气化炉用后高铬砖的渣蚀机理

采用扫描电镜和XRD等分析方法,对石油焦气化炉和水煤浆气化炉用后高铬砖及渣蚀试验砖的显微结构进行了观察与分析。根据高铬砖显微结构变化,研究了在不同气化炉内高铬砖受熔渣侵蚀损毁的机理。结果表明:石油焦气化炉用高铬砖中的Cr2O3与熔渣中的V2O5接触反应,在低温下形成液相而被熔蚀,是其蚀损的主要原因;水煤浆气化炉用高铬砖蚀损的主要原因是Cr2O3在熔渣里的溶解和ZrO2的熔蚀;LIRR-HK95砖由于成分和结构的优化,抗石油焦渣侵蚀性能好。     

不同煤熔渣对水煤浆加压气化炉用高铬砖的侵蚀

为研究不同煤熔渣对高铬砖的侵蚀机制,选取4种物理化学性能差异较大的典型气化炉用后煤熔渣,采用化学分析、XRD、SEM及EDS等研究了不同煤熔渣的性能及其对w(Cr2O3)≥90%的高铬砖的侵蚀、渗透情况。结果表明:气化炉中煤熔渣主要由SiO2、CaO、Al2O3、Fe2O3、MgO组成,但不同煤熔渣的化学组成差异较大,矿物组成及熔融特性温度也不同;在相同条件下,高铬砖侵蚀的主要影响因素是温度和熔渣的化学组成,随温度升高,煤熔渣对高铬砖的侵蚀急速加剧;煤渣中的熔融指数较低时,煤熔渣对高铬砖的侵蚀渗透较为严重;煤熔渣中低熔点相向材料内部渗透、渣中SiO2等对材料中ZrO2等的反应溶解是造成高铬砖失效的直接原因;高铬砖表面形成镁铝铬铁复合尖晶石致密层可以有效降低高铬砖的侵蚀程度。     

水煤浆加压气化炉耐火砖渣蚀机理浅析

通过对使用后的耐火砖残砖取样分析,了解高铬砖显微结构和成分变化,找出气化炉内不同高铬砖受熔渣侵蚀损毁的机理。结果表明：对于结构相同的耐火砖,熔渣成分、温度和耐火砖的内部致密程度及杂质含量是影响耐火砖渣蚀速率的主要因素。     

水煤浆加压气化炉用高铬耐火材料的显微结构及损毁机理

采用扫描电镜和能谱分析方法 ,分析了水煤浆加压气化炉用高铬砖渣蚀前后的显微结构和相组成 ,探讨了主要损毁机理。结果表明 :煤熔渣与砖反应和渗透引起砖组成的改变 ,从而导致砖的结构剥落和强度弱化是砖损毁的主要原因 ;LIRR -HK90砖的显微结构呈网络状镶嵌结构 ,直接结合程度高 ,与渣反应可生成 (Mg ,Fe) (Al,Cr,Fe) 2 O4 复合尖晶石致密带 ,阻止了渣的进一步渗透 ,减缓渣蚀速度和结构剥落 ,其使用效果优于进口的同类产品     

高温熔渣对水煤浆气化炉耐火砖的影响

对使用后的耐火砖残砖进行取样分析,以了解高铬砖显微结构和成分变化,找出水煤浆气化炉向火面高铬砖受熔渣侵蚀损毁的机理。结果表明:对于结构相同的耐火砖,在高温熔渣侵蚀耐火砖的过程中,主要影响因素是熔渣的成分、工作温度、耐火砖的致密度和杂质含量,熔渣中的SiO2含量是造成渣蚀的直接原因,而耐火砖的工作温度、致密度和杂质含量决定了渣蚀的速率。     

高铬耐火材料在熔渣气化炉中的剥落模式

在熔渣气化炉中,将煤转化成可燃烧洁净能源的可行性一直受到气化炉热面耐火材料使用寿命的制约。影响耐火材料使用寿命的最主要损毁机制是材料的剥落,无论是材料体积膨胀(受到压应力)或是体积收缩(受到拉应力)时都会产生剥落。对于高铬耐火材料的性能以及使用特性而言,在气化炉操作环境下,体积收缩是其损毁的基础模式。这种模式在适当情况下可以预测气化炉用耐火材料的使用寿命,如铬挥发并向表面扩散,熔渣从气孔和裂纹向材料内部渗透。     

模拟煤气化炉气氛下酸性渣对Si_3N_4–SiC材料的侵蚀及其机理

在回转抗渣炉内模拟气化炉1 500℃时的工作环境,进行熔渣对Si_3N_4结合SiC试样的动态侵蚀实验,利用扫描电镜观察侵蚀后试样的显微结构,并结合热力学模拟研究酸性煤渣对Si_3N_4–SiC材料的侵蚀机理。结果表明:实验条件下,熔渣中的FeO与Si_3N_4–SiC材料发生氧化还原反应,在试样表面形成C、Si、Fe合金;Si_3N_4–SiC试样发生活性氧化,形成气体和方石英,且方石英向熔渣中溶解;氧化反应改变了试样中气孔表面的结构组成,熔渣通过气孔向试样中渗透,在试样表面形成很薄的反应层。反应层的形成加剧了熔渣向试样中的渗透及试样向熔渣中的溶解。因此,Si_3N_4–SiC材料不适合用做水煤浆气化炉内衬材料。     

还原气氛对高铬砖性能的影响

为了有效提高高铬砖的常温物理性能和抗侵蚀性能,延长其在水煤浆加压气化炉中的使用寿命,在埋炭条件下,分别于1350、1450和1550℃烧成高铬砖,并与1700℃空气中烧成试样对比,研究了烧成气氛(埋炭和空气气氛)对高铬砖体积密度、显气孔率、常温耐压强度和抗熔渣渗透性能的影响。结果表明:随着温度升高,高铬砖的显气孔率下降、体积密度增加,而1450℃埋炭烧成高铬砖的常温耐压强度最高,达到214MPa;埋炭能显著降低高铬砖的烧成温度和改善其显微结构;1450℃埋炭烧成高铬砖的抗熔渣渗透能力优于1700℃空气中烧成试样的。     

改善水煤浆气化炉内衬耐火材料抗侵蚀性能的探讨

分析了水煤浆加压气化炉用高铬耐火材料被侵蚀破坏机理,高铬砖破损的主要原因是煤渣的渗透使高铬砖大块剥落。在此基础上,在保持较好的抗热震性前提下,提出了用浸渍处理的方法来提高高铬耐火材料抗煤熔渣侵蚀性的设想,并进行了初步试验,初步研究结果表明,该方法合理、有效。     

水煤浆气化炉内衬热面高铬材料的选择

简要介绍了水煤浆气化炉内衬热面耐火材料的使用条件,归纳了其主要损毁原因有化学侵蚀、热剥落和冲刷,针对损毁原因分析了使用内衬热面耐火材料必须重视的几方面性能,认为使用Cr2O3含量高、气孔孔径小、抗热震性能优良以及热态强度高的高铬砖和性能优良的氧化铬火泥可以提高内衬材料的使用寿命.