[发明专利]一种气化炉耐火衬里

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于气化炉耐火衬里。

背景技术

煤炭气化过程是以氧气（空气、富氧或工业纯氧）、水蒸气作为气化剂，在高温高压下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为可燃性气体的工艺过程，其中气流床气化技术因其良好的技术指标、高处理负荷和环境友好等特点，成为当今煤炭气化的主流技术。在气流床气化炉内，炉壁衬里及其结构是气化炉设计与运行的关键所在。

目前气流床气化炉耐火衬里，主要有膜式水冷壁和耐火砖等两种方式，其中膜式水冷壁衬里主要用于高灰熔点气化技术，其特点是许用温度高、热损失较大；耐火砖衬里主要用于灰熔点相对较低气化技术，其特点是壁面热损失小，气化整体热效率高等。国内应用最为广泛的德士古（现为GE通用）水煤浆气化技术和多喷嘴对置式水煤浆气化技术的气化炉均采用耐火砖衬里。然后现有的耐火衬里均由隔热砖（氧化铝砖，导热系数约为0.9W/m·K）、铬刚玉砖（Cr-Al，导热系数约为4W/m·K)和铬铝锆砖（Cr-Al-Zr，导热系数约为4.2W/m·K）组成，厚度很大，费用也很高。以日处理2000吨煤的多喷嘴对置式水煤浆气化炉为例，隔热砖厚度约为105mm，铬刚玉（Cr-Al）砖约为200mm，铬铝锆（Cr-Al-Zr）砖约为230mm，总体厚度约为535mm，气化炉气化室约55%的容积均被耐火砖所占据，大大降低了气化炉的容积使用率。

发明内容

本发明为了克服现有技术中的气化炉耐火衬里厚度大，气化炉容积效率低、耐火衬里寿命短的缺陷，提供了一种优化的气化炉耐火衬里。本发明气化炉耐火衬里在保证气化炉金属壁面容许温度的情况下，大大降低了其厚度、增大了气化炉使用容积、提高了气化炉效率，并且延长了气化炉耐火衬里的使用寿命。

本发明通过下述方案解决上述技术问题。

本发明提供一种气化炉耐火衬里，所述的气化炉耐火衬里从气化炉壁面到炉膛空间，依次包括隔热涂层、铬刚玉（Cr-Al）砖层和铬铝锆（Cr-Al-Zr）砖层；所述的隔热涂层的厚度和所述的铬刚玉层砖的厚度的比例为0.5：100～8：40。

本发明中，较佳地，所述的气化炉耐火衬里从气化炉壁面到炉膛空间，依次为隔热涂层、铬刚玉（Cr-Al）砖层和铬铝锆（Cr-Al-Zr）砖层。

本发明中，所述的隔热涂层的厚度和所述的铬刚玉砖层的厚度的比例较佳地为4:100～8：40。

本发明中，所述的隔热涂层、铬刚玉砖层和铬铝锆砖层之间的厚度的比例较佳地为（4～8）:（100～40）:（260～230）。

本发明中，所述的隔热涂层为本领域常规的隔热涂层。所述的隔热涂层较佳地为纳米空心陶瓷微珠涂料层，一般由本领域常规的纳米空心无机陶瓷微珠涂料涂抹在气化炉壁面后形成。所述的纳米无机空心微珠涂料的主要化学组成为AL₂O₃、SiO₂、TiO₂、B₂O₃，纳米无机空心微珠与硅酸盐溶液和硅酸铝纤维配合成上述涂料。纳米无机空心微珠涂料市售可得，较佳地如北京志盛威华化工有限公司ZS-1耐高温隔热保温涂料。

其中，所述的隔热涂层的导热系数较佳地≤0.03W/m·K。所述的隔热涂层的厚度较佳地为0.5-8mm，更佳地为4-8mm。

本发明中，所述的铬铝锆（Cr-Al-Zr）砖层为本领域常规的铬铝锆砖层，其设在气化炉最内侧，其直接与气化炉内熔渣接触，起到抗渣侵蚀和抗磨损的作用。所述的铬铝锆砖层的厚度较佳地为230～260mm。

本发明中，所述的铬刚玉（Cr-Al）砖层为本领域常规的铬刚玉转层，其设在隔热涂层和铬铝锆（Cr-Al-Zr）砖层中间，起到的作用在于配合隔热涂层和铬铝锆砖层保证气化炉外壳金属壁面的温度保持在容许温度之下，并且还防止气化炉炉膛内熔渣和合成气通过铬铝锆砖层的缝隙泄漏出来后与隔热涂层接触腐蚀隔热涂层。所述的铬刚玉转层的厚度较佳地为40-100mm。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：本发明气化炉耐火衬里大大降低了其厚度、增大了气化炉使用容积、提高了气化炉效率，并且延长了气化炉耐火衬里的使用寿命。

附图说明

图1为现有技术气化炉耐火衬里的结构示意图。

图2为图1A部分局部结构放大示意图。

图3为本发明一较佳实施例中的气化炉耐火衬里的结构示意图。