单位 | ST-CC-LS-JL(浇注料) | ST-CC-LS-KS(可塑料) |
|---|---|---|---|
| 体积密度(110℃×24h干燥后) | g/cm³ | ≥2.30 | ≥2.25 |
| 常温耐压强度(110℃×24h干燥后) | MPa | ≥40 | ≥30 |
| 常温耐压强度(500℃×3h热处理后) | MPa | ≥45 | ≥35 |
| 常温抗折强度(110℃×24h干燥后) | MPa | ≥8 | ≥6 |
| 常温抗折强度(500℃×3h热处理后) | MPa | ≥9 | ≥7 |
| 加热永久线变化(500℃×3h) | % | ±0.5 | ±0.5 |
| Al₂O₃含量 | % | ≥70 | ≥70 |
| P₂O₅含量 | % | 5-10 | 5-10 |
| CaO含量 | % | ≤1.0 | ≤1.0 |
| Fe₂O₃含量 | % | ≤2.0 | ≤2.0 |
| 酸溶解度(10%H₂SO₄,24h,20℃) | % | ≤5.0 | ≤5.0 |
| 最高使用温度 | ℃ | 1300 | 1300 |
检测方法标准:GB/T 4513《不定形耐火材料——致密浇注料试验方法》;GB/T 5069《镁铝系耐火材料化学分析方法》(化学组成);GB/T 8488《耐酸砖》(酸溶解度试验方法参考);GB/T 5988《耐火材料加热永久线变化试验方法》
| 项目 | ST-CC-LS-JL(浇注料) | ST-CC-LS-KS(可塑料) |
|---|---|---|
| 施工方式 | 浇注 | 涂抹/捣打 |
| 推荐加水量(浇注料)/ 预混料(可塑料) | 7-9%(重量比) | 预混即用 |
| 施工温度范围 | 10-35℃(环境温度) | 10-35℃(环境温度) |
| 流动性(跳桌法) | ≥140mm | N/A |
| 初凝时间 | ≥90min | N/A |
| 终凝时间 | ≤600min | N/A |
| 可脱模时间 | 24-48h(20℃养护) | N/A |
| 烘烤制度 | 按10℃/h升至110℃→保温24h→按15℃/h升至300℃→保温8h→按25℃/h升至500℃→按50℃/h升至使用温度 | 同浇注料 |
不定形耐火材料。
ST-CC-LS-JL(浇注料):干粉和液态磷酸盐结合剂分装交付。现场施工时先将干粉加入搅拌机,再加入结合剂和适量洁净工业用水搅拌至均匀。浇注入模后用插入式振动棒振捣密实。养护条件:温度≥10℃,模内养护24-48h后脱模,养护期间表面盖塑料薄膜保湿。脱模后按烘烤制度缓慢烘烤。
ST-CC-LS-KS(可塑料):预混湿料,密封桶/袋装交付。开袋取料后直接用抹刀涂抹于基层表面(基层须清洁干燥,使用前涂刷磷酸盐结合剂底涂以增强粘附),或用气锤捣打密实。施工厚度一次不宜超过50mm,多层施工时层间须刮毛。
重要:施工工具和设备在使用后须及时用清水冲洗,磷酸盐结合剂干燥后难以清理。
汽车运输或铁路集装箱运输。浇注料(干粉+液体结合剂套装)和可塑料(密封桶/袋)需防雨防冻。液体结合剂按非危险品运输(酸性磷酸盐溶液,非强酸类危险品)。常规交货期10-20天(依批量而定)。
海运标准集装箱(20ft/40ft HC)运输,产品码放固定。交货条件FOB/CIF/C&F可选。常规交货期20-40天(依批量、规格和船期而定)。国际快递可安排小批量样品空运(3-7天)。液体结合剂的国际运输需确认进口国化学品管制法规。
6个月(自出厂日期起,在5-35℃干燥通风环境下存放,包装未拆封)。液体磷酸盐结合剂应存放在>5℃环境,防止冻结。超期产品须重新检验流动性和强度,合格后方可使用。