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KT高效节能强化剂在一段转化炉上的应用

文档作者：朱本强1 王小平2 文档来源： 1．成都考特科技发展有限公司 2．重庆江北化肥有限公司		点击数：	更新时间： 2025年04月19日
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第5期2010年9月中 氮肥M—Sized Nitrogenous Fertilizer ProgressNo．5Sep．2010KT高效节能强化剂在一段转化炉上的应用朱本强1。王小平2(1．成都考特科技发展有限公司，四川成都610041；2．重庆江北化肥有限公司，重庆401 120)【中图分类号]TQ 113．26 [文献标识码]B [文章编号]1004-9932(2010)05-0033—02KT高效节能强化剂是一种由成都考特科技发展有限公司研制，广泛用于工业炉的高效节能新型材料。该材料直接喷涂在各种高温加热炉的耐火材料表面，经高温处理，可渗入耐火材料1—3 mm，形成一层坚硬的陶瓷釉面硬壳，隔绝耐火材料表面与燃烧气流的直接接触，避免气流的冲刷和腐蚀，从而起到保护炉体和延长保温材料寿命的作用。该材料耐热度很高，对红外热射线的辐射能力很强。喷涂该材料后，炉衬黑度可以上升到0．9以上。KT节能强化剂可涂抹于一段转化炉辐射窜炉墙内陶瓷纤维材料的表面。在一段转化炉辐射室炉墙内壁涂布这种材料后，可强化炉膛内的辐射传热，提高一段转化炉的热效率，达到明显的节能效果。1 KT高效节能强化剂的组成及性能KT高效节能强化剂由辐射体、添加剂、粘结剂组成，各组分含量为：辐射体16％～24％，添加剂36％～44％，粘结剂35％～45％。该涂料颗粒有微米级和纳米级2种，涂抹厚度根据生产实际需要控制在0．05—1 mm。KT高效节能强化剂主要技术性能指标如下(其中热震稳定性为1 200℃～室温无裂纹剥落次数)：最高耐火温度 1 900℃使用温度 300～l 700℃对热辐射能谱的吸收率O．93～0．98对热辐射能谱的发射率O．93～0．98导热系数 0．36 w／(In·K)附着力 优良[收稿日期】2010-03-25[作者简介】朱本强(1950一)，男，重庆涪陵人，成都考特科技发展有限公司董事长。容霞热震稳定性线膨胀系数悬浮性2节能机理1．6—2．1 s／cm3920次8．2×10—6／。C不分层(60 h)传热学理论指出：在高温炉窑内部，热量传递主要以辐射方式进行，炉膛温度越高，辐射传热的作用也就越显著。一般而言，炉壁接受火焰的热量后，一部分会被炉墙吸收，吸收的成数称为炉壁的吸收率(口)，其余被炉墙反射回炉膛(对于固体而言认为透过率为o)，反射的成数称为炉壁的反射率(r)，则有：a+r=l根据基尔霍夫定律，物体的辐射率等于其吸收率，因此提高炉墙的吸收率就能极大地增强炉壁的辐射能力。炉气中含有的主要成分是0：、N：、CO：、H：0等，由于气体只是在某一特定波段才能发射和吸收能量，并且双原子对称气体(如：0：、H：、N：等)几乎不吸收也不发射辐射能，因此炉气中参与辐射换热的主要是CO：、H：0，而它们对能量的辐射和吸收是有选择性的，在波长上具有“频带窗口”，亦即：炉气是具有选择性辐射和吸收能量的，当辐射能通过炉气时，在“频带窗口”波段的辐射能可以完全透过气体层，而不被气体吸收(能量没有衰减)，直接达到被加热物体，而在其余波段内的能量又被气体所吸收。由于炉气只在某些特定的波段辐射和吸收辐射能，当炉衬的黑度比较低，通过炉墙反射的能量所占的比例就大。炉墙把炉气辐射的能量又反射【旦1炉膛时，没有改变炉气的辐射能谱，反射的能量具有和炉气相同的光谱特性，又被炉气所吸收，只有很少一部分能量到达被加热物体。万方数据·34· 中氮肥 第5期在炉内多次循环这个过程，没有被吸收的热量随烟气排出炉膛。提高炉衬的黑度n丁以改变这个过程，可以减少被反射部分的能量，使其变为炉墙的自身辐射。这部分能餐具有同体辐射和连续辐射的特性，即在所有的波长都辐射能量，这样波长在“频带窗口”以外的那部分炉衬辐射能蹙就能不衰减地直接到达被加热体。炉衬黑度提高，传给被加热物的热鼍增加，而被炉气吸收的热鼍减少。从以上分析可以得出结论：低辐射率的炉衬使炉衬传给被加热体的热量减少，要达到工艺所要求的温度，就要增加炉气的温度，这就使排烟损失增大；高辐射率的炉衬可以降低炉气的温度而增加炉墙对被加热物体的传热，从而降低排烟热损失，达到爷能效果。另外，由于红外热射线具有一定的穿透能力，高辐射率涂层的炉衬还能够提高物体的加热质量，减少氧化烧损。3施工方法施工前，首先将炉膛内耐火材料表面上的灰尘、疏松物清除干净，再喷涂该材料至所需厚度。施工完毕后，经2 h以上自然阴干，之后进行缓慢升温，完成涂层的固化烧结。4应用情况KT高效节能强化剂于2009年12月应用于某大型合成氨系统的一段转化炉。该转化炉使用KT节能强化剂后，取得了明显的效果。(1)炉外壁温度下降表l为一段转化炉辐射室炉墙喷涂KT高效节能强化剂前后(2009年10月27 Et和2010年4月2日)外壁温度对比。从表l可看出，一段转化炉喷涂KT高效节能强化剂后炉墙外壁温度有明显的下降，平均下降了8．22℃。表1 喷涂前后辐射室外壁温度对比 ℃续表1(2)燃料消耗量与烟气进对流段温度降低表2为一段转化炉辐射窜炉墙喷涂KT高效节能强化剂前后工艺参数对比。从表2可看出，一段转化炉喷涂KT节能强化剂后，在保持生产负荷与操作温度相对稳定的前提下，炉膛内壁温度升高，平均升高了88．7 oC；烟气进对流段温度有所降低，下降了28．1 oC；吨氨耗燃料气量降低，平均下降了13．57 m3。。表2喷涂前后工艺参数对比该公司一段转化炉墙喷涂一次的材料与人工费用为25万元左右。按照运行考核数据，吨氨燃料消耗鼍下降13．57 m3，按年产300 kt合成氨、天然气价格1．00衫m3计算，年直接经济效益为407万元，投资回收期不足1个月。5结束语KT高效节能强化剂的主要技术要点是提高一段转化炉墙内壁表面的黑度，喷涂后黑度由0．3～0．4增至0．9～0．93，并且能强化辐射传热，使被加热体受热均匀。在同等供气的情况下，几J提高炉膛温度20℃以上，加热时间较喷涂前缩短10％～36％。迄今，成都考特科技发展有限公司开发的KT高效‘i了能强化剂已用于川’化、天华化工、赤天化、建峰化工、建滔化工、江北化工等化肥及化工生产企业的一段转化炉，取得了良好的节．能效果。

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