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耐火砖:气化炉内衬为什么采用多层?以下5点需要了解!

2022-09-15 18:00:57 点击:
TOP耐火材料窑炉应用技术频道开讲啦,今天给大家分享的是关于气化炉耐火砖内衬为什么采用多层,请看详细内容。

气化炉施工砌筑现场
 
1、气化炉的耐火砖为盒缕咸丫┕偻采用多层砌砖形式?
这是由于气化炉工艺和结构两方面的要求所决定的。(1)气化炉的耐火砖具备保护壳体和在炉内形成高温空间减少热损失两种作用。因此采用预烧制的不同品种的耐火砖分层砌筑。里层砖要求耐高温、抗侵蚀,外层砖要求保温性能好并且质地疏松、多孔隙。为此,里层采用刚玉砖或一级高铝砖,外层采用硅藻土砖,在这两者之间,从里往外温度逐渐下降,耐火度要求逐步降低而保温性能要求逐步升高,故而依次砌筑普通高铝砖、粘土砖和轻质粘土砖。(2)中型氨厂的油气化均为加压操作。当压力波动时,多层砌砖的砖允许足够气体通过灰缝,使砖两侧的压力平衡。而单层浇铸的耐火砖是气密的,压力的平衡是靠炉子加热时砖中产生的收缩裂缝来实现的。由于气化炉内温度极高,这种单层砖发生裂缝危害是很大的。故浇铸砖只有在炉顶和炉底局部必要处才采用。通体浇铸的砖可用在常压气化炉。(3)外层耐火砖采取质地疏松、多孔隙的砖型,除了出于保温需要外,还由于在加压气化炉的操作中贴近外壳处有蒸汽冷凝问题。因外亮温度已低于煤气的露点,从里层砖串透过来的煤气中的水蒸汽在此冷凝。这种现象叫蒸汽的截留。当炉子迅速减压时,这部分截留而又冷凝的蒸汽,便会以该温度下的饱和蒸汽压力爆发出来,使保温层破坏。采用疏松多孔的保温层可以通过孔道容纳释放出来的蒸汽,再者,疏松材料的单位体积的热容量也较小,冷凝水得不到足够的蒸发热量,从而大大减轻了蒸汽截留现象的危害。
 
2、水煤浆气化炉耐火材料的基本要求
气化炉主要采用水煤浆进料和纯氧气化工艺,具有碳转化率高、气体质量、适合作化工合成原料气、三废处理方便、可实现计算机远程控制等优点。但水煤浆气化炉的工艺条件要求相当严格,操作温度在煤灰培融点以上,其工况条件为:高温(1250~1550℃),高压(2~8.5MPa),强还原气体和液态酸性熔渣,伴随着固体、液体、气体的调整冲刷,且在开停车时有较大的温度和压力波动。这些对炉衬向火面耐火材料提出了严格的要求。'因此,气化炉耐火材料的选用、砌筑、运行维护是每个水煤浆气化单位研究的课题之一。
 
3、水煤浆气化炉耐火材料的基本要求
水煤浆气化炉对耐火材料的要求十分苛刻,耐火材料除了要满足气化炉炉壁受高温影响的强度要求外,还要满足炉内高压氧化、还原、融渣酸碱性等氛围及介质对它的侵蚀和冲刷,这就要求耐火材料具有如下性能:
①高温热阻性,以减少炉内热量向外传递。
②冲刷性能,对液态融渣的冲刷有较高的抵御性。
③高温下的化学稳定性,能有效的应对气化炉内的氧化、还原气氛,保证耐火材料的成份不与液态融渣的成份发生化学反应。
④较高的热震性,以承受炉内温度骤变而产生的热应力。
⑤低气孔率、高的单位体积质量和强的抗渣性。因此,选用符合要求的耐火材料,是获得较长的耐火材料使用寿命和确保气化炉运行安危的前提。
 
4、气化炉用高铬耐火材料的特性
气化炉用高铬耐火材料主要由Cr2O3、单斜氧化锆以及氧化铝微粉组成。因此,高铬耐火材料的性能跟这几种物质的性能紧密相关。综合而言,高铬耐火材料的性能特点主要表现在以下几个方面:
(1) 优良的抗渣侵蚀性能。
Cr2O3材料自身具有优良的抗渣侵蚀性能,这主要是归结于以下几点:1)Cr2O3在煤熔渣中的溶解度很低,从而保证了材料的整体性;2)多数熔渣对Cr2O3材料的润湿性较差,从而延缓了Cr2O3在熔渣中的溶;3)Cr2O3  材料溶解到渣中之后会增加熔渣的黏度,甚至可以在材料表面形成均匀的保护层,堵塞材料的气孔,抑制熔渣渗透。
(2) 优良的高温性能。
高铬耐火材料的主要组分Cr2O3、Al2O3、ZrO2的熔点分别约为2400、2050、2700℃ ,经1700t高温处理后,其中的Cr2O3和Al2O3形成了结晶良好且连续的铝铬固溶体,因而高铬耐火材料具有很高的高温强度。
(3) 抗冲刷性能优异。
铝铬固溶体的形成,以及ZiO2的促烧作用,使高铬材料具有较低的显气孔率和较高的耐压强度(达150 MPa甚至200  MPa以上),因此高铬耐火材料具有良好的抗冲刷性能。
(4) 抗热震性和抗热剥落性。
由于ZrO2的相变增韧作用,高铬耐火材料的抗热震性和抗热剥落性得到改善。
 
5、气化炉用耐火材料有严格的要求
据悉,气化炉是化肥、石化行业等生产用的关键设备其内衬耐火材料的质量直接影响到炉子的
操作稳定性和使用寿命。TEXACO水煤浆加压气化是洁净煤气化技术之一,具有、低污染、易自动控制等优点,但是其工况条件极为苛刻,要求高温(1250~1550℃),高压(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提出了严格的要求:
(1)有高的抗熔渣侵蚀性和渗透性。研究表明Cr203与煤熔渣不润湿,具有较大的二面角,可以使熔渣的侵蚀和渗透降至小。
(2)较高的热态强度以抵抗高温下的冲刷磨损。气化炉的操作温度一般比炉渣的熔点高,炉
渣为液态溶渣,伴随高速气流沿气化炉壁流下,部分沉积在炉壁上,部分从排渣口排出,液态渣除冲刷炉衬材料外还与炉衬进行反应,侵蚀炉衬,因此,要求炉衬耐火材料具有高的抗熔渣冲刷和侵蚀能力。
(3)较好的高温体积稳定性能以抵抗温度和压力的波动。高温高压条件下,要求耐火材料具有
良好的抗高温蠕变性能,即蠕变变形力,在热应力和机械应力作用下能吸收由此而引起的微裂纹,阻止裂纹的蔓延,使炉衬用耐火材料在长时间使用时不会因为材料本身产生塑性变形而破坏表皮。
 
综上所诉,上面就是TOP耐火材料窑炉应用技术小编整理的气化炉内衬的相关内容。欢迎关注耐火材料厂家技术频道。
 
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