HT-L粉煤加压气化炉用耐火材料

航天炉(HT-L粉煤加压气化炉)是由中国航天科技集团借鉴国外先进煤气化技术自主研发的盘管式水冷壁气化炉，填补了我国粉煤加压气化技术的空白。 

航天炉的主要优点如下:具有较高的热效率(可达95%)和碳转化率(可达99%);气化炉为水冷壁结构，能承受1500～1700℃的高温;航天炉对煤种要求低，从较差的褐煤、次烟煤、烟煤到石油焦均可作为气化原料，即使是高灰分、高水分、高硫的煤也能使用，可实现原料的本地化;拥有完全的自主知识产权，专利费用低;系统关键设备全部国产化，投资相对较低，生产成本较低。 

1、航天炉的结构特征 

航天炉主要由烧嘴、燃烧室、激冷室及水压外壳组成。烧嘴为点火烧嘴、开工烧嘴和粉煤烧嘴三合一的组合式烧嘴。气化炉燃烧室内设有水冷壁，其主要作用是抵抗1450～1700℃高温及熔渣侵蚀，水冷壁向火侧敷有一薄层耐火材料，一方面是为减少热损失，另一方面是为炉壁挂渣，即充分利用渣层的隔热功能“以渣挂渣”、“以渣护冷壁”，以提高航天炉耐火材料的使用寿命。为保护气化炉壳体及水冷壁盘管，通过中压锅炉循环泵维持盘管内的水循环，管内流动的水吸收气化炉内反应产生的热量并发生部分汽化，然后在中压汽包内进行气液分离，产出5.0MPa的中压饱和蒸汽送入蒸汽管网;水冷壁盘管与承压外壳之间有一个环腔，环腔内充入流动的CO2(N2)作为保护气。激冷室为一承压空壳，其外径与气化炉燃烧室直径相同，上部设有激冷环，激冷水由此喷入气化炉内，其下降管将粗合成气导入激冷水中进行水浴，并设有破泡条及旋风分离装置，这种结构可有效解决气化炉出口粗合成气带水问题。 

航天炉除烧嘴及(水冷壁)盘管采用不锈钢外，其余全为碳钢材料，烧嘴寿命为10a(烧嘴头部一般每6个月维修1次)，水冷壁设计使用寿命为10～20a。 

为减少炉内的散热损失，与耐火材料有关的组合结构(层次)是:由内向外依次为液渣、固渣、SiC耐火材料、水冷壁、惰性气体保护层、高铝不定形耐火材料、外保温层。 

2、航天炉用耐火材料及其操作经验的建议 

航天炉是我国自主研发、有诸多优点的气化炉，具有很好的发展前景。航天炉工业化运行至今，只不过10多年，其制造选材及操作经验有待进一步改进和提高。所用的耐火材料要达到航天炉本体最高设计寿命20a甚至更高，除了业内多进行试验研究外，还应参考、借鉴、吸收、消化其他行业的成功经验。例如:联合荣大企业集团开发出一种炼铁高炉水冷壁用钢纤维含量40%(质量分数)的金属陶瓷，具有极高的韧性，抗压强度达150MPa，抗折强度在75MPa以上，具有极高的热导率，保证了耐火材料与水冷壁一样的低温，其温度梯度使熔渣凝固粘附和侵蚀磨损达到平衡，使高炉水冷壁始终有一层保护渣层，达到良好的隔热效果，有效地提高了耐火材料的使用寿命。此外，电厂锅炉水冷壁用耐火材料及其操作经验等也值得借鉴。