Футеровка камери згоряння газифікатора складається з чотирьох шарів вогнетривких матеріалів: високо-хромистої цегли, хром-корундової цегли, ізоляційної цегли та волокнистого покриття (матеріал, що стискається). Їх функції такі:
Цегла з високим вмістом -хрому – це цегла Cr90 (Cr₂O₃); це цегла високої -щільності, яка захищає ізоляційні вогнетривкі матеріали від шлакової корозії, дії водню та пошкодження полум’ям.
Підтримуючий шар футерування газифікатора використовує матеріали з високою-щільністю, низьким-хромом, -глиноземом (Cr₂O₃ і Al₂O₃)-зокрема, хромо-корундову цеглу.
Їх основна функція полягає в тому, щоб підтримувати купольні цегли, що значно зменшує вагу газифікатора.
Ізоляційна цегла (ізоляційний шар) — це глиноземна порожниста -сферична цегла (з низьким вмістом заліза); вони ефективно знижують температуру металевої оболонки та підвищують стійкість до корозії вуглекислим газом.
Матеріал волокнистого покриття (матеріал, що стискається) — це ізоляційний матеріал, виготовлений із рублених вогнетривких волокон (у деяких конструкціях також використовується покриття з керамічного волокна товщиною 25 мм).
Коли вогнетривка цегла розширюється під дією тепла, цей матеріал стискається, забезпечуючи тим самим теплоізоляційний захист оболонки.
Аналіз причин корозії та зносу високо-хромистої цегли в газифікаторах
Високо{0}}температурна ерозія
Температура плавлення та в’язкість-температурні характеристики вугільної золи визначають робочу температуру газифікатора вугільної-водяної пульпи.
Основними реакціями за участю вугільно-{0}}водяної суспензії в газифікаторі є крекінг і окислення.
У нормальних умовах експлуатації температура підтримується приблизно на рівні 1350 градусів. Робоча температура істотно впливає на термін службивисоко{0}}хромована цегла.
Більш високі робочі температури призводять до зниження в'язкості вугільної золи та покращення текучості; це призводить до більшої ерозії та проникнення високо{0}}хромистої цегли, вищої швидкості ерозії та меншого терміну служби.
Наприклад, на установці газифікації вугільної-водяної суспензії певного вугільно-хімічного підприємства співвідношення кисню-до-вугілля контролюється між 480 і 500 м³/м³ за нормальних робочих умов, а вміст метану в необробленому синтез-газі на виході з газифікатора коливається від 1500 до 1800 частин на мільйон.
Нестабільна якість сирого вугілля-, яка характеризується вмістом золи до 16,6% і температурою плавлення золи 1480 градусів -спричинила одночасне засмічення шлаком у п’яти діючих газифікаторах.
Серйозне блокування порту викиду шлаку зрештою призвело до зупинки газифікаторів №. 2, №. 3 і №. 4.. Технічні перевірки виявили сильну корозію та інфільтрацію високо-хромованої цегли в газифікаторах; Зокрема, цегла в портах вивантаження шлаку вимагала заміни після менш ніж 2000 годин експлуатації.
Через труднощі, пов’язані із заміною високо-хромованої цегли, неможливо було підтримувати всі п’ять газифікаторів у робочому стані. Протягом 15 днів могли працювати лише чотири газифікатори, не залишаючи резервних одиниць.
Порівняння ключових параметрів процесу за нормальних і ненормальних робочих умов показало, що висока{0}}температурна робота-зумовлена непостійною якістю сирого вугілля-суттєво вплинула на термін служби вогнетривкої цегли.
Після 35 днів роботи при температурах, що на 100 градусів перевищували нормальний рівень, швидкість ерозії високо-хромованої цегли помітно зросла, скоротивши термін служби вогнетривкого матеріалу на 2000–5000 годин.