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气化炉用粘土耐火砖、高铬耐火材料介绍

编辑:耐火砖厂家   分类:行业资讯  发布:2021-04-25   浏览:
高铬砖.jpg
 
粘土耐火砖在气化炉中的具体使用
粘土耐火砖在气化炉使用过程中,出现了哪些问题应加以避免?泥质耐火砖在气化炉运行过程中还曾出现过氧负荷波动,有时氧调节阀会引起氧负荷波动,有时大颗粒会突然卡死高压煤浆泵活门,煤浆流量突然下降导致相对过量氧流量。氧在变化后直接引起炉温的波动,有时变化范围在500m3~600m3之间,可达1000m3左右。氧突然上升,造成炉温突然上升,会使高温热电偶突然烧坏,这种情况对粘土耐火砖有很大影响,应尽量避免。众所周知,炉温对于耐火材料耐火寿命至关重要,因此应严格控制炉温不能过高。粘土耐火砖在正常生产条件下,其表面有一层渣层,渣层是动态的,渣层温度低,渣层温度高,渣层厚度薄,渣层厚度适当,可减缓高温气体和熔渣的冲刷。
 
气化水煤浆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,具有碳转化率高,气质好,适于作化工合成原料气,三废处理方便,电脑远程控制等优点。但是,水煤浆气化炉的工艺条件相当苛刻,操作温度高于煤灰温升,工作条件为:高温(1250~1550℃),高压(2~8.5MPa),强还原气体及液态酸性渣料,并伴随着固体、液体、气体的调节作用,开停时温度和压力波动较大。这对炉衬和耐火材料在火面上都有严格的要求。所以,对气化炉耐火材料的选择、砌筑和操作维护是每一个水煤浆气化单位都要研究的课题。
 
气化水煤浆耐火材料的基本要求
水煤浆气化炉对耐火材料的要求非常苛刻,除了需要满足气化炉壁上高温影响的强度要求外,还需要满足炉内高压氧化、还原、熔融渣酸碱等环境及介质对耐火材料的腐蚀冲刷,这就要求耐火材料具有以下性能:
②高温热阻降低了炉温向外的传热;
二是耐蚀性好,对液态熔渣有较高的耐蚀性。
③化学稳定性高,能有效应对气化炉内氧化、还原气氛,保证耐火材料成分不与熔融渣成分发生化学反应。
④热震性大,可承受炉温骤变时所产生的热应力。
②气孔率低,单位体积质量高,抗渣能力强。选择符合要求的耐火材料,是保证气化炉使用安全、延长耐火材料使用寿命、保证生产安全的前提。
 
气化炉采用高铬耐火材料
气化炉用高铬耐火材料主要有碳酸钙、单斜角氧化锆和氧化铝粉末。所以高铬耐火材料的性能与这几种材料有密切关系。从总体上看,高铬耐火材料的性能特点主要表现在以下几个方面:
一是具有优异的抗渣蚀性。由于Cr2O3材料本身具有良好的抗渣侵蚀性能,这主要归结为:1)Cr2O3在煤渣中的溶解度很低,因而保证了材料的完整性;2)Cr2O3材料在大部分熔渣中的润湿性较差,因而延缓了Cr2O3在渣体中的溶解;3)Cr2O3材料在渣体中溶解后,熔渣的粘度增大,甚至可在材料表面形成均匀的保护层,使Cr2O3的渗透率降低。
二是具有优异的高温性能。高铬耐火材料的主要成分Cr2O3、Al2O3、ZrO2分别约有2400、2050、2700度左右的熔点,经过1700度的高温处理,其中Cr2O3和Al2O3形成了结晶良好且连续的铝铬固溶体,因此高铬耐火材料具有极高的高温强度。
三、具有良好的抗腐蚀性能。铝铬固溶体的形成,ZrO2的促进燃烧作用,使得高铬材料具有较低的显孔率和较高的抗压强度(大于150MPa或200MPa),因此,高铬耐火材料具有良好的耐腐蚀性能。
(4)耐热震性和耐热剥离性。高铬耐火材料由于氧化铝的相变增韧作用,具有更好的抗热震性能和抗热剥落性能。
气化炉用耐火材料的种类
气化炉内衬耐火材料分为三个层次,由内向外依次是铬铅锆质、铬刚玉和氧化铝球形空心耐火材料(如图1所示)。而向火面铬锆铝锆质耐火砖是保证气化炉正常运行的重要环节。炉膛的耐火材料结构由上至下依次为拱形、筒形和锥形底部。为便于局部更换耐火砖,拱顶、筒体和锥底均设计为可独立更换。
 
朝火面耐火砖
因为向火直接与煤溶渣接触,是气化炉内耐火条件恶劣的部位,因此向火而砖选用90铬铝锆砖(高铬)。Cr203电熔法合成砖用料为Cr203含量大于99[wiki]%[/wiki](体积密度大于5.1g/cm3)的Cr203电熔合成料,加有超细粉末,混碾成型后在高温梭式窑内烧制。本品具有体积密度大(大于4.25g/cm3),气孔率低(小于16%),常温耐压大(大于120Mpa),杂质少(含氧化铁和氧化硅),热态稳定性好,抗高温蠕变等优点。因此,90铬铝锆砖是目前气化炉表面用耐火材料的选择,符合气化炉表面用耐火材料的要求。
 
双底衬砖
在气化炉耐火材料中,位于底衬砖后面的底衬砖对底衬砖起着整体力学支持作用,并能承受高温度下腐蚀气体的侵蚀。十二铬刚玉砖的常温强度非常高(大于120Mpa),高纯刚玉中加入超过12%的氧化铬可以提高制品的耐腐蚀性能。
 
三保温砖
保温砖位于背衬砖后面,在气化炉内起到保温作用,减少热损失,并使外壁温度保持在设定值上,是一种非常好的节能材料;氧化铝空心球砖是轻质耐火材料中的,除导热率低(0.8W/mk/1000°C)外,还具有很好的抗腐蚀能力,耐高温,是目前轻质保温耐火材料中的材料。
 
其他辅助资料
可压性材料具有体积小,导热率低,绝热性能好,同时具有一定的强度,能有效缓冲低里层高耐火材料径向膨胀,且施工方便等优点。
耐火浇注材料。
(铬刚玉浇注料,氧化铝球形浇注料)铬刚玉浇注料用于拱顶和锥底,与砖相比,浇注料有如下优点:无灰缝,即整体性好;施工方便,尤其是复杂结构的施工,省时、省力、省力。由于浇注料的体积密度大于2.95Mg/cm3,因此抗气蚀性能强,气密性能好。氧化铝空心球形浇注料,保温节能,施工方便,适用于局部气化炉。
 
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