新型气化炉耐火材料有关问题的探讨

    摘 要：简单介绍了多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉燃烧室内衬耐火材料的结构和选用，
分析了耐火砖的损蚀机理、烧蚀模式以及影响耐火砖使用寿命的因素，对提高耐火砖使用寿
命的措施进行了探讨，对多喷嘴气化炉的稳定运行具有重要意义。

 

　　关键词：水煤浆气化炉

 耐火材料 损蚀机理 措施 寿命 

　　水煤浆气化炉主要是将煤炭洁净、高效地转化为合成气（主要成分

CO+H2）。其工作过

程是水煤浆与气化剂（

O2）一起通过喷嘴，气化剂高速喷出与煤浆并流混合雾化，在气化

炉内进行火焰型非催化部分氧化反应的工艺过程，即煤的气化技术。目前应用最广泛的气化
炉主要有美国德士古发展公司开发的水煤浆加压气炉（原

Texaco，现 GE）和中国自主开

发的多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉（以下简称

OMB 加压气化炉）。OMB 加压气化炉以

其独特的技术优势已得到国内外煤化工企业的广泛认可。无论是

GE 还是 OMB 加压气化炉，

在燃烧室向火面部位均采用铬铝锆砖（俗称高铬砖），目前内衬耐火材料的使用寿命仍是
影响气化炉长周期稳定运行的主要因素之一

 

　　一、

OMB 加压气化炉的工作环境以及对耐火材料的要求 

　　水煤浆加压气化炉的工况条件极为苛刻，燃烧反应室为强还原性气氛，同时遭受酸性
熔渣的侵蚀和高速流体的冲刷，且气化炉内的温度场及流场是不均匀、不稳定、甚至不连续
的。要求高温（

1250～1550

℃） ，高压 （ 2～8.5MP a ），强还原气氛和液态酸性排渣，伴

随着固体、液体、气体的高速冲刷且在开停车时有较大的温度和压力波动等。所有这些都对气
化炉用耐火材料特别是向火面耐火砖提出了严格的要求

 

　　

1.必须有良好的的抗熔渣侵蚀性、抗渗透性以及抗震性能 

　　

2.较好的高温体积稳定性能以抵抗温度和压力的波动 

　　

3.较高的热态强度以抵抗熔融煤渣的冲刷和磨损 

　　二、

OMB 加压气化炉加压气化炉耐火材料的结构 

　　气化炉燃烧室内衬耐火材料共分为拱顶、筒体、锥底和渣口四部分（图

1 所示）。 

　　

1.拱顶——拱顶部分三层，从里到外分别为向火面砖、铬刚玉浇注料、可压缩料（主要

做膨胀用）。拱顶部位是受冲刷最为严重的部位，结构为半球形，每一块砖各有纵横两道嵌
槽，砌筑成环状后与上下左右各砖形成一个整体的合力，确保证了其稳固。拱顶有一道膨胀
缝。

 

　　

2.筒体——筒体部分三层，从里到外分别为向火面砖、背衬砖、隔热砖，隔热砖与炉壁

之填充有

20mm 的岩棉，用作保温隔热，同时还为耐火砖径向膨胀提供了空间。筒体为圆柱

形，共有两道膨胀缝

 

　　

3.锥底——锥底部分两层，分别为向火面砖、铬刚玉浇注料，锥底为圆锥形。 

　　

4.渣口——渣口部分三层，分别为向火面砖、背衬砖及铬刚玉浇注料，渣口为圆柱形。

所有耐火砖从里向外弧长逐步增大，每层砌筑完成后在圆周方向就会形成一个整体。

 

　　三、

OMB 加压气化炉耐火材料的选择 

　　

1.向火面砖 

　　由于向火面直接与煤溶渣接触，是气化炉用耐火材料最苛刻的部位，所以向火面砖选
用

90 铬铝锆砖（俗称高铬砖，主要性能参数见表 1）。铬铝锆砖所用原料为 Cr2O3 含量大

于

99[wiki]%[/wiki]的 Cr2O3 电熔合成料（体积密度大于 5.1g/cm3），同时添加有超细粉，