Los hornos de gasificación de carbón Texaco son hornos de gasificación que se utilizan ampliamente en plantas de fertilizantes domésticas. Este artículo analiza el uso y la erosión deladrillos refractariosen los hornos de gasificación de carbón de Texaco, y propone las correspondientes medidas de mejora.
01: Análisis de la erosión del ladrillo refractario.
1.1 Erosión
El componente principal de los ladrillos refractarios es el corindón. El petróleo residual producirá una serie de reacciones químicas en el horno de gasificación de carbón a alta temperatura, produciendo masas fundidas a alta temperatura. La penetración de la masa fundida provocará que el material de los ladrillos refractarios cambie, lo que provocará la erosión de los ladrillos refractarios. La erosión del petróleo se debe principalmente a los componentes del residuo de petróleo, como SiO2, CaO, NiO, V2O5, Fe2O3, P2O5 y otras sustancias, que reaccionan químicamente con el corindón de los ladrillos refractarios para formar escoria de alta temperatura. Estas escorias penetran en los poros de los ladrillos por efecto de penetración, provocando un cambio significativo en la estructura de los ladrillos refractarios y provocando cambios en sus propiedades físicas. La capacidad de los ladrillos refractarios deteriorados para resistir altas temperaturas y la erosión del flujo de aire se reduce significativamente, y la infiltración de impurezas en el aceite residual hace que la temperatura de la punta eutéctica de los ladrillos refractarios sea baja. Bajo la acción del flujo de aire de alta velocidad, el material fundido en la superficie del ladrillo ingresa a la masa fundida a alta temperatura del aceite residual. Además, la penetración de escoria de alta temperatura provocará cambios estructurales en el cuerpo del ladrillo. Debido al efecto de la tensión, aparecerán grietas que se expandirán lentamente, e incluso los bloques pueden caerse.
1.2 Penetración de escoria
La vaporización del aceite residual también provocará la erosión de los ladrillos refractarios de otra forma. En condiciones de alta temperatura, la escoria penetrará en el interior del cuerpo del ladrillo a lo largo del canal de poros abiertos del cuerpo del ladrillo y se producirá una reacción química a alta temperatura, produciendo nuevo aluminato de calcio mineral, lo que provocará un cambio significativo en la estructura del ladrillo refractario y provocar deterioro. En condiciones de alta temperatura, los coeficientes de expansión térmica del aluminato de calcio producido por la reacción y el corindón del cuerpo de ladrillo deteriorado son bastante diferentes, y la distancia de expansión es bastante diferente, provocando grietas en el cuerpo de ladrillo. Las grietas se expandirán gradualmente con el tiempo y finalmente provocarán la caída de grandes trozos y los ladrillos refractarios se dañarán gravemente. Además, la profundidad de penetración de la escoria tiene una gran relación con el ambiente térmico. Por ejemplo, cuanto mayor es la presión, mayor es la profundidad de penetración.
1.3 El papel del estrés
Hay dos tipos principales de tensión que causan la corrosión de los ladrillos refractarios, uno es el estrés térmico y el otro es el estrés estructural. El gasificador de carbón se cierra para inspección muchas veces al año. Es decir, la fluctuación de temperatura provocada por el apagado provocará estrés térmico en los eslabones débiles del material de ladrillo refractario refractario. Si el apagado es demasiado frecuente, la vida útil del ladrillo refractario se acortará. La tensión térmica se transmitirá en la dirección de la reducción de temperatura a medida que la escoria penetra, formando diferentes estructuras organizativas en la unión de cada sección, provocando grietas en el cuerpo del ladrillo y formando corrosión en el cuerpo del ladrillo con el tiempo.
La tensión estructural también está relacionada con la temperatura. Es una fuerza generada por la propia estructura a alta temperatura. En la última etapa del uso del horno de gas, los ladrillos refractarios a menudo se hunden. La aparición de este fenómeno de hundimiento está relacionada con el material de corindón, pero lo más importante está relacionado con la resistencia a altas temperaturas del material exterior de los ladrillos refractarios. Suponiendo que la temperatura blanda del ladrillo de corindón es superior a 1700 grados, es imposible hacer que el ladrillo refractario se hunda después de 3 horas a 1600 grados, excepto por la tasa de cambio del 0,2%. Por tanto, la razón principal es que el material externo se hunde bajo la acción de la tensión estructural.
02: Prolongar la vida útil de los ladrillos refractarios.
2.1 Control de la calidad del carbón
En el análisis del daño de los ladrillos refractarios, se puede encontrar que los residuos de petróleo son la principal causa del daño de los ladrillos refractarios, por lo que se debe considerar el uso de la calidad del carbón. Se puede utilizar una variedad de carbón con bajo punto de fusión de cenizas, bajo contenido de cenizas y alta actividad con la nueva tecnología de mezcla de carbón, que puede reducir efectivamente la temperatura de fusión de las cenizas. Cuanto menor sea el contenido de cenizas después de la mezcla del carbón, mejor y se puede controlar como máximo en un 15%. Por supuesto, la elección de la mezcla de carbón también debe completarse con amplios beneficios económicos. En los hornos de gas, la mezcla de carbón es un método para reducir el contenido de cenizas. Además, el contenido de cenizas se puede reducir añadiendo carbón limpio. La adición de diferentes proporciones se puede ajustar apropiadamente según la detección de la composición de las cenizas del horno, lo que reduce efectivamente el punto de fusión de la escoria de las cenizas del horno y reduce el daño a los ladrillos refractarios.
2.2 Investigación sobre nuevas tecnologías
Con la premisa de garantizar la seguridad del gasificador, la investigación de nuevas tecnologías puede reducir eficazmente la corrosión de los ladrillos refractarios. Por ejemplo, se utiliza nueva tecnología de transferencia para termopares de alta temperatura para extender la vida útil de los termopares de alta temperatura. Una menor adición de piedra caliza puede reducir el contenido de CaO en los residuos de petróleo. Se utiliza tecnología de control automático para optimizar la proporción de oxígeno a carbón. Se desarrollan nuevos quemadores para mejorar las condiciones de funcionamiento del gasificador. A partir de estos puntos de partida se pueden desarrollar nuevas tecnologías para reducir la corrosión de los ladrillos refractarios.
Para reducir la corrosión de los ladrillos refractarios en el gasificador, se pueden desarrollar nuevas tecnologías desde la perspectiva de la resistencia a la escoria. Se puede seleccionar la temperatura adecuada del gasificador de modo que la superficie de los ladrillos refractarios retenga siempre escoria sólida. Estas escorias sólidas pueden separar bien la escoria que fluye del cuerpo del ladrillo, reduciendo así la posibilidad de erosión y socavación, y mejorando la resistencia a la corrosión de los ladrillos refractarios.
