文档介绍：水煤浆水冷壁型气化炉和水煤浆耐火砖气化炉的比较
总说明
水煤浆水冷壁气化炉(清华炉)是清华大学在原耐火砖炉型上发展的一种新型气化炉,利用水冷壁代替耐火砖作为保护,首台示范装置于2011年8月22日在山西阳煤丰喜临猗公司一次投料成功,第一次运行创造了单炉安全连续运行140天的好成绩,创造了世界煤气化历史上第一次投料单炉无间断连续稳定安全运行的最长记录。
水煤浆耐火砖气化炉具有代表性的是GE公司的气化炉,以下就水煤浆耐火砖气化炉和水煤浆水冷壁气化炉两者的不同进行对比。
煤浆制备
煤浆制备两者区别不大,清华炉可以采用传统的制浆工艺,也可以采用和国家煤科院水煤浆工程中心合作的双峰级配技术(已经签订战略合作协议),煤浆浓度和传统的制浆工艺相比至少可提高3%以上。
气化工段
耐火砖气化炉燃烧室(见下图)由外壳和耐火砖组成,在气化炉外壳还安装有表面温度报警系统,当气化炉的耐火砖失效时,可以及时发现气化炉外壁超温情况。
气化炉反应室的内部形状是通过耐火砖的砌筑来实现的,在相同外壳直径条件下气化室内径较小。一般耐火砖分为三层。
向火面砖:向火面包括工艺烧嘴入口、气化炉拱顶、气化炉侧墙、气化炉锥底和出口。在需要的地方必须使用特殊形状的耐火砖,以使这些层能够紧密结合并保证高的抵抗力。向火面砖要求能自由膨胀,自立于托砖板上,砖与砖之间不能用凹凸台配合。通常采用含Cr2O3≥86%的耐火砖。
背衬砖:向火面砖的底层炉衬,紧靠向火面砖的后面,用于支撑拱顶砖的重量,自立于托砖架上。通常采用含Cr2O3≥12%的耐火砖。
隔热砖:超级耐用的绝热耐火砖组成的绝热层,用于降低气化炉金属外壳的温度。通常采用含Al2O3≥98%的耐火砖。
气化炉锥底砖一般运行4000~5000小时左右更换一次,换砖连同气化炉升降温的时间周期一般为20天;气化炉向火面砖一般运行10000小时左右更换一次,换砖时间连同气化炉升降温的时间周期一般为
60天。
目前,耐火砖气化炉烧嘴一般运行时间为50~80天左右需更换一次。
气化炉激冷室采用下降管、上升管结构。
耐火砖气化炉水冷壁气化炉
水冷壁气化炉燃烧室(见上图)由外壳和水冷壁内件两部分组成,气化炉外壳设置有炉壁测温点。
气化炉水冷壁分为三部分,分别为主水冷壁、上部盘管和渣口盘管。水冷壁内衬20~30mm的耐火材料,主要成分为SiC。
气化炉烧嘴一般运行时间为120天左右需更换一次。
气化炉激冷室采用无上升管,下降管喷水结构。
:
(投煤量1500吨/天气化炉)
项目
GE炉
清华炉
气化炉内衬
耐火砖
水冷壁
进料方式
水煤浆
水煤浆
气化压力
燃烧室
2135/3200mm(燃烧室/外壳)
2400/2800mm(燃烧室/外壳)
燃烧室容积
25m3
35m3
水冷壁压力
气化炉外壳
SA387(炉壳设计温度425℃)
可以采用14Cr1MoR(炉壳设计温度350℃)
气化炉投资
采用进口钢材,需要昂贵的耐火砖
采用国产钢材,不需耐火砖。单台气化炉投资至少可节省一炉耐火砖的