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气化炉轻质耐火砖砌筑方法及抗压强度的提高

发布时间:2020/8/15 11:48:59 点击率:


循环流化床/气化炉内衬施工

轻质耐火砖抗压强度的提高方法
轻质耐火砖由于制作工艺等原因,生产出来的产品往往在强度比高铝砖或者粘土砖差很多,一般需要经过一些工艺将其抗压强度提高。改进轻质耐火砖力学性能的方法,具体是:将轻质耐火砖浸渍在有机硅溶液中,浸渍时间为2~5小时;取出轻质耐火砖放入烘箱中固化得到有机硅与耐火砖的复合砖体,固化温度为200~250℃,固化时间为2~5小时;再将所述复合砖体放入气氛炉中热裂解,热裂解温度为800~1300℃,热裂解时间为1~3小时,然后降温至室温得到所述改性轻质耐火砖;整个热裂解和降温过程在还原性气氛或者惰性气氛保护下进行。本发明与现有技术相比,主要有以下显著的效果:在改性过程中,几乎不会改变轻质耐火砖的气孔率和耐火度,但其抗压强度可以提高50~150%。并且具有工艺简单,易调节和控制,可重复性好和成本低等优点。
为了保护气化炉壳体以及在炉内形成高温反应空间,必须在气化炉壳体内分层砌筑耐火砖内衬及轻质耐火砖,以减少炉子散热损失,提高热效率。
气化炉的使用寿命,在很大程度上取决于耐火砖内衬的使用寿命,对耐火砖内衬,除了应从成型加工、化学组成,烧结方法及温度等方面加以保证外,在操作上河南耐火材料厂建议还必须做到以下几点:
1.升降炉温力求乎稳,切忌陡升陡降。因为耐火砖内衬在加热和冷却过程中,热量的传导和砖块各部分温度的均衡需要一定过程和时间,如果这个过程时间太短,必然造成砖块各部分温差较大,收缩不均匀,乃至出现安全隐患。
2.升降炉压亦力求平稳,切忌陡升陡降。因为耐火砖内衬不能承担气化炉内的压力,只能靠钢制炉壳承担。在升、降压过程中,由于气体压力由反应空间向炉壳的传递(升压)和由炉壳向气化反应空间的传递(降压)也要有一个过程。因此,要保证炉压的稳定,防止耐火砖内衬承受较大的压力而崩裂。  
由于操作不当或仪表控制失灵,有时偶而发生将水煤气洗涤水倒流入气化炉内。这种事故会使耐火砖内衬粉碎,被迫更换。
气化炉火焰中心高温度可达1700℃以上,因此内层耐火砖内衬的耐火度(衬里开始熔化的温度)不应低于1790℃。同时要求耐火砖内衬耐“急冷急热”次数高和耐熔渣的侵蚀性强。生产实践表明,采用刚玉砖比较合适。刚玉砖的主要组分为Al2O3,其含量在95%以上,好的刚玉砖Al2O3含量达99%以上,接近纯Al2O3。这种刚玉砖通常是用电熔方法制得的,其耐火度和荷重软化点均较一般刚玉砖高。
关于耐火砖内衬和保温砖的砌筑,总的原则是在气化炉炉膛中心靠近高温火焰处砌筑耐火度高的刚玉砖,逐步与炉壁接近的各砖层,其温度逐步下降,对耐火度要求降低,而对保温性能的要求很高,因而逐层分别采用高铝砖、粘土砖、轻质粘土砖、轻质硅藻土砖、石棉板等。
气化炉耐火砖内衬(刚玉砖)有两种砌筑方法:一为竖砌(或称立砌),一为横砌(或称平砌)。
竖砌法可以减少首次筑炉刚玉砖用量;而且,砖层薄,温差小,因而由于应力不均引起碎裂的现象少。检修时,只需要换里面一层即可。但是,由于刚玉砖砖层薄,平均温度高,长期处在高温下,重烧收缩程度大,与靠近它的里层砖之间容易产生纵向位移,卡断热电偶套管,严重时造成整个砖层熔塌。这种方法虽首次用耐火砖量少,但容易产生上述收缩、位移情况,致使耐火砖的更换次数增加,总的用量不一定少。
横砌法首次筑炉用刚玉砖量较多。但是,由于砖层厚,砖平均温度低重烧收缩现象较轻,对每块耐火砖而言,它的温度分布在靠近火焰端较高,而靠近炉壁的一端则温度较低,耐压强度好,烧缩程度小,下沉不明显,因而整个刚玉砖层的稳定性好,避免或者减弱砖层纵向位移现象。这种砌筑方法尽管首次用耐火砖量较大,但由于使用寿命较长,按时间累计的消耗量不一定增加建议采用横砌法。
由于刚玉砖价格昂贵
气化炉外壁表面温度通常取为80—150℃,但从减少散热损失出发,应取下限值较好,因此要求使用保温性能较好的绝热材料或者适当地加大保温层的厚度。这样做,虽然材料耗用较多,一次投资费用高,但由于炉子散热损失减少,油耗和气耗均可降低,此外,因炉子本身热容量大(即热惰性大)散热少,可以避免炉温波动,相比之下,操作灵活方便,其运行技术经济指标比散热损失大的炉子好。计算表明,运行费用的节省超过了材料费用的增加。
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