TEXACO气化炉拱顶、筒身、锥底三部位耐火砖的损毁
发布日期： 2020-03-11 15:37:40 阅读量（308） 作者：刘梓明TEXACO气化炉的温度分布表现为入口处(拱顶)，水煤浆颗粒在此处加热、蒸发和挥发，均为吸热反应，故该处温度总体偏低;中间段(筒身)，尤其是筒身上部，焦碳和挥发分气体的燃烧在此进行，使得该部位的温度较高;燃烧段过后，由于气化反应吸热及水冷壁不断带走热量(锥底)，温度沿炉膛向下逐渐降低。气化炉压力分布比较简单，由拱顶向锥底逐渐增大，而由于其对不同部位损毁的影响较小，以下不予分析。
一、拱顶砖的损毁
图1为TEXACO气化炉拱顶使用前后耐火砖图。从图1a)可以看出，使用前拱顶耐火砖表面平整，边角棱角分明。而使用后(见图1b))可以看到拱顶耐火砖表面有许多“凹坑”，耐火砖边角有普遍的掉块现象，同时耐火砖表面附着有一层薄薄的熔渣。
图1 TEXACO气化炉使用前后拱顶耐火砖
图2 拱顶用后残砖
耐火砖表面的“凹坑”源于耐火材料不规则的结构剥落。由拱顶残砖的显微结构分析可知，煤熔渣对高铬砖的作用主要包括其与耐火砖中组分的反应和向耐火砖内部的渗透，结合第2章不同渣的实验室静态抗渣实验结果可知，煤熔渣与高铬砖的反应、向耐火砖内部的渗透导致耐火砖的结构剥落，而耐火材料本身结构的不均质性导致了耐火砖表面剥落的不规则性，宏观表现在如图1b)所示的不平整表面。
图2为TEXACO气化炉拱顶部位用后残砖。由于拱顶入口段二次流(O2)入口速度大，速度差大，且气体进入炉内流动面积突然增大，致使筒身上部至拱顶处于回流区，气流流速较快，但炉膛的大回流没有到达拱顶，由回流夹带回拱顶的颗粒很少，拱顶残砖表面挂渣层很薄，仅有约100µm厚。
由以上分析，拱顶耐火砖受到的回流冲刷较轻微，温度总体偏低，这两点导致了一个使用周期内拱顶耐火砖较小的蚀损率(见表1)。其主要遭受渣的侵蚀而损毁，机械冲刷次之。
表1华鲁残砖残余尺寸及蚀损率统计表
二、筒身砖的损毁
图3为TEXACO气化炉筒身上部耐火砖使用后的图片。筒身上部处于强回流区，流线密集，受到气体夹带熔渣的冲刷较为严重，同时其温度最高，由第2章静态抗渣实验的研究分析显示，温度递升，渣的粘度降低，更加剧了渣对耐火砖的侵蚀、渗透。
图3筒身部位耐火砖使用后图片
筒身下部处于管流区，气流速度相对较小，且此部位气化反应已基本完成，温度相对较低，熔渣的粘度相对较高，因此耐火砖表面被很厚的一层熔渣裹附(见图4b))，其主要受到渣的侵蚀，耐火砖表面附渣可保护耐火砖免于冲刷而损毁，达到“以渣抗渣”的目的，因此该区域不至于会像筒身上部及锥底一样短时间内引起大块剥落。
综上分析可知，TEXACO气化炉筒体上部耐火砖主要受到化学侵蚀及机械冲刷而损毁;筒体下部耐火砖主要受到煤熔渣的侵蚀、渗透而损毁。
三、锥底砖的损毁
图4为TEXACO气化炉锥底耐火砖使用后图片。可以看出，耐火砖表面分布着许多垂直于工作面的大裂纹(见图4a))。图4b)显示的为锥底用后残砖，发现耐火砖上有许多垂直于工作面的大裂纹。
图4锥底部位耐火砖使用后图片
由锥底残砖的显微结构分析可知，该部位熔渣对耐火砖的侵蚀机理同筒体部位，不同之处在于锥底部位为粗合成气流的出口及大量物质流(气体流及熔渣流)的强烈冲刷。气化炉的锥底部位，类似于漏斗结构，气化过程中，耐火砖遭受与工作面呈约45℃角的高速气流及熔渣的长期剪切作用，造成耐火砖工作面裂纹的产生，裂纹的产生又为熔渣的侵入提供了通道，加速了熔渣对耐火砖的侵蚀、渗透，与拱顶及筒身相比，该部位遭受渣的渗透最深，在距工作面45mm处，CaO和SiO2的质量分数仍高达4.44%和8.49%。
综上所述，锥底段耐火砖在强烈的冲刷及熔渣渗透共同作用下，其蚀损在三部位中最为严重。
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