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Stoffliche Nutzung von Braunkohle pp 767–778Cite as

Nichtoxidische Werkstoffe für Vergasungsreaktoren

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Zusammenfassung

Neben oxydischen Feuerfestwerkstoffen, die zurzeit für die Auskleidung von Vergasungsreaktoren genutzt werden, sind Siliciumcarbid (SiC)- und Aluminiumnitrid (AlN)-Keramiken mögliche erfolgversprechende Alternativen für Feuerfestanwendungen unter reduzierenden Bedingungen wie sie in Vergasungsreaktoren vorhanden sind. Daher wurden AlN-Werkstoffe mit unterschiedlichen Sinteradditiven, rekristallisierte SiC-Werkstoffe (RSiC) und auch RSiC-Werkstoffe, die mit Kohlenstoff und Zirkoniumdioxid infiltriert wurden, hergestellt und ihr Korrosionsverhalten im Kontakt mit verschiedenen Aschen getestet. Die Ergebnisse zeigten, dass die RSiC-Werkstoffe und besonders die infiltrierten RSiC-Werkstoffe eine extrem hohe Stabilität sowohl gegenüber sauren als auch basischen Aschen aufweisen. Modifizierte RSiC-Werkstoffe haben daher ein hohes Potential für Feuerfestanwendungen in verschiedenen Atmosphären.

Die verschiedenen getesteten AlN-Werkstoffe zeigten eine geringere Stabilität im Vergleich zu den RSiC-Werkstoffen. Die Korrosion erfolgte im Wesentlichen entlang der Korngrenzen. Daher ist das Korrosionsverhalten dem von Al2O3-Feuerfestwerkstoffen sehr ähnlich.

Abstract

Besides the oxide materials currently in use as refractory linings, SiC- and AlN-ceramics show great promise as refractories in reducing atmospheres found in gasifiers. For this reason, AlN-Ceramics with different kinds of sintering additives, recrystallized silicon carbide (RSiC) ceramics as well as RSiC materials infiltrated with carbon and ZrO2 were prepared and their corrosion resistance was examined in different ashes. The experiments revealed a high stability of the modified RSiC materials. The results show that such optimized RSiC-materials have a high potential for refractory applications in different environments.

For the different AlN ceramics less corrosion resistance than for the SiC materials was observed. The corrosion processes take place mostly along the grain boundaries and in the secondary phases. Therefore, the corrosion resistance is similar to the corrosion resistance of alumina refractories.

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Authors and Affiliations

  1. Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS, Winterbergstraße 28, 01277, Dresden, Deutschland

    Mathias Herrmann

  2. Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS, Winterbergstraße 28, 01277, Dresden, Deutschland

    Gisela Standke

  3. Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS, Winterbergstraße 28, 01277, Dresden, Deutschland

    Gert Himpel

  4. Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS, Winterbergstraße 28, 01277, Dresden, Deutschland

    Sören Höhn

  5. Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS, Winterbergstraße 28, 01277, Dresden, Deutschland

    Heike Heymer

  6. Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS, Winterbergstraße 28, 01277, Dresden, Deutschland

    Steffen Kunze

Authors
  1. Mathias Herrmann
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Corresponding author

Correspondence to Mathias Herrmann .

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Editors and Affiliations

  1. Inst. für Energieverfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen, TU Bergakademie Freiberg, Freiberg, Germany

    Steffen Krzack

  2. Inst. für Energieverfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen, TU Bergakademie Freiberg, Freiberg, Germany

    Heiner Gutte

  3. Inst. für Energieverfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen, TU Bergakademie Freiberg, Freiberg, Germany

    Bernd Meyer

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Herrmann, M., Standke, G., Himpel, G., Höhn, S., Heymer, H., Kunze, S. (2018). Nichtoxidische Werkstoffe für Vergasungsreaktoren. In: Krzack, S., Gutte, H., Meyer, B. (eds) Stoffliche Nutzung von Braunkohle. Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-46251-5_29

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