大型焦炉煤气净化回收装置克劳斯炉、氨分解炉内衬材料(一)

长期专业从事各种工业炉窑耐火内衬的设计—供货—砌筑—维修、高温及超高温氨分解催化剂、硫回收催化剂的生产供应及服务工作；积累了30多年工业炉窑从设计到维修的全寿命经验；在业内具有良好的口碑。

所属分类

焦炉煤气净化回收克劳斯成套设备

关键字：耐火材料工业炉填料

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特点与功能

　　大型焦炉煤气净化回收AS流程，实际上是以氨为碱源的一种洗苯、洗氨、蒸氨、脱氨、脱酸、氨分解、硫回收的煤气净化工艺，其特点是工艺流程短，整个处理过程中不需添加任何化学物品，且排放无害，符合目前日益提高的环保要求。

　　自93年以来经鞍山焦耐院推荐，在国内全国产化第一家马钢焦化厂合作开发焦炉煤气净化A-S流程中的氨分解炉、克劳斯炉衬砖及砌筑安装取得了很大的成功。该炉衬材质品种达13种，规格有60多个。全国所有新上的这种炉型的内衬耐火砖均由我公司提供，并负责砌筑安装的炉子总计达74座，除石家庄焦化厂最先引进德国技术的两座同类型炉是由洛阳耐火材料研究院实验厂提供外，其余全部由我厂包工包料包砌筑安装，市场覆盖面达97%以上。

自1993年以来，在全国多座炉子相继建成并投入使用的过程中，我们针对炉子使用中出现的各种问题，汇同设计单位及业主不断地探讨并改进和提高，到目前为止技术已经相当成熟，今由我厂承建的炉子我们确保使用寿命达六年以上。

　　1998年后第二个使用周期开始时，我们对炉衬砖、测温热电偶插入孔砖、保温层砖、保温层材质等重新进行了改进设计，其中废热锅炉进口管板及换热管陶瓷保护管的设计上有独特之处，并在炉壳内壁增贴硅酸铝纤维毡，将炉墙耐火砖的膨胀量计算的非常准确，从根本上解决了以往插入热电偶经常被剪断而使中控室无法控制温度，导致炉子超温烧坏催化剂等生产事故的发生。

内衬砖

1、N I砖（重质刚玉莫来石砖）

（1）按照鞍山焦耐院提供的材料设计指标理化性能，我厂确认归纳为刚玉莫来石砖，德国提供资料注明为红柱石砖。

（2）我厂生产的高纯刚玉莫来石砖是以吉林省、梅河口砂轮厂生产的电熔莫来石为主要骨料，并辅以黑龙江鸡西产的硅线石精矿粉，在基质部分以工业—氧化铝微粉和优质高岭土超细粉，按莫来石的理论组成合理配方、混炼和采用大吨经压力机成型，经1700℃以上高温烧成。其制品具有外型尺寸，其制品具有外型尺寸精确，色泽白净，机械强度高，热性能优良等一系列优点，制品的微观结构经X光衍射和电子显微镜能谱分析，其相组成接近与莫来石的理论组成，莫来石岩主晶相占组成的85％以上。

（3）德国产品指标和我厂产品出厂性能指标对照表。

指标项目		德国指标	我厂指标
化学成份％	SiO2	／	≤18
	Al2O3	≥78	≥80
	Fe2O3	≤0.7	≤0.5
物理性能：
最大操作温度℃		1700／1300	1600／1300
极限温度℃		／	1600
耐火度℃		1885	＞1830
荷软点℃		≥1700	≥1680
气孔率体积％		17	≤18
体积密度㎏／m3		2850	≥2850
冷压强度MPa		≥60	≥60
导热系数800℃／W .m. K		2.65	／
莫来石主晶相体积％		／	＞ 85

2、N II砖（轻质刚玉砖）

（1）按照鞍山焦耐院提供的材料设计指标，理化性能，我厂确认归纳为轻质刚玉砖。（2）体积密度在1000㎏／m3以下的轻质刚玉砖产品，在我国专业生产厂极少，我厂在为石化总公司发展部协作配套乙烯裂解炉全国产化的工作中承担了衬里轻质耐火砖的研究试制和供货任务，经多次试验在剖析国外绝热砖样品的基础上研制而成，经四年多来的发展和扩大现年供货能力达70万块标砖以上，年销售额达800万元，在乙烯裂解炉衬里的砖的销售占国内市场覆盖面的90％以上，并在被越来越多的行业和工业炉中采用。例如：用于高压电瓷烧成隧道窑的直接接火层衬里，建材行业辊道窑中的直接接火层衬里，以及新推广的许多高效、节能、轻型工业炉衬里等。（3）该产品90年获省级科技成果鉴定，92年9月份被列为国家级新产品，并严格按照国际先进标准生产，控制质量指标。（4）该产品采用工业氧化铝和优质高岭土为主要原料，采用固体复合烧失剂，半干法成型，经高温烧结后改制而成，具有使用温度高，重烧线变化小，热稳定性好，导热系数小，尺寸精度高，气孔分布均匀等特点，并能直接接触火焰，在高温下绝热节能效果显著，达到国标先进水平，经全国多家乙烯裂解炉的使用考核，证明质量稳定，性能优异，完全可以替代进口材料。（5）德国产品指标和我厂产品出厂性能指标对照表

指标项目			德国指标		我厂指标
化学成份％	SiO2
	Al2O3		85		≥65
	TiO2		0.15		<0.2
	Fe2O3		0.3		<1.0
	CaO		0.3		／
	MgO		0.3		／
	K2O		0.3		<0.3
	Na2O		0.3		<0.3
物理性能：
极限温度℃		1750		1650
耐火度℃		≥1800		>1790
气孔率体积%		70		70-75
体积密度kg/ m3		1100		<1000
冷压强度MPa		7		≥5
导热系数800℃／W .m. K		(800℃)0.81		(1000℃)0.422
重烧线变化％		1500℃×8h＜－0.1
热震稳定性（次）		（1000℃空冷）＞20

3、NIII砖（轻质粘土砖）

（1）按照鞍山焦耐院提供的材料设计指标，理化性能，我厂确认归纳为轻质粘土砖。（2）我厂生产的轻质粘土砖，是以电厂粉煤灰漂珠为主要原料（俗称漂珠轻质砖），再辅以硬质粘土熟料、高岭土、粘结剂、烧失剂等原料，以半干法成型经1350℃以上温度烧成的轻质隔热耐火砖。由于电厂的粉煤灰漂珠是一种圆形高心小玻璃珠，故制品的热传导速度慢，耐压强度高，现作为隔热保温层在工业炉窑中被大量采用。（3）德国产品指标和我厂产品出厂指标及国家标准对照表。

指标项目		德国指标	我厂指标		GB3994—83
化学成份％	Al2O3	35－37	＞35		／
	TiO2	1.8	＜1.0		／
	Fe2O3	1.5	＜2.0		／
物理性能：
极限温度℃		1300		1300		1250
气孔率体积％		70		／		／
体积密度kg／m3		750		750		700
抗压强度Mpa		4.0		＞3.5		＞2.0
导热系数W .m .K		（800℃）0.4		（350℃）0.282		0.35

4、NV砖（重质粘土砖）

（1）按照鞍山焦耐院提供的材料设计指标、理化性能，我厂确认归纳为重高铝砖。（2）重质粘土砖属普通低档耐火材料，我厂生产的重质粘土砖，是以山东产硬质粘土熟料为主要原料，辅以优质高岭土，标准砖用大吨位压力机成型，特型用手工，铁木结构模具成型，经1350 ℃以上温度烧结而成，制品具有尺寸精确，热稳定性好等特点，是现行一般工业炉衬的主体材料。（3）德国产品指标和我厂产品出厂指标及国家标准对照表。

指标项目		德国指标		我厂指标	GB4415—84
化学成份％	Al2O3	＞40		＞40	／
	Fe2O3	＜2.5		＜2.5	／
物理性能
极限温度℃		1410		1400		1350
耐火度℃		1730~1750		＞1730		＞1730
气孔率体积%		≤20		≤24		≤24
体积密度kg/m3		2150~2200		>2100		／
抗压强度Mpa		30		＞30		＞25
导热系数W.m.k		(800℃)1.32		／		／
(1400℃×2h)重烧线变化 %			／	＜－0.5		＜－0.5

5、NVI砖（轻质高铝砖）

（1）按照鞍山焦耐院提供的材料设计指标、理化性能，我厂确认归纳为轻质高铝砖。（2）轻质高铝砖属普通中档隔热耐火材料，一般在不超过1300℃的使用温度下可作为直接接触火焰的衬里材料，但目前一般作为工作层第二层的轻质隔热材料。（3）我厂生产的轻质高铝砖是以矾土熟料细粉和工业氧化铝优质高岭土等为主要原料，再辅以木屑和其它烧失剂、粘合剂复合而成，用小吨位的压力机半干法压制成型，经1350~1450℃温度烧结而成，其制品具有重烧线变化小，荷软温度点高，体积稳定等优点。（4）德国产品指标和我厂产品出厂指标及国家标准对照表。

指标项目	德国指标	我厂指标		GB3995—83
化学成分%Al2O3	40—42	＞40		＞48
TiO2	1.6	＜1.0
Fe2O3	1.2	＜1.5		＞2.0
物理性能：
极限温度℃	1380		1350		1350
体积密度kg/m3	700		750		700
抗压强度Mpa	4.0		＞3.0		＞2.5
导热系数W.m.k	(800℃)0.7		(350℃)0.414		0.35

耐火混凝土

1、NHI砼（低硅低钙刚玉混凝土）

（1）按照鞍山焦耐院提供的材料设计指标、理化性能，我厂确认归纳为低硅低钙刚玉混凝土。（2）低硅低钙刚玉混凝土是近年来发展起来的高级不定行耐火材料，它是以电熔白刚玉为主要骨料，结合剂采用纯铝酸钙水泥和其它减水剂等外加剂等外加，经过合理配方，适应于现场浇注机械化施工的一种耐热混凝土。可广泛应用于耐温度要求高、抗冲刷、结构复杂的工业炉衬里关键部位，近年来发展速度很快，可以节约能源，加快施工进度，正在逐步取代烧结刚玉砖，而得到愈来愈广泛的应用。（3）德国产品指标和我厂产品出厂指标，及有关部标准对照表.

指标项目		德国指标		我厂指标		HGJ227—84
化学成分%	Al2O3	95		≥ 93		≥ 93
	SiO2	/		≤ 5.0		≤ 5.0
	Fe2O3	0.5		≤0.7		≤0.7
	CaO	3		≤2
物理性能：
极限温度℃			1800		1800
耐火度℃			／		＞1950		＞1790
体积密度kg/m3			2900		＞2900		＞2800
重烧线变化：1400℃×3h			／		±0.31		±0.5
烘干耐压强度Mpa			35		＞40		＞30
混合时加水量L/100kg干基			11		＜8
初凝时间（分）			30—45		30—45		／
终凝时间（h）			／		＜8h		／
导热系数W.m.k			2.32		＜2.3		／

2、NHII砼（粘土质耐火混凝土）

（1）按照鞍山焦耐院提供的材料设计指标、理化性能，我厂确认归纳为粘土质耐火混凝土。（2）粘土质耐火混凝土属普通低档不定形耐火浇注料，它是以硬质粘土熟料为主要骨料，采用高铝矾土水泥作结合剂，经合理配方、添加减水剂、增强剂等化工原料组成的散状浇注料，具有施工便利、机械化操作、安定性好、抗压强度高、筑炉成本低一系列优点，与其它高中档材料合理搭配使用，可大幅度降低炉体造价。（3）我厂生产的粘土质浇注料经马鞍山钢铁公司二炼钢使用，反映良好，质量稳定，施工浇注性能好，目前正逐步扩大用户，目前本厂具有一条龙生产线，年供货能力达5000吨以上。（4）德国产品指标和我厂产品出厂指标，及有关部标准对照表。

指标项目			德国指标	我厂指标	GB3995—83
化学成分%	Al2O3		≥38	≥50	／
	Fe2O3		2	＜2	／
	CaO		10	＜10	／
物理性能：
极限温度℃		1300		1300	1300
烘干抗压强度Mpa		35		＞ 35	30
体积密度kg/m3		2100		＞2000	／
混合加水量L/100kg干基		13		11	／

3、NHIII砼（氧化铝空心球耐火混凝土）

（1）按照鞍山焦耐院提供的材料设计指标、理化性能，我厂确认归纳为氧化铝空心球耐火混凝土。（2）氧化铝空心球耐火混凝土是以氧化铝空心球为骨料，辅以轻质氧化铝，少量纯铝酸钙水泥和化学发泡剂、减水剂、增强剂，经科学配方配制而成的一种高档、耐高温、轻质不定型耐火浇注料。（3）此种轻质浇注料，直接接触火焰使用温度可达1700℃以上，我厂曾相当批量供应给大化肥二段转化炉，第二层衬里材料和高温电炉作为衬里材料使用，高温导热系数小，有显著节能作用。（4）德国产品指标和我厂产品出厂性能指标，及有关部标准对照表。

指标项目		德国指标	我厂指标	HGJ227—84
化学成分%	Al2O3	96	≥ 94
	SiO2	/	＜0.5
	CaO	/	＜5
物理性能：
极限温度℃		1700	1700
耐火度℃		1900	1900
烘干抗压强度Mpa		6—16	＞ 7
体积密度kg/m3		1050	1100
混合加水量L/100kg干基		25	25