摻燒石油焦導(dǎo)致耐火磚侵蝕加劇

摻燒石油焦導(dǎo)致耐火磚侵蝕加劇

混合燃燒石油焦后，氣化爐的碳轉(zhuǎn)化率逐漸下降。在全煤條件下，氣化爐的碳轉(zhuǎn)化率只有98%?；旌先紵徒梗毣也换?zé)龡l件）后，氣化爐的碳轉(zhuǎn)化率由全煤條件下的98%降榮盛耐材94%，隨著混合燃燒比例>30%，碳轉(zhuǎn)化率降榮盛耐材90%以下。當(dāng)碳轉(zhuǎn)化率為8%時，氣化爐的壁面捕獲效率顯著降低。雖然爐壁的捕獲效率降低，但氣化爐壁面捕獲的殘?zhí)碱w粒略高于正常工況，捕獲的殘?zhí)碱w粒會消耗氧氣，降低耐火磚表面的氧氣分壓。

通過進爐觀察發(fā)現(xiàn)，這種侵蝕多發(fā)生在一個反應(yīng)區(qū)，即燒嘴室上部擴散到拱頂，位于氣化反應(yīng)的一個反應(yīng)區(qū)。氣化反應(yīng)的一個反應(yīng)區(qū)屬于燃燒反應(yīng)區(qū)，溫度高，火焰溫度達到2200℃，這里灰渣流動性好，反應(yīng)劇烈，不易形成穩(wěn)定的渣膜。同時發(fā)現(xiàn)氣化爐A比氣化爐B更嚴(yán)重。

正常情況下，煤渣中的Fe2O3被殘?zhí)歼€原為FeO，并與渣中的Mgo.Al2O3一起滲透到耐火磚中。耐火磚中的Cr2O3.Al2O3反應(yīng)形成Mg-Al-Cr-Fe復(fù)合尖晶石致密層，實現(xiàn)以渣抗渣。但在本裝置中，由于石油焦混燒比例高，碳轉(zhuǎn)化率低，渣中含有大量未完全反應(yīng)的碳。過量的碳導(dǎo)致耐火磚的孔隙侵蝕。根據(jù)觀察到的耐火磚侵蝕情況，結(jié)合裝置運行過程中的工藝參數(shù)分析，可以看出耐火磚孔隙侵蝕的主要原因如下：

①在本裝置氣化環(huán)境系統(tǒng)中，由于氧分壓極低，氣化爐渣中的Fe2O3還原為單質(zhì)Fe，無法形成Mgalcrfe復(fù)合尖晶石，失去穩(wěn)定的渣膜，導(dǎo)致反應(yīng)后的渣直接侵蝕耐火磚表面

②正常情況下，氣化爐內(nèi)的氧氣分壓為10-8~10-10MPa，但該裝置存在大量未完全反應(yīng)的殘?zhí)迹瑫M一步降低氣化爐系統(tǒng)環(huán)境中的氧氣分壓，使Cr2+的形成成為可能。熔渣中的Cr2O3還原為單Cr，從熔渣中沉淀，使高鉻材料中的Cr2O3溶解在渣中并沉淀。

③在這種氛圍環(huán)境下，未反應(yīng)的殘留碳與耐火磚接觸后，容易反應(yīng)產(chǎn)生鉻碳化物，導(dǎo)致耐火磚表面起泡。分析運行數(shù)據(jù)還發(fā)現(xiàn)，氣化爐A比氣化爐B嚴(yán)重的主要原因是氣化爐A與石油焦混合運行2個多月，而氣化爐B與石油焦混合運行時間不足1月。

本裝置耐火磚孔隙侵蝕的主要原因是耐火磚含有過量的無反應(yīng)殘留碳，導(dǎo)致系統(tǒng)氧氣分壓極低，進而誘發(fā)耐火磚孔隙侵蝕。要從根本上解決耐火磚的孔隙侵蝕問題，還要從提高碳轉(zhuǎn)化率入手，提高氣化爐的反應(yīng)溫度，保證碳轉(zhuǎn)化率>95%，適當(dāng)提高氣化爐的運行壓力，延長材料的停留時間，盡可能提高碳轉(zhuǎn)化率。