Os fornos de gaseificação de carvão da Texaco são fornos de gaseificação amplamente utilizados em fábricas domésticas de fertilizantes. Este artigo analisa o uso e a erosão detijolos refratáriosnos fornos de gaseificação de carvão da Texaco e propõe medidas de melhoria correspondentes.
01: Análise da erosão do tijolo refratário
1.1 Erosão
O principal componente dos tijolos refratários é o corindo. O óleo residual produzirá uma série de reações químicas no forno de gaseificação de carvão de alta temperatura, produzindo fundidos em alta temperatura. A penetração do fundido fará com que o material dos tijolos refratários mude, resultando na erosão dos tijolos refratários. A erosão do petróleo se deve principalmente aos componentes do resíduo de petróleo, como SiO2, CaO, NiO, V2O5, Fe2O3, P2O5 e outras substâncias, que reagem quimicamente com o corindo nos tijolos refratários para formar escória de alta temperatura. Essas escórias entram nos poros dos tijolos através do efeito de penetração, provocando uma alteração significativa na estrutura dos tijolos refratários e provocando alterações em suas propriedades físicas. A capacidade dos tijolos refratários deteriorados de resistir a altas temperaturas e à erosão do fluxo de ar é significativamente reduzida, e a infiltração de impurezas no óleo residual torna baixa a temperatura do ponto eutético dos tijolos refratários. Sob a ação do fluxo de ar de alta velocidade, o material fundido na superfície do tijolo entra na fusão de alta temperatura do óleo residual. Além disso, a penetração de escória de alta temperatura causará alterações estruturais no corpo do tijolo. Devido ao efeito do estresse, rachaduras aparecerão e se expandirão lentamente, e até mesmo blocos poderão cair.
1.2 Penetração de escória
A vaporização do óleo residual também causará a erosão dos tijolos refratários de outra forma. Sob condições de alta temperatura, a escória penetrará no interior do corpo do tijolo ao longo do canal de poros abertos do corpo do tijolo, e ocorrerá uma reação química em alta temperatura, produzindo novo aluminato de cálcio mineral, o que causará uma mudança significativa no estrutura do tijolo refratário e causar deterioração. Sob condições de alta temperatura, os coeficientes de expansão térmica do aluminato de cálcio produzido pela reação e do corindo do corpo do tijolo deteriorado são bastante diferentes, e a distância de expansão é bastante diferente, causando fissuras no corpo do tijolo. As rachaduras se expandirão gradualmente com o tempo e, finalmente, levarão à queda de grandes pedaços, e os tijolos refratários serão seriamente danificados. Além disso, a profundidade de penetração da escória tem ótima relação com o ambiente térmico. Por exemplo, quanto maior for a pressão, maior será a profundidade de penetração.
1.3 O papel do estresse
Existem dois tipos principais de tensão que causam a corrosão dos tijolos refratários: um é o estresse térmico e o outro é o estresse estrutural. O gaseificador de carvão é desligado para inspeção muitas vezes por ano. Ou seja, a flutuação de temperatura causada pelo desligamento causará estresse térmico nos elos fracos do material refratário do tijolo refratário. Se o desligamento for muito frequente, a vida útil do tijolo refratário será reduzida. O estresse térmico será transmitido na direção da redução da temperatura à medida que a escória penetra, formando diferentes estruturas organizacionais na junção de cada seção, causando rachaduras no corpo do tijolo e formando corrosão no corpo do tijolo ao longo do tempo.
O estresse estrutural também está relacionado à temperatura. É uma força gerada pela própria estrutura sob alta temperatura. Na fase posterior do uso do forno a gás, os tijolos refratários freqüentemente afundam. A ocorrência desse fenômeno de afundamento está relacionada ao material do corindo, mas o mais importante está relacionado à resistência a altas temperaturas do material externo dos tijolos refratários. Supondo que a temperatura macia do tijolo de corindo esteja acima de 1700 graus, é impossível fazer com que o tijolo refratário afunde após 3 horas a 1600 graus, exceto para a taxa de variação de 0,2%. Portanto, o principal motivo é que o material externo afunda sob a ação das tensões estruturais.
02: Prolongue a vida útil dos tijolos refratários
2.1 Controle da qualidade do carvão
Na análise dos danos aos tijolos refratários, verifica-se que os resíduos de óleo são a principal causa dos danos aos tijolos refratários, portanto o uso de carvão de qualidade precisa ser considerado. Uma variedade de carvão com baixo ponto de fusão de cinzas, baixo teor de cinzas e alta atividade pode ser usado com a nova tecnologia de mistura de carvão, que pode efetivamente reduzir a temperatura de fusão das cinzas. Quanto menor o teor de cinzas após a mistura do carvão, melhor, e pode ser controlado em no máximo 15%. É claro que a escolha da mistura de carvão também precisa de ser completada com benefícios económicos abrangentes. Em fornos a gás, a mistura de carvão é um método para reduzir o teor de cinzas. Além disso, o teor de cinzas pode ser reduzido pela adição de carvão limpo. A adição de diferentes proporções pode ser ajustada adequadamente de acordo com a detecção da composição das cinzas do forno, o que reduz efetivamente o ponto de fusão da escória de cinzas do forno e reduz os danos aos tijolos refratários.
2.2 Pesquisa sobre novas tecnologias
Com a premissa de garantir a segurança do gaseificador, a pesquisa de novas tecnologias pode efetivamente reduzir a corrosão dos tijolos refratários. Por exemplo, uma nova tecnologia de transferência é usada para termopares de alta temperatura para prolongar a vida útil dos termopares de alta temperatura. Menos adição de calcário pode reduzir o teor de CaO nos resíduos de óleo. A tecnologia de controle automático é usada para otimizar a proporção de oxigênio em relação ao carvão. Novos queimadores são desenvolvidos para melhorar as condições de operação do gaseificador. Novas tecnologias podem ser desenvolvidas a partir desses pontos de partida para reduzir a corrosão de tijolos refratários.
Para reduzir a corrosão dos tijolos refratários no gaseificador, novas tecnologias podem ser desenvolvidas sob a perspectiva da resistência da escória. A temperatura apropriada do gaseificador pode ser selecionada de modo que a superfície dos tijolos refratários sempre retenha escória sólida. Essas escórias sólidas podem separar bem a escória fluida do corpo do tijolo, reduzindo assim a possibilidade de erosão e desgaste e aumentando a resistência à corrosão dos tijolos refratários.
