湿法气流床气化炉耐火材料使用寿命的探讨.pdf

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1、第5期(总第156期)煤化工No．5(TotalNo．156)2011年10月CoalChemicalIndOct．2011湿法气流床气化炉耐火材料使用寿命的探讨林益安1韦孙昌1贺根良1门长贵1孙玉利2(1．西北化工研究院，陕西西安710600；2．贵州鑫晟煤化工有限责任公司，贵州六盘水553000)摘要针对湿法气流床气化炉耐火材料损耗严重的问题，从块状剥落、烧蚀损伤、冲蚀损伤、化学侵蚀4方面进行了原因分析，提出可以通过合理选煤、改善工艺、合理选材及精心筑炉等手段延长耐火砖寿命。关键词气化炉耐火材料使用寿命文章编号：1005—9598(2011)一05—

2、0015—03中圈分类号：TQ175．7文献标识码：B影响气化炉稳定运行的因素是多方面的，其中每火砖、耐高温保温层耐火砖、耐热毡、高密度刚玉浇注年因气化炉耐火砖出现问题而导致停车检修的次数料构成。最里层的向火面耐火砖属于高铬砖，直接受不在少数。在1300℃～l600℃、2．0MPa～8．5MPa的条气化反应生成的粗煤气及熔渣的侵蚀、烧蚀和冲刷。件下，气化炉内固体、液体、气体的高速冲刷，强还原因此，气化炉耐火砖在原始烘炉或使用一段时间后，性气氛和液态熔渣的侵蚀及开停车时较大的温度和常会出现如下问题：压力波动，都对气化炉耐火砖造成剧烈的冲击，严重(1)原始烘

3、炉后，耐火砖有细微的裂纹，出现窜影响其使用寿命。因此，耐火砖材料必须具备以下4气、局部温度升高、局部磨损快、烧嘴砖顶部的耐火纤个要求[1J：(1)较好的抗熔渣侵蚀性；(2)较高的热态维被抽引吸跑等现象。强度，以提高耐冲刷磨损性；(3)较好的热震稳定性，(2)耐火砖在使用一段时间后，都会出现磨蚀、裂以承受温度的波动，减少裂纹和材料剥落；(4)合适的纹等，当冲刷到一定程度、耐火砖减薄、造成炉壁温度体积稳定性，使气化炉在温度和压力波动过程中有较明显升高或快速升高时，就必须更换耐火砖。好的整体性和密封性。几个煤化工企业湿法气流床气化炉耐火材料使而满足以上要求的气

4、化炉耐火砖需要采用高铬用寿命的情况见表1。质、高铝质的材料，这些材料价格较高。据了解，1个表1气化炉耐火砖使用寿命直径2．8m的气化炉更换1次耐火砖，花费在300万拱顶／h筒体／h锥体／h元左右，若耐火砖频繁损坏或更换的话，会大大增加企业一14000140006000生产成本，影响企业的经济效益。因此，通过分析影响企业二8000160006000耐火砖使用寿命的各项因素，采用合理的措施，提高企业三200001200010000耐火材料使用寿命，对延长气化炉的运行时间，增加企业四9000230009000～2300030007000企业经济效益有着重要的意

5、义。注：以上企业的气化炉直径2．8m，气化温度：135O℃～1耐火砖在使用过程中遇到的问题1400℃，气化压力：6．5MPa(G)。气化炉燃烧室从内到外由耐火衬里及金属壳体从表1可以看出，气化炉耐火材料使用寿命差距构成，其中耐火衬里主要由向火面耐火砖、绝热层耐较大。总体来说，拱顶砖及简体砖寿命较长，锥体砖寿命短。收稿日期：201卜07一O12耐火砖损耗方式及原因分析作者简介：林益安(1983一)，男，2006年毕业于郑州大学化工学院化学工程与工艺专业，助理工程师，现在从事煤2．1块状剥落的湿法与干法气化研究工作。块状剥落是对气化炉耐火砖损耗和使用寿命影1

6、6煤化工2011年第5期响最大的一种模式。引起块状剥落的主要原因如下。2．3冲蚀损伤2．1．1耐火砖之间的相对位移湿法气流床气化一般是加压气化，气化炉内外存气化炉在升温或降温过程中，由于其升、降温速在着巨大的压差，煤浆雾化后与氧化剂在燃烧室中剧率不同以及在热传递过程中各层耐火砖膨胀或收缩烈燃烧，生成高温高压的气体及炽热熔渣，在压差及系数不同，会使耐火砖之间发生相对位移。这种相对重力作用下，高温高压的粗煤气及熔渣向下冲刷耐火位移会在位移面上产生磨擦剪切力并具有局部撕开砖面，日积月累，对耐火砖面造成严重损伤。作用，导致耐火砖产生表面裂纹。这些表面裂纹在以2．

7、4化学侵蚀后的每次位移中扩展，并由于熔融炉渣和还原性介质耐火砖主要是由耐火材料粉末锻制而成，必然存在裂纹中的侵蚀扩散，导致耐火砖的表面剥落。在一些气孔。湿法气流床气化反应产生气体的主要成2．1．2熔渣侵蚀分是H和c0，这2种气体具有很强的还原性，在扩散湿法气流床气化炉在运行状态时，高温熔融态炉作用下，H。和c0沿耐火砖表面的气孔向内渗透，在高渣贴着耐火材料径向向下流动，当耐火砖之间存在缝温条件下与耐火砖中的SiO、A10。等氧化物进行反隙时，炉渣沿缝隙开始侵蚀耐火砖，随着侵蚀的不断应，其中H与SiO的反应如下：深入，耐火砖之间的缝隙逐渐变大；在侵蚀及应力

8、的SiO2(S)+H2(g)=H20(g)+SiO(g)(1)双重作用下，炉渣在