CN105219444B - 一种流化床气化炉及其炉衬的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种流化床气化炉及其炉衬的制作方法，涉及气化炉技术领域，为解决煤催化气化工艺中含碱气固介质对流化床气化炉的炉体所造成的腐蚀问题。所述流化床气化炉包括：炉壳以及设在所述炉壳内部的炉衬；所述炉衬包括保温层和耐火层，且所述保温层设在所述耐火层和所述炉壳之间，所述耐火层中所使用的耐火材料为抗碱腐蚀耐火材料。所述流化床气化炉的炉衬的制作方法用于制作上述技术方案所提的流化床气化炉的炉衬。本发明提供的流化床气化炉用于为煤催化气化反应提供反应场所。

Description

一种流化床气化炉及其炉衬的制作方法

技术领域

本发明涉及气化炉技术领域，尤其涉及一种流化床气化炉及其炉衬的制作方法。

背景技术

煤作为工业生产的重要燃料，被人类大量开采利用，但由于其在燃烧过程中会对环境造成污染；因此，如何洁净高效的将煤用在工业生产中，成为人们一直关注的问题。

煤催化气化技术可实现煤的洁净高效利用，这种技术是将煤与气化剂在催化剂的催化作用下进行气化反应，气化反应最终能够生成高浓度的甲烷。而这种气化反应一般在流化床形式的气化炉中进行，且这种形式的气化炉的炉壳内设置有由耐火材料制成的炉衬。但是，由于气化反应所采用的催化剂中碱金属含量较高，炉内含碱灰渣会对炉衬耐火材料产生侵蚀，加速炉衬耐火材料的损毁。另外，煤催化气化工艺本身要求炉内需较高分压的蒸汽量，需控制炉壳温度高于气化炉蒸汽分压对应的露点温度，否则炉内蒸汽会经由耐火层在金属外壁附近冷凝，造成耐火层损坏、脱落及炉壳的腐蚀，影响流化床气化炉长周期稳定运行，严重甚至会引发安全事故；因此，需要对流化床气化炉的炉衬设计提出更高的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种流化床气化炉及其炉衬的制作方法，用于解决煤催化气化工艺中含碱气固介质对流化床气化炉的炉体所造成的腐蚀问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种流化床气化炉，包括炉壳以及设在所述炉壳内部的炉衬；所述炉衬包括保温层和耐火层，且所述保温层设在所述耐火层和所述炉壳之间，所述耐火层中所使用的耐火材料为抗碱腐蚀刚玉质耐火材料。

本发明还提供一种上述流化床气化炉的炉衬的制作方法，包括分段制作保温层的步骤和分段制作耐火层的步骤，其中，

分段制作保温层的步骤包括：形成所述保温层中对应设在所述流化床气化炉的炉底的部分；形成所述保温层中对应设在所述流化床气化炉的炉身的部分；形成所述保温层中对应设在所述流化床气化炉的炉顶的部分；

分段制作耐火层的步骤包括：形成所述耐火层中对应设在所述流化床气化炉的炉底的部分；形成所述耐火层中对应设在所述流化床气化炉的炉身的部分；形成所述耐火层中对应设在所述流化床气化炉的炉顶的部分。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明提供的流化床气化炉的炉衬包括保温层以及耐火层，其中，耐火层中所使用的耐火材料为抗碱腐蚀刚玉质耐火材料。煤催化气化工艺流化床气化炉内的气固介质直接与耐火层相接触，由于耐火层中所选用的耐火材料为抗碱腐蚀刚玉质耐火材料，其具有良好的硬度、耐高温性、抗氧化还原性和耐碱腐蚀性，因此，本发明提供的流化床气化炉中使用抗碱腐蚀刚玉质耐火材料制成的耐火层不仅能够承受煤的气化反应所需的高温环境，而且还能够避免流化床气化炉内的气固介质对其自身的磨损和侵蚀，延长了流化床气化炉的使用寿命。

另外，以保温层和耐火层作为流化床气化炉的炉衬，不仅能够对流化床气化炉的内部起到保温的作用，而且还能够将流化床气化炉的炉壳的温度控制在不低于气化炉蒸汽分压对应的露点温度，这样就很好的避免了流化床气化炉内的蒸汽经过保温层和耐火层在炉壳上冷凝，所导致的炉衬出现损坏、脱落以及炉壳被腐蚀的问题，保证了流化床气化炉长期稳定的运行。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例中实施例一对应的流化床气化炉的结构示意图；

图2为本发明实施例中实施例二对应的流化床气化炉的结构示意图。

附图标记：

1-炉壳， 2-保温层，

3-耐火层， 4-固体物料入口，

5-气化剂入口， 6-排渣口，

7-出气口， 8-分布板。

具体实施方式

为了进一步说明本发明实施例提供的流化床气化炉及其炉衬的制作方法，下面结合说明书附图进行详细描述。

请参阅图1和图2，本发明实施例提供的一种流化床气化炉中，包括炉壳1以及设在炉壳1内部的炉衬；炉衬包括保温层2和耐火层3，且保温层2设在耐火层3和炉壳1之间，耐火层3中所使用的耐火材料为抗碱腐蚀刚玉质耐火材料。

气化反应时，将混有催化剂的煤粉从流化床气化炉的固体物料入口4加入到流化床气化炉中，将气化剂依次经过流化床气化炉的气化剂入口5和分布板8加入到流化床气化炉中，进入到流化床气化炉中的煤粉和气化剂在催化剂的催化作用下发生气化反应，气化反应所得到的气相产物经过流化床气化炉的出气口7排出，进入后续净化分离工序，而气化反应所得到的固相产物经过流化床气化炉的排渣口6排出流化床气化炉。

需要说明的是，分布板8一般为圆锥形结构，且在圆锥形结构的板面均匀分布有若干通孔；将分布板8设在流化床气化炉的炉底处，使气化剂依次经过气化剂入口5和分布板8上的若干通孔再进入到流化床气化炉中，这样就将从气化剂入口5进入的气化剂均匀的散布在流化床气化炉内，实现较好的流化，从而使气化反应能够更加顺利的进行。

煤催化气化工艺气化炉内的气固介质直接与耐火层3相接触，由于耐火层3中所选用的耐火材料为抗碱腐蚀刚玉质耐火材料，其具有良好的硬度、耐高温性、抗氧化还原性和耐碱腐蚀性，因此，本发明提供的流化床气化炉中使用抗碱腐蚀刚玉质耐火材料制成的耐火层3不仅能够承受煤的气化反应所需的高温环境，而且还能够避免流化床气化炉内的气固介质对其自身的氧化磨损和腐蚀侵蚀，延长了流化床气化炉的使用寿命。

另外，以保温层2和耐火层3作为流化床气化炉的炉衬，不仅能够对流化床气化炉的内部起到保温的作用，而且还能够将流化床气化炉的炉壳1的温度控制在不低于气化炉蒸汽分压对应的露点温度，这样就很好的避免了流化床气化炉内的蒸汽经过保温层2和耐火层3在炉壳上冷凝，所导致的炉衬出现损坏、脱落以及炉壳被腐蚀的问题，保证了流化床气化炉长期稳定的运行。

需要说明的是，上述耐火层3中可包含抗碱腐蚀刚玉质耐火材料，且所包含的抗碱腐蚀刚玉质耐火材料的质量，占整个耐火层3质量的比重越大，耐火层3所具有的抗腐蚀的能力就越强。

上述实施例中的耐火层3中所选用的抗碱腐蚀刚玉质耐火材料的种类有很多，只要能够承受气化反应中的温度和压强等环境条件，且还具有较强的热震稳定性、抗磨损及抗腐蚀性能即可。本发明实施例所提供的耐火层3中所使用的抗碱腐蚀刚玉质耐火材料为六铝酸钙(CA₆)、镁铝尖晶石或六铝酸钙同镁铝尖晶石复合材料。

当所选用的抗碱腐蚀刚玉质耐火材料为六铝酸钙时，由于六铝酸钙的熔点较高(约1830℃分解熔融)，在高温还原气氛下有很好的稳定性，在碱性环境中有较好的抗侵蚀能力，因此，使用六铝酸钙制作成的耐火层3不会与流化床气化炉内的气固介质发生反应，很好的延长了流化床气化炉的使用寿命；另外，六铝酸钙的热导率相对较低，不会将流化床气化炉中的高温传递到外界，能够很好的维持流化床气化炉中气化反应所需的高温环境，保证了气化反应的顺利进行。当所选用的抗碱腐蚀刚玉质耐火材料为镁铝尖晶石时，由于镁铝尖晶石的熔点高(2135℃)，热震稳定性好，导热系数低，耐磨损，强度高，硬度大，抗冲击、抗碱侵蚀能力强，在氧化还原气氛中化学稳定性好，抗蠕变能力强及抗碱性熔渣的能力强，对铁的氧化物的作用也很稳定，因此，气化反应所产生的灰渣对其并不能够产生腐蚀作用，而且，镁铝尖晶石的热膨胀系数较小，处在高温环境中时，不会发生较大幅度的膨胀；因此，使用镁铝尖晶石制作成的耐火层3不会受到气化反应所产生的灰渣的腐蚀，且不会出现因热膨胀而导致的耐火层3损坏、脱落的问题，很好的延长了流化床气化炉的使用寿命。

需要说明的是，上述耐火层3的厚度对流化床气化炉的工作的稳定性影响比较大；当耐火层3的厚度较薄时，一方面不利于耐火层3耐火材料浇筑的施工，另一方面不能在气化炉长周期运行过程中有效抵抗炉内气固介质的磨损、渗透，降低了流化床气化炉的炉衬的使用寿命；而当耐火层3的厚度较厚时，将使得制作流化床气化炉的成本大幅提高，另外，耐火层3的厚度较厚时，炉壳1的尺寸会随之增大，增加流化床气化炉整体的负担。

为了使上述实施例提供的流化床气化炉能够更为稳定的工作，将耐火层3的厚度限定在100mm-140mm，更为优选的将耐火层3的厚度限定为120mm。经试验证明，当耐火层3的厚度为120mm时，所选择的耐火层3的厚度适中，既保证了耐材浇筑的高质量施工，在流化床气化炉长周期运行过程中有效抵抗炉内气固介质的磨损、渗透，又保证了流化床气化炉能够长期稳定的工作，同时又降低了气化炉炉衬的制作成本。

而上述实施例提供的保温层2中，所使用的保温材料的种类同样有很多，例如：莫来石和/或耐高温陶瓷纤维，但不仅限于此。当选用莫来石作为保温层2中的保温材料时，由于其耐火度高、抗热震性能较好、抗蠕变、抗化学侵蚀性好、荷重软化温度高、体积稳定性能好以及电绝缘性强，将莫来石用作保温层2中的保温材料能够对流化床气化炉起到很好的保温作用，避免了热能的损失，而且由于其具有较高的强度，在使用过程中不易出现断裂、脱落等现象。当选用部分耐高温陶瓷纤维作为保温层2中的保温材料时，由于其具有质轻密度小、强度高、导热系数小等多种性能，因此，由其制成的保温层2同样具有上述使用莫来石制作的保温层2所具有的功能，此处不做说明。

需要说明的是，上述保温层2的厚度对其所能够产生的效果具有一定的影响。当保温层2的厚度较薄时，一方面不利于保温层2的浇筑施工，另一方面保温层2不能够很好的起到保温的作用，造成流化床气化炉内热量的损失；当保温层2的厚度较厚时，虽然起到了很好的保温作用，但由于需要限定流化床气化炉的炉壳1的温度在不低于气化炉蒸汽分压对应的露点温度，因此，较厚的保温层2会使流化床气化炉的炉壳1的温度过低，导致流化床气化炉的炉壳1的温度在低于气化炉蒸汽分压对应的露点温度的情况出现，致使炉内的蒸汽经过保温层2在炉壳1上冷凝，损坏保温层2；另外，过厚的保温层2也会增加流化床气化炉整体的负担。

为了平衡保温层2的保温效果和控制炉壳1的温度适宜，将保温层2的厚度限定在80mm-120mm。经试验可知：保温层2的厚度限定在80mm-120mm时，能够对流化床气化炉起到很好的保温作用，而且还能够控制炉壳1的温度不低于气化炉蒸汽分压对应的露点温度，保证了流化床气化炉能够长期稳定的工作。

另外，耐火层3和保温层2的具体厚度，根据其所采用的材料的导热系数进行核算，需保证流化床气化炉的炉壳1的温度不低于气化炉蒸汽分压对应的露点温度，优选的，可将流化床气化炉的炉壳1的温度高于气化炉蒸汽分压对应的露点温度10-40℃。例如，当流化床气化炉的工作温度为800℃时，一般控制气化炉炉壳1的温度为200℃-240℃，更为优选的为210-230℃，即可满足流化床气化炉的炉壳1的温度不低于气化炉蒸汽分压对应的露点温度。

上述实施例提供的耐火层3上设置耐火膨胀缝，保温层2上设置保温膨胀缝，耐火膨胀缝与保温膨胀缝的缝隙宽度均小于2mm，且耐火膨胀缝与保温膨胀缝错开。由于耐火层3与保温层2均会受到流化床气化炉中的温度影响，发生热膨胀现象，而且流化床气化炉的炉壳1所采用的金属材质也会发生热膨胀，且这种金属材质的线膨胀系数要高于耐火材料，线膨胀系数的不同造成炉壳1、保温层2以及耐火层3三层间线膨胀量不同步，容易导致耐火层3与保温层2中的耐火材料出现裂纹，或使耐火层3与保温层2直接脱落，因此，在耐火层3上设置耐火膨胀缝，在保温层2上设置保温膨胀缝，能够为耐火层3与保温层2因热膨胀而产生的多余的体积提供空间，同时平衡耐火材料同炉壳1线膨胀量的差异，很好的避免了耐火层3与保温层2出现裂纹，或使耐火层3与保温层2直接脱落等现象的发生。而将耐火膨胀缝与保温膨胀缝的缝隙宽度均设为小于2mm，能够避免由于耐火膨胀缝与保温膨胀缝过宽而导致的流化床气化炉中的热量容易流失、炉壳1出现过热点的问题；此外，耐火膨胀缝与保温膨胀缝不连通，能够很好的避免流化床气化炉内气固介质直接渗透到炉壳1上，对炉壳1造成一定的腐蚀，而且同样有利于维持流化床气化炉内的温度，减少热量损失。

上述耐火膨胀缝与保温膨胀缝的形状多种多样，优选的，选择z形缝作为耐火膨胀缝与保温膨胀缝，其在水平径向方向和竖直轴向方向上均能很好的缓解耐火层3与保温层2所发生的热膨胀。

本发明实施例还提供了上述流化床气化炉的炉衬的制作方法，其制作过程如下：

请继续参阅图1和图2，在金属炉壳1内壁密布焊接锚固钉，之后逐层浇筑中间隔热保温层2、最内层耐火材料层3。各层分别由炉底向上分段浇筑。

根据流化床气化炉中固体物料入口4、气化剂入口5、排渣口6、出气口7和分布板8所处的位置，以及流化床气化炉的炉壳1的体积大小，分别制作保温层2的模具和耐火层3的模具，可采用钢模或加强型木模具，还需保证保温层2的模具接缝及拼缝间的间隙控制在1.5mm内，耐火层3的模具接缝及拼缝间的间隙控制在1.5mm内，以避免振捣时保温层浇筑料或耐火层浇筑料发生渗漏，形成对应的模具接缝，同时还应保证保温层2和耐火层3的模具安装稳固，避免浇筑时因发生弯曲和破裂而导致的浇筑表面不平整等问题。另外，还可以在使用模具前，在模具的工作面涂刷脱模剂，以易于拆分模件。

根据所要形成的保温层2和耐火层3中对应使用材料配方，计算各种原料所需的重量，然后配制成保温层浇筑料和耐火层浇筑料，在配制保温层浇筑料和耐火层浇筑料的过程中，均是将原料先进行人工预混合，然后再倒入搅拌机先干搅拌至水泥、骨料、粉料混合均匀，然后加80％的水进行充分的搅拌，余下的水根据拌料情况决定补充多少，以达到最佳效果，采用的水优选洁净的生活饮用水(pH值6.5-7)，搅拌时间根据原料的种类而定，优选的控制在7min以内。

需要说明的是，上述耐火层3中所选用的耐火材料为六铝酸钙、镁铝尖晶石或将六铝酸钙与镁铝尖晶组成的复合材料；保温层2中所选用的保温材料为莫来石，而相应的有益效果已在上述结构部分描述过，此处不做赘述。

在形成保温层2时，将搅拌好的保温层浇筑料倒入保温层2的模具中，并及时振捣模具中的保温层浇筑料，振捣时将振捣棒缓慢插入保温层浇筑料层中并连续振动，振捣以大量排出保温层浇筑料中气泡，且保温层浇筑料表面轻微泛浆为宜，还需要保证振捣后的保温层浇筑料混合均匀，不出现蜂窝麻面，不出现空穴和死角。另外，振捣过程中，每点振动时间不宜过长，以防止粗大骨料上浮，一般搅拌好的保温层浇筑料应在30min内施工完毕。

值得注意的是，上述保温层2的浇筑过程是通过分段浇筑的方式完成的，每段浇筑完毕24h后拆模上移，以此类推，直到完成整个保温层2的浇筑工作。此外，每段的浇筑工作必须一次浇筑完毕，且每段形成的高度还需根据炉壳1的材质及其线性膨胀系数、保温层2和耐火层3所选用的原材料的种类及其膨胀系数、以及保温膨胀缝和耐火膨胀缝的设计而定，一般将每段的高度设为0.6m-1.2m。

在形成耐火层3时，浇筑的过程与形成保温层2时的浇筑过程相同，此处不做赘述。另外，在上述制作保温层2和耐火层3的过程中，可以将施工环境的温度控制在5℃-30℃，以使浇筑工作能够更顺利的完成。

需要说明的是，耐火层3和保温层2的具体厚度，应根据其所采用的材料的导热系数进行核算，需保证流化床气化炉的炉壳1的温度不低于气化炉蒸汽分压对应的露点温度，优选的，可将流化床气化炉的炉壳1的温度高于气化炉蒸汽分压对应的露点温度10-40℃。例如，当流化床气化炉的工作温度为800℃时，一般控制气化炉炉壳1的温度为200℃-240℃，更为优选的为210-230℃，即可满足流化床气化炉的炉壳1的温度不低于气化炉蒸汽分压对应的露点温度。

在浇筑施工完毕后将浇筑形成的保温层2和耐火层3放置在室温下自然养护2-5天；之后，根据所用耐火材料烘炉曲线进行烘炉，起始低温下要严格控制升温速率及各温度下的停留时间，避免升温过快耐火材料中的水蒸气压力超过了材料的拉伸强度时引起炉衬分层和崩溃。

需要说明的是，保温层2浇筑施工、养护完毕后，再进行耐火层3的模具安装、配料、浇筑、养护，整体内衬均施工安装完毕后，可进行气化炉整体的烘炉；也可以待保温层2浇筑施工、养护完毕后，优先进行保温层2的初步烘炉，根据保温层2所用材料烘炉曲线进行低温烘炉，之后再进行耐火层2的浇筑施工，避免整体内衬施工完毕再烘炉可能造成的烘炉时间长，保温层温度低、水分不能完全排出、易损坏等问题的出现。

烘炉的过程通常分为以下几个阶段，控制室温缓慢上升到150℃，去除保温层2和耐火层3中颗粒表面的吸附水，维持150℃恒温一段时间，完全脱去颗粒表面的吸附水；将温度由150℃持续缓慢上升到350℃，去除保温层2和耐火层3中的胶凝体结合水，维持350℃恒温一段时间，完全去除胶凝体结合水；将温度由350℃持续缓慢上升到550℃，去除保温层2和耐火层3中的结晶水，维持550℃恒温一段时间，完全去除结晶水；将温度由550℃持续缓慢上升到800℃，使保温层2和耐火层3中的晶型发生变化，最终使保温层2和耐火层3具有高温结构、高强度等特性。另外，在完成烘炉操作后，需保证保温层2和耐火层3上产生的裂缝在2mm以内。

需要说明的是，在上述保温层2和耐火层3的浇筑过程中，在保温层2上要留设保温膨胀缝，在耐火层3上要留设耐火膨胀缝，以防止保温层2和耐火层3对应使用的浇筑料在受热后因膨胀不均而出现不规则的裂缝。此外，保温膨胀缝和耐火膨胀缝是在不同的层和段之间通过自然断缝形成的，而且为了保证膨胀缝的严密性，保温膨胀缝和耐火膨胀缝均采用z形缝，在不同层之间避免形成贯通的膨胀缝。形成的保温膨胀缝和耐火膨胀缝均可以采用陶瓷纤维纸填充，以补偿高温时保温层浇筑料和耐火层浇筑料的微膨胀，防止在保温层浇筑料和耐火层浇筑料的表面出现裂纹。

另外，同一层上的各段之间设有缝宽不大于2mm的膨胀缝，设在各段之间的膨胀缝可以缓解保温层2和耐火层3在竖直轴向方向上的线膨胀；在保温层2和耐火层3的径向均预留不大于2mm的膨胀缝，可以减缓保温层2和耐火层3在高温环境中使用时，所产生的水平方向的线膨胀。

本发明提供的流化床气化炉的炉衬的制作方法，结合了煤催化气化工艺自身特点，分区、分段、分层进行，浇筑施工中在保温层2设置的保温膨胀缝，以及在耐火层3设置的耐火膨胀缝均能够很好地减缓耐火材料在高温使用中竖直及水平向的线膨胀，保证了保温层浇筑料和耐火层浇筑料表面的裂纹均在2mm以下，避免了流化床气化炉的炉内蹿火炉壁超温问题的出现。该种流化床气化炉的炉衬结构及施工方法，不仅能较强的抵抗含碱灰渣的碱侵蚀性，而且易施工、易修补、成本低，有效地提高了流化床气化炉的使用寿命。

为了更为清楚的描述上述流化床气化炉的炉衬的制作方法，以下给出两个具体实施例：

实施例一：

请参阅图1，首先在炉壳1内壁密布焊接锚固钉；然后使用莫来石原料调制保温层浇筑料，以由下至上分段浇筑的方式，将保温层浇筑料倒入保温层2的模具中，分段形成厚度为100mm的保温层2；完成保温层2的施工后，接着通过混合不同粒度的六铝酸钙、镁铝尖晶石、刚玉微粉、氧化铝微粉、水泥以及分散剂等材料，调制出耐火层浇筑料，将耐火层浇筑料倒入耐火层3的模具中，分段形成厚度为120mm的耐火层3，完成流化床气化炉炉衬的制作，且需保证炉壳1的外壁温度相比于气化炉蒸汽分压对应的露点温度高出20℃。

将负载催化剂的煤粉从流化床气化炉的固体物料入口4加入到流化床气化炉中，将过热蒸汽和氧气等气化剂由流化床气化炉的气化剂入口5再经设在气化剂入口5处的分布板8加入到流化床气化炉中，进入到流化床气化炉中的煤粉和气化剂在催化剂的催化作用下发生气化反应，气化反应所得到的气相产物经过流化床气化炉的出气口7排出，进入后续净化分离工序，而气化反应所得到的固相产物经过流化床气化炉的排渣口6排出流化床气化炉。

实施例二：

请参阅图2，将整个流化床气化炉的施工过程分为三个部分：分布板区I、炉身区II以及炉顶区III；三个区域可分别进行炉衬的浇筑，之后整体组焊，再进行组合部分炉衬的施工，且各个区域炉衬的施工分层分段进行，即先进行保温层2的施工，之后再进行耐火层3的施工，各层从下至上分段进行浇筑。

首先在炉壳1内壁密布焊接锚固钉；然后制作安装保温层2的模具，需保证保温层2的模具接缝在1.5mm内，且在模具的工作面涂刷脱模剂；然后使用莫来石调制保温层浇筑料，调制的过程是将莫来石等材料和中性的饮用水按一定比例混合均匀并搅拌7min，以得到保温层浇筑料，将调制好的保温层浇筑料倒入保温层2的模具中，分段(分成的段数需根据炉壳1的材质及其线膨胀系数、形成保温层2所选用的原材料的种类及其膨胀系数、厚度以及保温膨胀缝的设计而定)形成厚度为100mm的保温层2，且将每段高度控制在0.6m-1.2m，在每段的浇筑过程中，需要及时振捣以使保温层浇筑料中的气泡排出，并保证模具中已不存在空穴和死角，搅拌好的浇筑料在30分钟内完成施工过程，且在浇筑完毕24h后拆下模具并上移，以此类推直到完成各区对应的保温层2的制作。另外，浇筑施工过程中要留设径向及轴向的保温膨胀缝，为了保证每段之间接缝的严密性，将接缝均采用缝宽小于2mm的z形缝，且在每形成一段后使用陶瓷纤维纸对接缝进行填充。保温层2的浇筑工作完成后，将保温层2在室温下自然养护2-5天后再进行干燥，并逐步脱除吸附水、结合水及结晶水。

然后进行耐火层3的施工，选择的材料为耐碱腐蚀刚玉质材料，组成包括不同粒度的六铝酸钙、刚玉骨料、刚玉微粉、氧化铝微粉、水泥及分散剂等，耐火层3厚度为120mm。同样逐次进行模具安装、耐火层浇筑料制备、搅拌、浇筑、振捣、养护等处理。耐火层3浇筑时留设的径向及轴向膨胀缝要同保温层2留设的膨胀缝错开，避免形成通缝。

三个区域的炉衬均浇筑施工完毕后进行整体组焊，之后进行组合部分耐材炉衬的修补、施工。

整体流化床气化炉均施工完毕后，根据所用耐火材料烘炉曲线进行烘炉处理，起始低温下要严格控制升温速率及各温度下的停留时间，避免升温过快耐火材料中的水蒸气压力超过了材料的拉伸强度时引起衬里分层和崩溃。通常分成几段，分别脱除吸附水、结合水、结晶水。保证热态烘炉后炉衬中的耐火材料裂缝控制在2mm以下。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种流化床气化炉，其特征在于，包括炉壳以及设在所述炉壳内部的炉衬；所述炉衬包括保温层和耐火层，且所述保温层设在所述耐火层和所述炉壳之间，所述耐火层中所使用的耐火材料为抗碱腐蚀刚玉质耐火材料，所述抗碱腐蚀刚玉质耐火材料为六铝酸钙、镁铝尖晶石或六铝酸钙同镁铝尖晶石复合材料；

所述耐火层上设有耐火膨胀缝，所述保温层上设有保温膨胀缝，所述耐火膨胀缝与所述保温膨胀缝均采用z形缝；

所述保温层中所使用的保温材料为莫来石和/或耐高温陶瓷纤维；

所述耐火层和保温层是经由炉底向上分段浇筑完成的；

流化床气化炉的炉壳的温度不低于气化炉蒸汽分压对应的露点温度。

2.根据权利要求1所述的流化床气化炉，其特征在于，所述耐火层的厚度为100mm-140mm。

3.根据权利要求1所述的流化床气化炉，其特征在于，所述保温层的厚度为80mm-120mm。

4.根据权利要求1所述的流化床气化炉，其特征在于，所述耐火膨胀缝与所述保温膨胀缝的缝隙宽度均小于2mm，且所述耐火膨胀缝与所述保温膨胀缝错开。

5.一种如权利要求1-4中任一项所述流化床气化炉的炉衬的制作方法，其特征在于，包括分段浇筑制作保温层的步骤和分段制作耐火层的步骤，其中，

分段浇筑制作保温层的步骤包括：形成所述保温层中对应设在所述流化床气化炉的炉底的部分；形成所述保温层中对应设在所述流化床气化炉的炉身的部分；形成所述保温层中对应设在所述流化床气化炉的炉顶的部分；

分段浇筑制作耐火层的步骤包括：形成所述耐火层中对应设在所述流化床气化炉的炉底的部分；形成所述耐火层中对应设在所述流化床气化炉的炉身的部分；形成所述耐火层中对应设在所述流化床气化炉的炉顶的部分；

所述耐火层上设有耐火膨胀缝，所述保温层上设有保温膨胀缝，所述耐火膨胀缝与所述保温膨胀缝均采用z形缝；

流化床气化炉的炉壳的温度不低于气化炉蒸汽分压对应的露点温度。

6.根据权利要求5所述的流化床气化炉的炉衬的制作方法，其特征在于，分段形成所述保温层中对应设在所述流化床气化炉的炉底的部分；分段形成所述保温层中对应设在所述流化床气化炉的炉身的部分；分段形成所述保温层中对应设在所述流化床气化炉的炉顶的部分；

分段形成所述耐火层中对应设在所述流化床气化炉的炉底的部分；分段形成所述耐火层中对应设在所述流化床气化炉的炉身的部分；分段形成所述耐火层中对应设在所述流化床气化炉的炉顶的部分。

7.根据权利要求5或6所述的流化床气化炉的炉衬的制作方法，其特征在于，在所述保温层的模具接缝处留有用于形成所述保温膨胀缝的间隙，在所述耐火层的模具接缝处留有用于形成所述耐火膨胀缝的间隙。

8.根据权利要求5所述的流化床气化炉的炉衬的制作方法，其特征在于，控制所述流化床气化炉的炉壳温度高于所述流化床气化炉中蒸汽分压对应的露点温度10℃-40℃。

9.根据权利要求8所述的流化床气化炉的炉衬的制作方法，其特征在于，当所述流化床气化炉工作温度为800℃时，控制所述流化床气化炉的炉壳温度为200℃-240℃。

10.根据权利要求5所述的流化床气化炉的炉衬的制作方法，其特征在于，对所述保温层进行烘炉干燥，使所述保温层依次脱除吸附水、结合水以及结晶水；对所述耐火层进行烘炉干燥，使所述耐火层依次脱除吸附水、结合水以及结晶水。