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                合成氨裝置爐襯用耐火磚

                發布時間:2021/04/12 行業新聞 標簽:耐火磚瀏覽次數:126

                化工工業爐的種類繁多,使用條件十分苛刻,有在高溫常壓下工作的,也有在高溫高壓下工作的,同時還有與工藝氣體直接接觸的。特別是存在高溫高用下,與工藝氣體直接接觸的化工爐,其耐火磚爐襯損毀更快。因為工藝氣體中含有H2、CO、CH4等成分,其在一定條件下它們能與襯里耐火磚發生反應,從而降低其使用壽命。例如,在926℃時,H2與SiO2反應生成H2O和SiO2,后者呈氣態揮發而損毀襯里;當溫度在700℃以上時,SiO2又與O2發生反應,生成SiO2而堵寒沒備管道。在這種情況下,爐襯材質必須選用低硅高純剛玉磚或剛玉質耐火澆注料。這就是說,化工工業爐不但需要普通耐火磚,而且需要要高級或堿性耐火磚,才能滿足生產工藝的要求。下面河南耐火磚介紹下合成氨裝置爐襯用耐火磚。
                合成氨裝置是化工工業爐中的典型熱工設備,是生產化肥的重要裝置,各國普遍使用。
                合成氨裝置一般是由一段、二段轉化爐、變換爐廢熱鍋爐、蓄熱爐和燃燒爐等熱工設備組成的,一般系高壓操作,使用溫度范圍通常為400~1500℃。
                目前,合成氨裝置向大型化方向發展(日產能力達到100噸左右),普遍采用高溫高壓操作又有工藝氣體侵蝕,因此爐襯耐火磚的工作條件極力惡劣,選用的耐火磚必須具備下列條件:
                1)高溫下體積穩定性好;
                2)高溫商壓下,與工藝氣體如氫等不發生化學反應;
                3)透氣性宜低,而且當有氣體通過時不被潤濕;
                4)低硅低鐵等高純耐火磚。
                在合成氨裝置中,轉化爐是最重要的制氣熱工設備。轉化爐的種類較多,可分為一段、二段和間歇式等轉化爐,工作壓力為 20~40公斤/厘米2,又有觸媒和工藝氣體的磨損和侵蝕,使用溫度一般為800~1000℃,有的可達到1300~1400℃,局部部位為1500℃左右。
                ―段轉化爐-般為方箱式排管形的,其爐體是由輻射段、對流段和輔助鍋爐組成的。一段轉化爐的作用是采用蒸汽轉化法將天然氣和油田氣(即主要成分甲烷)變成氫和一氧化碳。在爐溫為822℃、壓力為31.6公斤/厘米2和水碳比為3.5的條件下,甲烷從上而下通過輻射段轉化管時,在觸媒鎳的作用下就能與蒸汽發生反應,并吸收大量的熱量。
                一段轉化爐輻射段的使用溫度約為1260℃,其襯里主要采用耐火磚砌筑。
                為了保證墻體的穩定,每隔-定距離安裝支撐板和拉磚鉤;爐頂系用異型耐火磚吊掛結構,并適當用礦渣棉保溫;爐底襯里構造與爐墻基本一樣,但不設支撐板和拉磚鉤。
                一段轉化爐對流段和輔助鍋爐的使用溫度分別為1093℃和 1427℃,其襯里主要采用陶粒姪石耐火澆注料和輕質耐火磚混合使用。前者的體積配合比為高鋁水泥:陶粒:姪石= 1:2:4,后者的體積密度約為0.74克/厘米3。
                二段轉化爐是合成氨裝置中的關鍵設備,其作用是繼續轉化由一段爐送來的轉化氣,同時鼓進空氣以滿足合成氨所泥要的氮氣。
                二段轉化爐是一個橄欖形的高溫高壓的熱工容器,如圖9-8所示。該爐上部為氣體分配筒,使用溫度一般為1400℃左右,有時達1500℃以上;下部系裝有人作觸媒劑的觸媒催化區,也稱作觸媒床或反應段。如果爐子較大時,觸媒床必須架空。當采用異型耐火磚砌筑時,一般做成半圓形拱,并留設若干個孔,便于氣體流通;當采用耐火澆注料澆灌時,可做成任何形狀的,同時留設通氣孔。
                在裝觸媒劑之前,為了防止觸媒漏掉,應裝入剛玉球,先裝該直徑50.8亳米的,再裝直徑25.4亳米的。當兩層剛玉球裝完后,即可裝觸媒劑;為了避免燃燒段的高溫氣流對觸媒床上表面的觸媒進行沖擊,裝完觸媒后,再鋪蓋一層剛玉球,或者用厚度為50.8毫米的剛玉磚遮蓋。剛玉磚上設有直徑10毫米的小孔若干個,以便氣體流通。這些剛玉磚都是低硅低鐵的,否則易被還原性氣體侵蝕而損壞,堵塞工藝氣體的流通,影響生產。
                日本兩段轉化爐內襯系采用耐火澆注料澆灌的,先澆一層80毫米厚的輕質耐火磚,養護到期后再澆一層130毫米厚的耐火澆注料,最后澆灌剛玉質耐火澆注料A作工作層。為了使爐襯與先體連接牢固,普遍采用V型或Γ型金屬錨固釘作固定件,但頂端應遠離爐襯工作面,以防燒壞。

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