乙烯裂解爐作為乙烯裝置的核心設備,,其能耗約占整個乙烯裝置能耗的60%。提高裂解爐熱 效率的重要途徑之一就是減少裂解爐爐體的熱損失,。因此爐襯材料的選用顯得尤為重要,。
裂解爐爐襯材料的現狀
1.1陶瓷纖維材料
陶瓷纖維制品目前可以滿足從以600℃至1400℃不同溫度檔次的使用要求,。即完全滿足裂 解爐對陶瓷纖維制品的使用要求,。以層鋪和折疊模塊的形式以成目前國內裂解爐設計的主流
1.2輕質高鋁耐火磚
輕質高鋁耐火磚的氧化鋁含量大于48%,,具有良好的高溫結構強度和抗熔渣侵蝕性能,是裂 解爐爐襯最傳統(tǒng)的設計,。從使用壽命的角度講,,如果沒有磚本身及施工質量問題,磚結構的爐襯是裂解爐選用的耐火材料中最耐久和相對經濟的結構,。尤其是在煙氣流速大或受火焰 沖刷的部位,,效果顯著。輕質高鋁耐火磚在裂解爐中無論是干砌施工或耐火泥漿濕砌施工,,均要與陶瓷纖維作為背襯復合使用,。隨著裂解爐設計的大型化,輕質高鋁耐火磚在爐襯中使用的范圍正在逐步縮小,。
1.3輕質耐火澆注料
輕質耐火澆注料是由骨料,、結合劑及若干添加劑配制而成的傳統(tǒng)耐火隔熱材料。不同溫度等 級的輕質耐火澆注料分別應用在乙烯裂解爐的對流段和爐底,。它可單獨或與其他材料復合使用,。施工簡便、成本低,、整體性能較好,。但澆注料施工后要進行養(yǎng)護使用前需進行一定時間的烘爐以及錨固件部位容易出現熱點
2裂解爐爐襯材料的展望
近年來,爐襯材料向更加輕型化,、導熱系數更低,、體積更小的方向發(fā)展。但目前這些新型材料成本相對很高,,不過與其他耐火材料進行復合搭配使用,,在特定的項目執(zhí)行中還是可接受 的以下兩種新材料宜用作裂解爐爐襯材料。
2.1多晶氧化鋁纖維
多晶氧化鋁纖維是新型超輕質高溫隔熱材料,。它由莫來石微晶體構成,,并集晶體材料和纖維材料特性于一體,有極好的耐熱穩(wěn)定性,,長期使用溫度可達 1400℃一 1600℃,,其導熱率是 傳統(tǒng)耐火磚的1/6,容重只有其 1/25,。近年來部分企業(yè)逐步研制開發(fā)成功多晶氧化鋁纖維針刺毯產品,,成功解決了多晶氧化鋁纖維不能折疊深加工的難題,提高了產品抗氣流沖刷性能增加了產品應用,、安裝固定方式,,有效擴大了產品的應用領域,。 在舊有裂解爐改造擴能過程中,保持原有爐襯厚度的前提下,,可滿足較高爐膛煙氣溫度的要求,。但成本較高
2.2新型納米材料
納米材料是由5~25mm的SiO2小圓球(占60%)及片狀TiO2(占40%)組成。當熱能穿過極密的SiO2小圓球,,因路徑的增加,,熱量逐漸減少。另外,,SiO2小圓球內部90%為空氣,,空氣也是最佳的絕熱材料。片狀TiO2可以有效地阻斷輻射傳熱,,使輻射熱能逐漸降低,。該保溫材料的導熱系數較其他材料低得多平均溫度400℃,導熱系數0.03W/(m·K),。耐溫等級從196℃到1200℃,。國外以后成功應用于裂解爐背襯材料的實例。優(yōu)點是:導熱系數低,、保溫效果好:熱損失低,,質輕薄、安裝空間�,。悍阑鹑秉c是:需特定設計及制造:成本高,。