As três camadas de materiais de isolamento, a saber, tijolos voltados para o fogo, tijolos de apoio e tijolos de isolamento, na câmara de combustão do gaseificador podem efetivamente isolar a ameaça de gás de alta temperatura à concha do reator. A reação na câmara de combustão do gaseificador é intensa e otijolos refratáriossão lavados por gás de alta temperatura, que causa desgaste contínuo e afinamento. A taxa de corrosão durante a operação normal é 0. 02mm/d. No entanto, quando o tipo de carvão é anormal, a taxa de erosão de tijolos de fogo refratários aumentará bastante, especialmente depois que o coque do petróleo é misturado, a erosão dos tijolos refratários no gaseificador será agravada, o que restringe seriamente a operação segura e estável do gasificador.
O afinamento da escória de tijolos refratários facilita a superaquecimento da parede do forno
Em circunstâncias normais, um filme de escória sólido será formado na superfície do tijolo refratário para isolar a erosão dos tijolos de fogo pela escória derretida e gás de alta temperatura. Primeiro, depois que a pasta de carvão entra no gaseificador, ele queima e gaseifica com oxigênio para gerar gás de água com CO e H2 como os principais componentes. Após a reação, a maior parte das cinzas restantes e uma pequena quantidade de carbono residual colidem com a superfície dos tijolos refratários e são capturados pela parede refratária de tijolos. MGO, Fe2O3 e Al2O3 nas cinzas de carvão combinarão com o CR2O3 para formar spinel denso, que é o filme de escória sólida. À medida que a temperatura da escória de cinzas para longe dos tijolos de fogo refratários aumenta ainda mais, a escória de cinzas próximo à camada externa do filme escória flui gradualmente para baixo em um estado fundido e é finalmente descarregado da câmara de combustão do gaseificador. Devido à existência do filme de escória, a penetração de gás de carvão de alta temperatura e escória fundida de alta temperatura é isolada. Além disso, devido ao papel dos tijolos de apoio e tijolos de isolamento, a temperatura da parede do forno do gaseificador é mantida em ~ 230 graus. No estágio posterior, à medida que os tijolos refratários são reduzidos, a temperatura da parede do forno aumentará gradualmente. Geralmente, a temperatura da parede do forno<300℃ can maintain operation.
During the operation of the full coal condition, the furnace wall temperature of the gasifier did not become abnormal, but after the petroleum coke was mixed, the furnace wall temperature of the gasifier rose slightly. When the blending ratio of petroleum coke is >30%, a temperatura da parede excede 300 graus várias vezes. De acordo com a análise, as razões para o aumento da temperatura da parede são as seguintes:
① A reatividade do coque petrolífero é ruim. Para manter a temperatura do gaseificador e melhorar a reatividade do coque do petróleo, deve-se ser mantido uma maior proporção de oxigênio-coal para aumentar a temperatura operacional do gaseificador, o que é uma condição objetiva para o aumento da temperatura da parede;
② Devido à alta taxa de mistura de coque de petróleo, o teor de cinzas no forno é baixo, resultando no afinamento da escória na parede do forno. Ao verificar os tijolos refratários do gaseificador, verificou -se que alguns dos tijolos do gaseificador não tinham escória, e algumas áreas de escória não formaram um filme de escória, enquanto alguns tijolos refratários tinham escória porosa e não formaram um filme de escória de uma certa espessura. A principal razão é a proporção da mistura de coque de petróleo. Quando o teor de cinzas no coque do petróleo é relativamente baixo, embora possa reduzir a erosão de tijolos de fogo, é encontrado no processo de operação real que, após a mistura de coca-cola do petróleo, o filme de escória de espessura suficiente não é suficiente para formar o refratário refratário do gaseificador e alguns tijolos de fogo são exportados. As articulações de cinzas dos tijolos de fogo são o elo mais fraco. A lama refratária nas articulações de cinzas será lavada durante o processo de arrastamento do fluxo de ar. As juntas de tijolos são expostas ao meio ambiente, e o gás aquático de alta temperatura entrará ao longo das juntas de tijolos dos tijolos refratários, fazendo com que a parede do forno superaqueça.
Ao lidar com o superaquecimento da parede da fornalha, as medidas para reduzir significativamente a temperatura da reação do gaseificador são adotadas repetidamente para fazer com que a escória de cinzas re-hang a escória, o que indiretamente prova que a principal razão para o superaquecimento da parede do forno é a proporção excessiva da contorção do coke de petróleo, o exposição da corrente. Além disso, além de uma grande quantidade de SiO2, CAO e Fe2O3, a escória de cinzas de coque petrolífero também contém uma quantidade considerável de meios corrosivos, a saber, o óxido de vanádio (principalmente V2O5) e o teste mostra que seu conteúdo atinge 4,5% (W). O ponto de fusão do V2O5 é de apenas 670 graus e, quando coexiste com CR2O3, a menor temperatura eutética é de 665 graus. Sob condições de gaseificação, os tijolos refratários expostos ao sistema de ambiente de gaseificação são facilmente derretidos sem a proteção do filme de escória.
Combinado com a situação real, verifica -se que quando a taxa de mistura de coca -cola petrolífera excede 40%, a parede do forno é propensa a superaquecimento e a operação é instável. Quando a taxa de mistura é de 30%, embora a temperatura da parede do forno seja ligeiramente maior que a condição de trabalho de carvão total, os cálculos preliminares mostram que a produção de gás da taxa de mistura de 30% é um pouco maior que a da condição de trabalho de carvão total. Considerações abrangentes devem ser feitas de que, ao misturar coca de petróleo, a taxa de mistura deve ser estritamente controlada para<30% to avoid the occurrence of gas leakage in the brick joints.
A adição de Coca -Cola petrolífera leva à erosão agravada de tijolos refratários
After the addition of petroleum coke, the carbon conversion rate of the gasifier gradually decreases. Under the full coal working condition, the carbon conversion rate of the gasifier is only 98%. After the addition of petroleum coke (fine ash is not burned back), the carbon conversion rate of the gasifier drops from 98% under the full coal working condition to 94%, and as the proportion of the addition is >30%, a taxa de conversão de carbono cai abaixo de 90%. Quando a taxa de conversão de carbono é<88%, the wall capture efficiency of the gasifier decreases significantly. Although the capture efficiency of the furnace wall decreases, the residual carbon particles captured by the gasifier wall are slightly higher than those under normal working conditions. The captured residual carbon particles will consume oxygen and reduce the oxygen partial pressure on the surface of the refractory bricks.
Através de observações no forno, verificou -se que esse tipo de erosão geralmente ocorre na zona de reação primária, ou seja, a parte superior da câmara do queimador se espalha para a cúpula, localizada na zona de reação primária da reação de gaseificação. A zona de reação primária da reação de gaseificação pertence à zona de reação de combustão. A temperatura nesta área é relativamente alta e a temperatura da chama atinge 2200 graus. As cinzas e escória têm boa fluidez aqui, e a reação é violenta. Não é fácil para a escória formar um filme de escória estável. Verificou -se também que a situação do gaseificador A é mais grave do que a do gaseificador B.
Em circunstâncias normais, o Fe2O3 na escória de carvão é reduzido a FeO por carbono residual e penetra nos tijolos refratários juntamente com MGO e Al2O3 na escória. O Cr2O3 e Al2O3 nos tijolos de fogo refratários reagem para formar uma camada densa de espinélio composto Mg-al-Cr-Fe, alcançando assim "escória contra escória". No entanto, neste dispositivo, devido à proporção excessivamente alta de mistura de coque de petróleo, a taxa de conversão de carbono é baixa e a escória contém uma grande quantidade de elementos de carbono não reagidos. Elementos excessivos de carbono levam à ocorrência de erosão porosa de tijolos de fogo refratários. De acordo com a erosão observada dos tijolos refratários e a análise dos parâmetros do processo durante a operação do dispositivo, os principais motivos da erosão porosa de refratários são os seguintes:
① No sistema de ambiente de gaseificação deste dispositivo, devido à pressão parcial de oxigênio extremamente baixa, Fe2O3 na escória do gaseificador é reduzido a Fe elementar e o spinel composto Mg-al-Cr-Fe não pode ser formado, e o filme de escória estável é perdido, o que causa o alvo moldado após a reação à reação ao corroido diretamente que o bêbado da superfície;
② Under normal circumstances, the oxygen partial pressure in the gasifier is 10-8~ 10-10MPa, but there is a large amount of unreacted residual carbon in this device, which will further reduce the oxygen partial pressure in the gasifier system environment, making the formation of Cr2+ possible, and the Cr2O3 in the slag is reduced to elemental Cr and precipitado da escória, de modo que o CR2O3 no material de alto-cromo é pré-precipitado dissolvido na escória, e o ciclo continua, e o material de alto-cromo é severamente corroído pela escória;
③ Nesta atmosfera, após os contatos residuais de carbono residuais que não reagiram os tijolos de fogo, é fácil reagir para formar carbonetos de cromo, causando borbulhas na superfície dos tijolos refratários. A análise dos dados operacionais também constatou que a principal razão pela qual a situação do gaseificador A é mais grave do que a do gaseificador B é que o tempo de operação do gaseificador a misturado com coque de petróleo é superior a 2 meses, enquanto o tempo de operação do gaseificador B misturado com coque do petróleo é inferior a 1 mês.
The main reason for the porous erosion of refractory bricks in this device is that there is excessive unreacted residual carbon on the firebricks, which causes the oxygen partial pressure of the system to be extremely low, thereby inducing porous erosion of refractories bricks. To solve the problem of porous erosion of fire bricks from the root, we should also start from improving the carbon conversion rate, increase the reaction temperature of the gasifier, ensure that the carbon conversion rate is >95%e, ao mesmo tempo, aumentam adequadamente a pressão operacional do gaseificador, estendem o tempo de permanência do material e maximizam a taxa de conversão de carbono.
