[实用新型]废锅激冷一体式水冷壁气化炉

说明书

本实用新型提供了一种废锅激冷一体式水冷壁气化炉，该气化炉包括金属承压壳体及其内部设置的气化室、排渣管、废锅和洗涤冷却室。该气化炉可有效分离熔渣与高温合成气，避免高温熔渣进入废锅，极大地提升了废锅的可靠性。本实用新型工作时采用废锅和激冷联合流程，即出气化炉的高温合成气经废锅冷却到600℃左右，然后用水激冷到所需要的温度，回收了高温煤气中的大部分显热。相比单纯激冷型气化炉，本实用新型提供的气化炉及气化方法提升了约10％的能源利用效率，使气化工艺的节能降耗优势更加明显。

技术领域

本实用新型涉及煤气化技术领域，具体涉及一种废锅激冷一体式水冷壁气化炉。

背景技术

随着国民经济的快速发展，我国面临的利用煤炭等化石能源所带来的能源利用率问题和环境问题日益严峻，急需研究开发高效、清洁的煤炭利用技术。开发高效、清洁的气流床煤气化技术，对推进煤炭高效清洁利用具有重要意义。

煤气化过程是在高温下进行的，合理回收合成气高温显热是提高煤气化整体效率的重要环节。基于气化后续不同产品的需求，以及回收高温煤气显热工艺方案的差异，目前的气化工艺主要包括：激冷流程和废锅流程。前者特别适合于煤基化学品的生产，后者更适合于IGCC发电。

在目前的现有技术中，激冷流程和废锅流程往往都是单独使用的，激冷工艺最为常用，可以将气化室出来的高温煤气从1200～1600℃左右激冷至200℃左右，设备简单，投资省，但能量回收效率低。废热锅炉可以将出气化室高温煤气由 1200～1600℃左右冷却至300℃左右，其中的热量得以回收，且回收效率高，但缺陷在于，设备庞大，投资高，而且出废热锅炉的合成气中的水气比偏低，较难达到直接进入变换工序的工艺要求。

因此，开发新的热量回收技术，是本领域技术人员急需解决的难题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种同时具备激冷流程和废锅流程二者的优点，且克服二者的缺点的水冷壁气化炉及气化方法。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供一种废锅激冷一体式水冷壁气化炉，其特征在于：包括金属承压壳体及其内部同轴设置的气化室、排渣管、废锅和洗涤冷却室；气化室设于废锅上方，且气化室的底部与废锅外部设置的废锅外部水冷壁的顶部连接；

排渣管设于废锅内部，排渣管的内径大于气化室的第一排渣口外径且排渣管上部最高点高于等于气化室的第一排渣口的最低点，排渣管的中上部设置渣激冷环且所述渣激冷环低于等于气化室的第一排渣口的最低点；

洗涤冷却室设于废锅下方，排渣管向下延伸至洗涤冷却室底部；洗涤冷却室上部设有合成气激冷环，洗涤冷却室内部设有下降管，所述下降管顶部与所述合成气激冷环连接，且所述下降管的最低点高于所述排渣管的最低点；洗涤冷却室上部设有合成气出口、底部设有第二排渣口。

优选地，所述气化室为水冷壁结构，所述气化室的顶部设置一个顶部烧嘴和 /或所述气化室的筒体侧壁上同一水平面设置多个侧面烧嘴，所述气化室的高径比h0/D0为2.5～4.5。

优选地，所述废锅外部水冷壁为列管式水冷壁；所述废锅为盘管式水冷壁结构，多圈盘管水冷壁同轴布置。

优选地，所述排渣管为水冷壁结构，且水冷壁外表面附属隔热材料；所述的隔热材料为碳化硅或陶瓷纤维；所述的水冷壁结构为列管式水冷壁，并且所有列管上部向内部弯曲，弯曲半径大于等于单根列管的直径，所述渣激冷环与列管上部末端连通。

优选地，所述排渣管的内径D1为所述气化室的第一排渣口外径d的1.2～2.8 倍；

所述排渣管与气化室的第一排渣口高度差h1为0～2m；所述渣激冷环与气化室的第一排渣口高度差h2为0～3m；

所述下降管与排渣管的高度差h3为1～5m，所述下降管内径为排渣管外径的 1.1～1.5倍。