[发明专利]一种玻璃体熔融气化炉、气化系统及气化方法

权利要求书

1.一种玻璃体熔融气化炉，包括壳体(7)，所述的壳体(7)的底部设有渣池(5)，顶部开设有煤气出口(9)，其特征在于：该壳体(7)的空腔内设有气化反应室以及气渣分离段(4)，所述气化反应室包括由上至下依次设置的主气化反应段(1)、旋流反应段(2)、激冷段(3)，其中，主气化反应段(1)的端面开设有烧嘴通道(6)，且主气化反应段(1)呈螺旋渐缩式向下连通旋流反应段(2)。

2.根据权利要求1所述的一种玻璃体熔融气化炉，其特征在于：所述的气渣分离段(4)为由膜式水冷壁(10)围成的两端开口的中空结构，该膜式水冷壁(10)的上端与壳体(7)固定连接；所述膜式水冷壁(10)与壳体(7)之间的间隙由上至下组成主气化反应段(1)、旋流反应段(2)、激冷段(3)；所述的气渣分离段(4)一端与激冷段(3)相连通，另一端与煤气出口(9)相连通。

3.根据权利要求2所述的一种玻璃体熔融气化炉，其特征在于：所述的膜式水冷壁(10)内部是由多根U型管和扁钢交替焊接形成的密封圆筒，每根U型管两端分别与进水集箱(11)和出水集箱(12)连接；所述进水集箱(11)和出水集箱(12)设置在壳体(7)上端，膜式水冷壁(10)外部紧贴一层耐磨耐火的内衬(13)。

4.根据权利要求3所述的一种玻璃体熔融气化炉，其特征在于：所述激冷段(3)的侧壁设有激冷环(14)，该激冷环(14)是由管道两端环绕对接形成的第一密封圆环，圆环上均布多根竖直向下或与竖直方向有一定夹角的支管。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的一种玻璃体熔融气化炉，其特征在于：所述膜式水冷壁(10)的下部设置有喷水环(15)，该喷水环(15)是由管道两端环绕对接形成的第二密封圆环，圆环上均布多个通孔。

6.根据权利要求5所述的一种玻璃体熔融气化炉，其特征在于：所述激冷段(3)的直径大于旋流反应段(2)，激冷环(14)设置在壳体(7)变直径段的下方。

7.根据权利要求6所述的一种玻璃体熔融气化炉，其特征在于：所述渣池(5)为上部开口、周向密封的筒体，其内部保持一定的水位高度。

8.一种玻璃体熔融气化系统，其特征在于：包括干燥磨粉系统、渣筛分系统、换热系统、净化系统、水汽系统以及权利要求1-7中任一项所述的气化炉，所述的干燥磨粉系统的输出通道连接气化炉，气化炉的渣输出端连接渣筛分系统，渣筛分系统连接干燥磨粉系统；气化炉的煤气输出端依次连接换热系统、净化系统；气化炉与水汽系统形成循环通路，水汽系统与换热系统形成循环通路。

9.利用权利要求8所述的系统进行玻璃体熔融气化的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：氧气、蒸汽、以及经干燥磨粉后的原煤和固废的混合粉体通过烧嘴通道(6)进入气化炉中进行不完全燃烧，生成高温煤气和熔融状的渣；

步骤二：高温煤气在气化炉经过三次气渣分离后，干净的煤气从顶部的煤气出口(9)进入换热系统；

步骤三：熔渣落入下方带水位的渣池(5)中，水淬后成为玻璃体态渣，随后进入渣筛分系统中分离出纯净的玻璃体，筛选出的废渣经干燥、研磨后与粉状固废混合再次进入气化炉中熔融；

步骤四：煤气经换热系统降温，再进入净化系统除尘后成为洁净煤气；在此过程中，换热系统通过与水汽系统的循环水换热产生蒸汽，净化系统产生的飞灰再返回气化炉内熔融。

10.根据权利要求9所述的一种玻璃体熔融气化的方法，其特征在于：在气化炉中，高温煤气和熔渣首先沿着主气化反应段(1)的旋流式炉膛旋转前进，进入旋流反应段(2)后继续进行气化反应，熔渣在惯性和重力的作用下沿着壁面向下流淌，高温煤气进入激冷段(3)后与激冷环(14)中喷入的低温煤气混合，混合后的煤气温度降至渣的灰熔点以下，熔渣凝固为固态渣，并在此处进行第一次气渣分离；

然后，煤气进入气渣分离段(4)，喷水环(15)喷出的水形成一层均匀的水幕，将煤气中小颗粒的灰渣捕集下来，在此处进行第二次气渣分离；

最后，煤气在气渣分离段(4)中以较低的流速缓慢上升，在此过程中大部分飞灰会沉降下来，进行第三次气渣分离。