新型气化炉耐火材料有关问题的探讨.doc

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1、新型气化炉耐火材料有关问题的探讨摘要：简单介绍了多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉燃烧室内衬耐火材料的结构和选用，分析了耐火砖的损蚀机理、烧蚀模式以及影响耐火砖使用寿命的因素，对提高耐火砖使用寿命的措施进行了探讨，对多喷嘴气化炉的稳定运行具有重要意义。关键词：水煤浆气化炉耐火材料损蚀机理措施寿命水煤浆气化炉主要是将煤炭洁净、高效地转化为合成气（主要成分C0+H2）。其工作过程是水煤浆与气化剂（02）—起通过喷嘴，气化剂高速喷出与煤浆并流混合雾化，在气化炉内进行-火焰型非催化部分氧化反应的工艺过程，即煤的气化技术。冃前应用最广泛的气化炉主要有美国德士古发展公司开发的水煤浆

2、加压气炉（原Texaco,现GE）和中国自主开发的多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉（以下简称0MB加压气化炉）。0MB加压气化炉以其独特的技术优势已得到国内外煤化工企业的广泛认可。无论是GE还是0MB加压气化炉，在燃烧室向火面部位均采用鎔铝错砖（俗称高辂砖）,冃前内衬耐火材料的使用寿命仍是影响气化炉长周期稳定运行的主要因索之一一、0MB加压气化炉的工作环境以及对耐火材料的耍求水煤浆加压气化炉的工况条件极为苛刻，燃烧反应室为强还原性气氛，同时遭受酸性熔渣的侵蚀和高速流体的冲刷，口气化炉内的温度场及流场是不均匀、不稳定、甚至不连续的。要求高温（1250〜1550°C）高压

3、（2~8.5MPa）,强还原气氛和液态酸性排渣，伴随着固体、液体、气体的高速冲刷且在开停车时有较大的温度和压力波动等。所有这些都对气化炉用耐火材料特别是向火面耐火砖提出了严格的要求1・必须有良好的的抗熔渣侵蚀性、抗渗透性以及抗震性能2•较好的高温体积稳定性能以抵抗温度和压力的波动3.较高的热态强度以抵抗熔融煤渣的冲刷和磨损二、OMB加压气化炉加压气化炉耐火材料的结构气化炉燃烧室内衬耐火材料共分为拱顶、筒体、锥底和渣口四部分（图1所示）。1.拱顶一一拱顶部分三层，从里到外分别为向火面砖、珞刚玉浇注料、可压缩料（主要做膨胀用）。拱顶部位是受冲刷最为严重的部位，结构为半

4、球形，每一块砖各有纵横两道嵌槽，砌筑成环状后与上下左右各砖形成一个整体的合力，确保证了其稳同。拱顶有一道膨胀缝。2•筒体——筒体部分三层，从里到外分别为向火面砖、背衬砖、隔热砖，隔热砖与炉壁之填充有20mm的岩棉，用作保温隔热，同时还为耐火砖径向膨胀提供了空间。筒体为圆柱形，共有两道膨胀缝3•锥底一一锥底部分两层，分别为向火面砖、珞刚玉浇注料，锥底为圆锥形。4•渣口——渣口部分三层，分别为向火面砖、背衬砖及鎔刚玉浇注料,渣口为圆柱形。所有耐火砖从里向外弧长逐步增大，每层砌筑完成后在圆周方向就会形成一个整体。三、OMB加压气化炉耐火材料的选择1.向火面砖由于向火面直

5、接与煤溶渣接触，是气化炉用耐火材料最苛刻的部位，所以向火面砖选用90侪铝钳砖（俗称高侪砖，主要性能参数见表1）。侪铝链砖所用原料为Cr203含量人于99［wiki］%［/wiki］的Cr203电熔合成料（体积密度大于5.1g/cm3）,同时添加有超细粉，经混碾、成型后在高温梭式窑中烧成。该产品具有体积密度大（大于4.25g/cm3）.气孔率低（小于16%）、常温耐压大（大于120MPa）、氧化铁和氧化硅等杂质含量少的优点、同时具有很好的热态稳定性能，抗高温蠕变性能等。这些满足了气化炉向火面用耐火材料的要求，所以90锯铝链砖是日前气化炉向火面耐材的最住选择。2.背衬

6、砖背衬砖位于向火而砖背后，对气化炉耐火材料整体起至关重要的力学支撑作用，并且能够经受高温下［wiki］腐蚀［/wiki］性气体的侵蚀。12侪刚玉砖（主要性能参数见表2）常温强度很高（大于120MPa）,并且高纯刚玉中添加12%以上的氧化銘更增加了该制品抗腐蚀性气体侵蚀性能。2•隔热砖隔热砖位于支撑砖之后，对气化炉起保温作用，使热损失降低，使外壁温度保持在设定值，是一种很好的节能材料；氧化铝空心球砖除了导热率低（0・8W/mk/100（TC）夕卜，常温、高温强度是轻质耐材中最好的，并且杂质含量极低，具有很好的抗腐蚀性气体的侵蚀能力和缓冲热应力能力。是目前轻质保温耐火

7、材料中最佳材料。3.可压缩层可压缩料具有容重小、导热率低的特点，具有很好的保温绝热性能，同时又具有一定的强度，能够有效缓冲高温下里层耐火材料的径向膨胀，而且施工十分方便。5•耐火浇注料（珞刚玉浇注料、氧化铝空心球浇注料）銘刚玉浇注料用于球顶及锥底，浇注料和砖相比具有以下优点：无灰缝，即整体性好。施工方便，特别是复杂结构的施工，方便快捷、省工、省时、省力。浇注料的抗气体侵蚀性强，同时由于体积密度大于2.95g/cm3,使浇注料具有很好的气密性。氧化铝空心球浇注料具有保温节能、施工方便等优点，适合气化炉局部使用。四、OMB加压气化炉炉衬损蚀机理和烧蚀模式1•损蚀机理气

8、化炉耐火材