[发明专利]一种合成气生产装置及合成气生产方法

权利要求书

1.一种合成气生产装置，其特征在于，包括气化炉、废锅、激冷室和洗涤室，所述气化炉的下渣口伸入至所述废锅的顶部，所述废锅的底部与所述激冷室的顶部连通，所述激冷室的侧壁与所述洗涤室通过合成气输送管路连通；

所述废锅上安装有用于通入碳基原料的送料烧嘴和位于所述送料烧嘴上方用于通入二氧化碳的顶部二氧化碳进料口，所述废锅内设置有用于使所述废锅的壳体与内腔物料处于隔离状态的筒形水冷壁，所述废锅的顶部设置有用于使所述废锅的顶部壳体与内腔物料处于隔离状态的第一水冷壁和位于所述第一水冷壁下方的第二水冷壁，所述第二水冷壁上设置有多个第一流通孔。

2.根据权利要求1所述的合成气生产装置，其特征在于，所述废锅内还设置有用于强化换热的吊挂水冷壁，所述吊挂水冷壁的形状为环形或多边形，所述吊挂水冷壁位于所述筒形水冷壁远离所述废锅的壳体的一侧，所述吊挂水冷壁上设置有多个第二流通孔。

3.根据权利要求2所述的合成气生产装置，其特征在于，所述吊挂水冷壁穿过所述第二水冷壁，且所述吊挂水冷壁的出口位于所述第一水冷壁和所述第二水冷壁之间，且在所述吊挂水冷壁的位于所述第一水冷壁和所述第二水冷壁之间的管路上设置有绕行环管；

优选地，在所述吊挂水冷壁的出口通道上设置有限位支撑；

优选地，在所述第一水冷壁和所述第二水冷壁与所述气化炉的所述下渣口之间均设置有环隙二氧化碳进口。

4.根据权利要求3所述的合成气生产装置，其特征在于，所述筒形水冷壁和所述吊挂水冷壁均是由多个冷却管靠所述废锅的内壁进行竖向排列形成，所述筒形水冷壁上相邻的冷却管之间紧密接触以起到隔离效果，所述吊挂水冷壁上部分相邻的冷却管之间存在间隙以形成所述第二流通孔；

优选地，所述第一水冷壁和所述第二水冷壁均为冷却管进行多圈盘绕形成的水平墙结构，所述第一水冷壁上相邻的两圈冷却管之间紧密接触以起到隔离效果，所述第二水冷壁上相邻的两圈冷却管之间紧密接触，并在水平面中，等间距环形布局多个孔以形成所述第一流通孔。

5.根据权利要求1所述的合成气生产装置，其特征在于，所述激冷室与所述废锅的内径相适应，在所述激冷室的顶部之上且在废锅筒型水冷壁下端处设置有与外部冷却水源连通的激冷喷头组。

6.根据权利要求5所述的合成气生产装置，其特征在于，在所述激冷室内的合成气出口处设置有增湿拦灰喷头，在所述增湿拦灰喷头的上方设置有导流罩。

7.根据权利要求1所述的合成气生产装置，其特征在于，所述合成气输送管路伸入至所述洗涤室的内腔中，在所述合成气输送管路的出口处设置有变径导管，所述变径导管包括自上而下设置的第一变径段、直筒段和第二变径段，所述第一变径段的顶部与所述合成气输送管路的出口连通，所述第一变径段的管径自上而下逐渐减少，所述第二变径段的管径自上而下逐渐增大，在所述变径导管的顶部环设有洗涤喷头；

优选地，激冷室内的合成气出口与洗涤室合成气进口之间输送管路为向上倾斜设置；

优选地，在所述洗涤室的内腔中还设置有除泡机构，所述洗涤室的顶部设置有合成气出口。

8.根据权利要求7所述的合成气生产装置，其特征在于，还包括粗渣收集缓冲罐和破渣机，所述破渣机位于所述粗渣收集缓冲罐的顶部和所述激冷室的底部之间，所述洗涤室的底部通过向下斜管与所述粗渣收集缓冲罐连通；

优选地，还包括用于对所述激冷室、所述粗渣收集缓冲罐和所述洗涤室进行冲洗的循环冲洗管路。

9.根据权利要求8所述的合成气生产装置，其特征在于，还包括渣锁斗和捞渣机，所述渣锁斗的顶部进口与所述粗渣收集缓冲罐的底部出口连通，所述捞渣机的顶部进口正对所述渣锁斗的底部出口。

10.一种合成气生产方法，其特征在于，其应用权利要求1-9中任一项所述的合成气生产装置，包括如下步骤：

煤粉在所述气化炉中反应得到成分主要为CO、H₂为主的合成气反应产物，所述反应产物从所述废锅的顶部进入进行降温并与二氧化碳接触换热得到高温二氧化碳，所述高温二氧化碳与碳基原料接触反应生成一氧化碳；所述废锅输出的产物经所述激冷室冷却后进入所述洗涤室，从所述洗涤室输出合成气产品；

优选地，所述高温二氧化碳与碳基原料逆流接触；

优选地，所述气化炉中原料煤粉或煤浆，停留时间为3-7S；

优选地，所述废锅中二氧化碳通入流量为一体化设备产有效气总体积量的6％-12％，所述有效气包括一氧化碳和氢气，所述废锅中的停留时间为30-40s。