火炉炉心用什么材料做

煤基新材料简介

煤作为一种复杂有机碳烃大分子物质，具有从石油或人工合成难以得到的特殊芳香结构。目前新的高性能聚合材料大都具有复杂芳香结构单元，这无疑为煤基聚合物材料的开发带来新的机遇。在深入了解煤结构及其性质基础上，充分认识和利用煤的特殊性必然为煤的利用开辟独具特色的新途径。80 年代以来在高分子材料科学领域一个最引人瞩目的发展方向就是煤基碳素材料（碳纤维、针状焦、炭黑） 。煤基碳素材料不仅具有单一聚合物无法比拟的优良性能，而且制备工艺简单，开发周期短，生产费用低，有极高的性能 /性价比，市场前景广阔，因此聚煤基碳素材料在国内外的发展极为广泛、迅速。

近年来随着煤焦油深加工行业的兴起， 我们以煤化学与高分子科学的交叉领域作为加工

利用的新生长点，在煤基聚合物材料方面进行了研究，在石油能源日益紧张的形势下，日本、

德国等发达国家也在积极地寻求石油替代能源，其中煤基材料是一个热门研究方向。目前主要的研究项目有：碳纤维、针状焦、炭黑。

1.碳纤维是一种含碳量高于 90％的无机高分子纤维，可通过对煤炭的深加工获得。作为一种力学性能优异的复合材料，它是一种强度比钢大、密度比铝小、比不锈钢耐腐蚀、比耐热钢耐高温、又能像铜那样导电，具有许多宝贵的电学、热学和力学性能的新型材料，被广泛应用于航天、航空等尖端领域，在工程等方面具有广阔的应用前景，市场需求旺盛。11月 16 日， 河南煤业化工集团永煤千吨级碳纤维项目成功产出合格 MH300 高性能碳纤维产品。

这也标志着国内最大的高性能碳纤维生产基地的建成。该项目由河南煤化集团与中科院山西煤化所合作建设，建成投产后的永煤碳纤维公司将是河南省唯一一家生产碳纤维制品的企业。该项目一期工程投资 7.4 亿元，年生产 MH300 高性能碳纤维 500 吨。与此同时，由日本华联株式会社社长久间章生、 中国华正公司董事长孙含率领的中日合资煤炭深加工碳纤维项目考察团来到山西省阳泉市，就在阳泉市投资开发这一项目的相关事宜进行考察调研。

2011 年 2 月中旬，山西宏特煤化工有限公司投资 10 亿元的 5000 吨煤系沥青基碳纤维项目在交城经济开发区开工建设。预计将于今年 7 月建成投产，该项目占地 500 亩，投产后可实现年产值 15 亿元，这将终结我国煤系沥青基碳纤维长期依靠进口的历史，打破了国外企业对该产品的垄断。科研团队在北京化工大学炭纤维开发研究所名誉所长、博士生导师沈曾民教授，国家炭纤维工程技术研究中心首席科学家叶裕章教授的带领下，倾尽全力，使得该项目仅用一年的时间就在实验室试验获得成功。

2.针状焦，是制造高功率和超高功率电极的优质材料，用针状焦制成的石墨电极具有耐热冲击性能强、机械强度高、氧化性能好、电极消耗低及允许的电流密度大等优点。目前生产的针状焦根据使用的原料可分为石油系和煤系两类。石油系以美国为代表，煤系则以日本为代表。日本的三菱化成和新日化公司的生产装置于 20 世纪 70 年代末和 80 年代初投产。

美国大湖炭素公司却在 1950 年首先开发成功。1964 年美国联合碳化物公司成功地以针状焦为原料制造出超高功率电极。据最新统计，国内高功率和超高功率电极的需求量为 6～10万 t/a，相应的针状焦需要量为 6～12 万 t/a。目前，因进口的针状焦数量有限，锦州石化公司的产量也只有 3 万 t/a。因此国内超高功率电极的产量只好由针状焦的数量来决定。针状焦的生产工艺主要有：真空蒸馏法、溶剂萃取法、M-L 法、闪蒸-缩聚法。目前，宝山钢铁股份公司化工分公司正在进行中试，且针状焦质量已达到与日本新日化和三菱的相当。鞍山热能研究院也在进行中试并取得了较大进展。 山西朔州三元碳素股份有限公司的小试报告也已通过了山西省科技厅的鉴定。山西宏特煤化工有限公司已投入工业化试生产，虽然 CTE未完全达标，但已有近 3000 吨的产品供兰州炭素厂及南通炭素厂作为生产 400 的高功率电极的原料。

3. 炭黑主要用于橡胶制品，炭黑的粒径越细，其补强性能越优越；炭黑结构度越高，其定伸应力及模量越高。 细粒径的补强性品种主要用于轮胎胎面， 赋予轮胎优良的耐磨性能。

轮胎的其他部位，如胎侧、帘布层、带束缓冲层和内衬层，要求胶料耐曲挠龟裂、耐臭氧氧化、具有良好的回弹性和较低的生热性能，一般选用较粗粒径的半补强型（比表面积低于40m2/g）炉黑。

由于橡胶市场将从经济危机低谷中反弹，2010 年出现 7.3%的增长，再加上随之而来的从 2010 年到 2015 年的 3.6%的长期增长，预测 2015 年全世界炭黑消耗量将达到 1150 万吨。

进展将来自于亚洲，特别是中国、印度、印度尼西亚和泰国的拉动。Notch 咨询集团目前预测，中国的炭黑需求总量在 2015 年将达到 370 万吨。随着轿车子午线轮胎产量增大正在成为主要拖动力，中国市场的各个领域正在扩张。由于全球对添加炭黑填料的主要产品的需求不旺，特种炭黑产品市场已经有所滞后。

由此可见，煤基新材料在今后的煤化工行业具有明显的发展优势，也是煤焦油深加工科技升级的一个重要方向。煤基新材料在能源替代、环境保护及新材料优异性能方面成为了众多煤化工专家关注、研究的热点。

可以将玻璃丝夹到耐火土和水泥里面，这样可以延长使用寿命，也可以达到防裂的效果。但是要注意材料的质量问题，耐火土要选择细一点的，在调配材料的时候，搅拌得更加均匀一些，才能确保它的光泽度和性能。

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1)用扇子扇炉子,炉子里的煤会燃烧得更旺,而用扇子扇燃烧着的蜡烛,却一扇就灭,是什么原因 用扇子扇火炉时，因为给火炉里面送去了很多的氧气，又因为炉子里的温度高，所以火更旺。但如果扇蜡烛时，会带走火焰附近的热量，使得蜡烛温度低于着火点，所以蜡烛熄灭。 (2)生煤炉时,为什么要先用火柴点燃纸张,再引燃木柴,最后引燃煤炭,而不直接用火柴点燃煤炭 因为纸张的着火点最低，其次是木柴，而煤炭的着火点最高，直接用火柴点燃煤炭时达不到煤炭的着火点火柴就熄灭了，所以不能生着火炉，而要先用火柴点燃纸张,再引燃木柴,最后引燃煤炭

新型气化炉耐火材料问题

摘 要：简单介绍了多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉燃烧室内衬耐火材料的结构和选用，分析了耐火砖的损蚀机理、烧蚀模式以及影响耐火砖使用寿命的因素，对提高耐火砖使用寿命的措施进行了探讨，对多喷嘴气化炉的稳定运行具有重要意义。

关键词：水煤浆气化炉 耐火材料 损蚀机理 措施 寿命

水煤浆气化炉主要是将煤炭洁净、高效地转化为合成气(主要成分CO+H2)。

其工作过程是水煤浆与气化剂(O2)一起通过喷嘴，气化剂高速喷出与煤浆并流混合雾化，在气化炉内进行火焰型非催化部分氧化反应的工艺过程，即煤的气化技术。

目前应用最广泛的气化炉主要有美国德士古发展公司开发的水煤浆加压气炉(原Texaco，现GE)和中国自主开发的多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉(以下简称OMB加压气化炉)。

OMB加压气化炉以其独特的技术优势已得到国内外煤化工企业的广泛认可。

无论是GE还是OMB加压气化炉，在燃烧室向火面部位均采用铬铝锆砖(俗称高铬砖)，目前内衬耐火材料的使用寿命仍是影响气化炉长周期稳定运行的主要因素之一

一、OMB加压气化炉的工作环境以及对耐火材料的要求

水煤浆加压气化炉的工况条件极为苛刻，燃烧反应室为强还原性气氛，同时遭受酸性熔渣的侵蚀和高速流体的冲刷，且气化炉内的温度场及流场是不均匀、不稳定、甚至不连续的。

要求高温(1250～1550℃) ，高压 ( 2～8.5MP a )，强还原气氛和液态酸性排渣，伴随着固体、液体、气体的高速冲刷且在开停车时有较大的温度和压力波动等。

所有这些都对气化炉用耐火材料特别是向火面耐火砖提出了严格的要求

1.必须有良好的的抗熔渣侵蚀性、抗渗透性以及抗震性能

2.较好的高温体积稳定性能以抵抗温度和压力的波动

3.较高的热态强度以抵抗熔融煤渣的冲刷和磨损

二、OMB加压气化炉加压气化炉耐火材料的结构

气化炉燃烧室内衬耐火材料共分为拱顶、筒体、锥底和渣口四部分(图1所示)。

1.拱顶——拱顶部分三层，从里到外分别为向火面砖、铬刚玉浇注料、可压缩料(主要做膨胀用)。

拱顶部位是受冲刷最为严重的部位，结构为半球形，每一块砖各有纵横两道嵌槽，砌筑成环状后与上下左右各砖形成一个整体的合力，确保证了其稳固。

拱顶有一道膨胀缝。

2.筒体——筒体部分三层，从里到外分别为向火面砖、背衬砖、隔热砖，隔热砖与炉壁之填充有20mm的岩棉，用作保温隔热，同时还为耐火砖径向膨胀提供了空间。

筒体为圆柱形，共有两道膨胀缝

3.锥底——锥底部分两层，分别为向火面砖、铬刚玉浇注料，锥底为圆锥形。

4.渣口——渣口部分三层，分别为向火面砖、背衬砖及铬刚玉浇注料，渣口为圆柱形。

所有耐火砖从里向外弧长逐步增大，每层砌筑完成后在圆周方向就会形成一个整体。

三、OMB加压气化炉耐火材料的选择

1.向火面砖

由于向火面直接与煤溶渣接触，是气化炉用耐火材料最苛刻的部位，所以向火面砖选用90铬铝锆砖(俗称高铬砖，主要性能参数见表1)。

铬铝锆砖所用原料为Cr2O3含量大于99[wiki]%[/wiki]的Cr2O3电熔合成料(体积密度大于5.1g/cm3)，同时添加有超细粉，经混碾、成型后在高温梭式窑中烧成。

该产品具有体积密度大(大于4.25g/cm3)、气孔率低(小于16%)、常温耐压大(大于120MPa)、氧化铁和氧化硅等杂质含量少的优点、同时具有很好的热态稳定性能，抗高温蠕变性能等。

这些满足了气化炉向火面用耐火材料的要求，所以90铬铝锆砖是目前气化炉向火面耐材的最佳选择。

2.背衬砖

背衬砖位于向火面砖背后，对气化炉耐火材料整体起至关重要的力学支撑作用，并且能够经受高温下[wiki]腐蚀[/wiki]性气体的侵蚀。

12铬刚玉砖(主要性能参数见表2)常温强度很高(大于120MPa)，并且高纯刚玉中添加12%以上的氧化铬更增加了该制品抗腐蚀性气体侵蚀性能。

3.隔热砖

隔热砖位于支撑砖之后，对气化炉起保温作用，使热损失降低，使外壁温度保持在设定值，是一种很好的节能材料氧化铝空心球砖除了导热率低(0.8W/mk/1000℃)外，常温、高温强度是轻质耐材中最好的，并且杂质含量极低，具有很好的抗腐蚀性气体的侵蚀能力和缓冲热应力能力。

是目前轻质保温耐火材料中最佳材料。

4.可压缩层

可压缩料具有容重小、导热率低的特点，具有很好的保温绝热性能，同时又具有一定的强度，能够有效缓冲高温下里层耐火材料的径向膨胀，而且施工十分方便。

5.耐火浇注料(铬刚玉浇注料、氧化铝空心球浇注料)

铬刚玉浇注料用于球顶及锥底，浇注料和砖相比具有以下优点：无灰缝，即整体性好。

施工方便，特别是复杂结构的施工，方便快捷、省工、省时、省力。

浇注料的抗气体侵蚀性强，同时由于体积密度大于2.95g/cm3，使浇注料具有很好的气密性。

氧化铝空心球浇注料具有保温节能、施工方便等优点，适合气化炉局部使用。

四、OMB加压气化炉炉衬损蚀机理和烧蚀模式

1.损蚀机理

气化炉耐火材料的损蚀主要表现在向火面铬铝锆砖的减薄，通过对实验室工作及使用后铬铝锆砖的残砖分析可知，其损蚀方式通常有两种，分别为侵蚀与剥落。

侵蚀表现向火面处耐火材料逐渐向渣中溶解，或由于向火面处耐火材料的结合相被溶解后，向火面砖表层颗粒随渣脱落，侵蚀是连续且缓慢的。

剥落主要发生在一些特殊阶段，是向火面处耐火材料大块地脱落到流动的液渣中，主要由于炉温急剧波动和压力骤然升降对于耐火材料热震稳定性造成了损害。

气化炉的实际运行中，还存在其他的侵蚀机理

各种氧化物在煤渣中的渗透及溶解情况如图2、3、4所示

通过比较发现SiO2容易向高铬耐火材料内部深度渗透但不发生反应。

然而，FeO不能向高铬耐火材料内部深度渗透，只是在临近的界面处发生反应生成Fe(Cr，Al)2O4尖晶石。

CaO的渗透与反应介于以上两种氧化物之间。

2.烧蚀模式

由于气化炉内的温度场及流场是一个不均匀、不稳定、甚至不连续的温度场。

产生局部高温的原因也较多，因此，很容易使Cr2O3 -Al2O3-ZrO 耐火砖表面受高温作用而烧蚀损伤，甚至产生局部过烧熔化。

在正常情况下，这个烧蚀损伤过程是缓慢进行的，只有在极端异常的炉内高温和反应工况，烧蚀过程才会明显加速。

根据观察分析，耐火砖的烧蚀可分为高温熔化型烧蚀和高温氧化还原性烧蚀

气化炉耐火砖的高温熔化型烧蚀主要发生在富氧区、火焰舔烧区和气化炉过氧工况。

这三个区域/工况都属于气化炉内的局部高温区。

耐火砖的主要成分是Cr2O3、ZrO和Al2O3，经高温烧制而成。

在炉内正常温度条件下，它们具有良好的机械稳定性，而且通常在运行中，耐火砖表面都覆盖着熔化的炉渣，因此，炉内高温气流不会与耐火砖表面直接接触。

但在局部富氧区和高温气流直接舔烧耐火砖表面的区域，耐火砖表面组织软化和强度下降，耐磨损冲刷性能和组织结合性能下降，部分结合相被直接烧损。

耐火砖烧蚀的速率受到多方面因素的影响，诸如气化炉工况，包括氧煤比、烧嘴性能、渣口压差、原料煤的灰分含量、灰渣组成特性、拱顶砖的型状和气化炉的负荷等，同时，耐火砖中存在的低熔点杂质也会加速耐火砖的熔化烧蚀速度。

五、延长OMB加压气化炉耐火材料寿命的`措施和注意事项

OMB加压气化炉耐火材料是保证气化炉长周期稳定运行的关键。

如何延长和保证耐火材料，特别是向火面铬铝锆砖的使用寿命，是操作管理气化炉的一项重要任务。

1.提高向火面砖的Cr2O3含量，提高其抗侵蚀能力(图5所示)。

2.利用相变增韧技术改善耐火材料的热震稳定性

由于气化炉在操作过程中，会由于这样那样的原因引起气化炉温度的波动，要求耐火材料具有高的抗热冲击能力，即具有高的热震稳定性。

利用ZrO2相变增韧原理，即通过四方ZrO2与单斜ZrO2之间的晶相转变并伴随有3～5%的体积效应，在ZrO2颗粒周围形成许多微裂纹，微裂纹可以缓冲由于温度变化在制品内部产生的热应力，提高制品的抗热冲击能力，改善制品的热震稳定性

3.严格控制耐火砖的砌筑质量

高质量的耐火砖砌筑对耐火砖的长周期运行起着极为关键的作用，控制砌筑质量主要做好以下几点

3.1确保向火面铬铝锆砖的各项性能指标满足技术要求，同时尺寸偏差符合要求，尽可能多的出现正偏差，这样虽然砌筑难度大点，但能够保证较小的灰缝。

3.2在耐火砖的砌筑过程中，必须保证壁面垂直偏差，拱顶耐火砖内径偏差(以壳体中心线为参考)，拱顶、筒体及渣口同一截面内径偏差等符合要求。

烧嘴砖为整台气化炉内衬重点部位，要求四个喷嘴的中心线必须保证在炉体中心线处相交，偏差不大于±2mm。

炉衬的垂直度公差为±3mm/3m，总高度上误差不超过±6mm。

为了保证耐火砖的砌筑质量，要求筒体部分每天砌砖层数不超过五层，拱顶每天砌砖层数不超过两层。

所有灰缝必须饱满

3.3通过计算，预留出合适的膨胀缝。

既要防止膨胀缝间隙过小导致耐火砖在径向膨胀后的相互挤压，也要防止膨胀缝间隙过大引起的局部窜气超温

4.合理的升温

严格按烘炉曲线升温。

耐火砖的砌筑与烘炉是保证炉体成为一个整体，是延长使用寿命的一个重要环节

5.优化操作

5.1操作温度对耐火材料蚀损的影响非常关键。

运行过程中要严格控制操作温度。

一般选择操作温度比煤灰熔点FT温度高50-80℃。

温度过高则对耐火砖产生强烈损坏

5.2通过煤种的选择掺烧，控制熔渣的成分，在保证灰熔点的基础上，严格控制炉煤Ca，Fe，Mg的含量，降低熔渣的侵蚀性

5.3稳定各项工艺指标，延长气化炉的运行周期，防止炉温急剧波动和压力骤然升降，减少耐火材料由于热震稳定性造成的损害

6.紧急情况的处理

出现异常情况如开停车过程中的升降压、跳车等，要恰当处理，若处理不恰当如压力、温度波动较大，会对炉衬造成一定损害

六、结束语

OMB加压气化技术已日趋成熟，随着对耐火材料认识的提高，以及操作人员操作水平的大幅度提高和经验的不断积累，使得耐火材料的使用寿命明显加长。

目前，气化炉拱顶耐火砖使用寿命已突破10000h，耐火砖的损蚀速率明显降低，为气化系统的长周期、安全、稳定、效益运行打下了坚实的基础。

但在气化炉耐火砖使用寿命方面还有较大延长的空间，这就需要我们更加艰苦的努力才能有所突破。

参考文献

[1]徐民，胡金平，朱健，李宏范新型水煤浆加压气化炉耐火材料的应用石油与化工设备2010，(08).

[2]曹忠信. 水煤浆加压气化炉耐火衬里延长使用寿命探讨化工设计通讯， 2011， (01).

[3] 陈延进， 檀冰. 提高转炉耐火砖寿命的实践[J]. 有色金属(冶炼部分)， 2007， (02).

[4] 廖胡，郭庆华，梁钦锋，张健，廖敏，于广锁. 多喷嘴对置式气化炉中飞灰性质[J]. 化工学报， 2009， (11) .

[5] 刘进波， 杨军红， 张健. 多喷嘴对置式煤气化炉耐火砖的应用小结[J]. 中氮肥， 2009， (06).

[6] 胡金平多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉耐火材料的局部更换山东化工，2011，(09).

不是芯烧没了，而是通气孔被堵了。

也可能是煤气灶的煤芯坏了，你需要全面检查一下。是堵塞或者漏气的原因，当然也可能是劣质燃气的原因。

煤气灶炉芯要更换的话去厨具市场才有的当然一般的五金店都会有，拆卸于安装都很简单，进气口那里有弹簧的，按下去自动锁紧。

原煤20%、炉渣30%、粘土35%、水15%

煤球制作配方是原煤20%、炉渣30%、粘土35%、水15%，需要利用煤球机进行制作。如果没有的话需要找到煤渣和上水少许的黄土，拿产子产匀称，晾晒后就可以使用。

另外粉煤灰球磨机由于处理物料的特殊性，所以衬板材质的选择尽量不要选择高锰钢、合金钢等材质的衬板，目的是不让研磨过程中衬板磨损掉落的铁屑混入到物料当中。

扩展资料：

粉煤灰球磨机的衬板最好选择橡胶衬板，或是陶瓷、硅石等材质的衬板，能够有效避免铁屑混入的现象发生。粉煤灰球磨机可分为干式粉煤灰球磨机和湿式粉煤灰球磨机两种。

选择哪一种需要根据后续产品的用途来区分，当制备产品为铁粉时，需要用干式粉煤灰球磨机。后续需要进一步的进行磁选、浮选等工艺则可以选用湿式粉煤灰球磨机，选别之后再进行脱水处理。

除此之外大型粉煤灰球磨机型号包括筒体直径为3.2米、3.6米、4米和4.5米四种，每一个筒体直径又根据筒体的长度分为不同的型号，因此在选购时要注意。

原因：1、可能是没有经常打开炉门，使内部温度提不上去，煤块无法燃烧起火。2、煤块的质量不行，价格影响了质量的好坏。3、放置的位置不对。应该放置在逆风口，这样不但能使煤炭能更好的充分燃烧，还能防止风力过大吹灭炉火，等等。

烧无烟煤不旺的原因

无烟煤质量不好。导致无烟煤的热量不够，同时固定碳低，挥发份低使得无烟煤烧不旺。

炉子问题。无烟块用普通炉子不好烧燃，烧无烟煤的炉子要有炉胆，而且要烧小一点的块，等火上来后用鼓风机对着吹即可。

底火一定要大，而且能够持续时间比较长，才能尽快提高无烟煤的温度，利于其尽快引燃并且稳定的燃烧。