煤气化炉会用到哪些耐火材料，内衬如何砌筑？

煤气化炉会用到哪些耐火材料?对于耐火材料有哪些要求？内衬损坏原因有哪些？内衬耐火砖是如何砌筑的？让我们一起带着疑问在下文中找答案。

 

 

气化炉用耐火砖损坏原因分析

根据气化炉耐火砖的使用环境和使用情况，对损坏原因进行了分析：1)熔渣腐蚀中含Si.Al.Ca.Fe和其他微量金属盐类组成了腐蚀物质，由于煤种不同，可形成不同的炉渣，熔渣经渗入砖中.熔融后，与耐火砖组分形成低熔点化合物，改变了砖体的组成，低熔点化合物的持续侵蚀，使耐火砖的连续熔解，渗透，使其逐渐剥蚀，并在激冷室中通过气流夹带而形成灰渣。2)热应力破坏因耐火砖规格和尺寸存在温度梯度和炉壳的抑制作用而引起的环向应力；此外，不同成分的耐火砖的膨胀系数也不相同，此外，砖块内部还会产生不同的热应力，频繁停炉造成炉温波动较大，也会使耐火砖的热应力发生剧烈变化，从而引起表面裂纹，造成耐火砖的持续损坏和腐蚀。3)工作条件对运行条件的影响如经常停车等。温度压力波动和某些操作失误都会加剧耐火砖的损坏，而随着工作温度的升高，其损蚀率也会增加。4)其他因素的影响，因煤种的不稳定性而引起炉渣组成的变化；烧嘴的装配尺寸不合格，造成煤浆雾化效果不好；烧嘴使用后，盘管泄漏；炉砖砌筑质量较差等因素也改变了耐火砖使用状况。

 

煤气化炉对耐火材料有什么要求？

高电压高温熔渣气化炉对耐火材料的要求相当高，除满足耐高温条件外，还应考虑炉内高压氧化气氛.还原气氛下熔渣对炉砖的侵蚀问题，要求气化炉耐火材料具有以下特点。

①应具有高温热阻性能，以降低径向散热，这要求耐火材料内部40毫米至200毫米之间的温差可承受1000℃左右。

②在较高温度下的强度须保证，能够抵抗气体和炉渣的冲刷和磨损，不会因高温性能不佳造成耐火材料局部损坏而造成压力容器出现热点。

③由于温度变化在短的时间内可以达到数百度，因此须具有很高的热稳定性来承受温度突变引起的热应力。

④须有低的气孔率.高单位体积质量和良好的抗渣性，以防止熔渣的渗入和侵蚀。

③高温化学稳定性要求，与其它组分较少或没有化学反应。

此外，耐火材料的使用性能与其增温养护的劣有很大关系，不按耐火材料的要求进行养护或升降温都会影响耐火材料的寿命。

 

煤气化炉将使用哪些耐火材料？

整个气化炉耐火材料可以分为三大类：圆锥底、圆拱底、圆拱顶部及圆拱之间留出一定的膨胀空间，以便在气化炉运转时，炉衬内向上膨胀。从内到外又可分为几个层次，以筒体耐火材料为例，可分为向火层耐火层.背衬层.隔热层及压缩层四层(其顶棚及锥底与其大致相同)，前三层间留出3~5mm的膨胀间隙，使径向膨胀不受限制。

1.烧制耐火砖。

炉膛耐火砖的使用环境非常恶劣，设计单位和用户在结构设计、材料选择上都非常慎重。对火表面耐火层：又称热面砖，是耐热、耐腐蚀的消耗层，一般选用高铬质材料，要求有高温化学稳定性.抗蠕变强度、抗热震性能。气化炉身对火砖的厚度约为230mm。选择90铬铝锆砖(钴铬砖)。采用Cr203电熔合成料Cr203含量超过99%(体积密度大于5.1g/cm3)，加入超细粉末进行混合研磨，成型后在高温梭式窑中烧成。本品具有大体积密度(大于4.25g/cm3).气孔率低(小于16%).在常温下耐压高(超过120Mpa).含氧铁氧硅和氧化硅等杂质含量少，同时具有良好的热态稳定性能.抗低温蠕变性能等。符合气化炉用火用耐火材料的要求，因此目前气化炉采用90铬铝锆砖是一种较为理想的火型耐火材料。

2.底衬耐火砖。

其主要功能是隔热和保温，但在暂时操作的衬垫消失后，用来暂时用来代替刚玉砖。炉筒耐火砖厚度在200mm左右。铬刚玉砂为骨料，将Cr2O3掺入少量的Cr2O3成型、高温烧结制成。主要用于渣油气化炉的渣口、炭黑反应炉、水煤浆气化炉后衬砖用作水煤浆气化炉。

3.隔热层

隔离层要求有良好的保温性能，使金属外壳始终在的温度范围内，同时尽可能地降低热损失，一般选用氧化铝空心球体。筒内耐火砖厚度约110mm。Al2O3中空球形隔热耐火砖/浇铸料主要应用于渣油气化炉的背衬层、炭黑反应炉及水煤浆炉的隔热层。

4.可压缩层。

将其压缩或还原到一定温度范围，可以有效地减小径向膨胀应力对壳体的冲击。厚15~20mm左右。普通FBX1900水泥是一种矿质纤维与非粘结剂的干燥剂混合物，含有防锈剂，但无腐蚀性。可在施工过程中涂泥或喷枪。

无论是用火烧或背衬耐火砖，环向及纵向砖与砖需要更牢固的连接方式，以加强炉衬的完整性.防止高温气体在承压壳中乱窜，确保承压壳体。

 

气化炉内衬耐火砖\轻质耐火砖砌筑法

为保护气化炉壳体，并在炉内形成高温反应空间，需在气化炉壳内对耐火砖和轻质耐火砖进行分层砌筑，以降低炉膛的热量损失，提高热效率。

气化炉的使用寿命主要取决于耐火砖内衬的使用寿命，而对于耐火砖衬里，除了要从模压加工.化学成分、烧结方法、温度等方面来保证外，河南耐火材料厂在操作中也要做到以下几点：

1.提升炉内的温度力求乎稳定，切忌陡然下降。由于耐火砖在受热和冷却过程中，炉砖内部的热量传递和各部位温度的平衡需要一定的过程和时间，如果这一过程过短，然会导致砖块各部位温差较大，收缩不均匀，甚至出现隐患。

2.炉顶压力也力求平顺，切忌陡然上升或下降。由于气化炉内的耐火砖衬里无法承受压力，它只能由钢炉壳承担。升降压过程中，由于反应区内气体压力从反应空间传到炉壳(升压)和从炉壳到气化反应空间(降压)也是一个过程。所以，要保证炉压的稳定，防止耐火砖在较大压力下破裂。

水气洗水有时会因操作不当或仪表控制失灵而导致气化炉内倒流。这类事故将使耐火砖衬里破碎，被迫更换。

气化炉膛火焰中心高温度超过1700℃，因此，炉内层内炉衬的耐火性(衬里开始熔温)不得低于1790℃。与此同时，要求耐火砖的内衬抗“急冷急热”次数高，抗渣性强。经生产实践证明，使用刚玉砖较为适宜。主要组分为Al2O3，含量在95%以上的刚玉砖，Al2O3含量达到99%以上，与纯Al2O3相近。常用电熔法制备刚玉砖，其耐火度及软化程度高于普通刚玉砖。

对砌筑耐火砖和保温砖，总原则是在离炉膛中心近高温火焰处砌筑耐火性较高的刚玉砖，逐步接近炉壁，逐渐接近炉壁，它的温度逐渐降低，对耐火要求较低，而对保温性能要求较高，因此各层各用高铝砖.粘土砖.轻质粘土砖.石棉板等。

气化炉耐火砖(刚玉砖)的砌筑方式有两种：一是竖砌(或称立砌)，一是横砌(或称平砌)。

采用竖式砌筑方法，可降低刚玉石初次用量；而且，砖层薄，温差小，因而因应力不均匀而造成碎裂现象较少。大修时，只要更换里面的一层即可。然而，由于刚玉砖层厚、平均温度高、长时间处于高温下，重烧收缩程度大，离它较近的里层砖容易发生纵向位移，将热电偶套管卡住，严重时导致整个砖层熔塌。虽然次耐火砖使用量较少，但由于以上原因容易出现收缩、位移等情况，导致耐火砖的更换次数增加，总用量也未减少。

刚玉砖是早造炉用横砌方法中的一种。然而，由于砖的厚度较大，砖的平均温低重烧收缩较轻，对于每块砖来说，其温度分布在近火焰端较高，而在靠近炉壁的一端较低，耐压性好，烧缩度小，沉降不明显，从而使整个刚玉砖层具有良好的稳定性，避免或弱化了砖层的纵向位移现象。虽然次用耐火砖的数量较大，但由于其使用寿命较长，累积消耗量并不然增加，建议采用横砌。

因刚玉砖价格昂贵，为了节省刚玉砖的使用，根据气化炉上.下三段温度分布不同，可选用不同材质的耐火砖内衬。普通气化炉.中间火焰温度高，耐火砖衬里熔塌次数多，仍坚持使用质刚玉砖。在气化炉下部，因煤气温度较低，可改为低耐火性的高铝砖。确保气化炉使用寿命。

煤矸石气化炉外壁面温度一般取80~150℃，但从降低热耗出发，应取下限值较好，因此需要采用绝热材料或适当增加保温层厚度。

 

气化炉子的耐火砖为什么要采用多层砖块？

其原因主要有气化炉的工艺和结构要求。(1)气化炉用耐火砖应具有保护壳体和在炉内形成高温空间以降低热损失两大功能。所以，使用预烧过的各种耐火砖进行分层砌筑。内层砖要求耐高温、耐腐蚀，外砖要求有良好的绝热和疏松的质地.有孔隙。因此，里层使用刚玉砖或一级高铝砖，外层用硅藻土砖，两者之间，从里到外的温度逐渐下降，耐火要求逐步降低，而保温性能则要求逐步提高，故而依次砌筑普通高铝砖.粘土砖和轻质粘土砖。(2)中氨厂油的气化都是压力运行。在压力变化的情况下，多层砖块可以让足够的气体通过灰缝，从而平衡砖两边的压力。单层浇注的耐火砖是气密性的，其压力平衡是通过炉炉加热砖内产生的收缩裂缝来实现的。这种单层砖由于气化炉内温度过高，产生裂缝危害十分严重。因此浇注砖只适用于炉顶及炉底有要的地方。常压气化炉可采用普通浇注砖。(3)外层耐火砖采用质松散.有孔隙的砖型，除出于保温需要外，还因在加压气化炉运行时靠近壳体而产生蒸汽冷凝问题。由于外亮温已低于燃气的露点，从内砖透进来的气体中的水蒸气在此凝结。这一现象称为水蒸气阻隔。在炉内迅速减压时，这部分被截留并凝结的蒸汽，将在该温度下的饱和蒸气压力爆发，使保温层破裂。由于松散多孔绝热层可通过孔道容纳释放出的蒸汽，而且，疏松材料单位体积的热容也较少，冷凝水无法获得足够的蒸发热量，因而大大减轻了蒸汽截留现象的危害。