Texaco kulforgasningsovne er forgasningsovne, der er meget udbredt i husholdningsgødningsanlæg. Denne artikel analyserer brugen og erosion afildfaste mursteni Texacos kulforgasningsovne og foreslår tilsvarende forbedringstiltag.
01: Analyse af erosion af ildfaste ildsten
1.1 Erosion
Hovedkomponenten i ildfaste brandsten er korund. Rester af olie vil producere en række kemiske reaktioner i højtemperaturkulforgasningsovnen, hvilket producerer højtemperatursmelter. Indtrængning af smelten vil få materialet i de ildfaste mursten til at ændre sig, hvilket resulterer i erosion af ildfaste ildfaste mursten. Erosionen af olie skyldes hovedsageligt komponenterne i olieresten, såsom SiO2, CaO, NiO, V2O5, Fe2O3, P2O5 og andre stoffer, som reagerer kemisk med korunden i de ildfaste mursten til dannelse af højtemperatur slagger. Disse slagger trænger ind i murstenenes porer gennem virkningen af penetration, hvilket forårsager en betydelig ændring i strukturen af de ildfaste mursten og forårsager ændringer i deres fysiske egenskaber. De forringede brandstens evne til at modstå høje temperaturer og luftstrømserosion er væsentligt reduceret, og infiltrationen af urenheder i den resterende olie gør temperaturen på det eutektiske punkt af brandstenene lav. Under påvirkning af højhastighedsluftstrøm kommer det smeltede materiale på murstenens overflade ind i højtemperatursmelten af den resterende olie. Derudover vil indtrængning af højtemperaturslagge forårsage strukturelle ændringer i murstenslegemet. På grund af påvirkningen af stress vil der opstå revner og langsomt udvide sig, og selv blokke kan falde af.
1.2 Slaggepenetration
Fordampningen af resterende olie vil også forårsage erosion af ildfaste mursten på anden måde. Under høje temperaturforhold vil slaggen trænge ind i det indre af murstenslegemet langs murstenslegemets åbne porekanal, og der vil opstå en højtemperaturkemisk reaktion, der producerer nyt mineralcalciumaluminat, som vil forårsage en betydelig ændring i struktur af brandsten og forårsage forringelse. Under høje temperaturforhold er de termiske ekspansionskoefficienter for calciumaluminatet produceret af reaktionen og korundet af det forringede murstenlegeme ret forskellige, og ekspansionsafstanden er helt anderledes, hvilket forårsager revner i murstenslegemet. Revnerne vil gradvist udvide sig over tid og til sidst føre til, at store stykker falder af, og de ildfaste ildsten vil blive alvorligt beskadiget. Derudover har slaggens indtrængningsdybde en stor sammenhæng med det termiske miljø. For eksempel, jo større tryk, jo dybere indtrængningsdybde.
1.3 Stressens rolle
Der er to hovedtyper af spændinger, der får brandsten til at korrodere, den ene er termisk spænding og den anden er strukturel spænding. Kulforgasseren lukkes ned til inspektion mange gange hvert år. Det vil sige, at temperaturudsvingene forårsaget af nedlukningen vil forårsage termisk spænding i de svage led i det ildfaste ildstensmateriale. Hvis nedlukningen er for hyppig, forkortes ildstenens levetid. Termisk spænding vil blive overført i retning af temperaturreduktion, når slaggen trænger ind, og danner forskellige organisatoriske strukturer ved krydset af hver sektion, hvilket forårsager revner i murstenslegemet og danner murstenslegemekorrosion over tid.
Strukturel stress er også relateret til temperatur. Det er en kraft, der genereres af selve strukturen under høj temperatur. I den senere fase af brugen af gasovnen synker de ildfaste brandsten ofte. Forekomsten af dette synkende fænomen er relateret til materialet af korund, men det vigtigste er relateret til højtemperaturbestandigheden af det ydre materiale af de ildfaste ildsten. Hvis vi antager, at den bløde temperatur af korundsten er over 1700 grader, er det umuligt at få brandstenen til at synke efter 3 timer ved 1600 grader, bortset fra ændringsraten på 0,2 %. Derfor er hovedårsagen, at det ydre materiale synker under påvirkning af strukturel spænding.
02: Forlæng levetiden på brandsten
2.1 Kontrol af kulkvaliteten
I analysen af ildfaste murstensskader kan det konstateres, at olierester er hovedårsagen til brandstensskader, så brugen af kulkvalitet skal overvejes. En række lavt askesmeltepunkt, lavt askeindhold og højaktivitetskul kan bruges med ny kulblandingsteknologi, som effektivt kan reducere askesmeltetemperaturen. Jo lavere askeindhold efter kulblanding, jo bedre, og det kan højst kontrolleres med 15%. Selvfølgelig skal valget af kulblanding også afsluttes med omfattende økonomiske fordele. I gasovne er kulblanding en metode til at reducere askeindholdet. Derudover kan askeindholdet reduceres ved at tilsætte rent kul. Tilsætningen af forskellige proportioner kan justeres passende i henhold til påvisningen af ovnaskesammensætning, hvilket effektivt reducerer smeltepunktet for ovnaskeslagge og reducerer skaden på ildfaste mursten.
2.2 Forskning i nye teknologier
Ud fra forudsætningen om at sikre forgasserens sikkerhed kan forskning i nye teknologier effektivt reducere korrosionen af ildfaste mursten. For eksempel bruges ny overførselsteknologi til højtemperaturtermoelementer for at forlænge højtemperaturtermoelementers levetid. Mindre tilsætning af kalksten kan reducere CaO-indholdet i olierester. Automatisk styringsteknologi bruges til at optimere forholdet mellem ilt og kul. Nye brændere er udviklet for at forbedre forgasserens driftsbetingelser. Nye teknologier kan udvikles fra disse udgangspunkter for at reducere korrosion af ildfaste ildsten.
For at reducere korrosionen af ildfaste brandsten i forgasseren kan nye teknologier udvikles ud fra slaggeresistensperspektivet. Den passende forgasningstemperatur kan vælges, således at overfladen af de ildfaste ildsten altid bevarer fast slagge. Disse faste slagger kan godt adskille den strømmende slagge fra murstenslegemet, hvorved muligheden for erosion og skuring reduceres og brandmurstens korrosionsbestandighed forbedres.
