Texaco水煤漿氣化爐耐火磚蝕損原因分析及對策.pdf

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1、工業(yè)技術(shù)齊QI魯LU石油PE化TR工OC，H2E0M12IC，A4L0(4TE)C：H3N15OL—O3G1Y9Texaco水煤漿氣化爐耐火磚蝕損原因分析及對策李聿營(中國石化齊魯分公司第二化肥廠，山東淄博255400)摘要：簡要介紹了Texaco水煤漿氣化爐內(nèi)襯向火面耐火磚的使用條件及耐火襯里的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析了其蝕損原因?yàn)槿墼那治g滲透、熱應(yīng)力引起的破壞、熔渣和高速氣流的沖蝕損壞等，而氣化爐操作工況控制、耐火磚的砌筑質(zhì)量等是影響耐火磚蝕損的重要因素。據(jù)此提出了減少和控制耐火磚蝕損的對策。關(guān)鍵詞：氣化爐耐火磚蝕損原因?qū)Σ咧袌D分

2、類號：TQ545文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B文章編號：1009—9859(2012)04—0315—05中國石化齊魯分公司第二化肥廠(簡稱齊魯1氣化爐耐火襯里設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)二化)水煤漿氣化裝置采用美國GE公司TexacoTexaco水煤漿氣化中水煤漿經(jīng)高壓煤漿泵加煤氣化技術(shù)，三臺2800mm氣化爐，日投煤量壓后連同外供的高壓氧通過爐頂工藝燒嘴進(jìn)入氣1700t，每小時(shí)產(chǎn)有效氣(CO+H2)10×10ITI，用化爐，在氣化室中水煤漿與氧發(fā)生非催化部分氧于330kt／a丁辛醇OXO合成原料氣，同時(shí)生產(chǎn)化，產(chǎn)生的合成氣從反應(yīng)室出來直接向下通過下3．5

3、×10in／h氫氣外供。裝置于2008年10月降管進(jìn)入激冷室完成合成氣的激冷洗滌。氣化爐24日投產(chǎn)，是繼中國石化金陵分公司、南化公司共分為燃燒室及激冷室兩大部分，其中燃燒室進(jìn)之后的第三套水煤漿氣化裝置，也是國內(nèi)繼渭河行燃燒、氣化反應(yīng)，內(nèi)部襯有耐火襯里，從里到外煤化工集團(tuán)公司、惠生公司之后第三家采用Tex—依次為高鉻磚、鉻剛玉磚、氧化鋁空心球磚、可壓aco6．5MPa水煤漿氣化技術(shù)的裝置。氣化爐內(nèi)縮層、澆注料(如圖1)。襯耐火材料采用中鋼集團(tuán)洛陽耐火材料研究院有限公司(簡稱洛陽院)生產(chǎn)的耐火磚，氣化爐直徑2756mm，燃燒室內(nèi)徑

4、1676mm，向火面耐火磚為90高鉻磚，設(shè)計(jì)厚度為228mm。Texaco水煤漿加壓氣化是潔凈煤氣化技術(shù)之一，具有高效、低污染、易自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)。氣化爐是整個(gè)裝置的關(guān)鍵設(shè)備，其內(nèi)襯耐火材料的質(zhì)量直接影響到爐子的操作穩(wěn)定性和使用壽命，但是其工況條件極為苛刻，要求高溫(1350～1450℃)、高壓(6．5MPa)、強(qiáng)還原氣氛和液態(tài)酸性排渣，伴隨著固體、液體、氣體的高速?zèng)_刷，且在開停車時(shí)有較大的溫度和壓力波動(dòng)等，所有這些都對氣化爐用耐火襯里的使用壽命產(chǎn)生很大的影響。因此，了解氣化爐耐火襯里的使用條件和結(jié)構(gòu)特圖1氣化爐耐火襯里結(jié)構(gòu)點(diǎn)，

5、分析總結(jié)蝕損原因，從提高耐火材料的抗蝕損收稿日期：2012—05—04；修回日期：2012—10—26。性能、保證爐磚的砌筑質(zhì)量、嚴(yán)格烘爐曲線以及操作者簡介：李聿營(1972一)，男，高級工程師。1994年畢業(yè)作工況的控制等方面，來減緩耐火磚的蝕損，實(shí)現(xiàn)于大連理工大學(xué)化工機(jī)械系，現(xiàn)任中國石化齊魯分公司第二煤氣化裝置的長周期運(yùn)行?；蕪S設(shè)備副總工程師。電話：0533—7583633。齊魯石油化工QILUPETROCHEMICALTECHNOLOGY2012年第40卷其中向火面高鉻耐火磚是保證氣化爐正常運(yùn)4氣化爐耐火磚蝕損原因分析

6、行的最關(guān)鍵部分。向火面耐火磚的使用條件及使用環(huán)境決定了高鉻耐火磚長期與高溫、高壓、低黏度、高流速的2氣化爐耐火磚的理化性能指標(biāo)熔渣及一定還原性工藝介質(zhì)相接觸，局部還直接由于耐火磚中Cr：0，含量對抗熔渣的蝕損性承受火焰沖刷和舔燒。熔渣的侵蝕滲透導(dǎo)致耐火非常關(guān)鍵，因而一般耐火磚型號均以Cr0的含磚組成和結(jié)構(gòu)的變化、熱應(yīng)力的破壞及熔渣和高量多少命名，齊魯二化煤氣化爐耐火磚的主要成速氣流的沖蝕是耐火磚蝕損的根本原因；氣化爐分質(zhì)量組成及理化性能指標(biāo)如表1。操作工況、耐火磚的砌筑質(zhì)量等是影響耐火磚蝕損的重要因素。表1國產(chǎn)洛陽院90耐火磚

7、理化性能指標(biāo)4．1熔渣對磚體的侵蝕滲透主要成分(W)，％氣孔率，％15．2熔渣對耐火磚的侵蝕主要包括3個(gè)過程，即Cr，090．28密度／(g·cm。)4．34滲透、溶解和沖刷磨損。煤中含有的si、Al、ca、FeSiO，0．074常溫耐壓強(qiáng)度／MPa154及其他微量金屬鹽類構(gòu)成了煤的灰分，不同的煤Zr0，+HfO。4．22耐火度／℃≥1800種可形成不同種類的熔渣，熔渣通過對磚的熔解、Fe，00．18滲透并在氣化爐內(nèi)強(qiáng)還原氣氛下與耐火磚的組分形成低熔點(diǎn)化合物，改變了磚的組成，低熔點(diǎn)化合3氣化爐耐火磚的使用環(huán)境及要求物不斷地被沖

8、刷，導(dǎo)致耐火磚被逐漸剝蝕。實(shí)踐齊魯二化煤氣化爐操作條件為爐膛溫度不大證明，CaO含量高的熔渣在高溫下與其他組分發(fā)于1400℃，操作壓力6．5MPa，煤漿濃度58％～生程度不同的反應(yīng)，形成新的低熔物相，較SiO，64％，煤漿灰熔點(diǎn)小于1300，入爐煤量31．25含量高的爐渣對C