煤气化炉用耐火材料

从耐火材料的使用方面考虑，煤气化炉按操作温度分为低中温、高温和液态排渣三类气化炉，以下河南耐火材料厂按此顺序叙述煤气化炉用耐火材料的使用情况。

1、低中温煤气化炉用耐火材料

低中温煤气化炉通常是指操作温度低于1200℃的固态排渣煤气化炉。从前面叙述来看，这类煤气化炉可采用抗煤粉粒和气流等机械磨损性能好的低铁粘土砖，但是最好采用SiO2含量低的高铝耐火砖。低中温煤气化炉的耐火材料内衬结构，外壳温度一般保持在200℃，以防止腐蚀性气体的凝结。在使用浇注耐火材料时，应采用铝酸钙水泥作为胶结剂，不宜采用磷酸盐胶结剂，因后者在还原条件下和高温水蒸气气流中可能会溶解。但我国的煤气化炉内衬有的采用A12O3含量大于75％的磷酸盐结合的高铝砖。

2、高温煤气化炉用耐火材料

高温煤气化炉系指操作温度高于1200℃，但主要仍为干渣或半干渣的气化炉。这种炉衬常采用带水冷结构的氧化铝质浇注耐火材料。在有少量的液态熔渣的情况下，建议采用低铁的粘土砖、低铁浇注料内衬设计，对炉衬工作面及隔热耐火砖的要求是SiO2和Fe2O3的含量应低，以防止水蒸气及还原性气体的侵蚀。

3、高温液态排渣式煤气化炉用耐火材料

液态排渣式煤气化炉的操作温度一般在1400C以上，耐火材料内衬的使用条件极其恶劣，炉衬设计和应用主要有下述三种方案。

(1)绝热式耐火材料内衬

这种炉衬由多层耐火材料构成，工作面采用耐侵蚀性能好的高致密耐火材料，中间为永久性安全保护衬，最外层用隔热耐火砖绝热。在这种情况下，炉衬的温度高，耐火材料将受到高温熔渣的极其严重的化学侵蚀和机械磨损作用，熔渣容易侵入耐火砖的深部。因而要求工作面的耐火材料应具有特别好的抗侵蚀性能。

(2)强制水冷炉衬

在这种设计中，采用强制有效的水冷系统，，使熔渣凝结在炉衬上，炉衬耐火材料工作面仅与固态炉渣相接触，因而炉渣对耐火砖不会发生严重的侵蚀作用。在这种情况下，耐火砖内衬仅在开炉点火时起保护炉壳和粘挂炉渣的作用。对耐火材料的主要要求是导热性能好和对炉渣的附着力强。这种炉衬通常较薄，最大的缺点是热损失大，能源利用率较低，因而一般不单独使用，通常与优质耐火砖一起使用，即下述的综合炉衬。

(3)综合炉衬

这是一种既利用水冷技术，又采用优质耐火材料构筑的综合炉衬。在这种内衬中，利用水冷的目的是降低耐火材料的热面温度，以便减慢耐火材料的磨损速度，同时耐火材料内衬又具有适当的保温性能：因而这种内衬兼有上述两种内衬的优点。水冷的另一个作用是使炉衬内部造成较大的温度梯度，从而限制熔渣渗透到耐火砖的深部。实质上，这种炉衬是一种自抑制炉衬。在水冷不足或炉衬厚度较大寸，炉衬工作面的温度将升高，耐火材料的磨损加快，直至炉衬的厚度减薄或加强水冷使热面温度达到某一临界温度时，炉衬磨损处于停滞状态。这种炉衬的设计可根据耐火材料的导热系数等数据进行计算，并以实际测试的数据来确定临界温度。显然，耐火材料的导热系数越大，临界炉衬的厚度也就越大。

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