氣化爐的耐火磚為何要采用多層砌磚形式？

這是由于氣化爐工藝和結構兩方面的要求所決定的。(1)氣化爐的耐火磚須具備保護殼體和在爐內形成高溫空間減少熱損失兩種作用。因此采用預燒制的不同品種的耐火磚分層砌筑。里層磚要求耐高溫、抗侵蝕，外層磚要求保溫性能好并且質地疏松、多孔隙。為此，里層采用剛玉磚或一級高鋁磚，外層采用硅藻土磚，在這兩者之間，從里往外溫度逐漸下降，耐火度要求逐步降低而保溫性能要求逐步升高，故而依次砌筑普通高鋁磚、粘土磚和輕質粘土磚。(2)中型氨廠的油氣化均為加壓操作。當壓力波動時，多層砌磚的磚允許足夠氣體通過灰縫，使磚兩側的壓力平衡。而單層澆鑄的耐火磚是氣密的，壓力的平衡是靠爐子加熱時磚中產生的收縮裂縫來實現的。由于氣化爐內溫度高，這種單層磚發生裂縫危害是很大的。故澆鑄磚只有在爐頂和爐底局部要處才采用。通體澆鑄的磚可用在常壓氣化爐。(3)外層耐火磚采取質地疏松、多孔隙的磚型，除了出于保溫需要外，還由于在加壓氣化爐的操作中貼近外殼處有蒸汽冷凝問題。因外亮溫度已低于煤氣的露點，從里層磚串透過來的煤氣中的水蒸汽在此冷凝。這種現象叫蒸汽的截留。當爐子迅速減壓時，這部分截留而又冷凝的蒸汽，便會以該溫度下的飽和蒸汽壓力爆發出來，使保溫層破壞。采用疏松多孔的保溫層可以通過孔道容納釋放出來的蒸汽，再者，疏松材料的單位體積的熱容量也較小，冷凝水得不到足夠的蒸發熱量，從而大大減輕了蒸汽截留現象的危害。

氣化爐用耐火磚壽命影響因素

氣化爐用耐火磚壽命影響因素主要由以下組成：

1、拱頂耐火磚結構

由于四噴嘴氣化爐爐內撞擊流股的沖刷作用，氣化爐拱頂部分耐火磚在運行中損壞為嚴重，可將拱頂結構由原半球形改為橢圓，對爐內氣流有更好的導流作用，避免其對拱頂耐火磚的直接沖刷，可延長拱頂磚的使用壽命。

2、耐火磚材質

向火面磚選用90鉻鋁鋯磚或者95鉻鋁鋯磚俗稱高銘磚，鉻鋁鋯磚具有很好的熱態穩定性能及抗高溫蠕變性能。背襯磚選用鉻剛玉磚，位于向火面磚背后，對氣化爐耐火材料整體起至關重要的支撐作用，鉻剛玉磚具有強度大、化學穩定性好、良的熱振穩定性和高溫蠕變的性能。隔熱磚選擇氧化鋁空心球磚，氧化鋁空心球磚具有很好的抗腐蝕性氣體的侵蝕能力和緩沖熱應力能力。

3、筑爐質量和日常維護

行業公認，氣化爐筑爐質量對耐火磚的壽命影響尤為重要，引入的施工隊應具有工業爐的砌筑資質;人員要進行培訓，考試合格后方可允許進入現場施工，同時應認真熟悉襯里圖紙及有關技術資料。在運輸、保存過程中，應做好耐火磚的防雨、防潮和保護，防止其受潮、扭曲、裂紋、缺棱掉角。耐火材料的砌筑一般順序為先砌筒體、再砌拱頂、后砌錐底和渣口部分，目的是為了防止在砌筑筒體或拱頂磚時發生掉落，從而砸壞錐底或渣口耐火磚。在砌筑耐火磚之前,還應對氣化爐金屬內壁進行清理打磨，確保爐壁光潔。砌筑時，要求拱頂磚層與層之間灰縫為1.5 

mm,環向磚之間灰縫為1.2 mm,其他灰縫均名2.0 mm, 灰縫須飽滿。壁而垂直偏差為±2mm/m,拱頂耐火磚內徑偏差<4 ~6 

mm,要求拱頂同一截面內徑偏差< ± 5 mm，筒體內徑偏差< ± 6 mm，渣口內徑偏差< ±2 

mm。燒嘴磚處于整臺氣化爐內襯磚中的重點部位，要求4只噴嘴的中心線偏差姿±2 mm且須在爐體中心線處相交。爐襯的垂直度公差為±1 mm/m，總高度誤差≤±6 

mm。

4、烘爐

特別是原始烘爐對耐火磚的使用壽命起著決定性的作用，須嚴格按照耐火磚廠商提供的烘爐曲線進行升溫和恒溫,恒溫時間只能延長不能縮短，上下爐膛的溫差應控制< 

100℃ ; 

否則停止升溫，加大抽引蒸汽量，提高爐內負壓，通過拉長火焰來縮小上下爐膛的溫差。原始烘爐應按照降溫曲線進行降溫，檢查烘爐質量。毎次停車后應檢查對耐火磚的使用情況,根據其損耗情況，總結出其損耗少的運行工況，并推算出其的使用周期,安排更換耐火磚的計劃。

5、煤質

應選擇灰分低(8%，質量分數)、內水低(≤7%，質量分數)、全水低(≤3%，質量分數)、 灰熔點低(1100℃為宜，且灰渣黏溫特性較好)、 

可磨性好、活性好的煤種。灰分含量高(>8%，質量分數)，不僅煤耗、氧耗升高，而且灰渣量增大加劇了耐火磚的沖刷、侵蝕;內水越低，越有利于制得高濃度的水煤漿;灰熔點越高，控制的爐溫就會越高，耐火磚的損耗也就越快。目前，配煤技術已經被廣泛運用，對擴大煤種的選取范圍起到了積作用;可磨指數低，有利于磨制粒度更細的煤漿,增大了反應表面積，提高了霧化效率。

6、氣化爐操作溫度的控制

原則是在保證液態排渣的基礎上選擇較低的操作溫度。根據相關文獻報道:在氣流床氣化爐排渣順暢條件下，熔融灰渣黏度在25 ~40 Pa ? 

S為宜;當灰渣黏度<25 Pa ? S 時，爐壁掛渣開始減薄;當灰渣黏度<3 Pa ? S時， 

爐內壁很難形成掛渣層，不能形成以渣抗渣的機理保護耐火磚，此時耐火磚與強酸性的水煤氣直接接觸，侵蝕、剝落加劇;當灰渣黏度>40 Pa ? S 

時，灰渣流動性減弱，在渣口積累造成渣口堵塞。 在實際操作中，可根據煤的灰熔點確定氣化爐操作溫度范圍。

7、霧化效果

當煤漿粒度或黏度不合理、中心氧占總氧氣量比例不合適以及燒嘴長時間運行磨損嚴重造成環隙變大或者偏噴時，霧化效果就會迅速下降，造成碳轉化率降低、在燒嘴平而上碳原子和氧原子反應加劇而生成較多二氧化碳,放出更多的熱量，爐膛上下溫差擴大，易引發局部過氧、爐壁超溫、渣口堵塞甚至攛擊流股直接沖刷氣化爐內壁，引發災難性后果。

8、開停車次數

投料時,煤漿入氣化爐，爐溫劇降，隨后因氧氣進入氣化爐與煤炭、可燃性氣體發生燃燒反應，爐溫又驟然升高，很容易造成爐內超溫、爐磚剝落，使耐火磚壽命大大縮短。此外，開停車、系統置換、合成氣并氣、切氣時，都會引起爐溫和系統壓力波動，造成耐火磚受熱應力不均勻而損壞。

9、氣化爐負荷

負荷越大，氣化爐內空速越大，對耐火磚的沖刷亦越大，因此，在當負荷增大時，也應該根據“系統壓力負荷對照表”相應提高系統壓力。灰渣量增大，會加劇對耐火磚的沖刷、侵蝕，須嚴禁超負荷運行。

10、系統工況

氣化爐內由六大流場組成,任何能夠改變流股的因素均可能導致氣流對耐火磚的直接沖刷。 

生運行過程中，操作人員和技術人員都應密切注意氣化爐的渣口壓差變化、煤漿流量、氧氣流量的波動情況以及系統壓力的波動情況，養成記錄工藝參數和對比參數趨勢變化的良好習慣。若發生變化,應分析其原因，作出相應的處理，將問題消滅在萌芽狀態。在正常狀態下，氧氣流量自調時波動< 

100m3/h(標態)，煤漿的壓力和流量波動也應盡可能小，系統前、后壓力應盡量保持穩定， 高允許氧氣壓力波動幅度±0.03 

MPa、高氣化爐壓力波動幅度±0.02 MPa。

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