Texaco kömür gazlaştırma fırınları evsel gübre tesislerinde yaygın olarak kullanılan gazlaştırma fırınlarıdır. Bu makale, kullanımı ve erozyonu analiz etmektedir.refrakter tuğlalarTexaco kömür gazlaştırma fırınlarında ve ilgili iyileştirme önlemlerini önerir.
01: Refrakter ateş tuğlası erozyonunun analizi
1.1 Erozyon
Refrakter ateş tuğlalarının ana bileşeni korindondur. Artık yağ, yüksek sıcaklıktaki kömür gazlaştırma fırınında bir dizi kimyasal reaksiyon üreterek yüksek sıcaklıkta eriyikler üretecektir. Eriyiğin nüfuz etmesi, refrakter tuğlaların malzemesinin değişmesine neden olacak ve bu da refrakter tuğlaların aşınmasına neden olacaktır. Petrolün erozyonu esas olarak yağ kalıntısındaki SiO2, CaO, NiO, V2O5, Fe2O3, P2O5 gibi bileşenlerden ve refrakter tuğlalardaki korindon ile kimyasal olarak reaksiyona girerek yüksek sıcaklıkta cüruf oluşturan diğer maddelerden kaynaklanmaktadır. Bu cüruflar penetrasyon etkisi ile tuğlaların gözeneklerine girerek refrakter tuğlaların yapısında önemli bir değişikliğe neden olur ve fiziksel özelliklerinde değişikliklere neden olur. Bozulan ateş tuğlalarının yüksek sıcaklık ve hava akışı erozyonuna direnme yeteneği önemli ölçüde azalır ve artık yağdaki yabancı maddelerin sızması, ateş tuğlalarının ötektik noktasının sıcaklığını düşük yapar. Yüksek hızlı hava akışının etkisi altında, tuğla yüzeyindeki erimiş malzeme, artık yağın yüksek sıcaklıktaki eriyiğine girer. Ayrıca yüksek sıcaklıktaki cürufun nüfuz etmesi tuğla gövdesinde yapısal değişikliklere neden olacaktır. Stresin etkisi nedeniyle çatlaklar ortaya çıkacak ve yavaş yavaş genişleyecek, hatta bloklar düşebilir.
1.2 Cüruf nüfuzu
Artık yağın buharlaşması aynı zamanda refrakter tuğlaların başka bir şekilde aşınmasına da neden olacaktır. Yüksek sıcaklık koşulları altında, cüruf, tuğla gövdesinin açık gözenek kanalı boyunca tuğla gövdesinin iç kısmına nüfuz edecek ve yüksek sıcaklıkta bir kimyasal reaksiyon meydana gelecek ve yeni mineral kalsiyum alüminat üretilecek ve bu da önemli bir değişikliğe neden olacaktır. Ateş tuğlasının yapısının bozulmasına neden olur. Yüksek sıcaklık koşullarında, reaksiyon sonucu üretilen kalsiyum alüminatın ve bozulan tuğla gövdesinin korindonunun ısıl genleşme katsayıları oldukça farklıdır ve genleşme mesafesi oldukça farklıdır, bu da tuğla gövdesinde çatlaklara neden olur. Çatlaklar zamanla giderek genişleyecek ve sonunda büyük parçaların düşmesine neden olacak ve refrakter ateş tuğlaları ciddi şekilde hasar görecektir. Ayrıca cürufun penetrasyon derinliğinin termal çevre ile büyük bir ilişkisi vardır. Örneğin basınç ne kadar büyük olursa nüfuz derinliği de o kadar derin olur.
1.3 Stresin rolü
Ateş tuğlalarının paslanmasına neden olan iki ana stres türü vardır; biri termal stres, diğeri ise yapısal strestir. Kömür gazlaştırıcısı her yıl birçok kez denetim amacıyla kapatılmaktadır. Yani kapanmadan kaynaklanan sıcaklık dalgalanması, refrakter ateş tuğlası malzemesinin zayıf bağlantılarında termal strese neden olacaktır. Kapatmaların çok sık olması ateş tuğlasının ömrünü kısaltacaktır. Cüruf nüfuz ettikçe ısıl gerilim sıcaklığın azalması yönünde iletilecek, her bölümün birleşim yerinde farklı organizasyonel yapılar oluşturacak, tuğla gövdesinde çatlaklara neden olacak ve zamanla tuğla gövdesi korozyonu oluşturacaktır.
Yapısal stres aynı zamanda sıcaklıkla da ilgilidir. Yüksek sıcaklık altında yapının kendisi tarafından üretilen bir kuvvettir. Gaz ocağının kullanımının daha sonraki aşamalarında, refrakter ateş tuğlaları sıklıkla batar. Bu batma olayının ortaya çıkması korindon malzemesi ile ilgilidir ancak en önemlisi refrakter ateş tuğlalarının dış malzemesinin yüksek sıcaklık dayanımı ile ilgilidir. Korindon tuğlanın yumuşak sıcaklığının 1700 derecenin üzerinde olduğunu varsayarsak, ateş tuğlasının 1600 derecede 3 saat sonra batmasını sağlamak %0,2'lik değişim oranı dışında imkansızdır. Bu nedenle asıl sebep, dış malzemenin yapısal stres etkisi altında batmasıdır.
02: Ateş tuğlalarının servis ömrünü uzatın
2.1 Kömür kalitesinin kontrolü
Refrakter tuğla hasarının analizinde, ateş tuğlası hasarının ana nedeninin yağ kalıntısı olduğu bulunabilir, bu nedenle kömür kalitesinin dikkate alınması gerekir. Külün erime sıcaklığını etkili bir şekilde azaltabilen yeni kömür harmanlama teknolojisi ile çeşitli düşük kül erime noktası, düşük kül içeriği ve yüksek aktiviteli kömür kullanılabilir. Kömür harmanlama sonrası kül miktarı ne kadar düşük olursa o kadar iyi olur ve en fazla %15 oranında kontrol edilebilir. Elbette kömür harmanlama seçiminin de kapsamlı ekonomik faydalarla tamamlanması gerekiyor. Gaz fırınlarında kömür harmanlama, kül içeriğini azaltmaya yönelik bir yöntemdir. Ayrıca temiz kömür ilave edilerek kül miktarı azaltılabilir. Farklı oranların eklenmesi, fırın külü bileşiminin tespitine göre uygun şekilde ayarlanabilir; bu, fırın külü cürufunun erime noktasını etkili bir şekilde azaltır ve refrakter tuğlalara verilen zararı azaltır.
2.2 Yeni teknolojiler üzerine araştırma
Gazlaştırıcının güvenliğini sağlama öncülüğünde, yeni teknolojiler üzerine yapılan araştırmalar, refrakter tuğlaların korozyonunu etkili bir şekilde azaltabilir. Örneğin, yüksek sıcaklık termokupllarının ömrünü uzatmak için yüksek sıcaklık termokupllarında yeni transfer teknolojisi kullanılmaktadır. Daha az kireçtaşı ilavesi, yağ kalıntısındaki CaO içeriğini azaltabilir. Oksijenin kömüre oranını optimize etmek için otomatik kontrol teknolojisi kullanılır. Gazlaştırıcının çalışma koşullarını iyileştirmek için yeni brülörler geliştirildi. Refrakter ateş tuğlalarının korozyonunu azaltmak için bu başlangıç noktalarından yola çıkarak yeni teknolojiler geliştirilebilir.
Refrakter ateş tuğlalarının gazlaştırıcıdaki korozyonunu azaltmak için cüruf direnci açısından yeni teknolojiler geliştirilebilir. Uygun gazlaştırıcı sıcaklığı, refrakter ateş tuğlalarının yüzeyinin her zaman katı cürufu tutacak şekilde seçilebilir. Bu katı cüruflar, akan cürufu tuğla gövdesinden iyi bir şekilde ayırabilir, böylece erozyon ve aşınma olasılığını azaltır ve ateş tuğlalarının korozyon direncini arttırır.
