具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开内容的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开内容的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开内容而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开内容，并且能够将本公开内容的范围完整地传达给本领域技术人员。在以下详细描述中没有任何内容旨在表明任何特定组件、特征或步骤对于本发明是必不可少的。本领域技术人员将会理解，在不脱离本公开内容的范围内各种特征或步骤可以彼此替代或结合。

如图1所示，一种节能低耗型气化炉，其包括外壳1和内件部分，外壳1上设有粗煤气出口001、人孔002、水进口003、汽水出口004、渣出口11；内件部分包括燃烧室01、热交换室02、激冷室03和渣池04，燃烧室01内设置有烧嘴2，燃烧室01内还设置有膜式水冷壁3，热交换室02内设置有热交换器5。通过膜式水冷壁3替代耐火砖，炉膛温度可提高到1700摄氏度，解决了低质煤、高硫、高灰、高灰熔点煤的气化难题，扩大了煤种适用范围，热交换室02可以提高粗煤气煤热值热量回收，可回收煤热值11％～16％的热量，提高了能量转化效率。

在本申请的一个优选实施方式中，膜式水冷壁3设置有上集箱和下集箱，上集箱与3个或更多个汽水出口004连接。膜式水冷壁3形成密闭圆柱体空间室与承压壳体形成环腔空间，环腔空间采用氮气进行保护，降低外壳温度，从而达到承压外壳处于安全的温度范围。本领域技术人员应当理解，环腔空间还可以使用其他气体进行保护，例如惰性气体。

在本申请的一个优选实施方式中，膜式水冷壁3内部设置销钉及涂覆有隔热层。隔热层材料可以是SiC材料，其具有稳定的高温化学性能、优异的高温强度、高的耐磨性能及良好的抗热震性能。可提高气化室的耐高温绝热性能，拓宽气化炉的煤种适应性。本领域技术人员还可以使用其他常规隔热层材料来实现上述隔热功能，例如，硅酸铝耐火纤维毯或氧化铝耐火纤维毡。

在本申请的一个优选实施方式中，热交换器5包括多件竖直列管与鳍片，可形成圆柱体或棱柱体密封腔，列管和鳍片与膜式水冷壁3的下集箱连接，热交换器5的下端设置有热交换器集箱，热交换器集箱与3个或更多个水进口003连接，热交换器集箱内部设置有多组竖向管屏，竖向管屏沿圆周径向均布，最小间距为360-500mm，避免管屏之间积渣。来自外部的汽包锅炉水，通过水进口003、热交换器5、膜式水冷壁3、汽水出口004返回汽包进行气液分离，副产高温高压蒸汽，形成循环回路系统。燃烧室01和热交换室02组成一个整体，在燃烧室01和热交换室02与外壳1之间形成的环腔中，充有氮气或其它惰性气体保护。本领域技术人员还可以使用其他热交换器5的常规结构来实现上述热交换功能，例如盘管式结构。

在本申请的一个优选实施方式中，如图1所示，节能低耗型气化炉还包括环形隔板6与密封元件7，环形隔板6和密封元件7将节能低耗型气化炉内分隔为上下两个密封腔，防止蒸汽、粗煤气、灰渣进入上腔，以及灰渣附着管壁表面，避免造成膜式水冷壁3、热交换器5外壁的腐蚀，并且环形隔板6与热交换器集箱连接。

在本申请的一个优选实施方式中，环形隔板6的外圆与节能低耗型气化炉的内壁之间距离为2-5mm，如图1所示，密封元件7固定焊接在环形隔板6的外圆下边缘处，密封元件7为C型或Ω型，具有径向自由伸缩的特性，热交换器5通过粗煤气与管内介质水进行热量交换，从而提高粗煤气热值热量的回收即热量的转化效率。本领域技术人员应当理解，密封元件7除了C型或Ω型还可以使用其他常规形状，例如，O形、Y形、V形、U形或L形等。

在本申请的一个优选实施方式中，激冷室03内部设置分离组件8、导气组件10、平衡组件9，分离组件8设置有双通道筒节，双通道筒节的下部伸入激冷室03的熔池液面下600-900mm，双通道筒节外壁的下部设有挡板，挡板与双通道筒节的夹角为45°-75°，激冷段内部补充水，实现粗煤气洗涤及熔渣激冷的功能，粗煤气经过内部通道进行气固分离，熔渣进入渣池04中，通过下部的渣出口11排出，分离出的粗煤气经过分离段的洗涤、冷却、折流经导气组件9流向外壳出气口001，送入后续工段。

在本申请的一个优选实施方式中，导气组件10包括圆柱体、下锥体和螺旋导流板，螺旋导流板与圆柱体的内壁连接，通过螺旋导流板进一步进行气液及细灰的分离，防止带入管道及后续系统，造成对管道及设备的磨损，影响设备的使用周期，避免安全隐患。

在本申请的一个优选实施方式中，平衡组件9包括接管、盖板、引出管，盖板与接管上端面密封连接，接管上端圆周均布开有矩形槽，矩形槽下部与液面平齐，正常运行时，液面灰水通过矩形槽溢流达到调节液面的平衡。平衡组件9有效地调节了液面的平稳，可使激冷水量和灰水循环量减少三分之二，节能环保，提高了设备长周期稳定运行。

在本申请的一个优选实施方式中，如图1所示，节能低耗型气化炉还包括防磨组件4，防磨组件4设置在膜式水冷壁3下部出口处与热交换器5连接处，防止对主水冷壁的磨损及冲刷，起到保护作用。

在本申请的一个优选实施方式中，一种利用节能低耗型气化炉进行煤气化的方法，该方法由上述提供的节能低耗型气化炉的全部或者部分执行，参照图1所示，该方法具体包括：

将气化原料和气化剂由节能低耗型气化炉的顶部烧嘴2注入，使其在燃烧室01内进行气化反应生成粗煤气，通过膜式水冷壁3替代耐火砖，炉膛温度可提高到1700摄氏度，扩大了煤种适用范围。燃烧产物为含少量杂质(包括氯化物、硫化物、氮、氩和甲烷等)的粗煤气、液态熔渣和细小固体颗粒。在热交换器5进行粗煤气与管内介质水的热量交换，可提高粗煤气煤热值热量回收。粗煤气在激冷室03进行激冷后，大部分微粒留在水中，粗煤气经导气组件9流向粗煤气出口001；熔渣在水浴中固化，下沉进入渣池04中，通过下部的渣出口11排出。

在本文所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，应当理解，本公开内容的实施方式可以在没有这些具体细节的情况下实践。在本实施方式中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

虽然本文已经示出和描述了本发明的示例性实施方式，但对于本领域技术人员容易理解的是，这样的实施方式只是以示例的方式提供的。本领域技术人员现将会在不偏离本发明的情况下想到许多更改、改变和替代。应当理解，在实践本发明的过程中可以采用对本文所描述的本发明实施方式的各种替代方案。以下权利要求旨在限定本发明的范围，并因此覆盖这些权利要求范围内的结构及其等同项。