Οι κάμινοι αεριοποίησης άνθρακα Texaco είναι κάμινοι αεριοποίησης που χρησιμοποιούνται ευρέως σε οικιακές εγκαταστάσεις λιπασμάτων. Αυτό το άρθρο αναλύει τη χρήση και τη διάβρωση τουπυρίμαχα τούβλασε κλιβάνους αεριοποίησης άνθρακα Texaco, και προτείνει αντίστοιχα μέτρα βελτίωσης.
01: Ανάλυση διάβρωσης πυρίμαχων τούβλων
1.1 Διάβρωση
Το κύριο συστατικό των πυρίμαχων τούβλων είναι το κορούνδιο. Το υπολειμματικό πετρέλαιο θα παράγει μια σειρά από χημικές αντιδράσεις στον κλίβανο αεριοποίησης άνθρακα υψηλής θερμοκρασίας, παράγοντας τήγματα υψηλής θερμοκρασίας. Η διείσδυση του τήγματος θα προκαλέσει αλλαγή του υλικού των πυρίμαχων τούβλων, με αποτέλεσμα τη διάβρωση των πυρίμαχων τούβλων. Η διάβρωση του λαδιού οφείλεται κυρίως στα συστατικά του υπολείμματος του λαδιού, όπως SiO2, CaO, NiO, V2O5, Fe2O3, P2O5 και άλλες ουσίες, που αντιδρούν χημικά με το κορούνδιο στα πυρίμαχα τούβλα για να σχηματίσουν σκωρίες υψηλής θερμοκρασίας. Αυτές οι σκωρίες εισέρχονται στους πόρους των τούβλων μέσω της επίδρασης της διείσδυσης, προκαλώντας σημαντική αλλαγή στη δομή των πυρίμαχων τούβλων και προκαλώντας αλλαγές στις φυσικές τους ιδιότητες. Η ικανότητα των φθαρμένων πυρότουβλων να αντιστέκονται σε υψηλή θερμοκρασία και διάβρωση ροής αέρα μειώνεται σημαντικά και η διείσδυση ακαθαρσιών στο υπολειμματικό λάδι καθιστά τη θερμοκρασία του ευτηκτικού σημείου των πυρότουβλων χαμηλή. Υπό τη δράση της υψηλής ταχύτητας ροής αέρα, το λιωμένο υλικό στην επιφάνεια του τούβλου εισέρχεται στο τήγμα υψηλής θερμοκρασίας του υπολειμματικού λαδιού. Επιπλέον, η διείσδυση της σκωρίας υψηλής θερμοκρασίας θα προκαλέσει δομικές αλλαγές στο σώμα από τούβλα. Λόγω της επίδρασης του στρες, θα εμφανιστούν ρωγμές και θα επεκταθούν σιγά-σιγά, ενώ ακόμη και μπλοκ μπορεί να πέσουν.
1.2 Διείσδυση σκωρίας
Η εξάτμιση του υπολειμματικού λαδιού θα προκαλέσει επίσης τη διάβρωση των πυρίμαχων τούβλων με άλλο τρόπο. Υπό συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας, η σκωρία θα διεισδύσει στο εσωτερικό του σώματος από τούβλα κατά μήκος του καναλιού ανοιχτών πόρων του σώματος από τούβλα και θα συμβεί μια χημική αντίδραση υψηλής θερμοκρασίας, παράγοντας νέο ορυκτό αργιλικό ασβέστιο, το οποίο θα προκαλέσει σημαντική αλλαγή στο δομή του πυρότουβλου και προκαλούν φθορά. Υπό συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας, οι συντελεστές θερμικής διαστολής του αργιλικού ασβεστίου που παράγεται από την αντίδραση και το κορούνδιο του φθαρμένου σώματος από τούβλα είναι αρκετά διαφορετικοί και η απόσταση διαστολής είναι αρκετά διαφορετική, προκαλώντας ρωγμές στο σώμα από τούβλα. Οι ρωγμές θα επεκταθούν σταδιακά με την πάροδο του χρόνου και τελικά θα οδηγήσουν σε πτώση μεγάλων τεμαχίων και τα πυρίμαχα πυρότουβλα θα υποστούν σοβαρή ζημιά. Επιπλέον, το βάθος διείσδυσης της σκωρίας έχει μεγάλη σχέση με το θερμικό περιβάλλον. Για παράδειγμα, όσο μεγαλύτερη είναι η πίεση, τόσο μεγαλύτερο είναι το βάθος διείσδυσης.
1.3 Ο ρόλος του άγχους
Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι καταπόνησης που προκαλούν τη διάβρωση των πυρότουβλων, ο ένας είναι η θερμική καταπόνηση και ο άλλος η δομική καταπόνηση. Ο αεριοποιητής άνθρακα κλείνει για επιθεώρηση πολλές φορές κάθε χρόνο. Δηλαδή, η διακύμανση της θερμοκρασίας που προκαλείται από το σβήσιμο θα προκαλέσει θερμική καταπόνηση στους ασθενείς κρίκους του πυρίμαχου πυρότουβλου υλικού. Εάν η διακοπή λειτουργίας είναι πολύ συχνή, η διάρκεια ζωής του πυρότουβλου θα μειωθεί. Η θερμική καταπόνηση θα μεταδοθεί προς την κατεύθυνση της μείωσης της θερμοκρασίας καθώς η σκωρία διεισδύει, σχηματίζοντας διαφορετικές οργανωτικές δομές στη συμβολή κάθε τμήματος, προκαλώντας ρωγμές στο σώμα του τούβλου και σχηματίζοντας διάβρωση του σώματος από τούβλα με την πάροδο του χρόνου.
Η δομική καταπόνηση σχετίζεται επίσης με τη θερμοκρασία. Είναι μια δύναμη που δημιουργείται από την ίδια τη δομή σε υψηλή θερμοκρασία. Στο μεταγενέστερο στάδιο της χρήσης του κλιβάνου αερίου, τα πυρίμαχα πυρότουβλα συχνά βυθίζονται. Η εμφάνιση αυτού του φαινομένου βύθισης σχετίζεται με το υλικό του κορούνδιου, αλλά το πιο σημαντικό σχετίζεται με την υψηλή θερμοκρασία αντοχής του εξωτερικού υλικού των πυρίμαχων τούβλων. Αν υποθέσουμε ότι η μαλακή θερμοκρασία του τούβλου κορούνδιου είναι πάνω από 1700 μοίρες, είναι αδύνατο να προκληθεί βύθιση του πυρότουβλου μετά από 3 ώρες στους 1600 βαθμούς, εκτός από τον ρυθμό αλλαγής 0,2%. Ως εκ τούτου, ο κύριος λόγος είναι ότι το εξωτερικό υλικό βυθίζεται υπό τη δράση της δομικής καταπόνησης.
02: Επεκτείνετε τη διάρκεια ζωής των πυρότουβλων
2.1 Έλεγχος ποιότητας άνθρακα
Στην ανάλυση της ζημιάς από πυρίμαχα τούβλα, μπορεί να διαπιστωθεί ότι τα υπολείμματα λαδιού είναι η κύρια αιτία της ζημιάς από πυρότουβλα, επομένως πρέπει να ληφθεί υπόψη η χρήση της ποιότητας του άνθρακα. Μια ποικιλία χαμηλού σημείου τήξης τέφρας, χαμηλής περιεκτικότητας σε τέφρα και άνθρακα υψηλής δραστηριότητας μπορεί να χρησιμοποιηθεί με τη νέα τεχνολογία ανάμειξης άνθρακα, η οποία μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά τη θερμοκρασία τήξης τέφρας. Όσο χαμηλότερη είναι η περιεκτικότητα σε τέφρα μετά την ανάμειξη άνθρακα, τόσο το καλύτερο και μπορεί να ελεγχθεί το πολύ 15%. Φυσικά, η επιλογή της ανάμειξης άνθρακα πρέπει επίσης να ολοκληρωθεί με ολοκληρωμένα οικονομικά οφέλη. Σε φούρνους αερίου, η ανάμειξη άνθρακα είναι μια μέθοδος μείωσης της περιεκτικότητας σε τέφρα. Επιπλέον, η περιεκτικότητα σε τέφρα μπορεί να μειωθεί με την προσθήκη καθαρού άνθρακα. Η προσθήκη διαφορετικών αναλογιών μπορεί να ρυθμιστεί κατάλληλα ανάλογα με την ανίχνευση της σύνθεσης τέφρας κλιβάνου, η οποία μειώνει αποτελεσματικά το σημείο τήξης της σκωρίας τέφρας κλιβάνου και μειώνει τη ζημιά στα πυρίμαχα τούβλα.
2.2 Έρευνα για τις νέες τεχνολογίες
Με την προϋπόθεση της διασφάλισης της ασφάλειας του αεριοποιητή, η έρευνα σε νέες τεχνολογίες μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά τη διάβρωση των πυρίμαχων τούβλων. Για παράδειγμα, η νέα τεχνολογία μεταφοράς χρησιμοποιείται για θερμοστοιχεία υψηλής θερμοκρασίας για να παρατείνει τη διάρκεια ζωής των θερμοστοιχείων υψηλής θερμοκρασίας. Λιγότερη προσθήκη ασβεστόλιθου μπορεί να μειώσει την περιεκτικότητα σε CaO στα υπολείμματα λαδιού. Η τεχνολογία αυτόματου ελέγχου χρησιμοποιείται για τη βελτιστοποίηση της αναλογίας οξυγόνου προς άνθρακα. Νέοι καυστήρες αναπτύσσονται για τη βελτίωση των συνθηκών λειτουργίας του αεριοποιητή. Μπορούν να αναπτυχθούν νέες τεχνολογίες από αυτά τα σημεία εκκίνησης για τη μείωση της διάβρωσης των πυρίμαχων πυρότουβλων.
Προκειμένου να μειωθεί η διάβρωση των πυρίμαχων πυρότουβλων στον αεριοποιητή, μπορούν να αναπτυχθούν νέες τεχνολογίες από την άποψη της αντοχής στη σκωρία. Η κατάλληλη θερμοκρασία αεριοποιητή μπορεί να επιλεγεί έτσι ώστε η επιφάνεια των πυρίμαχων πυρότουβλων να διατηρεί πάντα στερεά σκωρία. Αυτές οι συμπαγείς σκωρίες μπορούν κάλλιστα να διαχωρίσουν τη ρέουσα σκωρία από το σώμα από τούβλα, μειώνοντας έτσι την πιθανότητα διάβρωσης και τριψίματος και ενισχύοντας την αντοχή στη διάβρωση των πυρότουβλων.
