CN2713318Y - 气化炉拱顶 - Google Patents
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Abstract
本实用新型主要涉及气化炉拱顶结构，尤其涉及气化炉拱顶耐火衬里的结构。一种气化炉拱顶包括有气化炉拱顶钢体外壳，炉口，气化炉拱顶耐火隔热层包括有见火面砖层；背衬层包括有轻质高强莫来石隔热层，其主要特点是高纯刚玉砖见火面砖层与莫来石隔热层之间设有陶纤毯层；莫来石隔热层与拱顶钢体外壳内壁之间设有陶纤毯绝热层。采用本实用新型的气化炉拱顶耐火隔热具有显著效果。原料由渣油等重质原料改为天然气等轻质原料后，气化炉拱顶金属外壁温度不但没有升高，反而下降了8～12℃，保证了气化炉的正常操作。
Description
技术领域：
本实用新型主要涉及气化炉拱顶结构，尤其涉及气化炉拱顶耐火衬里的结构。
背景技术：
6.0MPa渣油和天然气气化炉是英荷壳牌全球公司(Shell Globe SolutionInternational)开发并投入工业化的一种非催化部分氧化法制合成气的工艺技术，被广泛应用于以渣油、轻油、天然气为原料生成合成氨的装置中。原料轻质化即原料采用天然气或炼厂尾气时，气化炉内的高温热区上移且火焰变短，几乎没有黑区而引起气化炉拱顶热流密度加大，对拱顶辐射加大而引起的气化炉拱顶外壁超温。其炉口由于温度过热，结构不合理，而易烧损，严重影响气化炉的常周期安全稳定操作。
从查新检索结果看，国内对解决气化炉拱顶超温问题，主要集中在渣油气化炉及水煤浆气化炉上，相关文献有“水煤浆气化炉拱顶超温原因探析及预防措施(煤化工.2001，(2)-55-57)”，“德士古渣油气化炉耐火衬里的改进(化肥工业.2000，27(5).-45-47)”，“延长渣油气化炉耐火衬里寿命对策(新疆化工.1992，(2).-46-51)”，“气化炉炉壳超温与改造(化工设计.2001，011(004).-43-44)”。
在工程上，现有技术为了降低气化炉拱顶温度，采取了在拱顶外加水冷夹套或将炉顶耐火隔热衬里加厚到360mm的方法，加厚的拱顶隔热衬里一般为3层。
现有技术存在一些不足：第一是在气化炉拱顶外加水冷夹套，不但需对焊接区进行热处理，而且冷却水压力温度的控制很关键。因为气化炉的露点温度约为186℃，冷却水必须高于该温度。这样，对于气化炉的改造投资高，且增多了一套冷却水压力温度控制***。第二是增设冷却水夹套，使热损失增大，原料消耗也相应增大。
对于加厚拱顶耐火隔热衬里至360mm，为了保持拱顶的稳定性，直筒处切线下移，使拱顶重量增大，且投资增加。
发明内容：
本实用新型的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种气化炉拱顶。通过优化拱顶耐火衬里、耐火隔热层的结构设置及优化背层轻质高强莫来石隔热层结构，解决由于原料由渣油改为天然气后气化炉拱顶超温问题。另一个目的是使气化炉拱顶及炉口与气化烧嘴相匹配。
本实用新型的目的可以通过采用以下技术方案来实现：一种气化炉拱顶包括有气化炉拱顶钢体外壳(9)，炉口(6)，气化炉拱顶耐火隔热层包括有见火面砖层(1)；背衬层包括有轻质高强莫来石隔热层(3)，其主要特点是高纯刚玉砖见火面砖层(1)与莫来石隔热层(3)之间设有陶纤毯层(2)；莫来石隔热层(3)与拱顶钢体外壳(9)内壁之间设有陶纤毯绝热层(4)。
所述的气化炉拱顶还包括有拱顶钢体外壳(9)与绝热层(4)之间设有纳米级隔热层(7)。纳米级隔热材料确保获得较低的拱顶外壁温度，使气化炉温度的操作弹性增大的作用更加明显。
炉口挂砖(5)设有的凹槽(18)镶嵌于其背衬层砖(10)设置的凸台(11)上。炉口结构的改变获得与气化烧嘴的合理匹配，以使在气化炉内形成最佳的流场及温度场，保证有效气体成分大于95.5％。
所述的见火面砖层(1)的高纯刚玉砖(12)在与其见火面相邻接的各面上，一一对应的设有凹槽(13)与凸起(14)；两高纯刚玉砖(12)之间以卯榫相接。
所述的莫来石隔热层(3)所采用的莫来石砖(15)为整体相错，在其相对应的面上分别设有凹(16)、凸面(17)，两莫来石砖(13)之间以凹、凸错接。轻质高强莫来石砖凹凸错接结构，避免由于砖缝串气引起的气化炉拱顶金属外壁温度失控。
本实用新型总厚度控制在300-340mm，使渣油改天然气后拱顶外壁温度限制在300℃以内。
本实用新型的有益效果是：
采用本实用新型的气化炉拱顶耐火隔热具有显著效果。首先是原料由渣油等重质原料改为天然气等轻质原料后，气化炉内的高温热区上移且火焰变短，几乎没有黑区而引起气化炉拱顶热流密度加大，对拱顶辐射加大，气化炉拱顶金属外壁温度不但没有升高，反而下降了8～12℃，保证了气化炉的正常操作。其次是拱顶及炉口结构的合理布置使之与天然气气化烧嘴获得了最佳的流场及温度场匹配而达到最好的气化效果。因此，本实用新型既适用于原料轻质化后的气化炉改造或新建气化炉***中，也可用于原料在重质原料和轻质原料之间的切换或以任意比例进行掺烧的气化炉***中，因而可大大缩短改造工期，节省投资。满足气化装置的长周期，满负荷运行要求，提高装置的经济效益。
附图说明：
图1为本实用新型实施例的的气化炉拱顶主剖视图；
图2为图1拱顶局部I的放大示意图；
图3为图1拱顶局部II的放大示意图；
图4为本实用新型高纯刚玉砖(12)立体示意图；
图5为本实用新型莫来石砖(15)立体示意图；
具体实施方式：
以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述，但本实用新型并不局限于实施例。
实施例：
见图1，气化炉拱顶钢体外壳9，炉口6，火盆8气化炉拱顶耐火隔热层包括有见火面砖层1。背衬层包括有轻质高强莫来石隔热层3，在高纯刚玉砖见火面砖层1与莫来石隔热层3之间设有陶纤毯层2；莫来石隔热层3与拱顶钢体外壳9内壁之间设有陶纤毯绝热层4，纳米级隔热层7。炉口挂砖5设有的凹槽18镶嵌于其背衬层砖10设置的凸台11上。见火面砖层1的高纯刚玉砖12在与其见火面相邻接的各面上，一一对应的设有凹槽13与凸起14；两高纯刚玉砖12之间以卯榫相接。莫来石隔热层3所采用的莫来石砖15为整体相错，在其相对应的面上分别设有凹16、凸面17，两莫来石砖13之间以凹、凸错接。拱顶耐火隔热衬里层总厚度为310mm；各层耐火隔热衬里层厚度分别为①刚玉砖：141mm、②陶纤毯：10mm、③轻质高强莫来石砖：147mm、④陶纤毯：5mm及9mm、⑦纳米级隔热材料：3mm及7mm，这样使渣油改天然气后气化炉拱顶金属实际的外壁温度平均为265℃，最高达285℃。
Claims (5)
1.一种气化炉拱顶，包括有气化炉拱顶钢体外壳(9)，炉口(6)，气化炉拱顶耐火隔热层包括有向火面砖层(1)；背衬层包括有轻质高强莫来石隔热层(3)，其特征是高纯刚玉砖向火面砖层(1)与莫来石隔热层(3)之间设有陶纤毯层(2)；莫来石隔热层(3)与拱顶钢体外壳(9)内壁之间设有陶纤毯绝热层(4)。
2.如权利要求1所述的气化炉拱顶，其特征是还包括有拱顶钢体外壳(9)与绝热层(4)之间设有纳米级隔热层(7)。
3.如权利要求1或2所述的气化炉拱顶，其特征是炉口挂砖(5)设有的凹槽(18)镶嵌于其背衬层砖(10)设置的凸台(11)上。
4.如权利要求3所述的气化炉拱顶，其特征是见火面砖层(1)的高纯刚玉砖(12)在与其见火面相邻接的各面上，一一对应的设有凹槽(13)与凸起(14)；两高纯刚玉砖(12)之间以卯榫相接。
5.如权利要求4所述的气化炉拱顶，其特征是莫来石隔热层(3)所采用的莫来石砖(15)为整体相错，在其相对应的面上分别设有凹(16)、凸面(17)，两莫来石砖(13)之间以凹、凸错接。
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| GR01 | Patent grant | ||
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