Cele trei straturi de materiale de izolație, și anume, cărămizi orientate spre foc, cărămizi care susțin și cărămizi de izolare, în camera de ardere a gazefierului pot izola eficient amenințarea de gaz cu temperatură ridicată cu coaja reactorului. Reacția în camera de combustie a gazefierului este intensă, iarCărămizi refractaresunt spălate prin gaz la temperaturi ridicate, ceea ce provoacă uzură continuă și subțiere. Rata de coroziune în timpul funcționării normale este 0. 02mm/d. Cu toate acestea, atunci când tipul de cărbune este anormal, rata de eroziune a căștilor de foc refractari va fi mult crescută, mai ales după ce cocsul petrolier este amestecat, eroziunea cărămizilor refractare din gazificator va fi agravată, ceea ce restricționează grav funcționarea sigură și stabilă a gazefierului.
Subțierea zgurii de cărămidă refractară face ca peretele cuptorului să fie ușor de supraîncălzit
În circumstanțe normale, se va forma o peliculă de zgură solidă pe suprafața cărămizii refractare pentru a izola eroziunea cărămizilor de foc prin zgura topită și gazul de temperatură ridicată. În primul rând, după ce suspensia cărbunelui intră în gazificator, arde și gazefică cu oxigen pentru a genera gaz de apă cu CO și H2 ca principale componente. După reacție, cea mai mare parte a cenușei rămase și o cantitate mică de carbon rezidual se ciocnesc cu suprafața cărămizilor refractare și sunt capturate de peretele de cărămidă refractară. MGO, FE2O3 și AL2O3 în cenușa de cărbune se vor combina cu CR2O3 pentru a forma spinel dens, care este filmul de zgură solidă. Pe măsură ce temperatura zgurii de cenușă departe de cărămizile de foc refractare crește în continuare, zgura de cenușă aproape de stratul exterior al filmului de zgură curge treptat în jos în stare topită și este în cele din urmă evacuată din camera de ardere a gazifierului. Datorită existenței filmului de zgură, este izolată penetrarea gazelor de cărbune cu temperaturi ridicate și a zgurii topite la temperatură ridicată. În plus, datorită rolului cărămizilor de susținere și a cărămizilor de izolare, temperatura peretelui cuptorului este menținută la ~ 230 grade. În etapa ulterioară, pe măsură ce cărămizile refractare sunt subțiri, temperatura peretelui cuptorului va crește treptat. În general, temperatura peretelui cuptorului<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%, temperatura peretelui depășește 300 de grade de mai multe ori. Conform analizei, motivele creșterii temperaturii peretelui sunt următoarele:
① Reactivitatea cocsului petrolier este slabă. Pentru a menține temperatura gazifierului și pentru a îmbunătăți reactivitatea cocsului petrolier, trebuie menținut un raport mai mare de oxigen-coal pentru a crește temperatura de funcționare a gazefierului, care este o condiție obiectivă pentru creșterea temperaturii peretelui;
② Datorită raportului ridicat de amestecare a cocsului petrolier, conținutul de cenușă din cuptor este scăzut, ceea ce duce la subțierea zgurii pe peretele cuptorului. Verificând căsuțele de foc refractare din gazificator, s -a constatat că unele dintre cărămizile din gazificator nu aveau deloc zgură, iar unele zone de zgură nu formau o peliculă de zgură, în timp ce unele cărămizi refractare aveau zgură poroasă și nu formau o peliculă de zgură de o anumită grosime. Motivul principal este proporția de amestecare a cocsului petrolier. Atunci când conținutul de cenușă din cocsul de petrol este relativ scăzut, deși poate reduce eroziunea cărămizilor de foc, se găsește în procesul de operare efectiv ca, după amestecarea cocsului petrolier, filmul de zgură cu o grosime suficientă nu este suficientă pentru a se forma pe cărămida de foc refractară a gazifierului, iar unele cărămizi de foc sunt expuse la sistemul de reacție de gazfier la nivel înalt. Articulațiile de cenușă ale căruțelor sunt cele mai slabe legături. Noroiul refractar în articulațiile de cenușă va fi spălat în timpul procesului de antrenament al fluxului de aer. Îmbinările din cărămidă sunt expuse mai întâi la mediu, iar gazul de apă cu temperaturi ridicate vor intra de-a lungul articulațiilor de cărămidă ale cărămizilor refractare, ceea ce determină supraîncălzirea peretelui cuptorului.
Atunci când se ocupă de supraîncălzirea peretelui cuptorului, măsurile pentru reducerea semnificativă a temperaturii de reacție a gazificatorului sunt adoptate în mod repetat pentru a face ca zgura de cenușă să se retragă zgura, ceea ce dovedește indirect că principalul motiv pentru supraîncălzirea peretelui cuptorului este proporția excesivă de combinație a cocsului de petrol. În plus, pe lângă o cantitate mare de SiO2, CAO și Fe2O3, zgura de cenușă de cocs petrolier conține, de asemenea, o cantitate considerabilă de medii corozive, și anume oxidul de vanadiu (în principal V2O5), iar testul arată că conținutul său atinge 4,5% (W). Punctul de topire al V2O5 este de doar 670 grade, iar atunci când coexistă cu CR2O3, cea mai mică temperatură eutectică este de 665 grade. În condiții de gazificare, cărămizile refractare expuse la sistemul de mediu de gazificare sunt ușor topite fără protecția filmului de zgură.
În combinație cu situația reală, se constată că atunci când raportul de amestec dintre cocsul petrolier depășește 40%, peretele cuptorului este predispus la supraîncălzire, iar operația este instabilă. Atunci când raportul de amestecare este de 30%, deși temperatura peretelui cuptorului este puțin mai mare decât cea a stării complete de lucru a cărbunelui, calculele preliminare arată că producția de gaz a raportului de amestec de 30% este puțin mai mare decât cea a stării complete de lucru a cărbunelui. Ar trebui să se facă considerații cuprinzătoare care, atunci când amestecați cocsul petrolier, raportul de amestec ar trebui să fie strict controlat la<30% to avoid the occurrence of gas leakage in the brick joints.
Adăugarea de cocs petrolier duce la eroziunea agravată a cărămizilor refractare
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%, rata de conversie a carbonului scade sub 90%. Când rata de conversie a carbonului este<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.
Prin observații în cuptor, s -a constatat că acest tip de eroziune apare adesea în zona de reacție primară, adică partea superioară a camerei arzătoare se răspândește în cupolă, care este localizată în zona de reacție primară a reacției de gazificare. Zona de reacție primară a reacției de gazificare aparține zonei de reacție de combustie. Temperatura în această zonă este relativ ridicată, iar temperatura flăcării atinge 2200 grade. Cenușa și zgura au o fluiditate bună aici, iar reacția este violentă. Nu este ușor pentru zgură să formeze un film de zgură stabilă. S -a constatat, de asemenea, că situația gazificatorului A este mai gravă decât cea a Gasifier B.
În circumstanțe normale, Fe2O3 în zgura de cărbune este redusă la FEO prin carbon rezidual și pătrunde în cărămizile refractare împreună cu MgO și Al2O3 în zgură. CR2O3 și AL2O3 din Firebricks refractari reacționează pentru a forma un strat dens de spinel compus Mg-al-Cr-Fe, obținând astfel „zgură împotriva zgurii”. Cu toate acestea, în acest dispozitiv, datorită proporției excesiv de mari a amestecului de cocs petrolier, rata de conversie a carbonului este scăzută, iar zgura conține o cantitate mare de elemente de carbon nereacționate. Elementele excesive de carbon duc la apariția eroziunii poroase a căștilor de foc refractare. Conform eroziunii observate a cărămizilor refractare și analiza parametrilor procesului în timpul funcționării dispozitivului, principalele motive ale eroziunii poroase a cărămizilor refractare sunt următoarele:
① În sistemul de mediu de gazificare a acestui dispozitiv, datorită presiunii parțiale oxigen extrem de scăzute, Fe2O3 în zgura gazefierului este redusă la Fe elementară, iar spinelul compozit Mg-Al-CR-FE nu poate fi format, iar filmul de zgură stabilă este pierdut, ceea ce provoacă zgură topită după reacția la corodarea directă a suprafeței cărămizilor refractorii;
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 precipitated from zgura, astfel încât CR2O3 din materialul cu crom ridicat este precipitată cu reducere a dizolvării în zgură, iar ciclul continuă, iar materialul cu crom ridicat este grav corodat de zgură;
③ În această atmosferă, după ce carbonul rezidual nereacționat contactează cărămizile de incendiu, este ușor să reacționați pentru a forma carburi de crom, provocând bubuarea pe suprafața cărămizilor refractare. Analiza datelor de funcționare a constatat, de asemenea, că principalul motiv pentru care situația gazificatorului A este mai gravă decât cea a gazificatorului B este aceea că timpul de funcționare al gazificatorului A amestecat cu cocsul de petrol este mai mare de 2 luni, în timp ce timpul de funcționare al gazefierului B amestecat cu cocsul petrolier este mai mic de 1 lună.
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%și, în același timp, crește în mod corespunzător presiunea de funcționare a gazificatorului, extinde timpul de ședere al materialului și maximizează rata de conversie a carbonului.
