วัสดุฉนวนสามชั้นคืออิฐหันหน้าไปทางไฟอิฐสำรองและอิฐฉนวนกันความร้อนในห้องเผาไหม้ของเครื่องผลิตก๊าซสามารถแยกภัยคุกคามของก๊าซอุณหภูมิสูงไปยังเปลือกเครื่องปฏิกรณ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ปฏิกิริยาในห้องเผาไหม้ของก๊าซมีความรุนแรงและอิฐทนไฟถูกล้างด้วยก๊าซอุณหภูมิสูงซึ่งทำให้เกิดการสึกหรอและการทำให้ผอมบางอย่างต่อเนื่อง อัตราการกัดกร่อนในระหว่างการดำเนินการปกติคือ 0. 02mm/d อย่างไรก็ตามเมื่อชนิดถ่านหินผิดปกติอัตราการกัดเซาะของ Firebricks ทนไฟจะเพิ่มขึ้นอย่างมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังจากที่โค้กปิโตรเลียมผสมกันการกัดเซาะของอิฐทนไฟในก๊าซจะทำให้รุนแรงขึ้นซึ่ง จำกัด การทำงานที่ปลอดภัยและมั่นคง
การทำให้ผอมบางของตะกรันอิฐทนไฟทำให้ผนังเตาหลอมง่ายเกินไป
ภายใต้สถานการณ์ปกติฟิล์มตะกรันที่เป็นของแข็งจะถูกสร้างขึ้นบนพื้นผิวของอิฐทนไฟเพื่อแยกการพังทลายของอิฐไฟโดยตะกรันที่หลอมเหลวและก๊าซอุณหภูมิสูง ครั้งแรกหลังจากสารละลายถ่านหินเข้าสู่ก๊าซแล้วมันจะเผาไหม้และแก๊สด้วยออกซิเจนเพื่อสร้างก๊าซน้ำด้วย CO และ H2 เป็นส่วนประกอบหลัก หลังจากเกิดปฏิกิริยาแล้วเถ้าที่เหลืออยู่ส่วนใหญ่และคาร์บอนที่เหลืออยู่จำนวนเล็กน้อยชนกับพื้นผิวของอิฐทนไฟและถูกจับโดยผนังอิฐทนไฟ MGO, FE2O3 และ Al2O3 ในเถ้าถ่านหินจะรวมกับ CR2O3 เพื่อสร้างสปิเนลหนาแน่นซึ่งเป็นฟิล์มตะกรันที่เป็นของแข็ง เมื่ออุณหภูมิของตะกรันขี้เถ้าออกไปจากอิฐไฟทนไฟเพิ่มขึ้นเพิ่มขึ้นตะกรันเถ้าใกล้กับชั้นด้านนอกของฟิล์มตะกรันจะค่อยๆไหลลงในสถานะหลอมเหลวและในที่สุดก็ถูกปล่อยออกมาจากห้องเผาไหม้ของก๊าซ เนื่องจากการมีอยู่ของฟิล์มตะกรันการเจาะของก๊าซถ่านหินอุณหภูมิสูงและตะกรันหลอมเหลวอุณหภูมิสูง นอกจากนี้เนื่องจากบทบาทของการสำรองอิฐและอิฐฉนวนกันความร้อนอุณหภูมิผนังเตาเผาของก๊าซจะถูกเก็บรักษาไว้ที่ ~ 230 องศา ในระยะต่อมาเมื่ออิฐทนไฟผอมบางอุณหภูมิผนังเตาจะค่อยๆเพิ่มขึ้น โดยทั่วไปอุณหภูมิผนังเตาเผา<300℃ can maintain operation.
During the operation of the full coal condition, the furnace wall temperature of the gasifier did not become abnormal, but after the petroleum coke was mixed, the furnace wall temperature of the gasifier rose slightly. When the blending ratio of petroleum coke is >30%อุณหภูมิผนังเกิน 300 องศาหลายครั้ง จากการวิเคราะห์สาเหตุของการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิผนังมีดังนี้:
①ปฏิกิริยาของโค้กปิโตรเลียมไม่ดี เพื่อรักษาอุณหภูมิของเครื่องผลิตก๊าซและปรับปรุงปฏิกิริยาของโค้กปิโตรเลียมจะต้องรักษาอัตราส่วนออกซิเจน-โคอัลที่สูงขึ้นเพื่อเพิ่มอุณหภูมิการทำงานของก๊าซซึ่งเป็นเงื่อนไขที่มีวัตถุประสงค์สำหรับการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิผนัง
②เนื่องจากอัตราส่วนการผสมปิโตรเลียมสูงปริมาณแอชในเตาเผาต่ำส่งผลให้การทำให้ผอมลงของตะกรันบนผนังเตาเผา โดยการตรวจสอบ Firebricks ที่ทนไฟในก๊าซพบว่าอิฐบางตัวในก๊าซไม่มีตะกรันเลยและพื้นที่ตะกรันบางส่วนไม่ได้ก่อตัวเป็นฟิล์มตะกรันในขณะที่อิฐทนไฟบางตัวมีตะกรันที่มีรูพรุน เหตุผลหลักคือสัดส่วนของการผสมโค้กปิโตรเลียม เมื่อปริมาณเถ้าในโค้กปิโตรเลียมค่อนข้างต่ำแม้ว่ามันจะสามารถลดการพังทลายของอิฐไฟได้ แต่ก็พบได้ในกระบวนการปฏิบัติการจริงที่หลังจากโค้กปิโตรเลียมผสมฟิล์มตะกรันที่มีความหนาเพียงพอไม่เพียงพอ ข้อต่อเถ้าของ Firebricks เป็นลิงค์ที่อ่อนแอที่สุด โคลนทนไฟในข้อต่อเถ้าจะถูกชะล้างออกไปในระหว่างกระบวนการไหลเวียนของอากาศ ข้อต่ออิฐเป็นครั้งแรกที่สัมผัสกับสิ่งแวดล้อมและก๊าซน้ำอุณหภูมิสูงจะเข้าสู่ข้อต่ออิฐของอิฐทนไฟทำให้ผนังเตาร้อนเกินไป
เมื่อต้องรับมือกับความร้อนสูงเกินไปของผนังเตาเผามาตรการเพื่อลดอุณหภูมิปฏิกิริยาของก๊าซก๊าซจะถูกนำมาใช้ซ้ำ ๆ เพื่อทำให้ตะกรันเถ้าแขวนตะกรันซึ่งพิสูจน์ได้ว่าเหตุผลหลักสำหรับผนังเตาเผาที่มีความร้อนสูงมากเกินไป นอกจากนี้นอกเหนือจาก SiO2 จำนวนมาก, CaO และ Fe2O3, ตะกรันเถ้าถ่านปิโตรเลียมยังมีสื่อการกัดกร่อนจำนวนมากเช่นวานาเดียมออกไซด์ (ส่วนใหญ่ V2O5) และการทดสอบแสดงให้เห็นว่าเนื้อหาของมันถึง 4.5% (w) จุดหลอมเหลวของ V2O5 มีเพียง 670 องศาและเมื่ออยู่ร่วมกับ CR2O3 อุณหภูมิยูเทคติกต่ำสุดคือ 665 องศา ภายใต้สภาวะการแปรสภาพเป็นแก๊สก้อนอิฐทนไฟที่สัมผัสกับระบบสภาพแวดล้อมการแปรสภาพเป็นแก๊สจะละลายได้ง่ายโดยไม่ต้องป้องกันฟิล์มตะกรัน
เมื่อรวมกับสถานการณ์จริงพบว่าเมื่ออัตราส่วนการผสมของโค้กปิโตรเลียมเกิน 40%ผนังเตามีแนวโน้มที่จะร้อนเกินไปและการดำเนินการไม่เสถียร เมื่ออัตราส่วนการผสมอยู่ที่ 30% แม้ว่าอุณหภูมิผนังเตาจะสูงกว่าสภาพการทำงานของถ่านหินเต็มเล็กน้อยการคำนวณเบื้องต้นแสดงให้เห็นว่าการผลิตก๊าซของอัตราส่วนการผสม 30% นั้นสูงกว่าสภาพการทำงานถ่านหินเต็มรูปแบบเล็กน้อย ควรพิจารณาอย่างครอบคลุมว่าเมื่อผสมปิโตรเลียมโค้กควรควบคุมอัตราส่วนการผสมอย่างเคร่งครัด<30% to avoid the occurrence of gas leakage in the brick joints.
การเพิ่มโค้กปิโตรเลียมนำไปสู่การกัดเซาะของอิฐทนไฟ
After the addition of petroleum coke, the carbon conversion rate of the gasifier gradually decreases. Under the full coal working condition, the carbon conversion rate of the gasifier is only 98%. After the addition of petroleum coke (fine ash is not burned back), the carbon conversion rate of the gasifier drops from 98% under the full coal working condition to 94%, and as the proportion of the addition is >30%อัตราการแปลงคาร์บอนลดลงต่ำกว่า 90% เมื่ออัตราการแปลงคาร์บอนเป็น<88%, the wall capture efficiency of the gasifier decreases significantly. Although the capture efficiency of the furnace wall decreases, the residual carbon particles captured by the gasifier wall are slightly higher than those under normal working conditions. The captured residual carbon particles will consume oxygen and reduce the oxygen partial pressure on the surface of the refractory bricks.
จากการสังเกตเข้าไปในเตาเผาพบว่าการกัดเซาะชนิดนี้มักเกิดขึ้นในเขตปฏิกิริยาหลักนั่นคือส่วนบนของห้องเผาไหม้แพร่กระจายไปยังโดมซึ่งตั้งอยู่ในเขตปฏิกิริยาหลักของปฏิกิริยาการแปรสภาพเป็นแก๊ส โซนปฏิกิริยาหลักของปฏิกิริยาการแปรสภาพเป็นแก๊สเป็นของเขตปฏิกิริยาการเผาไหม้ อุณหภูมิในพื้นที่นี้ค่อนข้างสูงและอุณหภูมิเปลวไฟถึง 2200 องศา เถ้าและตะกรันมีความลื่นไหลที่นี่และปฏิกิริยานั้นรุนแรง ไม่ใช่เรื่องง่ายสำหรับตะกรันที่จะสร้างฟิล์มตะกรันที่มั่นคง นอกจากนี้ยังพบว่าสถานการณ์ของ Gasifier A นั้นร้ายแรงกว่า Gasifier B.
ภายใต้สถานการณ์ปกติ Fe2O3 ในตะกรันถ่านหินจะลดลงเป็น FEO โดยคาร์บอนที่เหลือและแทรกซึมเข้าไปในอิฐทนไฟพร้อมกับ MGO และ Al2O3 ในตะกรัน CR2O3 และ AL2O3 ใน Firebricks ทนไฟตอบสนองต่อการสร้างชั้นความหนาแน่นของ mg-al-cr-cr-fe spinel ดังนั้นจึงบรรลุ "slag กับตะกรัน" อย่างไรก็ตามในอุปกรณ์นี้เนื่องจากสัดส่วนที่สูงเกินไปของการผสมโค้กปิโตรเลียมอัตราการแปลงคาร์บอนต่ำมากและตะกรันมีองค์ประกอบคาร์บอนที่ไม่ได้ทำปฏิกิริยาจำนวนมาก องค์ประกอบคาร์บอนที่มากเกินไปนำไปสู่การเกิดการกัดเซาะรูพรุนของ Firebricks ทนไฟ จากการกัดเซาะที่สังเกตได้ของอิฐทนไฟและการวิเคราะห์พารามิเตอร์กระบวนการในระหว่างการทำงานของอุปกรณ์เหตุผลหลักสำหรับการกัดเซาะรูพรุนของอิฐทนไฟนั้นมีดังนี้:
①ในระบบสภาพแวดล้อมการแปรสภาพเป็นแก๊สของอุปกรณ์นี้เนื่องจากความดันบางส่วนออกซิเจนต่ำมาก Fe2O3 ในตะกรันของก๊าซจะลดลงเป็นองค์ประกอบ Fe และ mg-al-cr-cr-fe spinel ไม่สามารถเกิดขึ้นได้และฟิล์มตะกรันที่เสถียรจะหายไป
②ภายใต้สถานการณ์ปกติความดันบางส่วนของออกซิเจนในก๊าซคือ 10-8 ~ 10-10 mPa แต่มีคาร์บอนที่เหลืออยู่จำนวนมากในอุปกรณ์นี้ซึ่งจะช่วยลดความดันออกซิเจนในระบบ Gasifier จากตะกรันเพื่อให้ CR2O3 ในวัสดุโครโมโซมสูงถูกลดทอนลงในตะกรันและวัฏจักรยังคงดำเนินต่อไปและวัสดุที่มีโครโมโซมสูงจะถูกสึกกร่อนอย่างรุนแรงโดยตะกรัน
③ในบรรยากาศนี้หลังจากคาร์บอนที่เหลือไม่ทำปฏิกิริยาที่ไม่ได้สัมผัสกับอิฐไฟมันง่ายที่จะตอบสนองต่อการก่อตัวของโครเมียมคาร์ไบด์ทำให้เกิดเดือดบนพื้นผิวของอิฐทนไฟ การวิเคราะห์ข้อมูลการดำเนินงานยังพบว่าเหตุผลหลักที่ว่าทำไมสถานการณ์ของ Gasifier A จึงร้ายแรงกว่า Gasifier B คือเวลาในการใช้งานของ Gasifier A ผสมกับ Petroleum Coke มากกว่า 2 เดือนในขณะที่เวลาการใช้งานของ Gasifier B ผสมกับโค้กปิโตรเลียมน้อยกว่า 1 เดือน
The main reason for the porous erosion of refractory bricks in this device is that there is excessive unreacted residual carbon on the firebricks, which causes the oxygen partial pressure of the system to be extremely low, thereby inducing porous erosion of refractories bricks. To solve the problem of porous erosion of fire bricks from the root, we should also start from improving the carbon conversion rate, increase the reaction temperature of the gasifier, ensure that the carbon conversion rate is >95%และในเวลาเดียวกันเพิ่มความดันในการทำงานของเครื่องผลิตก๊าซอย่างเหมาะสมขยายเวลาที่อยู่อาศัยของวัสดุและเพิ่มอัตราการแปลงคาร์บอนให้สูงสุด
