氣化爐耐火材料

 

氣化爐廣泛運(yùn)用于用于煤化工，為了保證氣化爐殼體以及爐內(nèi)形成高溫反應(yīng)空間，提高熱效率，減少爐子散熱損失，需在氣化爐殼體內(nèi)分層砌筑耐火磚內(nèi)襯以及輕質(zhì)耐火轉(zhuǎn)。氣化爐中里層向火面的耐火磚的損壞率相對其他部位較高，向火面耐火磚要承受1700℃的溫度，并且伴隨著焚燒中諸多化學(xué)氣體的侵蝕、炭黑的磨蝕、重油灰分的熔渣腐蝕和溫度壓力的劇烈變化，對于以上要求榮盛推薦您使用剛玉磚和氧化鋁質(zhì)空心球磚，我們的氣化爐用磚使用壽命較長，質(zhì)量有保證。

 

氣化爐內(nèi)襯施工案例介紹

新疆3×40000Nm3/h富氧氣化爐項(xiàng)目

新疆宜化3×40000Nm3/h富氧氣化爐裝置，是目前行業(yè)內(nèi)的新型煤化工工藝，由上煤系統(tǒng)、氣化爐系統(tǒng)、余熱回收系統(tǒng)、凈化系統(tǒng)以及輔助系統(tǒng)等五大系統(tǒng)組成。而具備窯爐耐材配套方案優(yōu)化、施工，窯爐烘爐方案制定與實(shí)施，技術(shù)咨詢?yōu)橐惑w的鄭州榮盛窯爐工程技術(shù)有限公司，承擔(dān)起了這項(xiàng)新疆宜化整臺氣化爐的內(nèi)襯耐火材料施工項(xiàng)目的重?fù)?dān)。

氣化爐施工現(xiàn)場

氣化爐是石化行業(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。在這次新疆宜化整臺氣化爐的內(nèi)襯耐火材料項(xiàng)目施工的過程中，公司針對實(shí)際情況，對循環(huán)流化床鍋爐、汽化爐爐型結(jié)構(gòu)，融入了先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和施工思路，對窯爐構(gòu)造制造、改進(jìn)、施工、烘爐和保溫處理等各個(gè)環(huán)節(jié)都有獨(dú)到的見解，制定出了合理施工方案，執(zhí)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，以先進(jìn)的施工技術(shù)打造了這次新疆宜化項(xiàng)目的精品工程。

 

氣化爐運(yùn)行控制室

新疆宜化富氧氣化爐的一次性點(diǎn)火成功，標(biāo)志著由鄭州榮盛實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司施工的，新疆宜化整臺氣化爐的內(nèi)襯耐火材料施工項(xiàng)目按時(shí)按標(biāo)準(zhǔn)完工，標(biāo)志著榮盛集團(tuán)在氣化爐耐材施工領(lǐng)域又取得了可喜的成績，為此類項(xiàng)目積累了經(jīng)驗(yàn)，可以高標(biāo)準(zhǔn)的施工能力服務(wù)更多企業(yè)。

 

榮盛集團(tuán)循環(huán)流化床鍋爐、氣化爐耐火材料內(nèi)襯高級工程師介紹

王海軍：《中國循環(huán)流化床發(fā)電》雜志編委會(huì)委員，熱動(dòng)工程師，35年行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，曾參與中國科學(xué)院工程熱物理研究所循環(huán)流化床氣化爐設(shè)計(jì)，創(chuàng)造了氣化爐耐火材料設(shè)計(jì)從外壁溫變到安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行19個(gè)月的行業(yè)記錄。

 

擅長CFB鍋爐、煤粉爐、循環(huán)流化床氣化爐、沸騰爐等中低溫窯爐內(nèi)使用的耐火及保溫材料的設(shè)計(jì)與施工；在鍋爐節(jié)能環(huán)保、氧化還原酸堿氣氛侵蝕等問題解決方面，擁有從設(shè)計(jì)到施工、烘爐的整套解決方案。在沸騰爐泄涌治理方面有獨(dú)到見解。

部分合作企業(yè)：

1. 中國科學(xué)院工程熱物理研究所

2. 中科清能燃?xì)饧夹g(shù)(北京)有限公司

3. 中科合肥煤氣化技術(shù)有限公司

 

氣化爐耐火材料

從耐火材料的使用方面考慮，煤氣化爐按操作溫度分為低中溫、高溫和液態(tài)排渣三類氣化爐。

1、低中溫煤氣化爐用耐火材料低中溫煤氣化爐通常是指操作溫度低于1200℃的固態(tài)排渣煤氣化爐。從前面敘述來看，這類煤氣化爐可采用抗煤粉粒和氣流等機(jī)械磨損性能好的低鐵粘土磚，但是建議采用SiO2含量低的高鋁耐火磚。

低中溫煤氣化爐的耐火材料內(nèi)襯結(jié)構(gòu)，外殼溫度一般保持在200℃，以防止腐蝕性氣體的凝結(jié)。在使用澆注耐火材料時(shí)，應(yīng)采用鋁酸鈣水泥作為膠結(jié)劑，不宜采用磷酸鹽膠結(jié)劑，因后者在還原條件下和高溫水蒸氣氣流中可能會(huì)溶解。但我國的煤氣化爐內(nèi)襯有的采用A12O3含量大于75％的磷酸鹽結(jié)合的高鋁磚。

2、高溫煤氣化爐用耐火材料高溫煤氣化爐系指操作溫度高于1200℃，但主要仍為干渣或半干渣的氣化爐。這種爐襯常采用帶水冷結(jié)構(gòu)的氧化鋁質(zhì)澆注耐火材料。在有少量的液態(tài)熔渣的情況下，建議采用低鐵的粘土磚、低鐵澆注料內(nèi)襯設(shè)計(jì)，對爐襯工作面及隔熱耐火磚的要求是SiO2和Fe2O3的含量應(yīng)低，以防止水蒸氣及還原性氣體的侵蝕。

3、高溫液態(tài)排渣式煤氣化爐用耐火材料液態(tài)排渣式煤氣化爐的操作溫度一般在1400C以上，耐火材料內(nèi)襯的使用條件極其惡劣。

 

氣化爐用耐火材料易損壞的是里層向火面的耐火磚。向火面耐火磚的工作條件很惡劣：高達(dá)1700℃的高溫、化學(xué)氣體的侵蝕、炭黑的磨蝕、重油灰分的溶渣腐蝕和溫度壓力的劇烈變化，因此要求使用特殊的耐火磚�，F(xiàn)今普通采用的是剛玉磚或高鋁磚。如果耐火磚品質(zhì)良好、使用得當(dāng)，其壽命可達(dá)三年以上。如開停車頻繁，操作不穩(wěn)定，其壽命人大縮短。倘若發(fā)生超溫度或壓力劇變等事故，可使耐火磚嚴(yán)重?cái)M壞或塌垮。由于氣化爐各部分工作條件嚴(yán)酷程度不一，通常使用壽命較長的是爐下部耐火磚，次之是中部或上部耐火磚，再次是爐頭部分耐火磚。

 

氧化鋁空心球磚具有特點(diǎn)：
1、可在1750℃以上溫度中使用，使用溫度較高，熱穩(wěn)定性好，重?zé)�線的變化率較小，使用時(shí)間更長。
2、優(yōu)化耐火材料的體積密度，減輕爐體重量；
3、節(jié)約材料,節(jié)約了保溫層耐火材料的使用；
4、減少熱量的散發(fā)，提高熱效率，從而達(dá)到節(jié)省能源，保護(hù)環(huán)境的目的的特點(diǎn)。
剛玉磚具有優(yōu)異的抗侵蝕性能、耐磨性能和高溫強(qiáng)度、荷重軟化度、蠕變等熱力學(xué)性能。

氧化鋁空心球磚的理化指標(biāo)如下所示：

項(xiàng)目	氧化鋁空心球磚			氧化鋯空心球磚
	85磚	90磚	99磚	98磚
高使用溫度℃	1680	1700	1800	2200
Al2O3%	≥85	≥90	≥99	-
ZrO2%	-	-	-	≥98（含穩(wěn)定劑）
SiO2%	≤13	≤8	≤0.2	≤0.2
Fe2O3%	≤0.2	≤0.2	≤0.2	≤0.2
體積密度g/cm3	1.4-1.7	1.4-1.7	1.4-1.7	≤3.0
常溫耐壓強(qiáng)度MPa	≥12	≥10	≥9	≥8
荷重軟化開始溫度℃	≥1650	≥1700	≥1700	≥1700
重?zé)�線變化率%	±0.3	±0.3	±0.3	±0.2
熱膨脹系數(shù)*10	-7.8	-8	-8.6	-9.1
導(dǎo)熱系數(shù)w/（m.k）（平均溫度800℃）	≤0.8	≤0.3	≤1.5	≤0.3
應(yīng)用	主要用于耐火材料、工業(yè)陶瓷、電子陶瓷、石油化工、冶金等行業(yè)高溫窯爐的內(nèi)襯及超高溫窯爐的隔熱材料。

剛玉磚的理化指標(biāo)如下所示：

項(xiàng)目	高純剛玉磚	普通剛玉磚	普通剛玉磚	莫來石剛玉磚	鉻剛玉磚
	DL-98	DL-95	DL-90	MDL-80	GDL-85
Al2O3%≥	98.5	95	90	80	85
SiO2%≤	0.3	3	9	18	0.2
Fe2O3％≤	0.2	0.2	0.5	0.5	0.2
R2O％≤	0.3	0.6	0.6	0.4	0.5
體積密度g/cm3≥	3	2.9	2.9	2.7	3.1
常溫耐壓強(qiáng)度MPa≥	75	100	100	60	80
耐火度℃≥	1790	1790	1790	1790	1790
荷重軟化點(diǎn)℃0.2MPaKD≥	1700	1650	1650	1700	1700
重?zé)�線變化（％）1600×3h≤	0.2	0.2	0.2	0.3	0.2
熱穩(wěn)定性 次1100℃水冷次≥	6	10	10	20	15

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