ガス化炉は水石炭スラリー加圧ガス化装置の主要設備であり、その品質は耐火レンガガス化炉内の温度は、ガス化炉の運転サイクルに影響を与える主な要因です。ガス化装置の運転には高温と高圧が必要です。酸素と石炭スラリーは、プロセスバーナーを通してガス化装置に噴霧されます。スプレーの衝撃により、特性の異なる 6 つのフローゾーンが形成され、耐火レンガの洗掘が促進され、起動時と停止時に炉の温度が急激に変化します。したがって、ライニングには、高い耐スラグ浸食性と浸透性、高い熱間強度、および良好な高温体積安定性が求められます。ガス化炉は3つの部分に分かれており、上部がボールト部、中部がシリンダー部、下部がコーン底部とスラグ口部です。 3 つの部品は互いに独立しているため、各部品の取り外しや交換が容易です。さまざまな部分の耐火レンガの腐食速度は一定ではありません。運用経験によれば、ボールト部の耐火レンガの方がアブレーション速度が速いことがわかっています。
ガス化炉内の流れ場の分布と耐火耐火レンガの構造を研究し、炉内の作業条件と組み合わせて、耐火レンガの摩耗の原因を多面的に分析し、対応する対策を講じました。
01 構造設計上の理由
1. 金庫内の耐火レンガの厚さが不十分です。耐火レンガの厚さは200mmです。耐火レンガの厚さが1/3になると耐火レンガの寿命となり使用できなくなります。現場での金庫レンガの実際の薄化速度によると、耐火レンガの厚さが薄いことと、薄化速度が速いことが、耐火レンガ全体の寿命が短い主な原因であることがわかります。改良後、新しいガス化炉の金庫室部分の耐火レンガは当初の 3 層から 2 層に変更され、内層が耐火レンガ、最外層が重量キャスタブル、裏打ちレンガが内部の層となりました。中間層はキャンセルされました。改造後、耐火レンガが元の裏打ちレンガと置き換わったため、耐火レンガの厚さが増し、アブレーション率が向上し、ボールト部分の耐火耐火レンガの耐用年数が延長されました。
2. 差し込みレンガの構造が無理がある。プラッギングレンガは円柱として設計されています。その主なシール面はプラッギングレンガの側面であり、B レンガはギャップシールです。デザインギャップは2mmです。実際、耐火レンガの製造および石積みには特定の誤差が存在します。特にガス化炉の使用後は、プラッギングレンガの二次設置では耐火レンガのシール面の溶融スラグを完全に除去することができません。差し込みレンガは鋳物であり、製造サイズの誤差は約2mmです。上記の状況によると、プラッギングレンガの実際の予約ギャップは4mmより大きく、そうでない場合はスムーズに取り付けることができません。隙間が大きいためシール効果が悪く、ボールトネックが繰り返し過熱します。ガス化炉保管庫のプレハブ部品の耐用年数は短いです。ガス化炉上部シールレンガの構造形状を変更しました。 1) ガス化炉上部の組立部品を当初の円筒ボスタイプから円錐ボスタイプに変更しました。 ２）Bレンガを厚くし、予熱口を小さくし、予熱口を円筒穴から円錐穴に変更しました。 B レンガを保護するために、B レンガに近い A レンガのデザインを A1 レンガに変更します。 3) ガス化炉の耐火レンガの繰り返しの検査と要約により、ボールトレンガ B ～ K の腐食が早すぎ、それがガス化炉の弱点であることが判明しました。私たちはボールト耐火レンガを再設計および改良し、元のボールト耐火レンガを 1 つの母子溝から 2 つに変更し、レンガの継ぎ目浸食に対する防御線を追加しました。上述の変更により、ガスのブローバイとボールトネックでの過熱の現象が効果的に改善され、ガス化炉ボールトのプレハブ部品の耐用年数が延長されました。
02 原材料の理由
1. 石炭灰融点の影響 灰融点とは簡単に言えば、灰が溶ける温度のことです。石炭に含まれるケイ素、アルミニウム、鉄、マグネシウム、カリウム、カルシウム、硫黄、リンなどの元素と、炭酸塩、ケイ酸塩、硫酸塩、硫化物が石炭の灰分を構成します。石炭の灰の融点により、ガス化装置の動作温度が決まります。灰の融点が低い場合、使用温度は比較的低くなり、耐火レンガの保護に役立ちます。灰の融点が高い場合、運転温度は比較的高くなければならず、炉内の熱放射が大きくなり、耐火レンガの熱浸食が促進されます。灰の融点の大きさは、灰の組成に関係します。灰中の SiO2 と Al2O3 の割合が大きくなるほど、その融解温度は高くなります。また、Fe2O3 や MgO などのアルカリ成分の割合が高くなるほど、溶融温度は低くなります。フラックスを追加することで調整可能です。石炭灰スラグの多くは酸性スラグであり、熱分解により生成するアルカリ性のCaOやCaCO3によりフラックスを調整することが多い。石炭混合技術を使用して、炉に入る石炭灰の融点を制御することもできます。ガス化石炭の灰融点は一般に 1300 度以下に制御されます。
2. 灰粘度の影響 マルチノズル対向新型ガス化炉は液状スラグ排出方式を採用しています。動作温度が上昇し、灰の粘度が低下するため、灰の流れが促進されます。ただし、灰の粘度が低すぎると耐火レンガが高温ガスに直接接触し、侵食や剥離が悪化するため、耐火レンガが高温ガスに直接触れる可能性があります。運転温度が低い場合、灰の粘度が増加し、灰の流れが促進されず、スラグが蓄積してスラグ口が詰まりやすくなります。最適な粘度範囲内で操作した場合にのみ、耐火レンガの表面に一定の厚さの灰保護層が形成され、スラグ口を塞ぐことなく耐火レンガの耐用年数を延長できます。したがって、高温ガスによる耐火レンガの浸食を防ぐために、耐火レンガの表面に灰膜の層を維持する必要があります。したがって、多ノズル対向型新型ガス化炉の最適運転温度は灰の粘度温度特性に応じて決定され、一般的な粘度は250P以下となる。
プロセス操作の理由
1. バーナーから出る酸素流量が不当です。不当な酸素流量は、霧化効果に影響を与えるだけでなく、バーナー近くの耐火レンガの浸食を促進します。ガス化装置の全体構造を変更することなく、ガス化装置の負荷と圧力を制御します。華東科技大学の熱間金型実験の結果と計算に基づいて,異なる動作圧力下での異なるアセンブリサイズのプロセスバーナーに対応する動作負荷を定式化した。酸素流量は140m/s以下としてください。
2. ガス化炉の頻繁な起動と停止は炉温度の急激な変化を引き起こし、耐火耐火レンガの熱応力の急激な変化を引き起こし、その結果、炉の内張りに亀裂が発生し、耐火レンガの浸食速度が悪化します。耐火レンガの耐用年数が短くなります。変動を回避し、ガス化装置の起動と停止の回数を最小限に抑えるために、動作条件を安定に保つ必要があります。
3. 運転温度 ガス化炉の運転温度は、石炭が完全にガス化し、スラグがスムーズに排出されるように、通常、灰の融点より高い 50-100 度に制御されます。温度が低すぎると、灰やスラグがスムーズに排出されず、スラグ口が閉塞してしまいます。温度が高すぎると、灰とスラグによって耐火レンガの浸食と浸透が増加します。動作温度が 100 度上昇するごとに、耐火レンガの浸食速度は 3-4 倍増加します。過度の温度は耐火レンガ内の Cr2O3 を減少させ、構造的損傷を引き起こします。したがって、動作温度は厳密に管理する必要があります。温度の下限は、スラグ粘度２５０Ｐに相当する温度より高くなければならない。温度の上限はスラグ粘度30-50Pに相当する温度とし、大きな温度変動は避けるべきである。
4. 使用圧力 使用圧力の変動は、耐火レンガの接合部に影響を与え、耐火レンガのガス化を引き起こし、耐火レンガの寿命を低下させます。したがって、システムを起動および停止するときは、圧力の急激な増加と減少を避けるために、圧力の増加と減少の曲線に従って動作する必要があります。通常の動作では、圧力変動を避けるために圧力を安定に保つ必要があります。
