高溫旋風分離器的保溫及防磨措施-耐火材料行業知識-耐火磚高鋁磚剛玉磚澆注料河南耐火材料廠-宏泰耐材

? ? 在高溫高濃度情況下，一些分離器不能很好地適應溫度及濃度的要求，如在過去我國一直沿用玻璃纖維過濾管或陶瓷過濾管來實現流化床反應器內氣固兩相的分離。但是由于這些過濾管的安全性能較差，故一般均采用了高溫旋風分離系統代替。

? ? 在流化床反應器(鍋爐、氣化器)中，對于常規采用的旋風分離器必須采用大量的耐火材料，包括耐磨材料來抵抗惡劣的運行條件，即高達1000℃溫度、lOkg／m3高人口濃度、多次溫度變化、熱循環以及高人口速度的固相粒子沖刷。對許多耐火材料襯里來說，反復的熱震和溫度變化熱循環，磨損和“擠壓剝落”一起必將導致大面積損壞。

? ? 盡管長時間遭受的溫度變化熱循環及腐蝕本身必將最終毀壞任何一種耐火材料，但耐火材料的正確選擇及安裝對提高使用壽命及減少熱損失是至關重要的。

? ? 目前，高溫旋風分離器中主要采用2層或3層結構的耐火和耐磨襯里(水冷壁襯里，薄的或厚的非水冷壁襯里)。水冷壁襯里主要敷設在燃燒室和高溫旋風分離器區域，用短銷釘將12.5—50mm厚的致密耐火材料支撐在煙氣側的鍋爐管件上。外側(即非向火側)則用常規保溫材料來保持水／蒸汽的高溫。薄襯里較厚襯里更能經得起快速熱沖擊。在水冷壁襯里內還可添加金屬纖維絲來增加其剛性和抗震能力。

? ? 一般來說薄襯里的厚度為150mm或小于150mm，通常分為兩層：致密層和保溫層。使用分層襯里比使用厚襯里更為經濟，更易于維修。但是，對于較高溫度的外殼體(比如說溫度范圍為150℃—260℃)會因使用薄襯里散熱多而降低系統熱效率，同時在此周圍工作也不舒適。厚襯里通常由2層或3層構成，總厚度為300mm—450mm。最外面是一層致密的“耐熱表面”，由耐磨磚或耐磨可塑料砌筑而成或由澆注料澆注而成，防止受熱面受到高溫高速運動物料粒子的磨損。打底的保溫材料可減少熱損失，降低殼體溫度，從而提高整臺機組的效率。

? ? 在石油化工中反應器或再生器應用的旋風分離器，所有承受磨蝕的內表面都敷有由龜甲網或其它骨架支承的耐火材料，厚度從20mm—150mm不等，耐磨結構的關鍵除了選擇優良的配方外，主要是支撐結構和施工方法。目前采用的帶爪龜甲網，其襯里材料中摻進鋼纖維，對防止襯里開裂和掉塊有一定作用。在料腿上往往采用預制好的陶瓷耐磨管代替龜甲網襯里，可減少因直徑太小而不便襯里施工的困難。

? ? 早期設計的循環流化床旋風分離器，為了降低成本和簡化設計，采用與石油化工行業相同的設計，用耐火泥滲水泥作粘接劑的可澆注耐火材料制成，用不銹網錨或銷釘固定。因而耐火層很厚，分別達305mm—457mm和102mm—203mm。金屬錨長度為12.7mm—25.4mm，以保證耐火層整體在金屬外殼上。錨間距為1.5—2倍工作層厚度，當工作層為152mm—203mm厚，頂蓋處錨間距大約為229mm—305mm，在側墻為305mm—406mm，而一些管子上則沒有固定錨，但這種旋風分離器運行性能遠未達到要求。大部分耐火層在運行頭幾個月就被損壞，特別是用銷釘固定耐火層，最初在開孔處的側墻，大片耐火層產生嚴重裂縫和移位，最后，大片工作層破裂，脫落而露出軟的絕熱材料。12個月運行后，耐火層需徹底更換。

? ? 因此，早期設計的耐火層低估了循環流化床旋風分離器中惡劣的工作環境。新的設計是在對原耐火層修復基礎上發展起來的。早期小規模修復和澆注工作層的更換常采用磷酸鹽膠接塑料，這種材料已被證明是在循環流化床環境中經久耐用的，最有意義的是采用耐火磚代替旋風分離器壁面和圓錐處澆注層。盡管代價很大，但結果表明磚具有極好的經久耐用性。

? ? 在第三代ABB-CE循環流化床鍋爐中，僅在旋風分離器頂部，入口管頂部和出氣管采用了原有澆注件，在人口墻面和旋風筒交接凸出區采用磷酸鹽膠接塑料敷設(圖10—34)，其保溫材料都由致密的不銹鋼纖維絲的抗磨材料所復蓋，而旋風分離器筒體耐火層由高鋁耐火磚，絕熱耐火磚和保溫層三層組成。

? ? 旋風分離器中采用有高鋁耐火磚耐火層要比銷釘固定的澆濤層更解決防磨，因此，對燃煤機組，磨損并不嚴重，但對燃木片和生物質機組，需用沙作惰性床料以維持爐膛熱容量和使輕質燃料在床內停留足夠長時間直到燃盡，運行結果表明這種沙對旋風分離器耐火層產生嚴重磨損，特別是上筒區相當嚴重，因為在這一部位，固體進入旋風筒并改變方向作旋轉運動，因此在迎流面區域應采用防磨性好的材料。ABBCE采用了五種材料在燃木片流化床鍋爐進行了試驗，它們為含90％鋁磷酸鹽膠接塑料，含鋁鉻氧化銅磷酸鹽塑料含80％SiC磷酸鹽膠接塑料，含膠接氮氧化硅碳化磚和含45％鋁高燃磚，運行五個月后表面的磨損情況結果表明含膠接氮氧化硅的碳化硅磚和含45％鋁的高燃磚最好，含90％鋁的磷酸鹽膠接塑料和含80％SiC的磷酸鹽膠接塑料次之而含鉻鋁氧化物的磷酸鹽膠接塑料最差。因此，在以后設計的燃用生物質循環流化床鍋爐中旋風分離器迎流面都采用了膠接氮氧化硅的碳化硅磚。

? ? 分離器錐體所經歷的工作條件與其筒體大致相同，但是這里的襯里固定在殼體上，一般采用振動澆注使襯里具有足夠的強度和耐磨性能，錐體部分一般采用的是熱膨脹系數低的澆注料。

? ? 分離器回料腿及回料密封閥襯里的澆注料保溫層用振動澆注法施工，在抗磨／耐磨澆注料中適當添加不銹鋼和“可燒盡”的纖維絲。