炭黑反應爐的耐火材料選材, 對於炭黑生產線效能的正常發揮是非常重要的。 為了使炭黑反應爐爐襯選用耐火材料更為科學。 耐火材料應從抵抗高溫氣流沖蝕的能力, 抵抗炭黑粒子化學侵蝕的你能力和抵抗爐氣雜質化學侵蝕的能力三方面入手選擇合適的耐火材料。
炭黑反應爐多以重油為燃料, 乙烯焦油等碳氫化合物為原料, 在生產炭黑過程中於反應爐內進行比較複雜的燃料燃燒, 碳氫原料的熱分解, 冷卻炭黑的噴霧水作用, 以及燃料和原料熱分解產物與內襯耐火材料組份的物理化學反應等多種過程。
燃料的高溫燃燒氣體和原料以每秒幾十米甚至300多米的速度從燃燒室通過喉管進入反應室進行反應, 反應產物又在冷卻段用化學純水噴霧冷卻, 將含碳高溫混合氣體冷卻到700~800℃。 因此, 炭黑反應爐內襯在使用過程主要受反應產物H2 、C、CO和灰分的化學侵蝕。 所以對內襯耐火材料要求具有如下的特性:(1)高的耐火度, 在更高溫度下不軟化, 不變形:(2)優良的高溫體積穩定性和還原氣氛下的穩定性(3)較強的抗熔灰侵蝕性(4)高的高溫強度以抵抗高速氣流的衝刺(5)良好的抗熱震性。
目前,
表1分別列出了當前炭黑反應爐不同部位內襯材料的選擇、使用壽命和材料性能。
1:剛玉莫來石製品
剛玉莫來石製品是以白剛玉做顆粒、氧化鋁、粘土等共磨粉為基質, 在高溫燒成時原位合成莫來石方法制得的。 這種製品用於炭黑反應爐內襯, 最高工作溫度達1700℃, 使用壽命達48個月以上。 但該產品在還原氣氛中存在著被反應物H2 、C、CO等還原劑還原的問題, C或H2等在高溫下都會分解莫來石生成剛玉和SiO, SiO或者隨工藝氣體逸出, 或者進一步還原成Si, 並在製品中形成玻璃相, 造成材料結構疏鬆或玻璃相化。 在強化化工過程和提高碳氫原料在高速氣流中熱分解溫度的條件下, 剛玉莫來石製品就不能適應反應爐內襯所需的綜合作用。
2:剛玉製品
採用剛玉製品作為內襯材料, 在高溫和高速流體作用下, 在還原氣氛中比剛玉莫來石內襯具有更優的抗侵蝕性和使用壽命。 剛與材料在H2作用下, 材料中少量的β-AL2O3由於Na2O被還原而轉變為α-AL2O3,發生剛玉晶體的再結晶作用而長大, 從而提高製品的熱態強度, 而其他高溫性能則變化不大, 所以高純剛玉製品適宜在1800~1850℃還原氣氛中長期使用。
鉻剛玉磚
3:鉻剛玉製品
AL2O3-Cr2O3系耐火材料是隨高新技術發展而發展起來的一種優質新型耐火材料,適用於工作溫度約2000℃的炭黑反應爐襯或其它超高溫熱工裝置襯裡,這種材料是以AL2O3和Cr2O3為原料經高溫合成而成,它比純剛玉製品有更優的高溫力學性能和抗渣蝕性。AL2O3和Cr2O3在高溫下形成固溶體,液相出現溫度隨Cr2O3含量的增高而不斷提高。因此,在AL2O3中添加Cr2O3只能改善純剛玉製品的高溫力學性能,而不會產生不良的影響。採用AL2O3—Cr2O3系或在AL2O3-Cr2O3系中加入少量ZrO2材料作反應內襯,可以改善體系的熱震穩定性和抗化學侵蝕性,提高爐襯材料的使壽命。此類材料在炭黑反應爐喉管和反應段使用壽命可達18個月以上。
綜上所述,我公司鄭州駒達耐火材料有限公司www.zzjdnc.com根據炭黑反應爐的使用條件(工作溫度、工作壓力、氣流速度,氣氛、急冷狀況等),用於內襯最有前途的耐火材料應該是具有高耐火度,高溫力學性能優,抗渣蝕性和抗熱震性好,高溫熱力學穩定的材料,以氧化鋯、AL2O3—Cr2O3、剛玉系材料為優Sio2 、Mgo 、CaO型材料不宜使用。
鉻剛玉磚
3:鉻剛玉製品
AL2O3-Cr2O3系耐火材料是隨高新技術發展而發展起來的一種優質新型耐火材料,適用於工作溫度約2000℃的炭黑反應爐襯或其它超高溫熱工裝置襯裡,這種材料是以AL2O3和Cr2O3為原料經高溫合成而成,它比純剛玉製品有更優的高溫力學性能和抗渣蝕性。AL2O3和Cr2O3在高溫下形成固溶體,液相出現溫度隨Cr2O3含量的增高而不斷提高。因此,在AL2O3中添加Cr2O3只能改善純剛玉製品的高溫力學性能,而不會產生不良的影響。採用AL2O3—Cr2O3系或在AL2O3-Cr2O3系中加入少量ZrO2材料作反應內襯,可以改善體系的熱震穩定性和抗化學侵蝕性,提高爐襯材料的使壽命。此類材料在炭黑反應爐喉管和反應段使用壽命可達18個月以上。
綜上所述,我公司鄭州駒達耐火材料有限公司www.zzjdnc.com根據炭黑反應爐的使用條件(工作溫度、工作壓力、氣流速度,氣氛、急冷狀況等),用於內襯最有前途的耐火材料應該是具有高耐火度,高溫力學性能優,抗渣蝕性和抗熱震性好,高溫熱力學穩定的材料,以氧化鋯、AL2O3—Cr2O3、剛玉系材料為優Sio2 、Mgo 、CaO型材料不宜使用。