在德士古水煤浆气化工艺中,为了提高气化效率,防止热量散失,同时保护气化炉壳体不受燃烧室内高温反应物的直接作用,气化炉炉壁内侧设计砌筑多层耐火砖。耐火砖在干燥状态下长期运行不会出现问题,但由于砌筑的气化炉使用了耐火泥进行粘结,并且拱顶和锥底有厚厚的浇注料,所以气化炉在砌炉完成后必须进行原始烘炉(即筑炉完成后的烘炉)。原始烘炉要在砌炉完成且自然干燥养护7~10天后进行。气化炉原始烘炉的主要目的是除去气化炉耐火材料中的吸附水和结晶水,同时检验耐火材料及筑炉质量是否满足工艺要求。如果长时间不烘炉,浇注料以及耐火泥中的水分会导致耐火材料受潮失效,并影响浇注料的质量。此外,自然干燥养护的环境温度必须大于5℃,最佳温度为15~30 ℃之间。温度过低会导致浇注料中水分结冰,影响浇注料的强度和耐火材料的抗蚀能力。
1 气化炉耐火材料结构
德士古气化炉耐火材料整体可分为三部分:锥底、拱顶和筒体,如图1所示。拱顶和筒体之间预留有35~50 mm的膨胀空间,以备气化炉升温时炉材料整体向上膨胀。耐火材料从里到外又分为若干层,以筒体为例分别是向火面耐火砖、绝热层耐火砖、耐高温保温层耐火砖和耐热毡。三层炉砖之间预留3 mm的膨胀间隙,以便径向膨胀不受约束,膨胀缝内材料选择3 mm厚的可烧蚀材料。耐火砖砌筑时采用与其化学成分近似的泥浆,接缝宽度为1.0~2.2 mm,使砌筑好的耐火砖每层环向和纵向都具有较为牢靠的结合,以增加炉砖层自身的整体性,防止耐火砖间高温气体乱窜,保证承压壳体的安全。其中拱顶和锥底耐火砖下面浇注了一层厚厚的耐火泥,如图1,米格标注部分即为拱顶和锥底。
图1 气化炉耐火材料结构示意图
气化炉内耐火材料的膨胀及收缩系数不....