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，詳細介紹。
水煤漿氣化焚燒室的反響溫度在煤的灰熔點溫度以上．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構(gòu)成竄氣、掉磚使爐體鋼殼部分超溫構(gòu)成熱門，輕則需泊車查看處理，重則可能給設備帶來較大的損傷。水煤漿加壓氣化爐向火面耐火磚的運用壽數(shù)視具體狀況，短的僅達2400多小時絕大多數(shù)呈現(xiàn)在投產(chǎn)工作初期)，長的用到了18000h左右，中心距離很大。可見，耐火材料的選用、筑砌、維護非常重要，怎么延長氣化爐的耐火材料運用壽數(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耐火材料的要求比較嚴苛，除了要滿足維護受壓容器不受高溫影響的強度要求，還要考慮爐內(nèi)高壓氧化氣氛、復原氣氛下熔渣對爐磚的腐蝕問題，這要求汽化爐耐火材料具有如下特色。
①有必要具有高溫熱阻功能以削減徑向散熱量，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。
?、谧罡邷囟认碌膹姸扔斜匾_保，以反抗氣體和熔渣的沖刷和磨損，不至于因為高溫功能不好使耐火材料部分損壞而導致壓力容器呈現(xiàn)熱門。
③有必要具有較高的熱震穩(wěn)定性，以接受溫度突變而發(fā)作的熱應力，因為短時刻內(nèi)溫度改變有可能到達幾百度。
④有必要具有低的氣孔率、高的單位體積質(zhì)量和強的抗渣性，以反抗熔融灰渣的浸透和腐蝕。
⑤有必要具有高溫化學穩(wěn)定性，與其他成分少發(fā)作或不發(fā)作化學反響。
別的，耐火材料的應用功能與其升溫維護的好壞有著極大聯(lián)系，沒有依照耐火材料的要求進行維護或升降溫都將影響耐火材料的壽數(shù)。
因為氣化爐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，在制造耐火材料時有必要考慮它們可能對構(gòu)成耐火材料物質(zhì)的相互影響性。
高溫下SiO2會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)料都不習慣，因為它們都會被氧化生成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為鐵化合物對CO分解析炭有催化效果，即：2CO→C+CO2從而導致資猜中的晶格擴大，損壞機械強度，也不適用作耐火材料的質(zhì)料。
經(jīng)試驗測定各種氧化物在1500～2000℃溫度下煤渣中的最大溶解度巨細排序根本為：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)更為風險，因為原物晶格將發(fā)作改變。會發(fā)作特別的機械應力；易于與煤灰成分生成低溫共熔相的資料，也會導致特殊機械應力的發(fā)作?，F(xiàn)在還沒有發(fā)現(xiàn)可習慣不同煤種氣化的耐火磚，所以挑選耐火磚時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耐火磚習慣于堿性灰，Al2O3—Cr2O3習慣于酸性灰。
耐火材料Cr2O3的含量可增強抗渣性，ZrO：的加入有助于資料的耐性添加，能夠進步耐熱沖擊性。Al2O3粉的運用有助于資料的力學功能進步。歸納考慮Cr2O3—Al2O3類耐火材料，有必要依據(jù)實踐狀況分配組成、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)實踐驗證，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，拱頂與殼體之間預留有必定的脹大空間，以備氣化爐工作時爐內(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層，一般選用高鉻資料，要求具有高溫化學穩(wěn)定性、較高的抗蠕變強度和抗熱震性。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可短暫操作的安全面料運用，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)可被緊縮或恢復原狀，能削減徑向熱脹大應力對殼體的沖擊。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)劃單位和用戶對其結(jié)構(gòu)規(guī)劃和資料選用非常慎重。
?。?）結(jié)構(gòu)與資料 爐膛向火面耐火層由獨立的下部錐體、豎直筒體、上部拱頂三部分襯磚組成，其間設有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，因為錐底和筒體向火面耐火磚上部沒有承重，在熱態(tài)狀況下能夠獨立自由地向上脹大，削減了向火呵耐火材料的應力。
（2）熔渣對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)成的煤灰熔渣對耐火爐襯有極強的腐蝕性和磨損性，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)。
我國學者研討以為，因為渣腐蝕引起的資料損毀和熱應力引起的資料決裂、脫落及耐火磚磚縫開裂，是熔渣氣化爐襯運用期間最為常見的問題。
熔渣對耐火材料的腐蝕取決于渣和耐火材料的化學成分、渣黏度、操作溫度和流態(tài)，腐蝕包含三個進程：溶解、浸透和沖刷磨損。挑選高鉻耐火材料是因為其在煤渣中具有較低的溶解度，對必定的爐襯資料而言，溶解進程受耐火材料上的渣邊界層分散進程所約束，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，從而降低了高溫強度，使資料的高溫耐性大大降低，不同的改變會引起部分決裂；沖蝕進程是殘渣和氣體運動對耐火材料的效果進程，促進了前兩個進程。
熱應力損毀來自于：①向火面磚的熱脹大發(fā)作的環(huán)向應力；②因為在其他方面上遭到按捺，耐火材料在熱面方向上發(fā)作蠕變變形，使得爐襯發(fā)作徑向拉伸應力，進而發(fā)作平行于向火面的顯微裂紋；顯微裂紋又會結(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引起爐膛溫度急劇改變，煤漿或氧氣短時故障也會引起爐膛溫度大幅動搖，這種溫度的大起大落是耐火材料發(fā)作裂紋的首要原因，嚴峻時可因瞬時熱應力過大導致耐火磚爆裂掉片。跟著裂紋的構(gòu)成和熔渣的浸透，還會發(fā)作熱化學脫落。因為熔渣和耐火材料之問的化學及礦藏學反響而導致熱脹大系數(shù)不同，在熔渣浸透帶和未變帶之間構(gòu)成應力，導致耐火磚層脫落（通常5～30mm）。這種化學脫落定時重復呈現(xiàn)，最嚴峻的時分每隔幾十到幾百個小時就重復一次。
依據(jù)氣化爐泊車進爐調(diào)查狀況，爐襯外表潤滑平坦，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，而爐襯運用后凹凸不平，有磚體開裂，熱應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，導致外殼上部呈現(xiàn)熱門；而錐底在操作不正常狀況下無法維護激冷環(huán)，常使激冷環(huán)燒壞。氣化爐低負荷長期工作時，筒體上部磚蝕損常常偏大，而當高負荷工作時，筒體下部耐火磚和渣口磚壽數(shù)較短。
工作計算顯現(xiàn)，操作溫度太高和頻頻開泊車對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關鍵要素，從理論上講，德士占氣化爐能夠氣化任何煤種，但運用高灰熔點煤時爐襯蝕損率反常高，常常呈現(xiàn)阻塞渣口的現(xiàn)象，工況較難操控。頻頻開泊車會導致耐火材料經(jīng)受較大的溫度動搖及壓力動搖的影響，容易引起耐火磚呈現(xiàn)裂紋或脫落。
為了進步向火面耐火磚的整體壽數(shù)，有些用戶依據(jù)實踐運用狀況現(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，并且也對測壓孔的方位、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)濟負荷等要素，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、成型及高溫燒結(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，寄存時刻不能太長，不然功能會降低。
4．可緊縮層
常用的 水泥是一種礦藏纖維和無黏結(jié)劑的枯燥混合物，含有有用的防銹劑但沒有腐蝕效果。施工時可用泥刀涂改或用噴槍噴涂。
