粘土耐火磚在氣化爐中的具體使用
粘土耐火磚在氣化爐使用過程中,出現(xiàn)了哪些問題應(yīng)加以避免?泥質(zhì)耐火磚在氣化爐運(yùn)行過程中還曾出現(xiàn)過氧負(fù)荷波動,有時氧調(diào)節(jié)閥會引起氧負(fù)荷波動,有時大顆粒會突然卡死高壓煤漿泵活門,煤漿流量突然下降導(dǎo)致相對過量氧流量。氧在變化后直接引起爐溫的波動,有時變化范圍在500m3~600m3之間,高可達(dá)1000m3左右。氧突然上升,造成爐溫突然上升,會使高溫?zé)犭娕纪蝗粺龎?,這種情況對粘土耐火磚有很大影響,應(yīng)盡量避免。眾所周知,爐溫對于耐火材料耐火壽命至關(guān)重要,因此應(yīng)嚴(yán)格控制爐溫不能過高。粘土耐火磚在正常生產(chǎn)條件下,其表面有一層渣層,渣層是動態(tài)的,渣層溫度低,渣層溫度高,渣層厚度薄,渣層厚度適當(dāng),可減緩高溫氣體和熔渣的沖刷。
氣化水煤漿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,具有碳轉(zhuǎn)化率高,氣質(zhì)好,適于作化工合成原料氣,三廢處理方便,電腦遠(yuǎn)程控制等點(diǎn)。但是,水煤漿氣化爐的工藝條件相當(dāng)苛刻,操作溫度高于煤灰溫升,工作條件為:高溫(1250~1550℃),高壓(2~8.5MPa),強(qiáng)還原氣體及液態(tài)酸性渣料,并伴隨著固體、液體、氣體的調(diào)節(jié)作用,開停時溫度和壓力波動較大。這對爐襯和耐火材料在火面上都有嚴(yán)格的要求。所以,對氣化爐耐火材料的選擇、砌筑和操作維護(hù)是每一個水煤漿氣化單位都要研究的課題。
氣化水煤漿耐火材料的基本要求
水煤漿氣化爐對耐火材料的要求非??量蹋诵枰獫M足氣化爐壁上高溫影響的強(qiáng)度要求外,還需要滿足爐內(nèi)高壓氧化、還原、熔融渣酸堿等環(huán)境及介質(zhì)對耐火材料的腐蝕沖刷,這就要求耐火材料具有以下性能:
②高溫?zé)嶙杞档土藸t溫向外的傳熱;
二是耐蝕性好,對液態(tài)熔渣有較高的耐蝕性。
③化學(xué)穩(wěn)定性高,能有效應(yīng)對氣化爐內(nèi)氧化、還原氣氛,保證耐火材料成分不與熔融渣成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
④熱震性大,可承受爐溫驟變時所產(chǎn)生的熱應(yīng)力。
②氣孔率低,單位體積質(zhì)量高,抗渣能力強(qiáng)。選擇符合要求的耐火材料,是保證氣化爐使用、延長耐火材料使用壽命、保證生產(chǎn)的前提。
氣化爐采用高鉻耐火材料
氣化爐用高鉻耐火材料主要有碳酸鈣、單斜角氧化鋯和氧化鋁粉末。所以高鉻耐火材料的性能與這幾種材料有密切關(guān)系。從總體上看,高鉻耐火材料的性能特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
一是具有異的抗渣蝕性。由于Cr2O3材料本身具有良好的抗渣侵蝕性能,這主要?dú)w結(jié)為:1)Cr2O3在煤渣中的溶解度很低,因而保證了材料的完整性;2)Cr2O3材料在大部分熔渣中的潤濕性較差,因而延緩了Cr2O3在渣體中的溶解;3)Cr2O3材料在渣體中溶解后,熔渣的粘度增大,甚至可在材料表面形成均勻的保護(hù)層,使Cr2O3的滲透率降低。
二是具有異的高溫性能。高鉻耐火材料的主要成分Cr2O3、Al2O3、ZrO2分別約有2400、2050、2700度左右的熔點(diǎn),經(jīng)過1700度的高溫處理,其中Cr2O3和Al2O3形成了結(jié)晶良好且連續(xù)的鋁鉻固溶體,因此高鉻耐火材料具有高的高溫強(qiáng)度。
三、具有良好的抗腐蝕性能。鋁鉻固溶體的形成,ZrO2的促進(jìn)燃燒作用,使得高鉻材料具有較低的顯孔率和較高的抗壓強(qiáng)度(大于150MPa或200MPa),因此,高鉻耐火材料具有良好的耐腐蝕性能。
(4)耐熱震性和耐熱剝離性。高鉻耐火材料由于氧化鋁的相變增韌作用,具有更好的抗熱震性能和抗熱剝落性能。
氣化爐用耐火材料的種類
氣化爐內(nèi)襯耐火材料分為三個層次,由內(nèi)向外依次是鉻鉛鋯質(zhì)、鉻剛玉和氧化鋁球形空心耐火材料(如圖1所示)。而向火面鉻鋯鋁鋯質(zhì)耐火磚是保證氣化爐正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。爐膛的耐火材料結(jié)構(gòu)由上至下依次為拱形、筒形和錐形底部。為便于局部更換耐火磚,拱頂、筒體和錐底均設(shè)計(jì)為可獨(dú)立更換。
朝火面耐火磚
因?yàn)橄蚧鹬苯优c煤溶渣接觸,是氣化爐內(nèi)耐火條件惡劣的部位,因此向火而磚選用90鉻鋁鋯磚(高鉻)。Cr203電熔法合成磚用料為Cr203含量大于99[wiki]%[/wiki](體積密度大于5.1g/cm3)的Cr203電熔合成料,加有超細(xì)粉末,混碾成型后在高溫梭式窯內(nèi)燒制。本品具有體積密度大(大于4.25g/cm3),氣孔率低(小于16%),常溫耐壓大(大于120Mpa),雜質(zhì)少(含氧化鐵和氧化硅),熱態(tài)穩(wěn)定性好,抗高溫蠕變等點(diǎn)。因此,90鉻鋁鋯磚是目前氣化爐表面用耐火材料好的選擇,符合氣化爐表面用耐火材料的要求。
雙底襯磚
在氣化爐耐火材料中,位于底襯磚后面的底襯磚對底襯磚起著整體力學(xué)支持作用,并能承受高溫度下腐蝕氣體的侵蝕。十二鉻剛玉磚的常溫強(qiáng)度非常高(大于120Mpa),高純剛玉中加入超過12%的氧化鉻可以提高制品的耐腐蝕性能。
三保溫磚
保溫磚位于背襯磚后面,在氣化爐內(nèi)起到保溫作用,減少熱損失,并使外壁溫度保持在設(shè)定值上,是一種非常好的節(jié)能材料;氧化鋁空心球磚是輕質(zhì)耐火材料中好的,除導(dǎo)熱率低(0.8W/mk/1000°C)外,還具有很好的抗腐蝕能力,耐高溫,是目前輕質(zhì)保溫耐火材料中好的材料。
其他輔助資料
可壓性材料具有體積小,導(dǎo)熱率低,絕熱性能好,同時具有一定的強(qiáng)度,能有效緩沖低里層高耐火材料徑向膨脹,且施工方便等點(diǎn)。
耐火澆注材料。
(鉻剛玉澆注料,氧化鋁球形澆注料)鉻剛玉澆注料用于拱頂和錐底,與磚相比,澆注料有如下點(diǎn):無灰縫,即整體性好;施工方便,尤其是復(fù)雜結(jié)構(gòu)的施工,省時、省力、省力。由于澆注料的體積密度大于2.95Mg/cm3,因此抗氣蝕性能強(qiáng),氣密性能好。氧化鋁空心球形澆注料,保溫節(jié)能,施工方便,適用于局部氣化爐。
耐火材料出現(xiàn)開裂、脫落、易磨損怎么辦?想要解決問題,需要從根源挖掘,分析出真正的原因,榮盛耐材從事耐材生產(chǎn)、研發(fā)服務(wù)多年,能解決高溫窯爐內(nèi)襯的各種疑難問題,歡迎廣大新老朋友咨詢及技術(shù)交流。