申请/专利权人：义马煤业综能新能源有限责任公司

申请日：2018-08-31

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN108913218B

主分类号：C10J3/72

分类号：C10J3/72;F27D1/00;F27D1/16

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2018.12.25#实质审查的生效;2018.11.30#公开

摘要：本发明公开了一种u‑gas气化炉浇注料筑炉材料结构及其工艺，包括气化炉外壁，气化炉外壁通过Y型锚固钉连接固定的筑炉材料结构层。通过停炉现场察看炉墙以及现场技术操作人员的技术沟通，从而发现目前炉墙出现问题的综合原因，提出的相对应的筑炉工艺，保证经过检修后炉墙的可靠性，解决了目前炉墙存在各种问题，保证炉墙在设备运行过程的可靠性，从而满足u‑gas气化炉长周期满负荷安全运行，杜绝由于炉墙原因导致紧接停车的事故，为整个工序的有序运行提供了保障，增加了企业的核心竞争力。

主权项：1.一种u-gas气化炉浇注料筑炉材料结构的施工工艺，所述的u-gas气化炉浇注料筑炉材料结构包括气化炉外壁，气化炉外壁通过Y型锚固钉连接固定的筑炉材料结构层；所述的筑炉材料结构层包括由气化炉外壁向内依次通过Y型锚固钉连接固定的含锆硅酸铝陶瓷纤维毡、超轻质保温浇注料层、莫来石耐磨可塑料层和刚玉碳化硅浇注可塑料层；所述的筑炉材料结构层总厚度为270mm，其中包括5mm含锆硅酸铝陶瓷纤维毡、130mm超轻质保温浇注料层、30mm莫来石耐磨可塑料层和105mm刚玉碳化硅浇注可塑料层；其特征在于：所述的u-gas气化炉浇注料筑炉材料结构的施工工艺，包括以下步骤：首先在拆除部位焊接金属扁钢锚固钉，锚固钉的顶端起码130mm预先在沥青漆中浸入并干燥，锚固钉交错焊接，使用A402不锈钢电焊条进行焊接，保证锚固钉中心间距不大于300mm；其次使用高温粘结剂将两层含锆硅酸铝陶瓷纤维毡黏贴在钢板上，保证检修部位露出钢板全部铺完整，就进行手工涂抹施工超轻质保温浇注料，完好炉墙的边缘原先超轻质保温浇注料层缺失的部位也须进行超轻质保温浇注料的填充，按照要求，270mm厚度炉墙的手工涂抹的厚度为130mm,涂抹表面平整光洁，等待超轻质保温浇注料的终凝，观察保温浇注料与扁钢锚固钉间是否有空隙；如果有，使用含锆硅酸铝陶瓷纤维毡进行空隙填充，严禁留有空穴；然后施工厚度为30mm的莫来石耐磨可塑料，在施工莫来石耐磨可塑料前，所有与莫来石耐磨可塑料层接触的插入管，全部用含锆硅酸铝陶瓷纤维毡进行包裹，用粘胶带固定，手工涂抹莫来石耐磨可塑料至规定厚度，表面平整，待莫来石耐磨可塑料终凝后，仍旧要观察与扁钢锚固钉之间是否有空隙；如果有，需要用莫来石耐磨可塑料进行封堵空穴施工；最后施工刚玉碳化硅浇注可塑料，施工方法类似莫来石耐磨可塑料，在施工前，老炉墙的边缘使用高温胶水进行涂刷湿润，手工涂抹施工至规定的厚度，与老炉墙紧密接触；施工完毕的新炉墙只需自然养护，24小时后进行热处理。

全文数据：一种u-gas气;化炉淺注料筑炉材料结构及其工艺技术领域[0001]本发明涉及一种u-gas气化炉饶注料筑炉材料与工艺，具体为一种适用于u-gas气化炉的料筑炉材料结构及其工艺。背景技术[0002]随着社会的发展，尤其是科学技术的进步，大大促进了社会生产力的飞速发展，特别是一些科学技术在工业化上的广泛应用，对于行业质的发展起到了决定性的助推作用。[0003]u-gas气化技术属于一段式鼓泡流化床气化技术，原料煤与蒸汽和氧气或空气、富氧）在气化反应器的床层内发生反应，生产出合成气，供给下游合成化学产品或用作燃料。其工艺流程基本如下：原料煤需先经破碎、干燥、筛分处理，以满足SESU-GAS®气化的要求。加工后符合气化要求的煤经若干套气力输送加煤系统送入气化炉。加煤系统主要由常压缓冲斗，锁斗、加压输煤斗及旋转给料器构成;蒸汽和氧气从气化炉底部附近注入，在约l〇〇〇°C取决于原料煤的等级及一定压力的条件下将气化炉内的固体颗粒流化并与之进行反应，同时发生炉内气体之间的反应，生成粗煤气，释放热量。粗煤气夹带较小的一部分颗粒从气化炉顶部离开，进入第一旋风分离器。离开气化炉的粗煤气以一氧化碳、氢气、二氧化碳、水和甲烷为主要组分，还有少量氮气、氩、硫化物硫化氢、羰基硫）、氰化氢、氨等气体杂质;气化炉出口有两个串联设置的旋风分离器:一级旋风分离器和二级旋风分离器，它们捕集绝大部分离开气化炉的细粉，捕集的细粉通过料封管返回到气化炉中进行反应;来自二级旋风分离器出口的粗合成气进入余热锅炉降温，同时回收合成气的显热。产生的高压中压蒸汽回供气化炉作为气化剂。若有需要，也可送至界区外，供其它系统使用;被余热锅炉冷却后的合成气中仍有少量的粉尘。来自余热锅炉的含尘合成气先后分别经高效旋风分离器和飞灰过滤器除去其中的粉尘，净化后合成气中粉尘含量通常l〇mgNm3;由高效旋风分离器和飞灰过滤器分离下来的粉尘均经气力输送方式送至粉仓或采用SES专有的细粉回炉技术返回气化炉气化;气化炉底部排出的灰渣经冷却降压后送至灰仓处理。[0004]u-gas气化炉，由于综合原因，其连续工作时间基本维持在100天左右，在每次停炉检修的过程中，总发现炉墙损坏或脱落，为下次运行带来很大的隐患。同时在设备运行的过程中，在设备上总出现热点，外壳钢板的温度超过350°C，有的甚至400°C以上，给正常生产带来安全隐患，有的时候甚至直接影响设备的正常运行而要引起紧急停炉，从而造成较大的经济损失。[0005]因此改进并革新现有的气化炉炉墙结构，是一个值得研究的问题。发明内容[0006]为了克服上述现有技术中存在的不足，本发明通过停炉现场察看炉墙以及现场技术操作人员的技术沟通，从而发现目前炉墙出现问题的综合原因，为保证炉墙在设备运行过程的可靠性，从而满足u-gas气化炉长周期满负荷安全运行，杜绝由于炉墙原因导致紧接停车的事故发生，本发明提提供给了一种u-gas气化炉浇注料筑炉材料结构及其工艺本发明的目的是这样实现的：一种u-gas气化炉浇注料筑炉材料结构，包括气化炉外壁1，以及与气化炉外壁1通过Y型锚固钉6连接固定的筑炉材料结构层；所述的筑炉材料结构层包括由气化炉外壁1向内依次通过Y型锚固钉6连接固定的含锆硅酸铝陶瓷纤维纸2超轻质浇注料3莫来石耐磨可塑料层4和刚玉碳化硅浇注可塑料层5;所述的筑炉材料结构层总厚度为270_，其中包括5_含锆陶瓷纤维毡、130_超轻质浇注料层、30mm莫来石耐磨可塑料层和105mm刚玉碳化娃饶注可塑料层；所述的Y型锚固钉6为采用lCr20Ni25Ti的材质的δ3*35扁钢形顶端开叉Ύ’型锚固钉，其总高度为255mm;所述的u-gas气化炉浇注料筑炉材料结构的施工工艺，包括以下步骤：首先在拆除部位焊接金属扁钢锚固件，锚固件的顶端起码130mm预先在沥青漆浸入干燥，锚固钉交错焊接，使用A402不锈钢电焊条进行焊接，保证锚固钉中心间距不大于300mm;其次使用高温粘结剂用两层含锆陶瓷纤维毡黏贴在钢板上，保证检修部位露出钢板全部铺完整，就可以进行手工涂抹施工超轻质保温浇注料，完好炉墙的边缘原先轻质浇注料缺失的部位也须进行超轻质保温浇注料的填充，按照要求，270_厚度炉墙的手工涂抹的厚度为130mm，涂抹表面平整光洁，等待超轻质保温浇注料的终凝，观察保温浇注料与扁钢锚固件是否有空隙;如果有，使用含锆硅酸铝纤维进行空隙填充，严禁留有空穴；然后施工30mm的莫来石耐磨可塑料，在施工耐磨可塑料前，所有与耐磨层接触的插入管，全部用含锆陶瓷纤维毡进行包谷，用粘胶带固定，手工涂抹莫来石耐磨可塑料至规定厚度，表面平整，待莫来石耐磨可塑料终凝后，仍旧要观察与扁钢锚固钉之间是否有空隙，需要用莫来石耐磨可塑料进行封堵空穴施工；最后施工刚玉碳化硅浇注可塑料，施工方法类似莫来石耐磨可塑料，在施工前，与老炉墙的边缘，使用可塑料的高温胶水进行涂刷湿润，手工涂抹施工至规定的厚度，与老炉墙紧密接触;施工完毕的新炉墙只需自然养护，24小时后进可以进行热处理。[0007]积极有益效果:本发明在原有的筑炉工艺上进行升降改造，通过对浇注料成分的改变，增强了炉墙的热震稳定性;通过对施工工艺的改变，降低了炉墙工作层出现裂纹的概率，提高了炉墙在正常工况下安全运行时间;通过对锚固件结构的改变，增大了与耐火材料的接触面积，从而极大的提高了炉墙的稳定性;延长了气化装置的整体运行周期，为整个工序的有序运行提供了保障，增加了企业的核心竞争力。附图说明[0008]图1为本发明的筑炉材料结构示意图；图中为:气化炉外壁1、含锆硅酸铝陶瓷纤维纸2、超轻质浇注料3、莫来石耐磨可塑料层4、刚玉碳化硅浇注可塑料层5、Y型锚固钉6。具体实施方式[0009]下面结合附图，对本发明做进一步的说明：如图1所示，一种u-gas气化炉浇注料筑炉材料结构，包括气化炉外壁1，以及与气化炉外壁1通过Y型锚固钉6连接固定的筑炉材料结构层；所述的筑炉材料结构层包括由气化炉外壁1向内依次通过Y型锚固钉6连接固定的含锆硅酸铝陶瓷纤维纸2、超轻质浇注料3、莫来石耐磨可塑料层4和刚玉碳化硅浇注可塑料层5;所述的筑炉材料结构层总厚度为270_，其中包括5_含锆陶瓷纤维毡、130_超轻质浇注料层、30mm莫来石耐磨可塑料层和105mm刚玉碳化娃饶注可塑料层；所述的Y型锚固钉6为采用lCr20Ni25Ti的材质的δ3*35扁钢形顶端开叉Ύ’型锚固钉，其总高度为255mm。实施例[0010]1.炉墙结构的技改炉墙结构为总厚度270mm，其中12Omm耐火饶注料+15Omm轻质饶注料，更改为总厚度270mm，其中105mm刚玉碳化硅浇注可塑料+30mm莫来石耐磨可塑料+130mm超轻质浇注料+5mm含锆陶瓷纤维毡，这样更改的目的是105mm耐火浇注可塑料+30mm莫来石耐磨可塑料是两层不同材质的耐磨材料，在气化炉的工况下，同时在同一部位出现裂纹的概率很小，即使工作层刚玉碳化硅浇注可塑料出现了裂纹，第二层的莫来石耐磨可塑料保护层也能抵御强烈气流的冲刷，从而保证隔热层不直接接触高压气流，避免了被掏空。贴近钢板处的含锆陶瓷纤维毡缓冲耐火材料与钢板的应力，从而保证炉墙的可靠性。[0011]2.为了降低工作层出现裂纹的概率，采用刚玉质碳化硅浇注可塑料，此材料采用手工涂抹施工，适合小面积区域的检修施工。刚玉质材质中添加了碳化硅，极大的提高了材料的热震稳定性，降低了材料的重烧线变化与热膨胀系数，同时相应的提高了的材料的耐磨性与强度。[0012]此种材料的理化性能如下：第二层的莫来石耐磨可塑料的理化性能如下：最高使用温度1450°C体积密度110°CX24h2.4〜2.5gcm3由于采用了两层保护性工作层，隔热层直接面对强烈气流的概率大大降低，为了降低外壁温度，所以隔热层的可以采用超轻质保温浇注料，此种材料的理化性能如下：贴近钢板的含锆硅酸铝陶瓷纤维纸的性能如下：3.用于固定炉墙的锚固件，材质采用lCr20Ni25Ti的材质，用δ3*35扁钢形顶端开叉Ύ’型锚固钉代替原先的圆钢锚固钉，270mm厚的炉墙，锚固钉的总高度大约为255_，其他不同厚度炉墙保证焊接后锚固钉的顶端离炉墙表面不超过15mm。采用扁钢锚固钉，接触耐火材料的面积大，没有薄弱的焊接点，即使直接接触炉内气流，抵抗碳化的能力也超过圆钢锚固钉，从而极大的提尚了炉墙的稳定性。[0013]施工作业工艺为：首先在拆除部位焊接金属扁钢锚固件，锚固件的顶端起码130mm预先在沥青漆浸入干燥，锚固钉交错焊接，使用A402不锈钢电焊条进行焊接，保证锚固钉中心间距不大于300mm;其次使用高温粘结剂用两层含锆陶瓷纤维毡黏贴在钢板上，保证检修部位露出钢板全部铺完整，就可以进行手工涂抹施工超轻质保温浇注料，完好炉墙的边缘原先轻质浇注料缺失的部位也须进行超轻质保温浇注料的填充，按照要求，270_厚度炉墙的手工涂抹的厚度为130mm，涂抹表面平整光洁，等待超轻质保温浇注料的终凝，观察保温浇注料与扁钢锚固件是否有空隙，如果有，一定务必使用含锆硅酸铝纤维进行空隙填充，严禁留有空穴。[0014]然后施工30mm的莫来石耐磨可塑料，在施工耐磨可塑料前，所有与耐磨层接触的插入管，全部用含锆陶瓷纤维毡进行包谷，可以用粘胶带固定，手工涂抹莫来石耐磨可塑料至规定厚度，表面平整，待莫来石耐磨可塑料终凝后，仍旧要观察与扁钢锚固钉之间是否有空隙，需要用莫来石耐磨可塑料进行封堵空穴施工。[0015]最后施工刚玉碳化硅浇注可塑料，施工方法类似莫来石耐磨可塑料，在施工前，与老炉墙的边缘，使用可塑料的高温胶水进行涂刷湿润，手工涂抹施工至规定的厚度，与老炉墙紧密接触。[0016]养护与热处理工艺施工完毕的新炉墙只需自然养护，一般24小时后进可以进行热处理，一般施工面积不超过lm2的区域，最低热处理要求如下：本发明在原有的筑炉工艺上进行升降改造，通过对浇注料成分的改变，增强了炉墙的热震稳定性;通过对施工工艺的改变，降低了炉墙工作层出现裂纹的概率，提高了炉墙在正常工况下安全运行时间;通过对锚固件结构的改变，增大了与耐火材料的接触面积，从而极大的提高了炉墙的稳定性;延长了气化装置的整体运行周期，为整个工序的有序运行提供了保障，增加了企业的核心竞争力。[0017]以上实施例仅用于说明本发明的优选实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代和改进等，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围之内。

权利要求：1.一种u-gas气化炉浇注料筑炉材料结构，包括气化炉外壁I，其特征在于:气化炉外壁通过Y型锚固钉连接固定的筑炉材料结构层。2.根据权利要求1所述的一种u-gas气化炉饶注料筑炉材料结构，其特征在于:所述的筑炉材料结构层包括由气化炉外壁向内依次通过Y型锚固钉连接固定的含锆硅酸铝陶瓷纤维纸、超轻质浇注料、莫来石耐磨可塑料层和刚玉碳化硅浇注可塑料层。3.根据权利要求1所述的一种u-gas气化炉饶注料筑炉材料结构，其特征在于:所述的筑炉材料结构层总厚度为270mm，其中包括5mm含错陶瓷纤维毯、130mm超轻质饶注料层、30mm莫来石耐磨可塑料层和105mm刚玉碳化娃饶注可塑料层。4.根据权利要求1所述的一种u-gas气化炉饶注料筑炉材料结构，其特征在于:所述的Y型锚固钉为采用lCr20Ni25Ti的材质的δ3*35扁钢形顶端开叉“Y”型锚固钉，其总高度为255mm〇5.如权利要求1所述的u-gas气化炉浇注料筑炉材料结构的施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：首先在拆除部位焊接金属扁钢锚固件，锚固件的顶端起码130mm预先在沥青漆浸入干燥，锚固钉交错焊接，使用A402不锈钢电焊条进行焊接，保证锚固钉中心间距不大于300mm;其次使用高温粘结剂用两层含锆陶瓷纤维毡黏贴在钢板上，保证检修部位露出钢板全部铺完整，就可以进行手工涂抹施工超轻质保温浇注料，完好炉墙的边缘原先轻质浇注料缺失的部位也须进行超轻质保温浇注料的填充，按照要求，270_厚度炉墙的手工涂抹的厚度为130mm，涂抹表面平整光洁，等待超轻质保温浇注料的终凝，观察保温浇注料与扁钢锚固件是否有空隙;如果有，使用含锆硅酸铝纤维进行空隙填充，严禁留有空穴；然后施工30mm的莫来石耐磨可塑料，在施工耐磨可塑料前，所有与耐磨层接触的插入管，全部用含锆陶瓷纤维毡进行包谷，用粘胶带固定，手工涂抹莫来石耐磨可塑料至规定厚度，表面平整，待莫来石耐磨可塑料终凝后，仍旧要观察与扁钢锚固钉之间是否有空隙，需要用莫来石耐磨可塑料进行封堵空穴施工；最后施工刚玉碳化硅浇注可塑料，施工方法类似莫来石耐磨可塑料，在施工前，与老炉墙的边缘，使用可塑料的高温胶水进行涂刷湿润，手工涂抹施工至规定的厚度，与老炉墙紧密接触;施工完毕的新炉墙只需自然养护，24小时后进可以进行热处理。

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