新型气化炉耐火材料有关问题的探讨
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高速 喷 出与煤浆并 流 混合 雾化 ，在气 化炉 内wenku.baidu.com 行火焰 型 非催化 部分 氧 化 反应 的工艺过 程 ，即煤 的气 化技术 。 目前应 用最 广泛 的气化 炉 主要 有 美 国德 士 古发 展公 司开发 的水煤 浆 加压 气 炉 （ 原Ｔ ｅ ｘ ａ ｃ ｏ ，现 Ｇ Ｅ ） 和 中 国 自主开 发 的多 喷嘴对 置 式水 煤浆 加压 气 化 炉 （ 以下 简 称 Ｏ ＭＢ
三 、 ＯＭＢ加 压 气 化 炉 耐 火 材 料 的选 择
１ ． 向火 面砖 由于 向火 面直接 与煤 溶渣 接触 ，是气化 炉 用耐火 材料 最苛 刻的 部 位 ，所 以向火面砖 选用 ９ ｏ 铬 铝锆砖 （ 俗 称高铬 砖 ，主 要性能 参数见 表 １ ） 。铬 铝锆砖 所用 原料为 Ｃ ｒ ｏ 。 含量 大于 ９ ９ ［ ｗ ｉ ｋ ｉ ］ ％［ ／ ｗ ｉ ｋ ｉ ］ 的ｃ ｒ ０ 。 电 熔合成料 （ 体积密 度大于 ５ ． １ ｇ ／ ｃ ｍ ） ，同时添 加有超细 粉 ，经 混碾 、成 型后在 高温梭式 窑 中烧成 。该产 品具 有体积 密度大 （ 大于 ４ ． ２ ５ ｇ ／ ｃ ｍ ） 、 气孔 率低 （ 小于 １ ６ ％） 、常温耐 压大 （ 大于 １ ２ ０ ＭＰ ａ ） 、氧 化 铁和 氧化 硅 等杂质含 量少 的优 点 、同时具 有很 好的热 态稳 定性 能 ，抗 高温 蠕变 性能 等 。这些 满足了气化 炉向火 面用耐火材 料的要求 ，所 以 ９ Ｏ 铬 铝锆 砖是 目前气化 炉向火 面耐材的最 佳选择 。 ２． 背衬砖 背衬砖 位 于向火 面砖 背后 ，对气 化炉 耐火材 料整 体起至 关重 要 的
４ ． 可压缩 层 可 压缩 料具 有容 重小 、导热 率低 的特 点 ，具有 很 好的保 温绝 热性 能 ，同时又具有 一 定的强 度 ，能够有 效缓 冲高 温下里 层耐 火材 料的径 向膨 胀 ，而 且施工十分 方便 。 ５ ． 耐火 浇注料 （ 铬刚玉浇注 料 、氧化铝 空心球 浇注料 ） 铬 刚玉浇 注料 用 于球 顶及锥 底 ，浇 注料 和 砖相 比 具有 以 下优 点 ： 无 灰缝 ，即整体性 好。施工方 便 ，特 别是复杂结 构的施 工 ，方便 快捷 、 省工 、省时 、省力 。浇注 料 的抗气 体侵蚀 性强 ，同时 由于体积 密度 大
加压气 化炉） 。Ｏ ＭＢ加 压气化 炉 以其独特 的技 术优 势 已得 到国 内外煤 化 工企业 的广泛认 可 。无 论是 Ｇ Ｅ还 是 Ｏ ＭＢ加压气化 炉 ，在燃烧 室 向 火面部位 均采 用铬 铝锆砖 （ 俗称 高铬砖） ，目前 内衬 耐火材 料 的使 用寿 命仍是 影响气化 炉长周 期稳定运 行的主要 因素之 一
了严格 的要 求 １ ． 必 须有 良好 的的抗熔 渣侵蚀性 、抗渗透 性 以及抗 震性能 ２ ． 较 好的高温 体积稳 定性能 以抵 抗温度 和压力 的波动 ３ ． 较 高的热态 强度 以抵抗熔融 煤渣 的冲刷和磨 损
力学支撑 作用 ，并且 能够 经受 高温下 ［ ｗ ｉ ｋ ｉ ］ 腐蚀 ［ ／ ｗ ｉ ｋ ｉ ］ 性气 体 的侵 蚀 。 １ ２ 铬 刚玉 砖 （ 主要性 能参 数见 表 ２ ）常 温强 度很 高 （ 大于 １ ２ ０ ＭＰ ａ ） ， 并 且高 纯刚玉 中添加 １ ２ ％以上的氧化 铬 更增加 了该 制 品抗 腐蚀 性气 体 侵 蚀性能 。 ３ ． 隔热砖 隔 热砖 位于 支撑 砖之 后 ，对气 化 炉起 保 温作 用 ，使 热损 失 降低 ， 使外 壁温度 保持在 设定 值 ，是一 种很好 的 节能材料 ；氧化铝 空心 球砖 除了导 热率低 （ ｏ ． ８ Ｗ／ ｎ ｉ ｋ ／ １ ０ ０ ０ ℃） 外 ，常温 、高温 强度是 轻质耐 材 中 最好 的 ，并 且杂质 含 量极低 ，具 有很好 的抗 腐蚀性 气体 的侵 蚀能 力和 缓冲热 应力能 力。是 目前轻质保温 耐火材料 中最佳材料 。
使用寿命 的因素，对提 高耐火砖使 用寿命的措施进行 了探讨 ，对多喷嘴 气化炉的稳定运行具有重要意义。 关键词 ：水煤浆气化 炉 耐火材料
水煤 浆气化 炉主要 是将煤 炭洁 净 、高效 地转 化为合 成气 （ 主要 成分 Ｃ Ｏ ＋ Ｈ ） 。其 工作过程 是水煤 浆与气 化剂 （ Ｏ ） 一起通 过喷嘴 ，气化 剂
墨整丝
中 国化 工 贸易
Ｃｈ ｍａ Ｃｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ ＴＦ ａ ｄ ｅ
鑫 麓
新型气 化 炉 耐火材 料 有关 问题 的探 讨
郝 守 昌
（ 兖矿 新疆煤化 工有限公 司 ，山东滕 州 ２ ７ ７ ５ ２ ７ ）
摘
要 ：简单介绍 了多喷嘴对置式水煤浆加压 气化 炉燃烧 室内衬耐 火材料的结构和选用 ，分析 了耐火砖 的损蚀机理 、烧蚀模 式以及 影响耐火砖 损蚀机理 措施 寿命
二 、ＯＭＢ加 压 气 化 炉 加 压气 化 炉 耐 火 材 料 的 结构 气 化炉燃 烧 室内衬 耐火 材料 共分 为拱顶 、筒 体 、锥 底 和渣 Ｅ ｌ 四部
一
、
ＯＭＢ加压 气化炉 的工作环境 以及对耐 火材 料的要 求
水 煤浆 加压 气化 炉的工 况 条件极 为苛 刻 ，燃 烧反 应室 为强还 原性 气氛 ，同时遭受 酸性熔 渣 的侵蚀 和高 速流 体 的冲刷 ，且气 化炉 内的温 度 场 及 流 场 是 不 均 匀 、 不 稳 定 、 甚 至 不 连 续 的 。 要 求 高 温 （ １ ２ ５ ０ ～ １ ５ ５ ０ ℃），高 压 （ ２ — ８ ． ５ ＭＰ ａ ） ，强还 原气 氛 和液 态 酸 性排 渣 ， 伴 随着 固体 、液 体 、气体 的高 速冲 刷且 在开停 车 时有较 大 的温 度和 压 力 波动 等。所 有这 些都对 气化 炉用 耐火 材料特 别是 向火 面耐 火砖提 出
三 、 ＯＭＢ加 压 气 化 炉 耐 火 材 料 的选 择
１ ． 向火 面砖 由于 向火 面直接 与煤 溶渣 接触 ，是气化 炉 用耐火 材料 最苛 刻的 部 位 ，所 以向火面砖 选用 ９ ｏ 铬 铝锆砖 （ 俗 称高铬 砖 ，主 要性能 参数见 表 １ ） 。铬 铝锆砖 所用 原料为 Ｃ ｒ ｏ 。 含量 大于 ９ ９ ［ ｗ ｉ ｋ ｉ ］ ％［ ／ ｗ ｉ ｋ ｉ ］ 的ｃ ｒ ０ 。 电 熔合成料 （ 体积密 度大于 ５ ． １ ｇ ／ ｃ ｍ ） ，同时添 加有超细 粉 ，经 混碾 、成 型后在 高温梭式 窑 中烧成 。该产 品具 有体积 密度大 （ 大于 ４ ． ２ ５ ｇ ／ ｃ ｍ ） 、 气孔 率低 （ 小于 １ ６ ％） 、常温耐 压大 （ 大于 １ ２ ０ ＭＰ ａ ） 、氧 化 铁和 氧化 硅 等杂质含 量少 的优 点 、同时具 有很 好的热 态稳 定性 能 ，抗 高温 蠕变 性能 等 。这些 满足了气化 炉向火 面用耐火材 料的要求 ，所 以 ９ Ｏ 铬 铝锆 砖是 目前气化 炉向火 面耐材的最 佳选择 。 ２． 背衬砖 背衬砖 位 于向火 面砖 背后 ，对气 化炉 耐火材 料整 体起至 关重 要 的
４ ． 可压缩 层 可 压缩 料具 有容 重小 、导热 率低 的特 点 ，具有 很 好的保 温绝 热性 能 ，同时又具有 一 定的强 度 ，能够有 效缓 冲高 温下里 层耐 火材 料的径 向膨 胀 ，而 且施工十分 方便 。 ５ ． 耐火 浇注料 （ 铬刚玉浇注 料 、氧化铝 空心球 浇注料 ） 铬 刚玉浇 注料 用 于球 顶及锥 底 ，浇 注料 和 砖相 比 具有 以 下优 点 ： 无 灰缝 ，即整体性 好。施工方 便 ，特 别是复杂结 构的施 工 ，方便 快捷 、 省工 、省时 、省力 。浇注 料 的抗气 体侵蚀 性强 ，同时 由于体积 密度 大
加压气 化炉） 。Ｏ ＭＢ加 压气化 炉 以其独特 的技 术优 势 已得 到国 内外煤 化 工企业 的广泛认 可 。无 论是 Ｇ Ｅ还 是 Ｏ ＭＢ加压气化 炉 ，在燃烧 室 向 火面部位 均采 用铬 铝锆砖 （ 俗称 高铬砖） ，目前 内衬 耐火材 料 的使 用寿 命仍是 影响气化 炉长周 期稳定运 行的主要 因素之 一
了严格 的要 求 １ ． 必 须有 良好 的的抗熔 渣侵蚀性 、抗渗透 性 以及抗 震性能 ２ ． 较 好的高温 体积稳 定性能 以抵 抗温度 和压力 的波动 ３ ． 较 高的热态 强度 以抵抗熔融 煤渣 的冲刷和磨 损
力学支撑 作用 ，并且 能够 经受 高温下 ［ ｗ ｉ ｋ ｉ ］ 腐蚀 ［ ／ ｗ ｉ ｋ ｉ ］ 性气 体 的侵 蚀 。 １ ２ 铬 刚玉 砖 （ 主要性 能参 数见 表 ２ ）常 温强 度很 高 （ 大于 １ ２ ０ ＭＰ ａ ） ， 并 且高 纯刚玉 中添加 １ ２ ％以上的氧化 铬 更增加 了该 制 品抗 腐蚀 性气 体 侵 蚀性能 。 ３ ． 隔热砖 隔 热砖 位于 支撑 砖之 后 ，对气 化 炉起 保 温作 用 ，使 热损 失 降低 ， 使外 壁温度 保持在 设定 值 ，是一 种很好 的 节能材料 ；氧化铝 空心 球砖 除了导 热率低 （ ｏ ． ８ Ｗ／ ｎ ｉ ｋ ／ １ ０ ０ ０ ℃） 外 ，常温 、高温 强度是 轻质耐 材 中 最好 的 ，并 且杂质 含 量极低 ，具 有很好 的抗 腐蚀性 气体 的侵 蚀能 力和 缓冲热 应力能 力。是 目前轻质保温 耐火材料 中最佳材料 。
使用寿命 的因素，对提 高耐火砖使 用寿命的措施进行 了探讨 ，对多喷嘴 气化炉的稳定运行具有重要意义。 关键词 ：水煤浆气化 炉 耐火材料
水煤 浆气化 炉主要 是将煤 炭洁 净 、高效 地转 化为合 成气 （ 主要 成分 Ｃ Ｏ ＋ Ｈ ） 。其 工作过程 是水煤 浆与气 化剂 （ Ｏ ） 一起通 过喷嘴 ，气化 剂
墨整丝
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新型气 化 炉 耐火材 料 有关 问题 的探 讨
郝 守 昌
（ 兖矿 新疆煤化 工有限公 司 ，山东滕 州 ２ ７ ７ ５ ２ ７ ）
摘
要 ：简单介绍 了多喷嘴对置式水煤浆加压 气化 炉燃烧 室内衬耐 火材料的结构和选用 ，分析 了耐火砖 的损蚀机理 、烧蚀模 式以及 影响耐火砖 损蚀机理 措施 寿命
二 、ＯＭＢ加 压 气 化 炉 加 压气 化 炉 耐 火 材 料 的 结构 气 化炉燃 烧 室内衬 耐火 材料 共分 为拱顶 、筒 体 、锥 底 和渣 Ｅ ｌ 四部
一
、
ＯＭＢ加压 气化炉 的工作环境 以及对耐 火材 料的要 求
水 煤浆 加压 气化 炉的工 况 条件极 为苛 刻 ，燃 烧反 应室 为强还 原性 气氛 ，同时遭受 酸性熔 渣 的侵蚀 和高 速流 体 的冲刷 ，且气 化炉 内的温 度 场 及 流 场 是 不 均 匀 、 不 稳 定 、 甚 至 不 连 续 的 。 要 求 高 温 （ １ ２ ５ ０ ～ １ ５ ５ ０ ℃），高 压 （ ２ — ８ ． ５ ＭＰ ａ ） ，强还 原气 氛 和液 态 酸 性排 渣 ， 伴 随着 固体 、液 体 、气体 的高 速冲 刷且 在开停 车 时有较 大 的温 度和 压 力 波动 等。所 有这 些都对 气化 炉用 耐火 材料特 别是 向火 面耐 火砖提 出