喷射保温及耐火浇注料在焚硫炉上的运用

喷射保温及耐火浇注料在焚硫炉上的运用潘波闫浩武汉市博泽高温新材料有限公司湖北宜化肥业有限公司摘要：硫磺制酸焚硫炉、废热锅炉或硫铁矿制酸沸腾炉内衬传统采用保温砖加耐火砖内衬，施工时间长、对施工技术要求高、使用寿命短，而且局部脱落或开裂是常见问题。宜化肥业公司及武汉博泽高温材料公司尝试采用喷射技术先后对1套40kt／a的液态二氧化硫装置及3套8O0kt／a硫磺制酸装置焚硫炉内衬进行施工，施工时间20——25天。生产实践表明，喷射浇注料技术的应用效果相当好，可以大大缩短施工时间、延长焚硫炉的使用寿命。关键词：硫酸生产；焚硫炉；耐火砖；喷射浇注料技术；应用不论是硫磺制酸焚硫炉还是硫铁矿制酸沸腾炉，其内衬传统上基本为保温砖加耐火砖，采用人工砌筑的方式进行施工。施工时间长，一般需要50——60天；对材料的外形及施工人员的技能素质要求高。使用寿命短，砖缝开裂及局部损坏或脱落是常见问题。而一旦出现这些问题，基本上不可能进行彻底处理。隐患一直存在，硫酸装置随时都有可能被迫停车。对生产的连续性造成极大隐患。湖北宜化肥业有限责任公司(以下简称肥业公司)2007年新建的1套600kt／a硫磺制酸装置局部采用武汉博泽高温材料有限公司的喷射浇注料进行施工。2009年的新建1套40kt／a液态二氧化硫装置全部采用该技术，目前使用状况良好，未出现任何问题。2010年又把该技术运用在衬砖炉的修补上，同样取得了较好的效果。1、引进该技术的诱因2005年湖北宜化新建一套600kt／a硫磺制酸装置，焚硫炉内衬采用保温砖228mm+228mm耐火砖结构，施工时间长达70天。该装置于2006年9月份投入使用，2007年5月份焚硫炉头段及中段的上半部开始出现温度升高，晚上可以发现外钢壳的局部地方呈暗红色。因为温度升高的面积较大，我们分析应该是砖与砖之间的裂缝造成的。后来的两个月时间情况逐步恶化，最后只能停车，采用切开上半部的外壳，将保温砖全部掏出，然后用浇注料整体浇筑。并换上304L的外壳。当时切开外壳以后发现砖与砖之间的环形裂缝很大，最大的估计有近50mm。通过处理后，壳体上半部的温度始终高于其他位置约100度，该问题其实并没有彻底解决。在后来的停车大修时我们进入到炉子内部检查，发现砖缝裂缝很严重，甚至有部分砖有坍塌的危险。2006年在1号系统的旁边再增加一套600kt／a硫磺制酸装置。焚硫炉的内衬作为一个重要课题拿出来进行研讨。此时武汉博泽高温材料有限公司向我们推荐了他们的最新产品——耐火喷射浇注料。当时该技术没有在同类装置上成功运用的经验。出于稳妥考虑，我们制定了一套实施方案：250mm厚的保温层采用该公司的喷施保温材料，耐火层则分为两部分：先用喷射料施工150mm后，最后砌筑一层113mm的耐火砖。利用砖拱防止喷涂施工整体坍塌这一担忧。该装置2007年2月份开车，至今运行状况良好。2010年利用大修时进到炉内检查，耐火砖虽然不同程度的出现裂缝，在炉子的中部也有掉砖情况，但没有影响焚硫炉的整体运行效果。应该是喷射施工的材料起到了关键作用。2008年公司在建保险粉项目中，配套有一套40kt／a液态二氧化硫装置。焚硫炉设计外形尺寸为φ5500mm×16500mm。焚硫炉的内衬再一次成为技术部门研究的重点。经过多方论证及考察，最终确定整体采用武汉博泽高温材料有限公司的喷射浇注料技术，但将保温层厚度改为250毫米、耐火层厚度改为300毫米。挡火墙则采用整体浇筑施工。施工周期15天，烘炉9天。2009年7月份该装置投入生产，一直未进行检修过。2011年底因市场原因该装置停车检修，进入内部检查，除了正常伸缩缝以外，没有见到裂纹及局部脱落等情况。说明该技术在焚硫炉装置上的运用取得了完美的成功。该技术先后在湖北新发化工集团的80万吨硫磺制酸、湖北三宁化工的80万吨硫磺制酸以及湖北宜化松滋肥业有限公司的80万吨硫磺制酸装置中均得到有效应用。应该说该技术已经完全可以取代传统的衬砖技术，它不仅可以达到衬砖技术的效果，同时因施工简单、施工时间短、性价比更高等优点是衬砖技术无法比拟的。2、喷射耐火浇注料的技术特点喷射耐火浇注料共有五个系列产品。BZP-2（专利号ZL200910273396.6），为髙氧化铝耐火喷射浇注料，以干粉状（内含颗粒）和可促进浇注料快速凝固的化学促凝剂M的二组分系统提供给客户。喷射施工时气动的干料不会堵管且现场灰尘很少，由于化学促凝剂M的加入，使浇注料具有很好的粘附性能（金属和耐材表面）和很小的反弹率（通常低于8%）。BZP-2具有极好的高温稳定性能和抵抗SO2气体的化学侵蚀，并且具有长期承受高速气流冲刷的特性。BZP-2推荐用于硫酸焚硫炉和沸腾炉工作衬，炼铁热风管道和混风室工作衬作为新型替代的整体炉衬物理性能温度(℃)体积密度（g/cm3）常温耐压强度（MPa）线变化率（%）1102.33-2.5121-29/10002.34-2.5238-60-0.3~+0.314002.33-2.5142-65-0.3~+0.3化学成分：Al2O362%~73%BZP-5是一种铝硅质隔热喷射浇注料，以干粉状（内含颗粒）和可促进浇注料快速凝固的化学促凝剂M的二组分系统提供给客户，或者是不加化学促凝剂支模浇注。喷射施工时气动的干料不会堵管且现场灰尘很少，由于化学促凝剂M的加入，使浇注料具有很好的粘附性能（金属和耐材表面）和很小的反弹率（通常低于8%）。BZP-5具有很好的高温体积稳定性能和可微压缩性，有效提高炉衬的密封性、隔热性能和吸收工作衬的热应力。BZP-5推荐用于硫酸焚硫炉和沸腾炉隔热层、炼铁热风管道加热炉、石化二段炉及各种高温窑炉的保温隔热衬里，作为新型替代的整体炉衬。已成功应用于多套孟山都技术硫酸装置和国内某5800立方高炉热风总管的整体恢复。物理性能温度(℃)体积密度（g/cm3）常温耐压强度（MPa）线变化率（%）导热系数（W/m·k）平均350℃1100.9~1.021-290.00.2510000.9~1.038-60-0.5~0.0化学成分：Al2O330%~37%BZP-6是一种专有技术产品，为刚玉质耐火喷射浇注料，以干粉状（内含颗粒）和含硅溶胶结合剂二组分系统提供给客户。喷射施工时气动的干料不会堵管且现场灰尘很少，由于硅溶胶结合剂的加入，使浇注料具有很好的粘附性能（金属和耐材表面）和很小的反弹率（通常低于8%）。BZP-6具有极好的高温稳定性能和抵抗含酸、碱性气体的化学侵蚀，并且具有长期承受高速气流冲刷的特性。BZP-6推荐用于石化行业高温窑炉工作衬，作为新型替代的整体炉衬。物理性能温度(℃)体积密度（g/cm3）常温耐压强度（MPa）线变化率（%）1102.8-2.921-29/10002.8-2.938-60-0.3~+0.315002.8-2.942-65-0.3~+0.3化学成分：Al2O394%~95%BZP-7是一种铝硅质隔热喷射浇注料，以干粉状（内含颗粒）和可促进浇注料快速凝固的化学促凝剂M的二组分系统提供给客户，或者是不加化学促凝剂支模浇注。喷射施工时气动的干料不会堵管且现场灰尘很少，由于化学促凝剂M的加入，使浇注料具有很好的粘附性能（金属和耐材表面）和很小的反弹率（通常低于8%）。BZP-7具有很好的高温体积稳定性能和可微压缩性，有效提高炉衬的密封性、隔热性能和吸收工作衬的热应力。BZP-7推荐用于合成氨变换炉工作衬、石化二段炉及各种高温窑炉的保温隔热衬里，作为新型替代的整体炉衬。物理性能温度(℃)体积密度（g/cm3）常温耐压强度（MPa）线变化率（%）导热系数（W/m·k）平均350℃1101.3~1.55~70.00.413001.3~1.36~11-0.3~+0.3化学成分：Al2O345%~50%BZP-9是一种氧化铝空心球隔热喷射浇注料，以干粉状（内含颗粒）和含硅溶胶结合剂二组分系统提供给客户，或者是不加化学促凝剂支模浇注。喷射施工时气动的干料不会堵管且现场灰尘很少，由于含硅溶胶结合剂的加入，使浇注料具有很好的粘附性能（金属和耐材表面）和很小的反弹率（通常低于8%）。BZP-9具有很好的高温体积稳定性能，使用温度极高。BZP-9推荐用于高温薄壁炉窑的整体炉衬。物理性能温度(℃)体积密度（g/cm3）常温耐压强度（MPa）线变化率（%）导热系数（W/m·k）平均350℃1101.65~1.7510~130.00.7515001.65~1.756~11-0.3~+0.3化学成分：Al2O394%~95%3、喷射耐火浇注料的应用实例4、结束语硫磺制酸装置焚硫炉或废热锅炉的耐火砖内衬在使用一段时间后或多或少地都会出现一些问题，耐火砖内衬局部脱落和顶部开裂都是常见问题。武汉博泽高温材料有限公司的喷射浇注料技术的推广和应用，既节约了费用又可大大缩短工程建设时间，更主要的是使用效果相当好，大大延长了焚硫炉的使用寿命。