水煤浆加压气化炉已经有30多年的应用历史,是一项非常成熟的技术,我国应用该技术也已10多年,从技术的掌握和操作的熟练,到设备的国产化和配套耐火材料的制造都有较大优势。目前我国在建和已投产的水煤浆气化炉已超过100台,为发挥我国的煤炭资源优势,补充油气资源不足,保障能源安全,满足对化工产品需求,解决煤炭非洁净利用造成环境污染作出了重要贡献。
上海焦化有限公司于20世纪90年代引进了德士古水煤浆气化炉,用以生产城市煤气和甲醇,炉衬材料采用Cr2O3-Al2O3-ZrO2系高铬砖。在生产过程中认识到,气化炉内衬高铬砖的使用寿命是决定整个系统运行经济性和可靠性的一个非常重要的因素。从世界范围看,耐火材料寿命的延长也已成为气化炉用户的最大需求。影响气化炉耐火砖使用寿命的因素很多,归纳起来主要有耐火砖的性能和使用条件,本文将结合国内外水煤浆加压气化炉的研究和上海焦化有限公司多年的实践经验,介绍煤渣成分、操作温度和其他一些使用条件对气化炉内衬耐火材料寿命的影响。
1 煤渣的化学成分
煤渣成分为硅、铝、铁、钙、镁、钾、钠、钛、锰、硫和磷等元素的氧化物及其盐类,主要成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3和CaO,占总成分的80%以上。国内外大量的研究和实炉使用结果表明,相对于ZrO2、Al2O3和MgO等所有氧化物及其他复合物耐火材料,Cr2O3基耐火材料与煤渣的相容性最好,并且从Cr2O3与煤灰熔渣的任何一种主成分构成的二元相图看,其最低共熔温度都相当高,高铬砖与煤渣接触而导致的损毁主要是氧化铬在熔渣里的溶解和熔渣渗透而致的结构剥落。
熔渣的熔点和黏度是影响其在高铬砖中渗透深度和渗透量的....