前言

我国的能源结构特点是“富煤、贫油、少气”，这决定了在今后较长一段时期内煤炭仍将是我国能源的重要支柱。由于传统的煤炭作为能源利用的方式是直接燃烧发电，过程中会排放大量SO₂、NO_x和固废等污染物，不利于环保与绿色发展，煤炭清洁高效利用成为国家能源战略的重要组成部分。煤气化技术是循环联合发电、煤化工等煤炭清洁高值化利用的第一个最重要的工艺过程，是煤炭清洁高效利用的核心。我国自20世纪80年代引进GE水煤浆气化技术以来，各种煤气化技术迅速发展，也催生了适应我国煤炭资源特点的诸多新型煤气化技术。目前我国煤气化装置数量世界第一，煤气化总能力已占世界的80%。

气化炉是煤气化技术的核心设备，在气化炉中煤炭或煤焦与氧气（空气、富氧空气或工业纯氧）、水蒸气或氢气等气化剂，于高温高压条件下通过化学反应将煤炭或煤焦中可燃成分转化为可燃性气体。气化炉的安全、高效、长周期运行离不开耐火材料的支撑。为提高碳转化率和生产效率，现代煤气化技术的工艺条件更加苛刻，装置日益大型化，造成炉衬耐火材料长期在高温、高压下承受气固液三相流冲刷和煤灰渣的严重侵蚀。随着大量使用低阶煤及含碳废物为气化原料，炉衬耐火材料存在的服役寿命短、煤种适应性差、安全效能低等问题更加突出，成为制约不同煤气化技术发展和高效长周期运行的技术瓶颈，是行业的共性关键问题。不同煤气化技术对耐火材料关键服役性能有不同的要求，因此，研究不同煤气化技术炉衬耐火材料及长寿化集成技术，对促进煤炭清洁高效利用、提升我国煤气化产业的竞争力和健康发展至关重要，受到煤气化耐火材料产业的高度重视，是研究的焦点和热点。

本书编者及所在团队从事煤气化用耐火材料的研究、生产和应用30余年，建立了不同煤气化技术与耐火材料技术体系，积累了丰富的实践经验。本书主要根据近些年来取得的研究成果和工程应用实践，汇总国内外资料，对现代煤气化装置用耐火材料的种类、性质、性能、工程应用及发展趋势等进行了较为系统全面的介绍。为了便于非耐火材料专业的工程技术人员快速了解煤气化耐火材料相关基础知识，本书对耐火材料的基本性质、生产工艺和表征测试等进行了简要介绍。由于目前煤气化发展出的技术种类繁多，分类方法各异，本书基于煤气化的原料特征和气化装置耐火材料使用的共性，将其按水煤浆气化、粉煤气化、碎煤加压气化等不同气化装置用耐火材料进行分类介绍。同时，本书还对煤气化装置用耐火材料的工程设计原则以及施工方法和验收标准等进行了规范。在最后部分附上了本团队近些年来在煤气化装置上耐火材料工程应用的典型案例，以方便工程技术人员参考。希望本书可以对从事煤气化装置用耐火材料研究、生产和应用的工程技术人员以及从事煤气化装置设计和使用的工程技术人员提供参考，同时也希望该书可为污泥气化、生物质气化等用耐火材料的选择提供借鉴。

本书由李红霞等编著。其他编写人员有蔡斌利、柴俊兰、石干、赵世贤、孙红刚、王晗、韦祎、秦红彬、万龙刚、王文武、耿可明、吴吉光、方旭、冯志源、杨文刚、张晖、李坚强、郑书航、范沐旭、张三华、吴爱军。全书由李红霞统稿，并邀请中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司王战民博士、万华化学李绍磊总工程师审稿。对大家的辛勤付出表示衷心感谢。本书的主要内容是基于中钢集团洛阳耐火材料研究院和先进耐火材料国家重点实验室的多年研究积累，以及国家自然科学基金联合基金重点项目（U1604252）资助下的研究成果。在编写出版过程中得到了中国金属学会耐火材料分会的大力支持，相关技术人员为本书提供了宝贵资料，在此深表谢意。本书的编著自始至终得到了曹湘洪院士的鼓励和帮助，曹湘洪院士对煤气化技术及相关耐火材料高度重视，没有他的提议和鼓励，不可能有本书的问世，衷心感谢曹湘洪院士！

本书虽经过反复讨论和修改，但限于编者水平，书中或有疏漏和不妥之处，敬请广大读者批评指正。

编著者

2020年2月于洛阳