现阶段80%原材料,用蒸汽加热转换法生产制造合成氨原材料气和氢气,蒸汽加热转换法用的关键机器设备是转换炉。因而,转换炉是合成氨厂和制氢加工厂的主要设备之一。
工业生产上运用水蒸汽作还原剂与甲烷气体等化学反应,在有触媒功效下制合成气,通常选用两段工作流程,在每段蒸汽加热转换炉(简称为每段炉)中甲烷气体转换率大概65%~70%,再进到二段蒸汽加热转换炉(简称为二段炉)中添加一部分气体开展燃烧,更进一步转换。如此这般既提升了甲烷气体的转换率,又节约燃料的耗费,与此同时实现配氮的目的性。
(一)辐射室里衬结构特征
辐射室是每段炉的核心内容,炉墙结构特征的好坏会直接危害转换加工工艺流程能不能一切正常开展。
(1)炉墙,辐射段表面环境湿度为121C,炉内环境温度为1250℃。炉墙防火材料里衬共厚165mm,在其中隔热层厚51mm,轻质耐火砖厚114mm,其结构特征选用拉砖方式为宜。
(2)炉顶,选用吊挂式结构特征,厚114mm,上边有51mm厚隔热层,吊挂式结构特征需多种多样异形砖,又较笨拙,构造繁琐,工程施工耗时长,砖易坠落,因为耐火纤维产业发展,现多被耐火纤维里衬替代。
(3)炉底,炉底有10条粘土砖砌筑的排烟道,排烟道宽610mm,高1440mm,排烟道底为51mm厚的隔热保温块和114mm厚的轻质耐火砖,在挨近辅助工具烧嘴一边3m内提升1层粘土砖。排烟道质用839mm×150mm×76mm的高铝板铺盖。
(二)过渡段村里结构特征
过渡段是辐射段和热对流段相连接一部分,炉墙掘进工作面为152mm厚的轻质耐火混凝土浇注,里衬75mm厚的隔热保温块,浇注的炉墙用Y型铺固钉固定不动。
炉底1层75mm隔热保温块,上边浇注75mm厚的轻质防火材料混凝上。
炉顶浇注152mm厚的耐火混凝土顶板。
(三)热对流段里衬结构特征
热对流段所有炉墙、炉底和炉顶都选用轻质耐火混凝土浇注。
(四)输气主管里衬结构特征
输气主管坐落于每段炉顶端,加工工艺气体在转换管转换后,经升高管汇聚于输气主管,送至二段转换管,加工工艺气体环境温度为870℃,工作时的压力为3MPa(30.9kgf/cm²)。
输气主管长25.5m,该管为碳素钢承受压力金属外壳,壳的外面论有水夹套开展水冷却,内径为6726mm,管内为不锈钢板(Cr18Ni8)村防水套管,衬套管外径和碳素钢金属外壳内径中间,浇注纯铝酸钙水泥空心球轻质防火材料混凝七(PLICAST-LWT-606),该管的环状空间在其总长度方位被里衬防水套管的碳素钢支示环隔开26节,如图29-42所示。各节为一浇注单元,逐节开展浇注。
为避免硅转移,凡与持续高温含氢气旋相触碰的隔热耐火保温材料务必确保二氧化硅的含量不得超过0.5%,因在800C之上的氢气流中的氢,将耐火保温材料中的二氧化硅被氢转变成一氧化硅而在环境温度小于700C时,又被空气氧化成固态的二氧化硅。这类硅转移结果,会使输气主管以后的机器设备积垢而阻塞。除此之外,输气主管自身的隔热耐火层因大批量“硅转移”而缺失机械强度而致疏松剥落,使受力碳素钢机壳直接受持续高温气旋作用而裂开。
一段炉所用耐火材料,除辐射段炉顶用粘土砖外,其余部分均为轻质耐火砖和轻质耐火混凝七,这些材料都用在工作面,要求材料除有良好的保温性能外,对强度也有较高的要求。材料的用量:重、轻粘土砖约10.1×10*块;轻质耐火混凝土约148m²,引进的设备初始都自带衬里材料,但使用数年后需更新。国内的耐火材料是否能代替,从引进材料标准与国内耐火材料标准的对比,国内材料完全可以代替。
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