O gaseificador é o principal equipamento do dispositivo de gaseificação pressurizada de pasta de água-carvão, e a qualidade dotijolos refratáriosno gaseificador é o principal fator que afeta o ciclo de operação do gaseificador. A operação do gaseificador requer alta temperatura e alta pressão. A pasta de oxigênio e carvão é pulverizada no gaseificador através do queimador do processo. O impacto do spray forma 6 zonas de fluxo com características diferentes, o que intensifica a erosão dos tijolos refratários e provoca uma mudança brusca na temperatura do forno durante a partida e o desligamento. Portanto, o revestimento deve ter alta resistência à erosão e permeabilidade da escória, alta resistência a quente e boa estabilidade de volume em altas temperaturas. O forno gaseificador é dividido em três partes, a parte superior é a parte da abóbada, a parte do meio é a parte do cilindro e a parte inferior é o fundo do cone e a boca da escória. As três peças são independentes entre si, o que favorece a remoção ou substituição de cada peça. A taxa de corrosão de tijolos refratários em diferentes partes não é consistente. De acordo com a experiência operacional, verifica-se que os tijolos refratários na parte da abóbada apresentam uma taxa de ablação mais rápida.
Através do estudo da distribuição do campo de fluxo no gaseificador e da estrutura dos tijolos refratários, combinado com as condições de trabalho no forno, as causas do desgaste dos tijolos refratários foram analisadas em vários aspectos e medidas correspondentes foram tomadas.
01 Razões de projeto estrutural
1. A espessura dos tijolos corta-fogo da abóbada é insuficiente. A espessura dos tijolos corta-fogo é de 200 mm. Quando a espessura dos tijolos corta-fogo é reduzida para 1/3 da espessura original, os tijolos atingem a sua vida útil e não podem ser utilizados. De acordo com a velocidade real de desbaste dos tijolos da abóbada no local, pode-se observar que a fina espessura dos tijolos refratários e a rápida velocidade de desbaste são as principais razões para a curta vida útil dos tijolos refratários em geral. Após a melhoria, os tijolos refratários na parte da abóbada do novo gaseificador foram alterados das três camadas originais para duas camadas, a camada interna são os tijolos voltados para o fogo, a camada mais externa é o concreto pesado e os tijolos de apoio no camada intermediária foram canceladas. Após a transformação, os tijolos corta-fogo substituíram os tijolos de apoio originais, aumentando assim a espessura dos tijolos corta-fogo, estendendo a taxa de ablação e, assim, prolongando a vida útil dos tijolos refratários na parte da abóbada.
2. A estrutura do tijolo de obstrução não é razoável. O bloco de conexão é projetado como um cilindro. Sua principal superfície de vedação é a lateral do tijolo de obstrução e o tijolo B é uma vedação de lacuna. A lacuna do projeto é de 2 mm. Na verdade, existem alguns erros na fabricação e alvenaria de tijolos refratários. Especialmente após o uso do gaseificador, a instalação secundária do tijolo de obstrução não consegue limpar completamente a escória derretida na superfície de vedação do tijolo refratário. O tijolo de obstrução é uma peça fundida e o erro de tamanho de fabricação é de cerca de 2 mm. De acordo com as situações acima, a folga real reservada do tijolo de obstrução é superior a 4 mm, caso contrário não poderá ser instalado suavemente. Devido à grande lacuna, o efeito de vedação é fraco e o pescoço da abóbada é superaquecido repetidamente. A vida útil das peças pré-fabricadas da abóbada do gaseificador é curta. A forma estrutural do tijolo de vedação superior do gaseificador é modificada: 1) As peças pré-fabricadas da parte superior do gaseificador são alteradas do tipo de ressalto cilíndrico original para o tipo de ressalto cônico. 2) O tijolo B é mais espesso, o tamanho da porta de pré-aquecimento é reduzido e a porta de pré-aquecimento é alterada de um furo cilíndrico para um furo cônico. O desenho do tijolo A próximo ao tijolo B é alterado para um tijolo A1 para proteger o tijolo B. 3) Através de repetidas inspeções e resumos dos tijolos voltados para o fogo do gaseificador, descobriu-se que os tijolos da abóbada B a K foram corroídos muito rapidamente, o que era o ponto fraco do gaseificador. Redesenhamos e melhoramos os tijolos refratários da abóbada, alterando os tijolos refratários originais da abóbada de uma ranhura mãe e filho para duas e adicionando uma linha de defesa contra a erosão das costuras dos tijolos. Através da transformação acima mencionada, o fenômeno de vazamento de gás e superaquecimento no pescoço da abóbada foi efetivamente melhorado, prolongando a vida útil das peças pré-fabricadas da abóbada do gaseificador.
02 Razões de matéria-prima
1. A influência do ponto de fusão das cinzas de carvão Simplificando, o ponto de fusão das cinzas é a temperatura na qual as cinzas derretem. O silício, alumínio, ferro, magnésio, potássio, cálcio, enxofre, fósforo e outros elementos contidos no carvão e carbonatos, silicatos, sulfatos e sulfetos constituem o teor de cinzas do carvão. O ponto de fusão das cinzas do carvão determina a temperatura operacional do gaseificador. Se o ponto de fusão das cinzas for baixo, a temperatura operacional é relativamente baixa, o que favorece a proteção do tijolo refratário; se o ponto de fusão das cinzas for alto, a temperatura operacional deve ser relativamente alta e a radiação térmica no forno é grande, o que acelera a erosão térmica dos tijolos refratários. O tamanho do ponto de fusão das cinzas está relacionado à composição das cinzas. Quanto maior a proporção de SiO2 e Al2O3 na cinza, maior será sua temperatura de fusão; e quanto maior a proporção de componentes alcalinos como Fe2O3 e MgO, menor será a temperatura de fusão. Pode ser ajustado adicionando fluxo. A maior parte da escória de cinza de carvão é escória ácida, e o fluxo é frequentemente ajustado por CaO alcalino ou CaCO3 produzido por pirólise. A tecnologia de mistura de carvão também pode ser usada para controlar o ponto de fusão das cinzas de carvão que entram no forno. O ponto de fusão das cinzas do carvão gaseificado é geralmente controlado abaixo de 1300 graus.
2. Influência da viscosidade das cinzas O novo gaseificador oposto a vários bicos adota descarga de escória líquida. A temperatura operacional aumenta e a viscosidade das cinzas diminui, o que favorece o fluxo das cinzas. No entanto, se a viscosidade das cinzas for muito baixa, os tijolos refratários entrarão em contato direto com o gás de alta temperatura, e a erosão e o descascamento serão agravados; se a temperatura de operação for baixa, a viscosidade das cinzas aumenta, o que não favorece o fluxo das cinzas, e é fácil acumular escória e bloquear a boca da escória. Somente quando operando dentro da faixa de viscosidade ideal uma certa espessura de camada protetora de cinzas pode ser formada na superfície dos tijolos refratários, o que prolonga a vida útil dos tijolos refratários sem bloquear a boca da escória. Portanto, para evitar a erosão dos tijolos refratários por gases de alta temperatura, é necessário manter uma camada de filme de cinzas na superfície dos tijolos refratários. Portanto, a temperatura operacional ideal do novo gaseificador oposto ao bocal múltiplo é determinada de acordo com as características de viscosidade-temperatura das cinzas, e a viscosidade geral está abaixo de 250P.
Razões de operação do processo
1. A taxa de fluxo de oxigênio que sai do queimador não é razoável. A taxa de fluxo de oxigênio irracional não afetará apenas o efeito de atomização, mas também acelerará a erosão dos tijolos de fogo próximos ao queimador. Controle a carga e a pressão do gaseificador sem alterar a estrutura geral do gaseificador. De acordo com os resultados e cálculos do experimento de molde a quente da Universidade de Ciência e Tecnologia do Leste da China, é formulada a carga operacional correspondente aos queimadores de processo de diferentes tamanhos de montagem sob diferentes pressões operacionais. Faça com que a taxa de fluxo de oxigênio seja menor ou igual a 140m/s.
2. A partida e a parada freqüentes do gaseificador causarão uma mudança brusca na temperatura do forno, o que causará uma mudança brusca na tensão térmica dos tijolos refratários, resultando em rachaduras no revestimento do forno, agravando a taxa de erosão dos tijolos refratários e reduzindo a vida útil dos tijolos refratários. As condições de operação devem ser mantidas estáveis para evitar flutuações e minimizar o número de partidas e paradas do gaseificador.
3. Temperatura operacional A temperatura operacional do gaseificador é geralmente controlada em 50-100 graus acima do ponto de fusão das cinzas para garantir que o carvão seja totalmente gaseificado e a escória possa ser descarregada suavemente. Se a temperatura estiver muito baixa, as cinzas e a escória não podem ser descarregadas suavemente, causando o bloqueio da boca da escória; se a temperatura for muito alta, as cinzas e a escória aumentarão a erosão e a penetração dos tijolos refratários. Para cada aumento de 100 graus na temperatura operacional, a taxa de erosão dos tijolos refratários aumentará 3-4 vezes. A temperatura excessiva reduzirá o Cr2O3 nos tijolos refratários, resultando em danos estruturais. Portanto, a temperatura operacional deve ser rigorosamente controlada. O limite inferior da temperatura deve ser superior à temperatura correspondente à viscosidade da escória de 250P; o limite superior da temperatura deve ser a temperatura correspondente à viscosidade da escória de 30-50P, e grandes flutuações de temperatura devem ser evitadas.
4. Pressão operacional As flutuações da pressão operacional afetarão as juntas dos tijolos refratários, causando gaseificação dos tijolos refratários e reduzindo a vida útil dos tijolos refratários. Portanto, quando o sistema é iniciado e parado, ele deve ser operado de acordo com a curva de aumento e diminuição da pressão para evitar aumento e diminuição muito rápidos da pressão; em operação normal, a pressão deve ser mantida estável para evitar flutuações de pressão.
