多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉耐火材料的应用

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1、2011年2月Feb.2011第34卷第1期LargeScaleNitrogenousFertilizerIndustryVol.34No.1多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉耐火材料的应用王军，金刚，潘荣，张大晶（水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心，山东滕州277527）摘要：介绍多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉耐火材料的蚀损机理和应用情况，通过对比说明多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉可大大延长耐火材料的使用寿命。关键词：多喷嘴耐火材料应用1多喷嘴对置式气化技术还原性，CO＋H2一般在80％以上，理想情况下只含

2、多喷嘴对置式水煤浆气化技术煤种适应性有少量CO2和H2O，还可能存有少量的H2S、NH3强，可采用资源丰富、分布广泛的烟煤，对煤的水和N2。熔渣通常为酸性熔渣，即熔渣中SiO2和分、可燃物含量等没有苛刻要求，使用煤种灰分可Al2O3含量通常大于CaO、MgO碱性渣的总量。达约30％，灰熔点（FT）在1350℃以下较佳。2．2耐火材料结构水煤浆分别经2台高压煤浆泵加压计量后，与氧气一起送至4个两两对称布置的工艺烧嘴，在气化炉内进行部分氧化反应。生成的粗煤气、熔渣并流向下进入气化炉激冷室，熔渣在底部水浴

3、中激冷固化，由锁斗收集，定期排放。粗煤气经激冷降温后送混合器、旋风分离器、水洗塔除尘后送入后系统。多喷嘴对置式水煤浆气化技术的特点：1）整个炉内温度分布均匀，炉膛内温差在50～150℃图1气化炉耐火材料结构，炉膛内犹如一个等温反应器，这为延长耐火材料的寿命创造了条件。多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉耐火材料结2）有效气成分高，碳转化率高。多喷嘴对置式构如图1所示，耐火材料分为3层，从里到外依次水煤浆气化技术通过撞击流强化热质传递过程以为铬铝锆质耐火材料、铬钢玉质耐火材料、氧化铝提高气化效率，与单喷嘴顶喷

4、气化装置相比，有效空心球质耐火材料。其中向火面铬铝锆质耐火材气（CO＋H2）约提高了2％～3％，比氧耗、比煤耗有所料是保证气化炉正常运行的最关键部分。炉体耐下降，碳转化率不低于98％。火材料结构从上到下依次为拱顶、筒体、锥底3部3）多喷嘴对置式水煤浆气化炉在一对烧嘴跳分。为了便于耐火材料的局部检修，拱顶、筒体、锥车的情况下，仍能保持气化炉连续安全运行，特别底都可以独立更换。该气化炉在炉体直筒段设置是带压连投技术更显示出比单喷嘴顶喷气化炉的了2道托砖板，目的在于降低耐火材料在使用过优越性。收稿日期：2

5、010-08-19；收到修改稿日期：2011-01-12。作者简介：王军，男，1971年出生，工程师。1991年毕业于山2气化炉工况条件和耐火材料结构东工业冶金工业学校耐火材料专业，现在水煤浆气化及煤化工国2．1工况条件家工程研究中心从事技术推广工作。联系电话：0632-2362702；E-多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉内气氛是强mail：13869496916@139.com。262011年第34卷程中由于温度变化而产生的累积尺寸变形，减少显。兖矿鲁南化肥厂原单喷嘴炉上使用过进口沙对烧嘴、热电偶等部

6、件的剪切作用。托砖板位置的瓦Zirchrom80型耐火砖，只用到4141h，就由于炉壁外部设有散热片，强化该部位的散热效果，防严重剥落而出现塌落11层的现象。止透过膨胀缝导致该处的炉壁温度过高。3．3气体冲刷多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉与单喷嘴顶多喷嘴对置式气化炉在气体流场上共分为射喷气化炉耐火炉衬主要不同点在于：①单喷嘴顶流区、撞击区、撞击流股、回流区、折返流区、管流喷气化炉喷嘴安装在顶部，向下直喷。多喷嘴气化区等6个区域，气化炉内部由于气体流场的分布，炉烧嘴室在气化炉体直筒段的中上部，4个喷嘴两

7、在不同部位出现不同的蚀损速度。气体冲刷造成两对置；②多喷嘴气化炉炉体直筒段设置了2层砖缝内耐火泥首先被冲掉，耐火砖的边角暴露出托砖板，大大减少了筒体耐火砖膨胀对热电偶造来，随炉温的变化，更容易在边角处产生应力集中成的剪切损环。而使边角脱落。炉内检查经常发现耐火砖周边脱落，中间鼓起成馒头状就是这种原因。因此，砌砖3向火面砖的损蚀机理砖缝质量的控制最为关键。气流的冲刷导致冲刷向火面耐火材料由于工况的要求，需要具有：厉害的部位最先减薄。①优良的抗热震性；②较高的高温抗折强度；③较耐火材料的3种损蚀方式是互

8、相影响、互为好的抗侵蚀性。主要成分是Cr2O3和Al2O3。耐火材因果的。料在气化炉内的蚀损方式主要分为以下3个方面。4多喷嘴气化炉耐火材料的使用情况兖矿国泰化工有限公司A＃多喷嘴气化炉于3．1煤熔渣侵蚀熔渣对耐火材料的侵蚀取决于渣和耐火材料2005年7月21日投入运行，早期拱顶砖的使用寿的化学成分、温度、渣的黏度。耐火材料在熔渣中命偏短。经过不断总结经验，改进和优化，拱顶砖的溶解是一个化学过程，Cr2O3在熔渣中体现为较的使用寿命已经超过6000h；筒体下半部分耐火