氣化爐主要有水煤漿水冷壁和干煤粉水冷壁2種應用形式，其中水煤漿氣化爐處于初級應用階段, 以第2代 “清華爐”為代表；干煤粉氣化爐應用已很成熟，以Shell氣化爐最為突出。
一：氣化爐爐內環境
不論何種氣化爐, 煤氣轉化都必然是在高溫時進行, 比如氣流床反應溫度高達2000 ℃ ,熔渣 以一定厚度呈流動態渣層掛在水冷壁膜式壁上, 且不間斷地向下流動。經過此熔渣層的阻隔, 煙氣溫度降為約1300 ℃ , 如此高的溫度環境對氣化爐水冷壁膜式壁帶來了嚴峻的考驗, 因此如要保證氣化爐水冷壁管子不被破壞, 就需要將熱量隔絕或通過冷卻手段引導傳至設備的熱量。從煤氣化工藝來看, 反應室內產生的熱量是不希望被冷卻釋放的, 必須通過隔絕手段阻止氣化爐水冷壁結構被破壞。
二：氣化爐耐火材料形式
一般來講, 非水冷壁形式氣化爐反應室均襯以耐火磚，也就是預制的具有一定形狀和尺寸的 成型耐火材料，而水冷壁氣化爐內襯均是非定形耐火材料。氣化爐水冷壁敷設耐火材料主要有以下幾點作用。 (1)防止膜式壁磨損、腐蝕; (2)防止膜式壁受到較大的熱沖擊; (3)控制水冷壁吸熱量, 保證氣化爐反應室內溫度場維持在需要溫度水平。根據以上耐火材料在氣化爐中的作用, 可知影響氣化爐耐火材料使用的因素主要有使用條件和材料性能兩方面。
三：耐火材料使用條件及性能要求
氣化爐耐火材料選用一般應著重考慮以下幾個使用條件的影響。（1）氣化爐最高操作溫度和最高操作壓力；（2）反應室內介質氣氛；（3）氣化爐排渣方式；（4）沖刷氣流攜帶顆粒情況；（5）氣化爐爐型及耐火材料砌筑方法等。設計選用的耐火材料, 最高允許使用溫度必須高于氣化爐的最高操作(設計) 溫度, 要求耐火材料需具有相當高的耐火度,可以抵抗氣化爐內高溫熱負荷的作用而不軟化。同時,較高的操作壓力使合成氣中的水蒸氣及H會加速耐火材料的磨損及侵蝕。氣化爐排渣方式往往都設計成液態排渣型式, 即氣化爐運行時, 灰渣以熔融態附著在水冷壁內側向下流動。這就要求所選擇的耐火材料應有極強的抗煤灰、 熔渣的侵蝕性能, 因此對耐火材料氣孔率有特殊要求。氣化爐反應室小、反應溫度高，因此水冷壁壁面熱負荷較高,對耐火材料要求具有很好的抗熱震性,以抵抗溫度急劇變化或受熱不均的影響而不開裂、不剝落。氣化爐內生成的合成氣主要為CO 和H2 混合物, 表現為強還原性氣氛。所以氣化爐耐火材料襯里應首先考慮選用SiC質不定形耐火材料。
四：碳化硅質耐火材料
碳化硅( SiC) 具有極好的耐磨及抗高溫性能, 可以用作磨具的磨料和耐火材料。 碳化硅作為耐火材料常用作冶煉行業的高爐襯里和航天的火箭噴口。 碳化硅耐火材料使用溫度一般為 1400 ℃~ 1600 ℃ , 其具有優異的耐酸性和耐磨性能, 高溫下強度高、熱膨脹系數小、導熱性強、抗熱沖擊性強、熱震穩定性好。SiC與某些物質的反應性見表 1
