耐火材料窯爐應(yīng)用技術(shù)頻道開講啦，今天給大家分享的是關(guān)于氣化爐耐火磚內(nèi)襯為什么采用多層，請(qǐng)看詳細(xì)內(nèi)容。

氣化爐施工砌筑現(xiàn)場

 

1、氣化爐的耐火磚為何要采用多層砌磚形式？

這是由于氣化爐工藝和結(jié)構(gòu)兩方面的要求所決定的。(1)氣化爐的耐火磚必須具備保護(hù)殼體和在爐內(nèi)形成高溫空間減少熱損失兩種作用。因此采用預(yù)燒制的不同品種的耐火磚分層砌筑。里層磚要求耐高溫、抗侵蝕，外層磚要求保溫性能好并且質(zhì)地疏松、多孔隙。為此，最里層采用剛玉磚或高品質(zhì)高鋁磚，外層采用硅藻土磚，在這兩者之間，從里往外溫度逐漸下降，耐火度要求逐步降低而保溫性能要求逐步升高，故而依次砌筑普通高鋁磚、粘土磚和輕質(zhì)粘土磚。(2)中型氨廠的油氣化均為加壓操作。當(dāng)壓力波動(dòng)時(shí)，多層砌磚的磚允許足夠氣體通過灰縫，使磚兩側(cè)的壓力平衡。而單層澆鑄的耐火磚是氣密的，壓力的平衡是靠爐子加熱時(shí)磚中產(chǎn)生的收縮裂縫來實(shí)現(xiàn)的。由于氣化爐內(nèi)溫度極高，這種單層磚發(fā)生裂縫危害是很大的。故澆鑄磚只有在爐頂和爐底局部必要處才采用。通體澆鑄的磚可用在常壓氣化爐。(3)外層耐火磚采取質(zhì)地疏松、多孔隙的磚型，除了出于保溫需要外，還由于在加壓氣化爐的操作中貼近外殼處有蒸汽冷凝問題。因外亮溫度已低于煤氣的露點(diǎn)，從里層磚串透過來的煤氣中的水蒸汽在此冷凝。這種現(xiàn)象叫蒸汽的截留。當(dāng)爐子迅速減壓時(shí)，這部分截留而又冷凝的蒸汽，便會(huì)以該溫度下的飽和蒸汽壓力爆發(fā)出來，使保溫層破壞。采用疏松多孔的保溫層可以通過孔道容納釋放出來的蒸汽，再者，疏松材料的單位體積的熱容量也較小，冷凝水得不到足夠的蒸發(fā)熱量，從而大大減輕了蒸汽截留現(xiàn)象的危害。

 

2、水煤漿氣化爐耐火材料的基本要求

氣化爐主要采用水煤漿進(jìn)料和純氧氣化工藝,具有碳轉(zhuǎn)化率高、氣體質(zhì)量、適合作化工合成原料氣、三廢處理方便、可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制等優(yōu)點(diǎn)。但水煤漿氣化爐的工藝條件要求相當(dāng)嚴(yán)格，操作溫度在煤灰培融點(diǎn)以上，其工況條件為：高溫(1250~1550℃)，高壓(2~8.5MPa)，強(qiáng)還原氣體和液態(tài)酸性熔渣，伴隨著固體、液體、氣體的調(diào)整沖刷，且在開停車時(shí)有較大的溫度和壓力波動(dòng)。這些對(duì)爐襯向火面耐火材料提出了嚴(yán)格的要求。'因此，氣化爐耐火材料的選用、砌筑、運(yùn)行維護(hù)是每個(gè)水煤漿氣化單位必須研究的課題之一。

 

3、水煤漿氣化爐耐火材料的基本要求

水煤漿氣化爐對(duì)耐火材料的要求十分苛刻，耐火材料除了要滿足氣化爐爐壁受高溫影響的強(qiáng)度要求外，還要滿足爐內(nèi)高壓氧化、還原、融渣酸堿性等氛圍及介質(zhì)對(duì)它的侵蝕和沖刷，這就要求耐火材料具有如下性能：

①高溫?zé)嶙栊裕詼p少爐內(nèi)熱量向外傳遞。

②沖刷性能，對(duì)液態(tài)融渣的沖刷有較高的抵御性。

③高溫下的化學(xué)穩(wěn)定性，能有效的應(yīng)對(duì)氣化爐內(nèi)的氧化、還原氣氛，保證耐火材料的成份不與液態(tài)融渣的成份發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

④較高的熱震性，以承受爐內(nèi)溫度驟變而產(chǎn)生的熱應(yīng)力。

⑤低氣孔率、高的單位體積質(zhì)量和強(qiáng)的抗渣性。因此，選用符合要求的耐火材料，是獲得較長的耐火材料使用壽命和確保氣化爐運(yùn)行安危的前提。

 

4、氣化爐用高鉻耐火材料的特性

氣化爐用高鉻耐火材料主要由Cr2O3、單斜氧化鋯以及氧化鋁微粉組成。因此，高鉻耐火材料的性能跟這幾種物質(zhì)的性能緊密相關(guān)。綜合而言，高鉻耐火材料的性能特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1) 優(yōu)良的抗渣侵蝕性能。

Cr2O3材料自身具有優(yōu)良的抗渣侵蝕性能，這主要是歸結(jié)于以下幾點(diǎn)：1)Cr2O3在煤熔渣中的溶解度很低，從而保證了材料的整體性;2)多數(shù)熔渣對(duì)Cr2O3材料的潤濕性較差，從而延緩了Cr2O3在熔渣中的溶;3)Cr2O3  材料溶解到渣中之后會(huì)增加熔渣的黏度，甚至可以在材料表面形成均勻的保護(hù)層，堵塞材料的氣孔，抑制熔渣滲透。

(2) 優(yōu)良的高溫性能。

高鉻耐火材料的主要組分Cr2O3、Al2O3、ZrO2的熔點(diǎn)分別約為2400、2050、2700℃ ，經(jīng)1700t高溫處理后，其中的Cr2O3和Al2O3形成了結(jié)晶良好且連續(xù)的鋁鉻固溶體，因而高鉻耐火材料具有很高的高溫強(qiáng)度。

(3) 抗沖刷性能優(yōu)異。

鋁鉻固溶體的形成，以及ZiO2的促燒作用，使高鉻材料具有較低的顯氣孔率和較高的耐壓強(qiáng)度(達(dá)150 MPa甚至200  MPa以上)，因此高鉻耐火材料具有良好的抗沖刷性能。

(4) 抗熱震性和抗熱剝落性。

由于ZrO2的相變增韌作用，高鉻耐火材料的抗熱震性和抗熱剝落性得到改善。

 

5、氣化爐用耐火材料必須有嚴(yán)格的要求

據(jù)悉，氣化爐是化肥、石化行業(yè)等生產(chǎn)用的關(guān)鍵設(shè)備其內(nèi)襯耐火材料的質(zhì)量直接影響到爐子的

操作穩(wěn)定性和使用壽命。TEXACO水煤漿加壓氣化是潔凈煤氣化技術(shù)之一，具有高效、低污染、易自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)，但是其工況條件極為苛刻，要求高溫(1250～1550℃)，高壓(2～8.5MPa)，強(qiáng)還原氣氛和液態(tài)酸性排渣，伴隨著固體、液體、氣體的高速?zèng)_刷，且在開停車時(shí)有較大的溫度和壓力波動(dòng)等，所有這些都對(duì)氣化爐用耐火材料提出了嚴(yán)格的要求：

(1)必須有高的抗熔渣侵蝕性和滲透性。研究表明Cr203與煤熔渣不潤濕，具有較大的二面角，可以使熔渣的侵蝕和滲透降至非常小。

(2)較高的熱態(tài)強(qiáng)度以抵抗高溫下的沖刷磨損。氣化爐的操作溫度一般比爐渣的熔點(diǎn)高，爐

渣為液態(tài)溶渣，伴隨高速氣流沿氣化爐壁流下，部分沉積在爐壁上，部分從排渣口排出，液態(tài)渣除沖刷爐襯材料外還與爐襯進(jìn)行反應(yīng)，侵蝕爐襯，因此，要求爐襯耐火材料必須具有高的抗熔渣沖刷和侵蝕能力。

(3)較好的高溫體積穩(wěn)定性能以抵抗溫度和壓力的波動(dòng)。高溫高壓條件下，要求耐火材料具有

良好的抗高溫蠕變性能，即蠕變變形力，在熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力作用下能吸收由此而引起的微裂紋，阻止裂紋的蔓延，使?fàn)t襯用耐火材料在長時(shí)間使用時(shí)不會(huì)因?yàn)椴牧媳旧懋a(chǎn)生塑性變形而破壞表皮。

 

綜上所訴，上面就是耐火材料窯爐應(yīng)用技術(shù)小編整理的氣化爐內(nèi)襯的相關(guān)內(nèi)容。歡迎關(guān)注耐火材料廠家技術(shù)頻道。