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转化炉用耐火材料及施工介绍

作者:寰洋实业 来源:河南寰洋实业耐材 日期:2019-03-13 16:45 人气:

  转化炉是合成氨厂的关键设备之一。随着生产的大型化,一段的结构更趋复杂,炉管增加到数百裉,操作条件要求严格,管壁平均温度在900-950℃,操作压力高达3.9MPa(40kgf/Cm2。)在生产中控制好工艺特性,是正常生产的必要条件。
 

  
 

  转化炉耐火材料炉衬施工应具备的条件主要有以下六个关键点:

  

  (1) 转化管、炉顶钢结构安装工程及炉壳钢板安装、焊接和调整完毕,并验收合格。

  

  (2) 屋面防水措施落实。

  

  (3) 锚固钉、锚固座,托砖板尺寸、位置、材质及焊接质量检査验收合格.托砖板的平整度符合要求。

  

  (4) 拉砖钩尺寸、材质合格。

  

  (5)  与耐火浇注料、耐火纤维接触的炉壁应除锈,除锈方法可采用人工、动力和喷砂,除锈质量标准以炉壁金属内表面无可见的油污、疏松氧化皮及其他附养物清理干净为合格,并按设计要求涂刷防腐涂料。

  

  (6) 为防止炉衬施丁时转化管、上升管等炉内管线受到污染应对其进行包裏防护。

  

  严格控制工艺性能

  

  一段转化炉的工艺性能如下:

  

  (1) 操作温度,对吸热反应,提高温度,加快反应,要求降低出口气中的二氧化碳(CO2)及甲烷(CH4)由此操作时入口温度为510℃,出口温度823℃左右,管壁最高温度为899℃。

  

  (2) 操作压力,反应后体积增大,低压有利于反应,操作压力维持在2.94-3.43Mpa(30-35kgf/cm2)

  

  (3) 水碳比,维持在3. 5 : 1左右。

  

  (4) 空速,主要受触媒活性及转化管平均传热强度限制,空速取1800Nm3原料气/ (m3触媒·h)。

  

  (5) 转化炉平均传热强度,提高转化管平均传热强度是强化一段炉的主要手段,但受转化管材质、炉型结构及触媒性能的限制,本台炉子取平均热强度为55731kW/m2 47920kcai/ (m2·h)。

  

  一段转化炉

  一段转化炉—段转化炉是大型合成氮生产装置中的关键设备之一。它在生产工艺过程中的主要作用是:将原料气(天然气或油田气及轻油)中的主要成分CH4和其他饱和烃在高温高压下借助触煤的作用与水蒸汽起反应转化为H2及CO2。目前我国年产30万吨的大型合成氨生产装置的一段转化炉,其炉型有顶部烧嘴方箱炉和侧壁烧嘴双室炉两种,这两种炉虽然在工艺流程上有所不同,但在原料气的制取方法基本相同。一段转化炉主要由辐射段、过渡段、对流段和辅助锅炉组成。在辐射段与对流段之间有烟道连接,炉体全部由钢结构承重。根据炉子的工作条件,一般都用粘土砖和轻质耐火浇注料作为炉墙内衬。

  

  二段转化炉

  二段转化炉二段转化炉是大型合成氨生产装置中的重要设备。其生产工艺过程是原料气经过一段转化炉转化后残余的转化气(CH4含量10%左右)由输气总管沿切线方向进入二段转化炉上部筒体,同时加入一定量的空气,使转化反应在较高温度(1238℃)下进行,再通过镍铬触煤层,经球拱顶从下部出口管进入余热锅炉,从而制得符合合成氨要求的氧气和氮气。筒体内衬为纯铝酸钙水泥重质耐火浇注料,厚度267-305mm;颈部和连接管的内衬为氧化铝空心球轻质耐火浇注料;底部球拱顶由异型低硅刚玉耐火砖砌筑,用作支承触煤用,触煤层的上部有一层低硅刚玉六角砖,作为触煤保护层。

  

  转化炉和裂解炉耐火材料施工的一般规定

  

  与炉衬接触的钢结构及设备的金属表面应清除浮锈和油污。除锈质量应符合设计规定,当设计无规定时,应符合现行国家标准《涂覆涂料前钢材表面处理表面清洁度的目视评定》GB/T8923中Sa2或St2级的规定。

  

  炉墙隔热板应在炉内试铺,并应根据试铺时刻印在隔热板上的锚固件位置,宜采用电钻钻出锚固件的安装孔槽。隔热板外形需要加工时,应在板上放样画线,并应使用专用工具切割。厚度方向的最大切削厚度不应超过5mm。

  

  炉墙隔热耐火砖应湿砌。砖与隔热板之间应紧贴,不得填充耐火泥浆。

  

  燃烧器耐火砖砌体的中心线应与金属燃烧器的中心线重合,其允许偏差应为0?3mm。砌筑前耐火砖应预砌筑、编号。炉底燃烧器耐火砖砌体外侧与炉底耐火浇注料、耐火砖之间应填充耐火陶瓷纤维毯。

  

  与隔热耐火浇注料接触的隔热板、隔热耐火砖、耐火陶瓷纤维制品的表面应刷一层沥青或采取其他防水措施。

  

  隔热耐火浇注料拆模后,应进行外观检查。其裂缝宽度小于3mm时,可不进行修补;3mm以上的裂缝,但不脱落或剥离时,可用耐火陶瓷纤维毯填充;当隔热耐火浇注料有脱落或有10mm以上的裂缝时,应用相应材质的不定形耐火材料修补。修补时,应将裂缝处的隔热耐火浇注料凿至炉墙结合面或隔热层,形成倒梯形,露出的锚固件的数量不应少于2个。

  

  对已安装好的炉管应采取保护措施,不得损坏和沾污。炉衬施工应在具备条件、确认合格并办理工序交接证明书后进行。

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