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航天炉用耐火材料的探讨

日期: 2019-07-30
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耐材资讯

 

煤化工(煤的气化、液化)是洁净、高效利用煤炭的重要途经,它通过高温、高压的化学反 应过程,将含碳原料转化成c。和孔。国外有先 进的煤气化技术,但是进口的技术并不能满足我 国煤化工的需要,如德士古(TEXACO )煤化工技术,无法实现原料煤的本地化,壳牌(Shell) 煤气化技术的投资又太大。所以开发具有自主知识产权的高效、洁净、煤种适应性广的煤气化技术,意义重大。航天炉又名HT-L粉煤加压气化炉,是由中国航天科技集团公司借鉴荷兰 SCGP、德国GSP、美国TEXACO煤气化工艺中 先进技术,自己研发的盘管式水冷壁的煤气化炉,解决了我国缺乏自主的粉煤加压气化技术的问题。

 

航天炉的主要优点是具有较高的热效率(可 达95% )和碳转化率(可达99% );气化炉为水冷壁结构,能承受1 500~1 700°C的高温;对煤 种要求低,从较差的褐煤、次烟煤、烟煤到石油 焦均可作为气化原料,即使是高灰分、高水分、 高硫的煤也能使用,可实现原料本地化,拥有完全知识产权,专利费用低,关键设备全部国产化,投资少,成本低。

 

航天炉水冷壁向火侧敷有一薄层耐火材料, 一方面为了减少热损失,另一方面为了挂渣,充 分利用渣层的隔热功能,“以渣挂渣”、“以渣 护冷壁”,提高航天炉耐火材料的使用寿命。

1航天炉的结构特征


航天炉用耐火材料的探讨

 

航天炉由烧嘴、气化炉燃烧室、激冷室及水压外壳组成,其中烧嘴为点火烧嘴、开工烧嘴和 粉煤烧嘴组成的组合式烧嘴。气化炉燃烧室内部 设有水冷壁,其主要作用是抵抗1 450-1 700 °C 高温及熔渣侵蚀。为了保护气化炉压力容器及水 冷壁盘管,盘管内通过中压锅炉循环泵维持强制 水循环,管内流动的水吸收气化炉内反应产生的 热量并发生部分气化,然后在中压汽包内进行汽液分离,产出5.0 MPa (表压)的中压饱和蒸汽送入蒸汽管网,水冷壁盘管与承压外壳之间有一个环腔,环腔内充入流动的CO2(N2)作为保护气。

 

激冷室为承压空壳,外径与气化炉燃烧室直 径相同,上部设有激冷环,激冷水由此喷入气化炉内。下降管将合成气导入激冷水中,进行水浴,并设有破泡条及旋风分离装置,这种结构可有效解决气化炉带水问题。

 

航天炉除烧嘴及盘管采用不锈钢外,其余全为碳钢材料,水冷壁设计使用寿命为10~20年, 烧嘴寿命为10年(头部一般每6个月维修1次)。

 

为了减少炉内的散热损失,耐火材料的组合 结构是:炉内向外依次有液渣、固渣、SiC耐火 材料、水冷壁、惰性气体保护层、高铝不定形耐火材料、外保温层。


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