CN114891539B - 一种煤气化设备 - Google Patents

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    • Y02P20/10—Process efficiency

Abstract

本公开涉及一种煤气化设备，包括烧嘴、燃烧室、激冷室，燃烧室的顶部设有烧嘴；燃烧室通过渣口连通激冷室；煤气化设备包括多根冷却管，冷却管绕燃烧室的轴线方向螺旋盘绕；冷却管的内壁设有多个抓钉，每个抓钉之间均浇设有浇注料；煤气化设备还包括用于导出冷媒的第一激冷管和用于导出气体的第二激冷管；第二激冷管的出气口位于第一激冷管的导出口的下方；煤气化设备还包括换热器和工艺气分离捕捉器，换热器设置于激冷室并且连通于渣口，以使得混合物能够从换热器的换热腔通过；激冷室还设有用于外接热能回收装置的导流管。由此，解决了现有技术中气化炉无法对燃烧室内的热量损失进行控制，致使排渣量和气化率难以得到最佳平衡状态的问题。

Description

一种煤气化设备
技术领域
本公开涉及化工设备技术领域，具体地，涉及一种煤气化设备。
背景技术
煤粉气化反应原理：煤粉与气化剂(O2)和蒸汽通过烧嘴喷入燃烧室内，煤粉颗粒夹带在气流(在输送过程中是氮气、二氧化碳等惰性气体)中，由于固体颗粒的含量较低(颗粒密度是可以调节的，一般在输送过程中密度是320左右g/cm3)，可以认为各颗粒是被气体隔开的，颗粒之间难以互相碰撞。此后，各颗粒独立进行燃烧和气化反应。煤颗粒在高温环境中快速发生热裂解，裂解产物在高浓度的氧中迅速燃烧，从而提供了维持高温环境和进行吸热气化反应的热量，并生成高温的水煤气或者工艺气。
由于燃烧室渣口的直径相对较小，故当原料中的灰分、碳等含量较高时，通过渣口的物料也会相应地增加，而熔渣通过渣口的量则相对较少，这导致锅底的渣层及渣口的渣层变厚，这样一来，易造成积渣及气体的流速加快。
目前，因为煤气化炉内的气化温度较高，故而难以设计温度检测装置，实际上，也确实未设计温度检测装置。所以，煤气化炉的操作温度是通过例如水冷壁、排渣的渣样状态、蒸汽的产量等指标，间接性判断的煤气化炉内温度。炉温过高大量的碳会反应成CO2，所以有效气量会减少、能耗会增加，这样一来，致使炉温低，熔渣的黏度也增加，炉温低熔渣流动相差，容易出现排渣困难的情况。
由于此时的炉温较低，渣层极易在渣口处流动性降低，容易产生不同厚度的渣层从而导致渣口处的气流流动不均匀，造成偏流(此处主要是看渣口压差，也就是燃烧室及冷却室的压差)。偏流的角度达到一定时，含有渣的高温气体会喷射在设备上(如：下降管、热辐射换热器等)形成冲蚀现象导致设备损坏。再者，由于煤中的组分不能够很好地进行气化，这影响了气化炉的能耗，并延长了整体的气化周期。
渣口直径扩大后上述问题可以得到很好的解决，但是带来的一系列问题也是显而易见的。例如，物料在燃烧室中停留时间短，热量流失严重，不利于节能降耗。
因此，现有技术中的气化炉仍无法对燃烧室内的热量损失进行控制，同时也难以对燃烧室的热量损失进行有效控制，因此使排渣量和气化率难以达到最佳平衡状态。故此，还需要对渣口或者具有渣口的煤气化设备进行改进，从而解决当前的技术问题。
发明内容
本公开的目的是提供一种煤气化设备，以解决现有技术中气化炉无法对燃烧室内的热量损失进行控制，致使排渣量和气化率难以得到最佳平衡状态的问题。
为了实现上述目的，本公开提供一种煤气化设备，包括烧嘴、燃烧室、激冷室，所述燃烧室的顶部设有所述烧嘴，以能够导入煤粉和燃烧气；所述燃烧室通过渣口连通所述激冷室；
所述煤气化设备包括多根冷却管，所述冷却管绕所述燃烧室的轴线方向螺旋盘绕，且相邻层的冷却管焊接，以围成筒状结构的换热主体；冷却管的内壁设有多个抓钉，多个抓钉间隔地布设于冷却管的向火面；每个抓钉之间均浇设有浇注料，以使凝固后的浇筑料能够形成水冷壁；
所述煤气化设备还包括用于导出冷媒的第一激冷管和用于导出气体的第二激冷管；所述第一激冷管配置为2n条并绕所述渣口的圆周方向间隔设置，所述第一激冷管的导出口倾斜向下设置；所述第二激冷管配置为2n条并绕所述渣口的圆周方向间隔设置，所述第二激冷管的出气口水平设置，以能够形成风幕；其中，所述第二激冷管的出气口位于所述第一激冷管的导出口的下方；
所述煤气化设备还包括换热器和工艺气分离捕捉器，所述换热器设置于所述激冷室并且连通于所述渣口，以使得混合物能够从所述换热器的换热腔通过，所述工艺气分离捕捉器设置于所述换热器的下部，以去除混合物中的渣质；所述激冷室还设有用于外接热能回收装置的导流管，所述导流管设于所述渣口和所述工艺气分离捕捉器之间的区域；
所述换热器包括内层列管和外层列管，在内层列管的纵向方向上预设缝隙，以使得灰和渣能够从工艺气分离捕捉器的第一通道入至内层列管和外层列管之间的气隙中，该气隙连通所述导流管；
在该气隙中设置隔板，隔板与内层列管之间设有第二通道，在隔板的顶部设有中心管，中心管与外层列管之间设有第三通道，中心管和隔板之间设有第四通道，第四通道与气隙连通。
在一种可能的设计中，所述煤气化设备包括第一炉体和第二炉体，所述燃烧室和所述渣口均设置于所述第一炉体中，所述第一炉体包括第一龟甲网和浇筑于所述第一龟甲网内壁的第一浇筑层；所述激冷室形成于所述第二炉体，所述第二炉体包括第二龟甲网和浇筑于所述第二龟甲网内壁的第二浇筑层。
在一种可能的设计中，所述煤气化设备还包括支撑座，所述支撑座位于所述换热主体的下方，且所述支撑座的一端连接于所述第一炉体，另一端抵顶于所述换热主体。
在一种可能的设计中，所述支撑座配置为多组，并绕圆周方向间隔布设。
在一种可能的设计中，所述激冷室中还设有缓冲筒，所述缓冲筒设置于所述工艺气分离捕捉器下方，且所述缓冲筒的两端分别抵接于所述第二炉体，所述隔板延伸至所述缓冲筒中。
在一种可能的设计中，所述缓冲筒的筒径沿重力方向先逐渐减小，再逐渐增大，以形成为沙漏型。
在一种可能的设计中，所述缓冲筒包括两组方向设置的且呈喇叭状的筒体，两组筒体通过紧固件可拆卸的相连，每组筒体包括多块弧形板和多个紧固件，所述弧形板依次拼接，所述紧固件分别连接于相邻弧形板，以使得所述弧形板连接成整体。
在一种可能的设计中，所述煤气化设备还包括冷却装置，所述冷却装置包括多个冷却管，所述冷却管的数量配置为2n根，且所述冷却管延伸至所述缓冲筒上方，以使得导出的冷却液能够喷淋并扩散至所述缓冲筒上方的区域；
和/或，所述煤气化设备还包括喷淋装置，所述喷淋装置包括多个喷淋管，所述喷淋管的数量配置为2n根，且所述喷淋管延伸至所述缓冲筒上方，以使得导出的喷淋液能够喷淋至所述缓冲筒的内壁。
在一种可能的设计中，所述喷淋管倾斜设置，其倾斜角度为β，30°≤β≤60°。
在一种可能的设计中，所述第一激冷管的导出口倾斜角度为α，45°≤α≤75°。
通过上述技术方案，煤粉和燃烧气在燃烧室后，产生的高温熔渣经过渣口后被低温蒸汽、水、激冷气(最佳的方式是采用激冷气，这样便于控制)进行热交换，得到有效降温。在这种情况下，渣、灰的温度需要降低到灰熔点以下，使其熔融态的渣在降温后硬化，变成固体。由此，使得灰的黏度降低，保证细灰在换热器的换热腔中仍具有很好的流动性，不至于黏结到换热器的换热腔内壁，进而影响到换热效率。而熔融态的渣，则会在这里降温变成固态排出。
所述第二激冷管的出气口水平设置，能够形成气流屏，气流屏在特殊的喷嘴结构下喷出的气体流速相对加快，气流屏减薄，强度增加。由于燃烧室与渣口的压差在煤气化炉运行时压差很小，大约在40Kpa左右，所以此处的气流屏强度不需要很高。再者，此时的液体渣已经被冷却，渣的重量在此处为较重状态，所以此处的气流屏对渣、细灰的通过是没有影响的。气流屏可以通过人为的调整改变此处通道的大小及强度，通道变小、强度增加后，从燃烧室流出的气体流速变慢，燃烧室的热量流失减少。由此，对燃烧室内的热量损失进行有效控制，使得排渣量和气化率达到最佳平衡状态。
继续参阅图1所示，渣口的下部是换热器。由于煤气化炉在经过渣口后熔融态的渣会变成固态(渣的质量为1.5-2.5T/M3)，在通过热传导、热辐射传递热量的同时温度进一步下降，由于渣的质量较大所以会在换热器的作用下形成管流然后自由下落，进入煤气化炉最底部的激冷室内被水激冷。灰经过渣口后相对黏度降低(灰的质量＜1T/M3)，经过换热器时也会像渣一样把热量传递给换热器，由于灰的粒径及质量小所以会随气流流动，不停地与换热器进行热量交换，将热量传递给换热器。为了更好的将渣、灰进行分离，使灰中尽可能地减少渣的存在。除了将渣、灰随气流动过程中形成管流状态后形成自由落体外，在换热器的下部设计有捕捉器(因为渣的粒径很大，而灰的粒径很小，单个灰的粒径像一颗尘埃大小)，目的是进一步除去灰中含的极少部分渣防止对设备造成磨损，含有渣的灰在捕捉其中进一步分离后，灰随高温气流通过捕捉器后还会有耐高温挡板，作用是降低气体的流速致使物料更好的汇集；经过捕捉器的流速更低提高分离效果；经过捕捉器后的物料在挡板的作用下也会进一步地除渣或者是粒径在碰撞过程中减小；物料的流速慢，进一步地提高换热器的工作效率。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是煤气化设备的结构示意图；
图2是煤气化设备的结构示意图，其中，未示出导流管和热能回收装置；
图3是图2中圈出部分的结构放大示意图；
图4是煤气化设备中渣口部分的结构放大示意图。
附图标记说明
1-烧嘴，2-燃烧室，3-激冷室，4-冷却管，51-第一激冷管，52-第二激冷管，6-换热器，7-工艺气分离捕捉器，81-支撑座，82-隔板，83-缓冲筒，84-中心管，91-冷却装置，92-喷淋装置，101-第一炉体，102-第二炉体，110-导流管，111-热能回收装置，a-第一通道，b-第二通道，c-第三通道，d-第四通道，f-气隙。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。
根据本公开的具体实施方式，提供了一种煤气化设备，该煤气化设备可以是例如气化炉这类任意合适的炉体。
首先，对煤气化设备的工作过程进行简述。煤粉导入气化炉的煤粉通道后，其途径大致分成三个区域：(一)裂解和挥发燃烧区；(二)燃烧和气化区；(三)气化区。
首先，需要对煤的挥发分这一概念进行阐述。煤的挥发分，是指煤在一定温度下隔绝空气加热，溢出物质(气体或液体)中减掉水分后的含量。煤的挥发分不仅是炼焦、气化要考虑的一个指标，也是动力用煤的一个重要指标，是动力煤按发热量计价的一个辅助指标它反映了煤的变质程度，挥发分由大到小，煤的变质程度由小到大。如泥炭的挥发分高达70％，褐煤一般为40～60％，烟煤一般为10～70％，高变质的无烟煤则小于10％。煤的挥发分和煤岩组成有关，角质类的挥发分最高，镜煤、亮煤次之，丝碳最低。所以世界各国和我国都以煤的挥发分作为煤分类的最重要的指标。
需要说明的是，主氧是水蒸气和氧气的混合物。但是可以控制这两种物料的其中一种物料单独地导入，即调节主氧中的氧气的占比，进而使这两种物料按照一定比例同时导入主氧通道。
可以理解的是，挥发产物的数量与煤的品位、环境温度、煤粒子大小、升温速度有关。例如，煤粒喷入燃烧室内的过程属于快速加热过程，煤裂解产生的挥发分迅速发生燃烧。因为这一区域氧浓度高，所以挥发分的燃烧是完全的，同时，挥发分在燃烧时还产生了大量的热量。
在工作过程中，点火的燃料气也会和煤粉等物料混合，因为煤粉是颗粒，其他的物料是气体，这时煤粉颗粒与颗粒之间的间隙会变大，再加上物料本身的搅动混合效果会很好，而且我们设计的这种结构是在搅动效果非常好的情况下又是在同一空间内。其他的都是在扩散混合的同时进行气化反应的，我们的技术是这两者分开的。因为这时物料的着火点及点火能量都不同，燃料气会先和氧气反应，产生分层燃烧，因为此时的燃烧在煤粉的颗粒中间，这时煤粉收到热量很容易就有一部分被气化了，这样减少了物料的消耗，增加了气化效率，降低了能耗。
在裂解和挥发燃烧区，煤粉颗粒一喷入燃烧室内高温区域，将迅速地被加热，并释放出挥发分。
在燃烧和气化区，脱去挥发分的煤焦，一方面与残余的氧发生反应(产物是CO和CO2的混合物)，另一方面煤焦与H2O(g)和CO2反应生成CO和H2，产物CO和H2又可以在气相中与残余的氧反应，产生更多的热量。
在气化区，这时燃烧的产物进入气化区后，发生下列反应：煤焦和CO2的反应、煤焦和H2O(g)的反应、煤焦和氢的反应、甲烷转化反应和水煤气转化反应。
由于在不同的压力和温度条件下，气化反应的基本原理是不同的。化学反应会造成气压变化，气压变化会反向影响化学反应的平衡状态，而对于温度在各种情况下，都影响化学反应平衡状态。
气化炉在高温加压条件下发生多相反应，影响因素较多，其过程极为复杂，煤气化工艺过程中的气化反应可以简要地用以下总体反应来进行描述。
参阅图1至图4所示，该煤气化设备包括烧嘴1、燃烧室2、激冷室3，所述燃烧室2的顶部设有所述烧嘴1，以能够导入煤粉和燃烧气；所述燃烧室2通过渣口连通所述激冷室3。
所述煤气化设备包括多根冷却管4，所述冷却管4绕所述燃烧室2的轴线方向螺旋盘绕，且相邻层的冷却管4焊接，以围成筒状结构的换热主体；冷却管4的内壁设有多个抓钉，多个抓钉间隔地布设于冷却管4的向火面；每个抓钉之间均浇设有浇注料，以使凝固后的浇筑料能够形成水冷壁。其中，抓钉的设置，能够使得凝结后的浇筑料，具有更强的附着力以及更高的连接强度。
这样一来，可以通过水冷壁起到一定的阻隔作用，防止高温的渣对冷却管4造成影响，同时，水冷壁还可以起到一定的耐酸碱腐蚀和防物料磨损的作用。
水冷壁形成为相对平滑的壁面，可以促使熔融状态的渣有效降温，并在降温后形成固态的渣顺畅地下落，不仅可以有效防止高温的渣冲刷水冷壁，保证水冷壁的功能稳定性；同时，还可以防止在挂渣初期及挂渣不稳定的时候对水冷壁造成损坏。
所述煤气化设备还包括用于导出冷媒的第一激冷管51和用于导出气体的第二激冷管52；所述第一激冷管51配置为2n条(即配置为偶数根，这样设置有益于抵消相对的管道喷淋出来的流体的冲击力)并绕所述渣口的圆周方向间隔设置，所述第一激冷管51的导出口倾斜向下设置；所述第二激冷管52配置为2n条并绕所述渣口的圆周方向间隔设置，所述第二激冷管52的出气口水平设置，以能够形成风幕，也即，下文所述的气流屏。其中，所述第二激冷管52的出气口位于所述第一激冷管51的导出口的下方。这样设置，有益于形成气流均匀、气压稳定的气流屏。
所述煤气化设备还包括换热器6和工艺气分离捕捉器7，所述换热器6设置于所述激冷室3并且连通于所述渣口，以使得混合物能够从所述换热器6的换热腔通过，所述工艺气分离捕捉器7设置于所述换热器6的下部，以去除混合物中的渣质；所述激冷室3还设有用于外接热能回收装置111的导流管110，所述导流管110设于所述渣口和所述工艺气分离捕捉器7之间的区域。
在本公开中，换热器6包括两层列管，具体地，包括内层列管和外层列管，其中，在其内层列管上预设缝隙，以使得灰和渣能够从工艺气分离捕捉器(下文所述的a，即工艺气分离捕捉器的通道，即，第一通道a)入至内层列管和外层列管之间的气隙f中，该气隙f连通上述的导流管110。在该气隙f中，设置有上文所述的隔板82。隔板82与内层列管之间的第二通道为b。同时，在隔板82的顶部设有中心管84，中心管84与外层列管之间的第三通道为c。中心管84和隔板82之间的第四通道为d，第四通道d与气隙f连通。
参阅图2和图3所示，在第一通道a中，通过换热器的换热腔把物料(包括灰、渣、工艺气等物料)进行整流，然后由于此处特殊的气流屏设计，能够使气流进行减速，具体地，第二通道b空间发生变化，即，第一通道a和第二通道b空间的压差降低，气体流速下降，再加上前面提到的气隙的作用。这样，可以降低气流对渣的携带能力，由于渣本身的质量就比较重，因此，通过该处的分离设计可以起到一定的分离效果，即，实现初步分离。
在第二通道b中，由于大部分的渣在换热器的换热腔中已经进行初步分离，此处的空间会发生变化，但是气体的流速基本没有发生变化。所以，气流中携带渣和灰的密度会增加，由于渣本身的质量相对于灰和工艺气是比较重的，故在此处又会进行再一次的分离，即二次分离。
在第三通道c中，从第二通道b处所导出的气体能够在多个压差的作用下，促使物料流速加快，并在喷嘴折流板中心筒的共同作用下会形成旋流分离。
物料(灰、渣和工艺气)的运动路线是：燃烧室的压头(此处为压力最大位置)→换热器的换热腔(即整流管)→热辐射换热器a→第二通道b→第三通道c→第四通道d→通道f。
在本公开中，隔板82可以将第二通道b和第三通道c分隔开，这样才能形成一个结构完整的且具有与旋流分离器相同作用的能够引导气体流动并分离的机械结构。隔板82的底部在液面以下形成一个完整的密封状态，而且不影响第二通道b部分被分离的物料自由下落到激冷室。由此，使得渣和灰的比例能够保持在2～3：7～8状态，实现渣和灰的完全分离。
通过上述技术方案，煤粉和燃烧气在燃烧室2后，产生的高温熔渣经过渣口后被低温蒸汽、水、激冷气(最佳的方式是采用激冷气，这样便于控制)进行热交换，得到有效降温。在这种情况下，渣、灰的温度需要降低到灰熔点以下，使其熔融态的渣在降温后硬化，变成固体。由此，使得灰的黏度降低，保证细灰在换热器6的换热腔中仍具有很好的流动性，不至于黏结到换热器6的换热腔内壁，进而影响到换热效率。而熔融态的渣，则会在这里降温变成固态排出。
所述第二激冷管52的出气口水平设置，能够形成气流屏，气流屏在特殊的喷嘴结构下喷出的气体流速相对加快，气流屏减薄，强度增加。由于燃烧室2与渣口的压差在煤气化炉运行时压差很小，大约在40Kpa左右，所以此处的气流屏强度不需要很高。再者，此时的液体渣已经被冷却，渣的重量在此处为较重状态，所以此处的气流屏对渣、细灰的通过是没有影响的。气流屏可以通过人为的调整改变此处通道的大小及强度，通道变小、强度增加后，从燃烧室2流出的气体流速变慢，燃烧室2的热量流失减少。由此，对燃烧室2内的热量损失进行有效控制，使得排渣量和气化率达到最佳平衡状态。
继续参阅图1所示，渣口的下部是换热器6。由于煤气化炉在经过渣口后熔融态的渣会变成固态(渣的质量为1.5-2.5T/M3)，在通过热传导、热辐射传递热量的同时温度进一步下降，由于渣的质量较大所以会在换热器6的作用下形成管流然后自由下落，进入煤气化炉最底部的激冷室3内被水激冷。灰经过渣口后相对黏度降低(灰的质量＜
1T/M3)，经过换热器6时也会像渣一样把热量传递给换热器6，由于灰的粒径及质量小所以会随气流流动，不停地与换热器6进行热量交换，将热量传递给换热器6。为了更好的将渣、灰进行分离，使灰中尽可能地减少渣的存在。除了将渣、灰随气流动过程中形成管流状态后形成自由落体外，在换热器6的下部设计有捕捉器(因为渣的粒径很大，而灰的粒径很小，单个灰的粒径像一颗尘埃大小)，目的是进一步除去灰中含的极少部分渣防止对设备造成磨损，含有渣的灰在捕捉其中进一步分离后，灰随高温气流通过捕捉器后还会有耐高温挡板，作用是降低气体的流速致使物料更好地形成管流；经过捕捉器的流速更低提高分离效果；经过捕捉器后的物料在挡板的作用下也会进一步地除渣或者是粒径在碰撞过程中减小；物料的流速慢，进一步地提高换热器6的工作效率。
在本公开提供的一种实施例中，所述煤气化设备包括第一炉体101和第二炉体102，所述燃烧室2和所述渣口均设置于所述第一炉体101中，所述第一炉体101包括第一龟甲网和浇筑于所述第一龟甲网内壁的第一浇筑层；所述激冷室3形成于所述第二炉体102，所述第二炉体102配置为锻造件，即第二炉体102的本体为现有技术中的锻造件，故而在此不做详述。
第一龟甲网和第二龟甲网均为现有技术中的龟甲网。龟甲网是由耐高温、耐腐蚀的特殊金属材料，经专业设备冲压组装成的六角形立体网，六边均有孔相互联通，易弯曲弧度，点焊在壳体内壁后，浇注耐火浇注料，可以增强与衬里材料的锚固能力，增加其耐高温作用与耐磨特点。由此制成的第一炉体101和第二炉体102，也具有相同的技术效果，可以有效增加使用寿命数倍，而且耐火材料不会剥落，使用寿命长。
在本公开提供的一种实施例中，所述煤气化设备还包括支撑座81，所述支撑座81位于所述换热主体的下方，且所述支撑座81的一端连接于所述第一炉体101，另一端抵顶于所述换热主体。这样一来，可以对换热主体起到一定的支撑作用，从而使得换热主体能够有效地保持相对于第一炉体101的位置，从而避免在长期使用中，随着重量的变化而出现沉降，影响该煤气化设备的使用效果。
具体地，所述支撑座81配置为多组，并绕圆周方向间隔布设，这样设置，有益于均衡的承重，提高其对换热主体的支撑效果，同时，也能够有效地减少对第一炉体101局部的压迫，避免在长期使用的过程中因应力集中而出现鼓包或者龟裂的情况。
在本公开中，所述激冷室3中还设有缓冲筒83，所述缓冲筒83设置于所述工艺气分离捕捉器7下方，且所述缓冲筒83的两端分别抵接于所述第二炉体102，所述隔板82延伸至所述缓冲筒83中。缓冲筒83的设置，有益于引导渣沿缓冲筒83的内壁移动并最终汇集至预设位置，从而便于后续的渣进行处理或回收。同时，通过缓冲筒83的设置，还可以避免渣对激冷室3的内壁(也即第二炉体102)直接冲蚀，进而间接地保证了激冷室3的使用效果和寿命。
参阅图1所示，所述缓冲筒83的筒径沿重力方向先逐渐减小，再逐渐增大，以形成为沙漏型。也即是说，缓冲筒83的上端呈喇叭状，这样设置，能够使固态渣尽量多的落入至缓冲筒83中，并提供一定的容差量，使得固态渣即使溅射，也能够同样地掉入至缓冲筒83中。同时，缓冲筒83的上端还能够汇集固态渣，使部分粘附在缓冲筒83上的渣能够在堆积至一定量后，基于重力的作用继续滑落至该缓冲筒83下方的动态破渣器、渣锁斗或渣输送装置等任意合适的回收装置中。而缓冲筒83的下端呈倒设的喇叭状，这样有设置，可以通过缓冲筒83抵挡落地后卷扬的渣或者灰，从而避免渣出现返扑而粘附在激冷室3的内壁上。
在一种实施例中，所述缓冲筒83包括两组方向设置的且呈喇叭状的筒体，两组筒体通过紧固件可拆卸的相连，每组筒体包括多块弧形板和多个紧固件，所述弧形板依次拼接，所述紧固件分别连接于相邻弧形板，以使得所述弧形板连接成整体。这样一来，在后续的处理过程中，只需要通过煤气化设备底部通孔进入，将缓冲筒83取出并进行维护和清理即可，操作较为简单，维护方便，具有较好的灵活性和实用性。
在本公开中，紧固件配置为螺杆、螺钉或者螺丝等任意合适的紧固类零件。
采用传统的方式清洁激冷室3时，需要人工进入至激冷室3中，借助一些清除工具来对激冷室3内壁上的积渣进行清理，由于整个空间较为狭窄，人工清除极为不便，清洁效率低；同时劳动强度大，环境恶劣，氧气较少，工人在清洁过程中容易产生窒息感。
在本公开中，所述煤气化设备还包括冷却装置91，所述冷却装置91包括多个冷却管4，所述冷却管4的数量配置为2n根(即配置为偶数根，这样设置有益于抵消相对的管道喷淋出来的流体的冲击力)，且所述冷却管4延伸至所述缓冲筒83上方，以使得导出的冷却液能够喷淋并扩散至所述缓冲筒83上方的区域。这样设置，有益于形成均匀分布的且具有一定压力的冷却液，从而使得冷却液快速扩散并与渣结合，起到除灰增湿的作用，帮助渣聚集成团，由此增大单体重量以顺畅地落入至缓冲筒83中。
进一步地，还可以增设雾化接头，以使得冷却液能够形成雾状，从而促使其扩散。
和/或，所述煤气化设备还包括喷淋装置92，所述喷淋装置92包括多个喷淋管，所述喷淋管的数量配置为2n根(即配置为偶数根，这样设置有益于抵消相对的管道喷淋出来的流体的冲击力)，且所述喷淋管延伸至所述缓冲筒83上方，以使得导出的喷淋液能够喷淋至所述缓冲筒83的内壁，有益于形成均匀分布的且具有一定压力的喷淋液，从而有效清除粘结在缓冲筒83内壁上的积灰。
应当理解，对于本文中可能出现的术语“和/或”，其仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况；对于本文中可能出现的术语“/和”，其是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况；另外，对于本文中可能出现的字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。
在同时设置有冷却装置91和喷淋装置92时，冷却管4位于喷淋管的上方。
在本公开中，所述喷淋管倾斜设置，其倾斜角度为β，30°≤β≤60°。这样一来，有益于使喷淋液有效的作用到缓冲筒83内壁，从而清除掉粘结在缓冲管内壁的渣质。
在本公开中，螺旋角可以是30°、40°、45°、55°或者60°等任意合适的角度，由此使喷淋液以一定的角度喷出，从而形成具有一定动能的流体。优选地，喷淋液的倾角配置为50°，这样可便于使喷淋液以最佳的角度喷出。
在本公开中，缓冲筒83的大径为D，换热器6的换热腔内径为d，其中，D≥1.4d。这样一来，能够全面覆盖渣的掉落或者卷扬区域，从而防止渣散落。
在本公开中，所述第一激冷管51的导出口倾斜角度为α，45°≤α≤75°。具体地，倾斜角度可以是45°、50°、60°、65°或者75°等任意合适的角度。
优选地，导出口倾斜角度为60°。
由此使冷媒(例如CO2、N2)以一定的角度流出，从而入射至渣口，从而使熔融状态的渣降低温度至灰熔点。进而使其熔融态的渣变成固体，这样一来，灰的黏度降低，从而保证细灰在换热器6的换热腔具有很好的流动性，不至于黏结到换热器6表面影响换热效率。
在本公开中，在气流屏下部有一个温度监测点，该温度监测点采用测温设备来监控物料的温度，以便于及时掌握当前工况的温度。具体地，测温设备可以选用的红外测温仪。
在本公开中，选用热辐射换热器作为上文所述的换热器6。工艺气分离捕捉器7可以配置为颗粒捕捉器，选用的标准是：不影响气体的顺畅通过，以使得气体和渣分离。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

Claims (10)

1.一种煤气化设备，其特征在于，包括烧嘴(1)、燃烧室(2)、激冷室(3)，所述燃烧室(2)的顶部设有所述烧嘴(1)，以能够导入煤粉和燃烧气；所述燃烧室(2)通过渣口连通所述激冷室(3)；
所述煤气化设备包括多根冷却管(4)，所述冷却管(4)绕所述燃烧室(2)的轴线方向螺旋盘绕，且相邻层的冷却管(4)焊接，以围成筒状结构的换热主体；冷却管(4)的内壁设有多个抓钉，多个抓钉间隔地布设于冷却管(4)的向火面；每个抓钉之间均浇设有浇注料，以使凝固后的浇筑料能够形成水冷壁；
所述煤气化设备还包括用于导出冷媒的第一激冷管(51)和用于导出气体的第二激冷管(52)；所述第一激冷管(51)配置为2n条并绕所述渣口的圆周方向间隔设置，所述第一激冷管(51)的导出口倾斜向下设置；所述第二激冷管(52)配置为2n条并绕所述渣口的圆周方向间隔设置，所述第二激冷管(52)的出气口水平设置，以能够形成风幕；其中，所述第二激冷管(52)的出气口位于所述第一激冷管(51)的导出口的下方；
所述煤气化设备还包括换热器(6)和工艺气分离捕捉器(7)，所述换热器(6)设置于所述激冷室(3)并且连通于所述渣口，以使得混合物能够从所述换热器(6)的换热腔通过，所述工艺气分离捕捉器(7)设置于所述换热器(6)的下部，以去除混合物中的渣质；所述激冷室(3)还设有用于外接热能回收装置(111)的导流管(110)，所述导流管(110)设于所述渣口和所述工艺气分离捕捉器(7)之间的区域；
所述换热器(6)包括内层列管和外层列管，在内层列管的纵向方向上预设缝隙，以使得灰和渣能够从工艺气分离捕捉器的第一通道(a)入至内层列管和外层列管之间的气隙(f)中，该气隙(f)连通所述导流管(110)；
在该气隙(f)中设置隔板(82)，隔板(82)与内层列管之间设有第二通道(b)，在隔板(82)的顶部设有中心管(84)，中心管(84)与外层列管之间设有第三通道(c)，中心管(84)和隔板(82)之间设有第四通道(d)，第四通道(d)与气隙(f)连通。
2.根据权利要求1所述的煤气化设备，其特征在于，所述煤气化设备包括第一炉体(101)和第二炉体(102)，所述燃烧室(2)和所述渣口均设置于所述第一炉体(101)中，所述第一炉体(101)包括第一龟甲网和浇筑于所述第一龟甲网内壁的第一浇筑层；所述激冷室(3)形成于所述第二炉体(102)。
3.根据权利要求2所述的煤气化设备，其特征在于，所述煤气化设备还包括支撑座(81)，所述支撑座(81)位于所述换热主体的下方，且所述支撑座(81)的一端连接于所述第一炉体(101)，另一端抵顶于所述换热主体。
4.根据权利要求3所述的煤气化设备，其特征在于，所述支撑座(81)配置为多组，并绕圆周方向间隔布设。
5.根据权利要求2所述的煤气化设备，其特征在于，所述激冷室(3)中还设有缓冲筒(83)，所述缓冲筒(83)设置于所述工艺气分离捕捉器(7)下方，且所述缓冲筒(83)的两端分别抵接于所述第二炉体(102)，所述隔板(82)延伸至所述缓冲筒(83)中。
6.根据权利要求5所述的煤气化设备，其特征在于，所述缓冲筒(83)的筒径沿重力方向先逐渐减小，再逐渐增大，以形成为沙漏型。
7.根据权利要求5所述的煤气化设备，其特征在于，所述缓冲筒(83)包括两组方向设置的且呈喇叭状的筒体，两组筒体通过紧固件可拆卸的相连，每组筒体包括多块弧形板和多个紧固件，所述弧形板依次拼接，所述紧固件分别连接于相邻弧形板，以使得所述弧形板连接成整体。
8.根据权利要求5所述的煤气化设备，其特征在于，所述煤气化设备还包括冷却装置(91)，所述冷却装置(91)包括多个冷却管，所述冷却管的数量配置为2n根，且所述冷却管延伸至所述缓冲筒(83)上方，以使得导出的冷却液能够喷淋并扩散至所述缓冲筒(83)上方的区域；
和/或，所述煤气化设备还包括喷淋装置(92)，所述喷淋装置(92)包括多个喷淋管，所述喷淋管的数量配置为2n根，且所述喷淋管延伸至所述缓冲筒(83)上方，以使得导出的喷淋液能够喷淋至所述缓冲筒(83)的内壁。
9.根据权利要求8所述的煤气化设备，其特征在于，所述喷淋管倾斜设置，其倾斜角度为β，30°≤β≤60°。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的煤气化设备，其特征在于，所述第一激冷管(51)的导出口倾斜角度为α，45°≤α≤75°。
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