[發明專利]一種廢鍋激冷一體式水煤漿水冷壁氣化爐及氣化方法

在審

• 申請號: 201710240395.6
• 申請日: 2017-04-13
• 公開（公告）號: CN106867590A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 郭慶華;于廣鎖;龔巖;梁欽鋒;王亦飛;王輔臣;龔欣;劉海峰;許建良;代正華;陳雪莉;李偉鋒;郭曉鐳;王興軍;陸海峰;趙輝;劉霞
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C10J3/48
• 分類號: C10J3/48;C10J3/76;C10J3/86
• 代理公司: 上海弼興律師事務所31283
• 代理人: 薛琦,鄒玲

1.一種廢鍋激冷一體式水煤漿水冷壁氣化爐，其特征在于，所述氣化爐為一體化結構，包括一金屬承壓殼體，所述金屬承壓殼體的內部從上至下同軸設有依次連通的一氣化/燃燒室、一輻射廢鍋和一洗滌冷卻室，所述氣化/燃燒室的筒體、底部渣口處分別環設有一氣化/燃燒室筒體水冷壁和一氣化/燃燒室渣口水冷壁，所述輻射廢鍋的上部入口處、直筒段和下部出口處分別環設有一輻射廢鍋入口水冷壁、一輻射廢鍋筒體水冷壁和一輻射廢鍋出口水冷壁，所述洗滌冷卻室包括與所述輻射廢鍋的下部出口處軸線延伸連接的一下降管，所述下降管的上方還設有一激冷環，所述激冷環的上方、在所述洗滌冷卻室的側壁上還設有一合成氣出口。

2.如權利要求1所述的氣化爐，其特征在于，所述金屬承壓殼體在所述氣化/燃燒室處的內徑為2.0～5.0m；

和/或，所述金屬承壓殼體在所述輻射廢鍋處，與在所述洗滌冷卻室處等徑設置；較佳地，所述金屬承壓殼體在所述輻射廢鍋處、與在所述洗滌冷卻室處的內徑均設為3.0～7.0m。

3.如權利要求1所述的氣化爐，其特征在于，所述金屬承壓殼體的內壁上涂有隔熱材料，所述隔熱材料較佳地為碳化硅或陶瓷纖維；

和/或，所述金屬承壓殼體的承壓能力為耐高壓10.0MPa以下。

4.如權利要求1所述的氣化爐，其特征在于，所述氣化/燃燒室的爐體頂部和/或爐體側壁上沿至少一水平面設置一個或多個噴嘴；

和/或，所述氣化/燃燒室筒體水冷壁為一列管式水冷壁或盤管水冷壁，內壁涂有碳化硅；

和/或，所述氣化/燃燒室筒體水冷壁的內徑為1.0～4.0m；

和/或，所述氣化/燃燒室渣口水冷壁為錐形縮口結構的盤管式水冷壁，內壁涂有碳化硅；

和/或，所述氣化/燃燒室渣口水冷壁還垂直延伸至所述輻射廢鍋的上部入口處，與所述輻射廢鍋入口水冷壁配合形成錐形擴口結構的輻射廢鍋入口。

5.如權利要求1所述的氣化爐，其特征在于，所述氣化/燃燒室的底部、在所述氣化/燃燒室渣口水冷壁的外壁還垂直環設有一金屬支撐板，用于支撐所述氣化/燃燒室渣口水冷壁和所述輻射廢鍋筒體水冷壁；

所述輻射廢鍋筒體水冷壁較佳地采用吊掛的方式與所述金屬支撐板的底部連接；

所述金屬支撐板上較佳地還均勻設有若干開孔。

6.如權利要求1所述的氣化爐，其特征在于，所述輻射廢鍋的下部出口處還環設有一輻射廢鍋鍋底；

所述金屬承壓殼體與所述氣化/燃燒室筒體水冷壁、所述輻射廢鍋筒體水冷壁以及所述輻射廢鍋鍋底之間均構成夾層空間，采用所述氣化爐操作時所述夾層空間內還充滿與氣化操作壓力等壓的氮氣。

7.如權利要求1所述的氣化爐，其特征在于，所述輻射廢鍋筒體水冷壁為列管式單面水冷壁，較佳地還均勻分布有若干組鰭片；所述鰭片的數量較佳地為4～32組；

和/或，所述輻射廢鍋出口水冷壁為錐形縮口結構的盤管式水冷壁，并向下垂直延伸至所述洗滌冷卻室中所述激冷環的位置處；

和/或，還在所述輻射廢鍋出口水冷壁的內壁進行鎳基合金材料的堆焊并涂抹碳化硅。

8.如權利要求1所述的氣化爐，其特征在于，所述氣化/燃燒室筒體水冷壁和所述輻射廢鍋筒體水冷壁采用自然循環，所述氣化/燃燒室渣口水冷壁和所述輻射廢鍋出口水冷壁采用強制循環。

9.一種氣化方法，其特征在于，所述氣化方法采用如權利要求1～8任一項所述的氣化爐進行，其包括如下步驟：將含碳燃料和氧化劑進料至所述氣化/燃燒室內，氣化生成的高溫合成氣和熔渣并流向下進入所述輻射廢鍋，再經所述下降管進入所述洗滌冷卻室，合成氣經初步洗滌后，經所述合成氣出口排出氣化爐，固體灰渣顆粒經所述洗滌冷卻室的底部的水浴后由所述洗滌冷卻室的底部出口排出氣化爐。

10.如權利要求9所述的氣化方法，其特征在于，所述含碳燃料為水煤漿，所述氧化劑為氧氣；

和/或，從所述氣化/燃燒室導出的高溫合成氣的溫度為1100～1600℃；

和/或，所述高溫合成氣經所述輻射廢鍋冷卻至700～1000℃；

和/或，從所述洗滌冷卻室的所述合成氣出口排出的合成氣的溫度為150～250℃，水氣比為0.7以上。