氣化爐內(nèi)襯用耐火磚是怎么損壞的，如何砌筑？

氣化爐內(nèi)襯的損壞由熔渣、熱應(yīng)力、操作工況及其他因素造成，下面請(qǐng)看詳細(xì)介紹。
 

氣化爐用耐火磚損壞原因分析
針對(duì)氣化爐耐火磚的使用環(huán)境及使用情況，對(duì)其損蝕原因分析如下:

1)熔渣的侵蝕性物質(zhì)中所含的Si.Al.Ca.Fe和其他微量金屬鹽構(gòu)成了侵蝕性物質(zhì)的成分，不同的煤可以形成不同種類的熔渣，熔渣通過(guò)滲透磚。熔化并與耐火磚的成分形成低熔點(diǎn)化合物，改變了磚的成分，低熔點(diǎn)化合物不斷被沖刷，導(dǎo)致耐火磚不斷熔化。滲透，逐漸腐蝕，通過(guò)氣流帶進(jìn)入冷卻室，形成灰渣。
2)熱應(yīng)力損傷由于耐火磚的規(guī)格和尺寸具有溫度梯度和爐殼抑制作用，使耐火磚產(chǎn)生環(huán)向應(yīng)力，此外，不同成分的膨脹系數(shù)不同，也會(huì)產(chǎn)生不同的熱應(yīng)力，頻繁停車導(dǎo)致?tīng)t溫度波動(dòng)，也會(huì)使耐火磚熱應(yīng)力急劇變化，導(dǎo)致磚表面裂縫，使耐火磚不斷損壞。

3)操作條件影響操作條件不穩(wěn)定，如頻繁駕駛和停車。溫度壓力波動(dòng)和一些操作錯(cuò)誤也會(huì)加劇耐火磚的損壞和腐蝕。隨著操作溫度的升高，耐火磚的損壞率將會(huì)增加。
4）由于煤種不穩(wěn)定，其他因素的影響導(dǎo)致渣成分的變化；燃燒器的裝配尺寸不合格，導(dǎo)致煤漿霧化效果差；燃燒器使用后期，盤管泄漏；爐磚質(zhì)量差等因素也改變了耐火磚的使用。

高鉻耐火磚在氣化爐的應(yīng)用
高鉻耐火材料主要由Cr2o3組成。單斜氧化鋯和氧化鋁微粉。因此，高鉻耐火材料的性能與這些材料的性能密切相關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，高鉻耐火材料的性能特性主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
（1）優(yōu)異的抗渣腐蝕性能。Cr2o3材料本身具有優(yōu)異的抗渣腐蝕性能，主要?dú)w因于以下幾點(diǎn)：1）Cr2o3在煤渣中的溶解度很低，從而保證了材料的完整性；2）大多數(shù)熔渣對(duì)Cr2o3材料的潤(rùn)濕性較差，延緩了Cr2o3在熔渣中的溶解；3）Cr2o3材料溶解在渣中后，會(huì)增加渣的粘度，甚至在材料表面形成均勻的保護(hù)層，堵塞材料的孔隙，抑制渣的滲透。
(2)優(yōu)異的高溫性能。Cr2o3.Al2o3.Zro2的熔點(diǎn)約為2400.2050.2700度。經(jīng)過(guò)1700度的高溫處理，Cr2o3和Al2o3形成了結(jié)晶良好、連續(xù)的鋁鉻固溶體，因此高鉻耐火材料具有較高的高溫強(qiáng)度。
（3）優(yōu)異的抗沖刷性能。鋁鉻固溶體的形成和Zro2的促熱作用使高鉻材料具有較低的顯孔率和較高的耐壓強(qiáng)度（達(dá)到150mpa甚至200mpa以上）。因此，高鉻耐火材料具有良好的抗沖刷性能。
(4)耐熱性和耐熱性。由于Zro2的相變?cè)鲰g性，高鉻耐火材料的耐熱性和耐熱性得到了提高。

氣化爐耐火磚多層砌磚形式
這是由氣化爐工藝和結(jié)構(gòu)的要求決定的。（1）氣化爐的耐火磚具有兩種功能：保護(hù)外殼，在爐內(nèi)形成高溫空間，減少熱損失。因此，采用不同品種的預(yù)燒耐火磚進(jìn)行分層砌筑。內(nèi)磚需要耐高溫。耐腐蝕，外磚需要良好的保溫性能和松散的質(zhì)地。多孔。為此，內(nèi)層采用剛玉磚或一級(jí)高鋁磚，外層采用硅藻土磚。兩者之間，從內(nèi)到外的溫度逐漸下降，耐火性要求逐漸下降，保溫性能要求逐漸上升，因此普通高鋁磚依次砌筑。粘土磚和輕質(zhì)粘土磚。（2）中型氨廠的油氣化均為加壓操作。當(dāng)壓力波動(dòng)時(shí)，多層磚的磚允許足夠的氣體通過(guò)灰縫平衡磚兩側(cè)的壓力。單層鑄造的耐火磚是密封的，壓力平衡是通過(guò)爐頂加熱時(shí)磚中產(chǎn)生的收縮裂縫來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此，這種單層磚的局部溫度非常高。因此，只有在爐頂和爐底部的裂縫處才能實(shí)現(xiàn)。通體鑄造的磚可用于常壓氣化爐。（3）外部耐火磚采用質(zhì)地松散。多孔磚型，除了保溫需要外，還因?yàn)樵诩訅簹饣癄t的操作中，外殼附近存在蒸汽冷凝問(wèn)題。由于明亮的溫度低于氣體的露點(diǎn)，從內(nèi)部磚串通過(guò)的氣體中的水蒸氣在這里冷凝。這種現(xiàn)象被稱為蒸汽攔截。當(dāng)爐子迅速減壓時(shí)，這部分?jǐn)r截和冷凝的蒸汽會(huì)在溫度下爆發(fā)飽和蒸汽壓力，破壞絕緣層。疏松多孔保溫層可通過(guò)孔容納釋放的蒸汽。此外，疏松材料的單位體積熱容量也較小，冷凝水不能獲得足夠的蒸發(fā)熱，大大降低了蒸汽攔截現(xiàn)象的危害。

氣化爐耐火磚襯里.輕質(zhì)耐火磚及砌筑方法
為保護(hù)氣化爐外殼，在爐內(nèi)形成高溫反應(yīng)空間，在氣化爐外殼內(nèi)分層砌筑耐火磚內(nèi)襯和輕質(zhì)耐火磚，以減少爐內(nèi)散熱損失，提高熱效率。

氣化爐的使用壽命在很大程度上取決于耐火磚襯里的使用壽命。對(duì)于耐火磚襯里，除了從成型加工、化學(xué)成分、燒結(jié)方法和溫度等方面保證外，河南耐火材料廠的運(yùn)行建議還做到以下幾點(diǎn)：
1.升降爐的溫度應(yīng)保持穩(wěn)定，避免急劇上升和下降。由于耐火磚襯里在加熱冷卻過(guò)程中，熱傳導(dǎo)和磚各部分溫度的平衡需要一定的過(guò)程和時(shí)間。如果過(guò)程時(shí)間過(guò)短，必然會(huì)導(dǎo)致磚各部分溫差大、收縮不均勻，甚至存在風(fēng)險(xiǎn)。
2.升降爐的壓力也應(yīng)保持穩(wěn)定，避免急劇上升和急劇下降。由于耐火磚襯里不能承受氣化爐內(nèi)的壓力，只能由鋼制爐殼承受。在升降壓力的過(guò)程中，還應(yīng)有一個(gè)過(guò)程，因?yàn)闅怏w壓力從反應(yīng)空間轉(zhuǎn)移到爐殼（升降壓力）和從爐殼轉(zhuǎn)移到氣化反應(yīng)空間。因此，為了保證爐壓力的穩(wěn)定性，防止耐火磚襯里承受較大的壓力而崩潰。
由于操作不當(dāng)或儀器控制失敗，有時(shí)會(huì)偶爾將水、煤氣洗滌水倒入氣化爐。這種事故會(huì)粉碎耐火磚襯里，并被迫更換。
氣化爐火焰中心的溫度可達(dá)1700℃以上，因此內(nèi)層耐火磚襯里的耐火性（襯里開(kāi)始熔化的溫度）不應(yīng)低于1790℃。同時(shí)，耐火磚襯里具有較高的耐急冷急熱次數(shù)和較強(qiáng)的耐熔渣腐蝕性。生產(chǎn)實(shí)踐表明，剛玉磚更適合使用。剛玉磚的主要成分是Al2o3，其含量超過(guò)95%，理解剛玉磚Al2o3含量超過(guò)99%，接近純Al2o3。這種剛玉磚通常采用電熔法制成，其耐火性和荷載軟化點(diǎn)高于普通剛玉磚。

關(guān)于耐火磚襯砌和保溫磚砌體，一般原則是在高溫火焰附近的氣化爐爐中心，逐漸靠近爐壁，其溫度逐漸下降，耐火要求降低，保溫性能要求很高，分別采用高鋁磚、粘土磚、輕粘土磚、輕硅藻土磚、石棉板等。
氣化爐耐火磚內(nèi)襯(剛玉磚)有兩種砌筑方法:一種是豎砌(或立砌)，另一種是橫砌(或平砌)。

垂直砌體法可減少剛玉磚用量，磚層薄，溫差小，應(yīng)力不均勻?qū)е缕屏熏F(xiàn)象較少。在維護(hù)過(guò)程中，只需更換內(nèi)層。但由于剛玉磚層薄，平均溫度高，長(zhǎng)期處于高溫下，重燃收縮程度大，內(nèi)磚容易產(chǎn)生縱向位移，卡住熱電偶套管，嚴(yán)重導(dǎo)致整個(gè)磚層坍塌。雖然這種方法使用的耐火磚較少，但它很容易產(chǎn)生上述收縮。位移，導(dǎo)致耐火磚更換次數(shù)增加，總用量不一定較少。

剛玉磚用于水平砌體法的次砌筑。但由于磚層厚，磚平均溫度低，重?zé)湛s現(xiàn)象輕，對(duì)于每個(gè)耐火磚，其溫度分布在火焰附近，爐壁附近溫度低，耐壓強(qiáng)度好，燒縮程度小，下沉不明顯，整個(gè)剛玉磚層穩(wěn)定性好，避免或減弱磚層縱向位移現(xiàn)象。雖然這種砌體方法使用的耐火磚較大，但由于使用壽命長(zhǎng)，累計(jì)消耗不一定增加，建議采用水平砌體法。

由于剛玉磚價(jià)格昂貴，為了節(jié)省剛玉磚的使用，根據(jù)氣化爐。中、下三段的溫度分布不同，可采用不同材料的耐火磚襯里。在一般的氣化爐上。中間火焰溫度高，耐火磚襯里坍塌次數(shù)多，仍堅(jiān)持使用的剛玉磚。在氣化爐的下部，由于氣體溫度較低，可以使用耐火性較低的高鋁磚。確保氣化爐的使用壽命。
氣化爐外壁的表面溫度通常為80-150℃，但從減少散熱損失開(kāi)始，應(yīng)具有較好的下限。因此，需要使用具有良好絕緣性能的絕緣材料或適當(dāng)增加絕緣層的厚度。這樣，雖然材料消耗更多，投資成本高，但由于爐散熱損失減少，油耗和氣耗可以降低，此外，由于爐本身熱容量大（即熱慣性大）散熱少，可避免爐溫波動(dòng)，相比之下，操作靈活方便，其運(yùn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)于散熱損失大的爐。計(jì)算表明，運(yùn)行成本的節(jié)省超過(guò)了材料成本的增加。