氣化爐用耐火材料包括耐火磚、耐火澆注料，以及耐火保溫材料等，那么，氣化爐用耐火材料有哪些要求呢，詳細(xì)介紹。
水煤漿氣化焚燒室的反響溫度在煤的灰熔點(diǎn)溫度以上．約為1200～1500℃。煤灰構(gòu)成的液態(tài)熔渣大部分沿爐膛內(nèi)壁流下并從渣口排出，液態(tài)熔渣直接腐蝕沖刷爐磚，耐火材料功能怎么直接聯(lián)系到爐磚的工作壽數(shù)及氣化爐的工作安危問題。一旦氣化爐內(nèi)耐火磚厚度不足或因砌爐技能不過關(guān)構(gòu)成竄氣、掉磚使?fàn)t體鋼殼部分超溫構(gòu)成熱門，輕則需泊車查看處理，重則可能給設(shè)備帶來較大的損傷。水煤漿加壓氣化爐向火面耐火磚的運(yùn)用壽數(shù)視具體狀況，短的僅達(dá)2400多小時(shí)絕大多數(shù)呈現(xiàn)在投產(chǎn)工作初期)，長(zhǎng)的用到了18000h左右，中心距離很大?？梢姡突鸩牧系倪x用、筑砌、維護(hù)非常重要，怎么延長(zhǎng)氣化爐的耐火材料運(yùn)用壽數(shù)成為各家的一同研討課題。
一、氣化爐用耐火材料的要求
高壓高溫熔渣氣化爐對(duì)耐火材料的要求比較嚴(yán)苛，除了要滿足維護(hù)受壓容器不受高溫影響的強(qiáng)度要求，還要考慮爐內(nèi)高壓氧化氣氛、復(fù)原氣氛下熔渣對(duì)爐磚的腐蝕問題，這要求汽化爐耐火材料具有如下特色。
?、儆斜匾哂懈邷?zé)嶙韫δ芤韵鳒p徑向散熱量，這要求耐火材料內(nèi)部40mm到200mm部位有可能要接受1000℃左右的溫差。
②最高溫度下的強(qiáng)度有必要確保，以反抗氣體和熔渣的沖刷和磨損，不至于因?yàn)楦邷毓δ懿缓檬鼓突鸩牧喜糠謸p壞而導(dǎo)致壓力容器呈現(xiàn)熱門。
?、塾斜匾哂休^高的熱震穩(wěn)定性，以接受溫度突變而發(fā)作的熱應(yīng)力，因?yàn)槎虝r(shí)刻內(nèi)溫度改變有可能到達(dá)幾百度。
?、苡斜匾哂械偷臍饪茁?、高的單位體積質(zhì)量和強(qiáng)的抗渣性，以反抗熔融灰渣的浸透和腐蝕。
?、萦斜匾哂懈邷鼗瘜W(xué)穩(wěn)定性，與其他成分少發(fā)作或不發(fā)作化學(xué)反響。
別的，耐火材料的應(yīng)用功能與其升溫維護(hù)的好壞有著極大聯(lián)系，沒有依照耐火材料的要求進(jìn)行維護(hù)或升降溫都將影響耐火材料的壽數(shù)。
因?yàn)闅饣癄t中的高溫氣體和熔渣一同與耐火材料觸摸，氣體和熔渣的成分也因煤種而異，在制造耐火材料時(shí)有必要考慮它們可能對(duì)構(gòu)成耐火材料物質(zhì)的相互影響性。
高溫下SiO2會(huì)溶人氣體的水蒸氣傍邊(溶解量隨蒸汽分壓改變而改變)而被帶走，因而含。的資料不適宜作耐火材料的質(zhì)料。同理，含碳化硅(SiC)的質(zhì)料及含其他硅化物的質(zhì)料都不習(xí)慣，因?yàn)樗鼈兌紩?huì)被氧化生成SiO2溶入氣體中構(gòu)成耐火材料的腐蝕。
含高鐵的耐火材料因?yàn)殍F化合物對(duì)CO分解析炭有催化效果，即：2CO→C+CO2從而導(dǎo)致資猜中的晶格擴(kuò)大，損壞機(jī)械強(qiáng)度，也不適用作耐火材料的質(zhì)料。
經(jīng)試驗(yàn)測(cè)定各種氧化物在1500～2000℃溫度下煤渣中的最大溶解度巨細(xì)排序根本為：SiO2＞CaO＞Al2O3＞MgO＞Cr2O3，所以高Cr2O3含量是熔渣氣化爐爐襯資料所必需的。
堿性耐火物易被酸性灰渣所腐蝕，酸性耐火物易被堿性灰渣所腐蝕，特別是那些酸堿反響后發(fā)作與原物比容不同的物質(zhì)更為風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)樵锞Ц駥l(fā)作改變。會(huì)發(fā)作特別的機(jī)械應(yīng)力；易于與煤灰成分生成低溫共熔相的資料，也會(huì)導(dǎo)致特殊機(jī)械應(yīng)力的發(fā)作?，F(xiàn)在還沒有發(fā)現(xiàn)可習(xí)慣不同煤種氣化的耐火磚，所以挑選耐火磚時(shí)有必要考慮氣化操作溫度和所用煤的灰分組成，一般以為MgO—Cr2O3耐火磚習(xí)慣于堿性灰，Al2O3—Cr2O3習(xí)慣于酸性灰。
耐火材料Cr2O3的含量可增強(qiáng)抗渣性，ZrO：的加入有助于資料的耐性添加，能夠進(jìn)步耐熱沖擊性。Al2O3粉的運(yùn)用有助于資料的力學(xué)功能進(jìn)步。歸納考慮Cr2O3—Al2O3類耐火材料，有必要依據(jù)實(shí)踐狀況分配組成、優(yōu)化顯微結(jié)構(gòu)和相組成，以取得最佳功能。
通過工業(yè)實(shí)踐驗(yàn)證，較低的操作溫度有利于爐襯蝕損率的降低，較低的爐襯蝕損率大都在1400℃以下的氣化爐上取得。
二、水煤漿氣化爐耐火面料結(jié)構(gòu)及資料
氣化爐耐火材料整體可分為三大塊：錐底、筒體和拱頂，拱頂與殼體之間預(yù)留有必定的脹大空間，以備氣化爐工作時(shí)爐內(nèi)襯耐火磚整體向上脹大。由內(nèi)向外又可分為若干層，以筒體耐火材料為例，可分為向火面耐火層、背襯層、隔熱層和可緊縮層四層(拱頂和錐底與此大同小異)，前三層之間預(yù)留有3～5mm的脹大空隙，以便徑向脹大不受束縛。
向火面耐火層：又稱熱面磚，是耐高溫耐腐蝕的耗費(fèi)層，一般選用高鉻資料，要求具有高溫化學(xué)穩(wěn)定性、較高的抗蠕變強(qiáng)度和抗熱震性。水煤漿氣化爐筒體向火面磚厚約為230mm。
背襯層：首要效果是隔熱保溫，但在向火面磚消失的狀況下作為一個(gè)可短暫操作的安全面料運(yùn)用，背襯磚大多選用剛玉磚。筒體耐火磚厚約為200mm。
隔熱層：要求隔熱功能好，以使金屬外殼一直處于安全溫度界限之內(nèi)，一同盡量削減熱丟失，一般選用氧化鋁空心球磚。筒體耐火磚厚約為110mm。
可緊縮層：在必定溫度范圍內(nèi)可被緊縮或恢復(fù)原狀，能削減徑向熱脹大應(yīng)力對(duì)殼體的沖擊。厚度約15～20mm。
不論是向火面耐火磚還是背襯耐火磚，環(huán)向和縱向磚與磚之間都要求具有較為可靠的結(jié)合方法，以增強(qiáng)爐襯的整體性．防止耐火磚間高溫氣體亂竄，確保承壓殼體的安全。
1．向火面耐火磚
向火面耐火磚工作環(huán)境非常惡劣，規(guī)劃單位和用戶對(duì)其結(jié)構(gòu)規(guī)劃和資料選用非常慎重。
（1）結(jié)構(gòu)與資料 爐膛向火面耐火層由獨(dú)立的下部錐體、豎直筒體、上部拱頂三部分襯磚組成，其間設(shè)有15～25mm的縱向縫隙，這種結(jié)構(gòu)有利于各自部分的撤除和替換。別的，因?yàn)殄F底和筒體向火面耐火磚上部沒有承重，在熱態(tài)狀況下能夠獨(dú)立自由地向上脹大，削減了向火呵耐火材料的應(yīng)力。
?。?）熔渣對(duì)耐火材料的腐蝕原因剖析 煤中首要攙雜有石英和硅／鋁黏土類礦藏，還有少數(shù)碳酸鹽、硫化物和硫酸鹽，這些礦藏作為煤中攙雜物隨水煤漿液滴一同進(jìn)入德士古氣化爐，煤漿液滴通過加熱、枯燥、熱解、焚燒和氣化反響，各個(gè)攙雜礦藏轉(zhuǎn)化成其他物質(zhì)，終究熔融構(gòu)成熔渣滴。有些熔渣滴會(huì)直接被氣流帶出氣化爐，而大多數(shù)沖擊在爐膛墻壁上構(gòu)成均勻的渣液，沿壁流向氣化爐底部的渣。這樣構(gòu)成的煤灰熔渣對(duì)耐火爐襯有極強(qiáng)的腐蝕性和磨損性，多年來各科研單位及用戶一直在研討改善以挑選適宜的耐火材料和爐襯結(jié)構(gòu)。
我國(guó)學(xué)者研討以為，因?yàn)樵g引起的資料損毀和熱應(yīng)力引起的資料決裂、脫落及耐火磚磚縫開裂，是熔渣氣化爐襯運(yùn)用期間最為常見的問題。
熔渣對(duì)耐火材料的腐蝕取決于渣和耐火材料的化學(xué)成分、渣黏度、操作溫度和流態(tài)，腐蝕包含三個(gè)進(jìn)程：溶解、浸透和沖刷磨損。挑選高鉻耐火材料是因?yàn)槠湓诿涸芯哂休^低的溶解度，對(duì)必定的爐襯資料而言，溶解進(jìn)程受耐火材料上的渣邊界層分散進(jìn)程所約束，溶解速率取決于溫度的凹凸。渣浸透不直接引起耐火材料的損毀，但溶解了耐火材料晶問的直接結(jié)合體，從而降低了高溫強(qiáng)度，使資料的高溫耐性大大降低，不同的改變會(huì)引起部分決裂；沖蝕進(jìn)程是殘?jiān)蜌怏w運(yùn)動(dòng)對(duì)耐火材料的效果進(jìn)程，促進(jìn)了前兩個(gè)進(jìn)程。
熱應(yīng)力損毀來自于：①向火面磚的熱脹大發(fā)作的環(huán)向應(yīng)力；②因?yàn)樵谄渌矫嫔显獾桨崔啵突鸩牧显跓崦娣较蛏习l(fā)作蠕變變形，使得爐襯發(fā)作徑向拉伸應(yīng)力，進(jìn)而發(fā)作平行于向火面的顯微裂紋；顯微裂紋又會(huì)結(jié)合起來構(gòu)成很大的裂紋，最終耐火磚的熱面脫落下來。
氣化爐頻頻開泊車會(huì)引起爐膛溫度急劇改變，煤漿或氧氣短時(shí)故障也會(huì)引起爐膛溫度大幅動(dòng)搖，這種溫度的大起大落是耐火材料發(fā)作裂紋的首要原因，嚴(yán)峻時(shí)可因瞬時(shí)熱應(yīng)力過大導(dǎo)致耐火磚爆裂掉片。跟著裂紋的構(gòu)成和熔渣的浸透，還會(huì)發(fā)作熱化學(xué)脫落。因?yàn)槿墼湍突鸩牧现畣柕幕瘜W(xué)及礦藏學(xué)反響而導(dǎo)致熱脹大系數(shù)不同，在熔渣浸透帶和未變帶之間構(gòu)成應(yīng)力，導(dǎo)致耐火磚層脫落（通常5～30mm）。這種化學(xué)脫落定時(shí)重復(fù)呈現(xiàn)，最嚴(yán)峻的時(shí)分每隔幾十到幾百個(gè)小時(shí)就重復(fù)一次。
依據(jù)氣化爐泊車進(jìn)爐調(diào)查狀況，爐襯外表潤(rùn)滑平坦，蝕損率在0．02～0．03mm／h以下的爐襯，煤熔渣的腐蝕沖刷是首要的損毀原因，而爐襯運(yùn)用后凹凸不平，有磚體開裂，熱應(yīng)力的效果為首要損毀原因。
?。?）向火面磚的壽數(shù) 影響耐火磚壽數(shù)的要素許多．如耐火材料挑選不妥、筑爐質(zhì)量不高、煤質(zhì)不穩(wěn)定、開泊車太頻頻、負(fù)荷改變、工作經(jīng)歷不足等等。依據(jù)多年的工作經(jīng)歷，拱頂磚的蝕損率遠(yuǎn)小于筒體部位，但拱頂經(jīng)常呈現(xiàn)磚開裂或掉磚現(xiàn)象，導(dǎo)致外殼上部呈現(xiàn)熱門；而錐底在操作不正常狀況下無(wú)法維護(hù)激冷環(huán)，常使激冷環(huán)燒壞。氣化爐低負(fù)荷長(zhǎng)期工作時(shí)，筒體上部磚蝕損常常偏大，而當(dāng)高負(fù)荷工作時(shí)，筒體下部耐火磚和渣口磚壽數(shù)較短。
工作計(jì)算顯現(xiàn)，操作溫度太高和頻頻開泊車對(duì)氣化爐耐火材料壽數(shù)影響最大。質(zhì)料煤質(zhì)是決定氣化爐操作溫度凹凸的一個(gè)關(guān)鍵要素，從理論上講，德士占?xì)饣癄t能夠氣化任何煤種，但運(yùn)用高灰熔點(diǎn)煤時(shí)爐襯蝕損率反常高，常常呈現(xiàn)阻塞渣口的現(xiàn)象，工況較難操控。頻頻開泊車會(huì)導(dǎo)致耐火材料經(jīng)受較大的溫度動(dòng)搖及壓力動(dòng)搖的影響，容易引起耐火磚呈現(xiàn)裂紋或脫落。
為了進(jìn)步向火面耐火磚的整體壽數(shù)，有些用戶依據(jù)實(shí)踐運(yùn)用狀況現(xiàn)已選用了在不同的部佗砌筑抗蝕有所差異的耐火材料的做法，并且也對(duì)測(cè)壓孔的方位、爐襯結(jié)構(gòu)作了部分調(diào)整。這種挑選需歸納考慮噴嘴類型、操作壓力、經(jīng)濟(jì)負(fù)荷等要素，以求最佳效果。
2．背襯磚
鉻剛玉磚是以白剛玉砂為骨料加入適量Cr2O3，經(jīng)混料、成型及高溫?zé)Y(jié)而成。該耐火磚首要用于渣油氣化爐的渣口、炭黑反響爐以及作為水煤漿氣化爐向火面層的背襯磚。
3．隔熱層
Al2O3空心球隔熱耐火磚、澆鑄料首要用于渣油氣化爐的背襯層，炭黑反響爐以及水煤漿化爐的隔熱層。如果作為澆鑄料，寄存時(shí)刻不能太長(zhǎng)，不然功能會(huì)降低。
4．可緊縮層
常用的 水泥是一種礦藏纖維和無(wú)黏結(jié)劑的枯燥混合物，含有有用的防銹劑但沒有腐蝕效果。施工時(shí)可用泥刀涂改或用噴槍噴涂。
