一種流化床氣化爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及氣化爐技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種流化床氣化爐。
【背景技術(shù)】
[0002]煤作為工業(yè)生產(chǎn)的重要燃料，被人類大量開采利用，但由于其在燃燒過程中會對環(huán)境造成污染；因此，如何潔凈高效的將煤用在工業(yè)生產(chǎn)中，成為人們一直關(guān)注的問題。
[0003]煤催化氣化技術(shù)可實(shí)現(xiàn)煤的潔凈高效利用，這種技術(shù)是將煤與氣化劑在催化劑的催化作用下進(jìn)行氣化反應(yīng)，氣化反應(yīng)最終能夠生成高濃度的甲烷。而這種氣化反應(yīng)一般在流化床形式的氣化爐中進(jìn)行，且這種形式的氣化爐的爐殼內(nèi)設(shè)置有爐襯。但是，由于氣化反應(yīng)所采用的催化劑中堿金屬含量較高，爐內(nèi)含堿灰渣會對爐襯產(chǎn)生侵蝕，加速爐襯的損毀。另外，煤催化氣化工藝本身要求爐內(nèi)需較高分壓的蒸汽量，需控制爐殼溫度高于氣化爐蒸汽分壓對應(yīng)的露點(diǎn)溫度，否則爐內(nèi)蒸汽會經(jīng)由爐襯在爐殼附近冷凝，造成爐襯損壞、脫落及爐殼的腐蝕，影響流化床氣化爐長周期穩(wěn)定運(yùn)行，嚴(yán)重甚至?xí)l(fā)安全事故；因此，需要對流化床氣化爐的爐襯設(shè)計(jì)提出更高的要求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種流化床氣化爐，用于解決煤催化氣化工藝中含堿氣固介質(zhì)對流化床氣化爐的爐襯所造成的腐蝕問題。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:
[0006]—種流化床氣化爐，包括爐殼以及設(shè)在所述爐殼內(nèi)部的爐襯；所述爐襯包括中間層和耐火層，且所述中間層設(shè)在所述耐火層和所述爐殼之間，所述耐火層為抗堿腐蝕剛玉質(zhì)耐火層。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0008]本實(shí)用新型提供的流化床氣化爐的爐襯包括中間層以及耐火層，其中，耐火層為抗堿腐蝕剛玉質(zhì)耐火層。在煤催化氣化工藝中流化床氣化爐內(nèi)的氣固介質(zhì)是直接與耐火層相接觸，由于耐火層為抗堿腐蝕剛玉質(zhì)耐火層，使得耐火層具有抗堿腐蝕剛玉質(zhì)耐火材料的性質(zhì)，即抗堿腐蝕剛玉質(zhì)耐火層具有良好的硬度、耐高溫性、抗氧化還原性和耐堿腐蝕性等性質(zhì)，因此，本實(shí)用新型提供的流化床氣化爐中使用抗堿腐蝕剛玉質(zhì)耐火層作為爐襯的一部分不僅能夠承受煤的氣化反應(yīng)所需的高溫環(huán)境，而且還能夠避免流化床氣化爐內(nèi)的氣固介質(zhì)對其自身的磨損和侵蝕，延長了流化床氣化爐的使用壽命。
[0009]另外，以中間層和耐火層作為流化床氣化爐的爐襯，不僅能夠?qū)α骰矚饣癄t的內(nèi)部起到保溫的作用，而且還能夠?qū)⒘骰矚饣癄t的爐殼的溫度控制在不低于氣化爐蒸汽分壓對應(yīng)的露點(diǎn)溫度，這樣就很好的避免了流化床氣化爐內(nèi)的蒸汽經(jīng)過耐火層和中間層在爐殼上冷凝，所導(dǎo)致的爐襯出現(xiàn)損壞、脫落以及爐殼被腐蝕的問題，保證了流化床氣化爐長期穩(wěn)定的運(yùn)行。
【附圖說明】
[0010]此處所說明的附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本實(shí)用新型的一部分，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0011]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中提供的流化床氣化爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]附圖標(biāo)記:
[0013]1-爐殼，2-中間層，
[0014]3-耐火層，4-固體物料入口，
[0015]5-氣化劑入口，6-排渣口，
[0016]7-出氣口，8-分布板。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了進(jìn)一步說明本實(shí)用新型實(shí)施例提供的流化床氣化爐，下面結(jié)合說明書附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0018]請參閱圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種流化床氣化爐中，包括爐殼I以及設(shè)在爐殼I內(nèi)部的爐襯；爐襯包括中間層2和耐火層3，且中間層2設(shè)在耐火層3和爐殼I之間，耐火層3為抗堿腐蝕剛玉質(zhì)耐火層。
[0019]氣化反應(yīng)時，將混有催化劑的煤粉從流化床氣化爐的固體物料入口 4加入到流化床氣化爐中，將氣化劑依次經(jīng)過流化床氣化爐的氣化劑入口 5和分布板8加入到流化床氣化爐中，進(jìn)入到流化床氣化爐中的煤粉和氣化劑在催化劑的催化作用下發(fā)生氣化反應(yīng)，氣化反應(yīng)所得到的氣相產(chǎn)物經(jīng)過流化床氣化爐的出氣口 7排出，進(jìn)入后續(xù)凈化分離工序，而氣化反應(yīng)所得到的固相產(chǎn)物經(jīng)過流化床氣化爐的排渣口 6排出流化床氣化爐。
[0020]需要說明的是，分布板8—般為圓錐形結(jié)構(gòu)，且在圓錐形結(jié)構(gòu)的板面均勻分布有若干通孔；將分布板8設(shè)在流化床氣化爐的爐底處，使氣化劑依次經(jīng)過氣化劑入口 5和分布板8上的若干通孔再進(jìn)入到流化床氣化爐中，這樣就將從氣化劑入口 5進(jìn)入的氣化劑均勻的散布在流化床氣化爐內(nèi)，實(shí)現(xiàn)較好的流化，從而使氣化反應(yīng)能夠更加順利的進(jìn)行。
[0021 ] 由上述氣化反應(yīng)的過程可知，在煤催化氣化工藝中流化床氣化爐內(nèi)的氣固介質(zhì)直接與耐火層3相接觸，由于耐火層3為抗堿腐蝕剛玉質(zhì)耐火層，使得耐火層3具有抗堿腐蝕剛玉質(zhì)耐火材料的性質(zhì)，即抗堿腐蝕剛玉質(zhì)耐火層具有良好的硬度、耐高溫性、抗氧化還原性和耐堿腐蝕性等性質(zhì)，因此，本實(shí)用新型提供的流化床氣化爐中使用抗堿腐蝕剛玉質(zhì)耐火層作為爐襯的一部分不僅能夠承受煤的氣化反應(yīng)所需的高溫環(huán)境，而且還能夠避免流化床氣化爐內(nèi)的氣固介質(zhì)對其自身的磨損和侵蝕，延長了流化床氣化爐的使用壽命。
[0022]另外，以中間層2和耐火層3作為流化床氣化爐的爐襯，不僅能夠?qū)α骰矚饣癄t的內(nèi)部起到保溫的作用，而且還能夠?qū)⒘骰矚饣癄t的爐殼I的溫度控制在不低于氣化爐蒸汽分壓對應(yīng)的露點(diǎn)溫度，這樣就很好的避免了流化床氣化爐內(nèi)的蒸汽經(jīng)過中間層2和耐火層3在爐殼上冷凝，所導(dǎo)致的爐襯出現(xiàn)損壞、脫落以及爐殼被腐蝕的問題，保證了流化床氣化爐長期穩(wěn)定的運(yùn)行。
[0023]由于流化床氣化爐的氣化劑入口 5 —般設(shè)在流化床氣化爐的下部，使得流化床氣化爐下部的氧氣密度較高形成有氧區(qū)，而隨著爐內(nèi)氣化反應(yīng)的進(jìn)行，朝著流化床氣化爐頂部的方向，氧氣的密度逐漸變低至全部消耗完全，即在流化床氣化爐的上部形成無氧區(qū)；因此，考慮到節(jié)約生產(chǎn)成本以及延長耐火層的使用壽命，可以根據(jù)實(shí)際情況的不同，將耐火層中處在不同位置的部分選用不同材質(zhì)的耐火層。
[0024]優(yōu)選的，上述耐火層3還包括與抗堿腐蝕剛玉質(zhì)耐火層對接在一起的致密耐火層，抗堿腐蝕剛玉質(zhì)耐火層位于流化床氣化爐下部的有氧區(qū)，致密耐火層位于流化床氣化爐上部的無氧區(qū)。
[0025]而抗堿腐蝕剛玉質(zhì)耐火層中的剛玉質(zhì)耐火材料的種類有很多，例如:六鋁酸鈣(CA6)或鎂鋁尖晶石，但不僅限于此。當(dāng)選用六鋁酸鈣作為抗堿腐蝕剛玉質(zhì)耐火層中的剛玉質(zhì)耐火材料時，相應(yīng)的制成六鋁酸鈣耐火層；由于六鋁酸鈣的熔點(diǎn)較高(約1830°C分解熔融)，在高溫還原氣氛下有很好的穩(wěn)定性，在堿性環(huán)境中有較好的抗侵蝕能力，因此，使用六鋁酸鈣制作成的六鋁酸鈣耐火層不會與流化床氣化爐內(nèi)的氣固介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，很好的延長了流化床氣化爐的使用壽命；另外，六鋁酸鈣的熱導(dǎo)率相對較低，使用六鋁酸鈣制作成的六鋁酸鈣耐火層不會將流化床氣化爐中的高溫傳遞到外界，能夠很好的維持流化床氣化爐中氣化反應(yīng)所需的高溫環(huán)境，保證了氣化反應(yīng)的順利進(jìn)行。當(dāng)選用鎂鋁尖晶石作為抗堿腐蝕剛玉質(zhì)耐火層中的剛玉質(zhì)耐火材料時，相應(yīng)的制成鎂鋁尖晶石耐火層；由于鎂鋁尖晶石的熔點(diǎn)高(約2135°C分解熔融)，熱震穩(wěn)定性好，導(dǎo)熱系數(shù)低，耐磨損，強(qiáng)度高，硬度大，抗沖擊、抗堿侵蝕能力強(qiáng)，在氧化還原氣氛中化學(xué)穩(wěn)定性好，抗蠕變能力強(qiáng)及抗堿性熔渣的能力強(qiáng)，對鐵的氧化物的作用也很穩(wěn)定，因此，氣化反應(yīng)所產(chǎn)生的灰渣對鎂鋁尖晶石耐火層并不能夠產(chǎn)生腐蝕作用；而且，鎂鋁尖晶石的熱膨脹系數(shù)較小，處在高溫環(huán)境中時，不會發(fā)生較大幅度的膨脹；因此，使用鎂鋁尖晶石制作成的鎂鋁尖晶石耐火層不會受到氣化反應(yīng)所產(chǎn)生的灰渣的腐蝕，且不會出現(xiàn)因熱膨脹而導(dǎo)致的鎂鋁尖晶石耐火層損壞、脫落的問題，很好的延長了流化床氣化爐的使用壽命。
[0026]另外，還可以將六鋁酸鈣同鎂鋁尖晶石復(fù)合材料作為抗堿腐蝕剛玉質(zhì)耐火層中的耐火材料，而帶來的效果即為上述兩種材料分別形成對應(yīng)的耐火層所帶來的效果，此處不做贅述。
[0027]而致密耐火層中的致密耐火材料的種類有很多，例如:剛玉或方鎂石但不僅限于此。當(dāng)選用剛玉作為致密耐火層中的致密耐火材料時，相應(yīng)的制成剛玉耐火層，由于剛玉的結(jié)構(gòu)致密，在無氧環(huán)境下能夠有效抵抗含堿氣固介質(zhì)滲透、侵蝕，而且剛玉的導(dǎo)熱系數(shù)相比普通隔熱材料導(dǎo)熱系數(shù)較大，在制作剛玉耐火層時，可以將剛玉耐火層的厚度適當(dāng)加厚，這樣既能夠?qū)α骰矚饣癄t起到保溫的作用，又使得耐火層3的施工過程更加容易。當(dāng)選用方鎂石作為致密耐火層中的致密耐火材料時，相應(yīng)的制成方鎂石耐火層；由于方鎂石具有熔點(diǎn)高且在無氧環(huán)境下不易受含堿氣固介質(zhì)侵蝕的性質(zhì)，因此，由方鎂石制作成的方鎂石耐火層能夠承受流化床氣化爐中的高溫反應(yīng)條件，并且不會出現(xiàn)和堿性介質(zhì)反應(yīng)發(fā)生堿膨脹等現(xiàn)象，延長了耐火層3的使用周期，從而使流化床氣化爐具有更長的使用壽命。
[0028]上述耐火層3的厚度對流化床氣化爐的工作的穩(wěn)定性影響比較大；當(dāng)耐火層3的厚度較薄時，一方面不利于耐火層3耐火材料澆筑的施工，另一方面不能在流化床氣化爐長周期運(yùn)行過程中有效抵抗?fàn)t內(nèi)氣固介質(zhì)的磨損、滲透，降低了