炭黑反应炉常用耐火材料

化工和石油工业是耐火材料应用的一个重要领域。由于热工窑炉设备多，操作条件复杂，因此在选择耐火材料时应根据窑炉设备的不同选择谨慎选择。

炭黑反应炉多以重油为燃料，乙烯焦油等碳氢化合物为原料，在生产炭黑过程中于反应炉内进行比较复杂的燃料燃烧，碳氢原料的热分解，冷却炭黑的喷雾水作用，以及燃料和原料热分解产物与内衬耐火材料组分的物理化学反应等多种过程。

在反应炉内燃烧段温度可达1600~1700℃，且炉内热气流速度较快，尤其在喉管末端。正常工作状态下，喉管末端气流温度为1700℃以上，甚至高达1900℃或更高。同时，由于操作原因引起的停炉及各类产品的更换，采用水蒸气入炉吹扫油管管路，均会造成炉衬材料受热应力作用引起剥落。另外，燃料和原料热解后产生的灰分中的氧化物,对耐火材料也有很大的侵蚀作用。

二、炭黑反应炉用耐火材料

炭黑反应炉内衬耐火材料应具有耐火度高、抗热震稳定性好、密度大、气孔率低和抗高温腐蚀/侵蚀性强等优点。

大多数炭黑反应炉内衬采用Al₂O₃-SiO₂质耐火材料砌筑，其中靠内衬则采用高铝质耐火材料或者黏土质耐火材料砌筑。操作温度范围不同时需要选用不同档次的耐火材料筑衬。

在低温（1550〜1750℃）范围内操作的反应炉内衬，一般选用莫来石结合Al₂O₃（含量大于90%）的刚玉砖砌筑。在冷却带则选用高纯度的（Al₂O₃含量为60%~70%）高铝砖砌筑。

在高温（1750~1925℃）范围内操作的反应炉内衬，通常都进行分区砌筑，在燃烧带的热面，一般选用铝硅系制品筑衬；在高温节流环和反应器热面，则选用刚玉制品和具有良好的抗热震性能的铬刚玉制品砌筑。

在超高温（大于1925℃，即2000~2100℃）范围，则选铬刚玉制品（Cr₂O₃含量为70%）砌筑。

纯ZrO₂制品是由含锆矿石中提炼出来的，其熔点高、密度大、导热系数较小、同温度的关系很弱，化学稳定性好，在2000~2300℃下的高温蒸气压很低，蒸发速度不大，分解压力也很低。因此，ZrO₂质耐火材料是高温炉衬的重要耐火材料之一。