210)分开的(例如，与其竖直地堆叠)的气化器的系统可降低构造和试运行成本。例如，一体化气化器和CSC容器200可在IGCC中占据更小的占地面积，因为一体化设计可不具有CSC 210的额外长度。此外，一体化气化器和CSC容器200可制造成没有用于将进料从气化器传递至合成气冷却器的重的壁传递管线，因此降低了投资成本，且避免了与将进料从单元传递至单元相关联的操作和可用性的问题。
[0052]在某些实施例中，围绕反应室242和/或骤冷室246 (例如，成沿周向轴线206的锥形或同心布置)定位CSC 214可提供冷却反应室242、骤冷室246和一个或更多个喷洒条260的益处。例如，CSC 210可替换保护隔层248和276的冷却层，且因此减小保护隔层248和276的壁厚294。此外，由CSC 210内的冷却剂引起的反应室242的温度减小可允许保护隔层248由较为廉价的耐火材料构成，该耐火材料将大体上不太适用于包含热合成气(例如，合成气240)。在其它实施例中，气化器241可不包括保护隔层248和276。由于合并了 CSC 210，故(具有耐火保护隔层248的)气化容器208可接收干燃料238，相比于液体燃料源(例如，浆料)，除冷气体效率的有利的提高外，其还可引起操作温度的升高。反应室242中的温度降低还可减少第一级258或第二级263反应中的一种或更多种缓和剂的使用。而且，使用干燃料238来在较高温度下操作可减少总体反应时间(例如，反应室242中的停留时间)，且反应室242可由于反应时间的减少而构成为具有更小的直径和/或长度。因此，围绕反应室242和/或骤冷室246设置的CSC 210 (例如，以同轴或同心布置)可提高总效率，且降低气化容器208的总体成本。此外，由于CSC 210可一体化到气化容器208中，故一体化气化器和CSC容器200可不包括与一个或更多个喷洒条260相关联的冷却特征，因为CSC 210可有助于一个或更多个喷洒条260的冷却。
[0053]大体上，CSC 210通过与冷却剂的热交换来冷却合成气。在某些实施例中，CSC 210可作用为热交换器，如壳管式热交换器。例如，合成气可流过一个或更多个管，且冷却剂可流过壳。作为备选，合成气可流过壳，且冷却剂可流过一个或更多个管。如图2中所示，一体化气化器和CSC容器200可通过设置在顶端部分218上的入口 306来接收冷却剂。如箭头312所示，入口 306可穿过CSC 210的壳308将冷却剂发送至出口 310。冷却剂可为用于冷却合成气240的任何适合的流体，如锅炉给水、来自蒸汽鼓的水、冷冻剂(例如，液氮)或热流体(例如，乙二醇、丙二醇及其衍生物)。在某些实施例中，CSC 210还可包括由壳308包绕的多个管316。如图2中所示，各个管316构造成在其已沿向上方向280重新定向之后接收合成气240。多个管316可如箭头320指出那样穿过CSC 210将合成气240发送至气化容器208的顶端部分218，在该处，其可穿过一个或更多个出口 324离开，以用于进一步处理(例如，净化)。在所示的实施例中，多个管316形成非直线(例如，曲线、弯曲、弧形等)通路，以有助于使多个管316与一个或更多个出口 324联接。例如，多个管316可在顶端部分218附近或顶端部分218处偏轴(例如，从轴线202)。然而，在其它实施例中，取决于顶端部分218中的一个或更多个出口 324的位置，多个管316可形成直线通路(例如，沿轴线202)。
[0054]在处于CSC 210中时，如由箭头320指出那样流过多个管316的合成气240可经由流过壳308的冷却剂来冷却。在某些实施例中，冷却剂流可与流过多个管316的合成气240的流动同向(co-current)。作为备选,如箭头312指出那样,冷却剂可与流过多个管316的合成气240反向地流动。此外，当合成气240行进穿过多个管316时，来自合成气240的热可导致穿过壳308的冷却剂蒸发，从而产生蒸汽，如，高压蒸汽。经由出口 310离开的蒸汽可用作在IGCC中的别处的热源。例如，蒸汽可用作对IGCC的热回收蒸汽发生器(HRSG)、气体净化器系统、多元(polygen)系统、碳捕集系统、甲烷化系统、蒸气吸收系统、过程热交换器、反应器、恒温器或其任何组合的输入。因此，一体化气化器和CSC容器200有利地冷却合成气240，且产生可具有用于发电的许多应用的大量高压蒸汽。
[0055]密封件318 (例如，环形密封件)可沿周向设置(例如，沿轴线206)在底端部分220中，以防止冷却剂流入储槽284中。例如，密封件318可设置在双壁环带区段内，且可在出口 310附近联接到气化器241的外壁290和内壁292。在所示的实施例中，密封件318与出口 310的一部分和骤冷室246的一端成一直线。在该特定实施例中，密封件318可与骤冷室246 —体化，从而形成骤冷室246的径向延伸部(例如，沿轴线204)。然而，密封件318还可设置在出口 310下方的任何位置处。例如，在骤冷室246终止于出口 310下方(例如，朝储槽284延伸经过(例如，沿轴线202)出口 310)的实施例中。因此，密封件318可联接到外壁290和内壁292的出口 310下方的任何部分。密封件318可包括一个或更多个开口 319,以有助于插入多个管。密封件318可由耐火材料、金属、非金属材料、粘土、陶瓷、水泥或任何其它适合的材料构成。
[0056]如上所述，合成气240通过多个管316流入CSC 210中。穿过多个管316向上(例如，朝顶端部分218)发送合成气240流可减少可由固体282 (例如，熔渣、灰尘等)引起的多个管316的阻塞。例如，当合成气240如箭头280指出那样向上流入CSC 210中时，固体282可由于重力而与合成气240分离。因此，流入CSC 210中的固体282的量可降低。这可降低可累积且阻碍多个管316的沉积物(例如，固体282)的量。类似地，热传递表面(例如，多个管316的内壁表面328)的污垢由于内壁328上的固体282的更少沉积而减少。因此，可提高CSC 210的冷却效率。
[0057]CSC 210的冷却效率可由多个管316的布置和尺寸影响。现在转到图3，示出了沿图2的3-3线截取的气化容器208的径向截面。在所示的实施例中，多个管316具有环形截面，然而，多个管316可具有任何其它适合的形状(例如，三角形、矩形、正方形等)。如上文所述，CSC 210内的冷却剂流过壳308且围绕多个管316流动。因此，为了促进多个管316的冷却且因此促进合成气240的冷却，可能有利的是增加与流过壳308的冷却剂接触的多个管316的表面面积的量。这可通过将多个管316布置在气化容器208的双壁环带区段内的离散位置处(例如，反应室242与封壳214之间)来实现。例如，在一个实施例中，多个管316可以布置成围绕反应室242的至少一部分的环形排，且可间隔开从各个管316的中心到中心测得的距离d。如将认识到的那样，各个环形排内的各个管316之间的距离d可朝封壳214沿径向增大。S卩，封壳214附近的环形排中的各个管316之间的距离d可大于反应室242附近的环形排中的各个管316之间的距离d。在某些实施例中，多个管316可以布置成由一个或更多个喷洒条260、多个增强梁298或它们的组合分开的集合或集群340。各个集群之间的距离可由多个增强梁298的宽度342确定。如将认识到的那样，多个管316的布置还可由多个增强梁300影响(例如，在顶端部分218中)。
[0058]除布置多个管316来增大与冷却剂接触的表面面积的量之外，各个管316的布置可通过将一个或更多个喷洒条260放置在气化容器208内来影响。如上所述，参看图2，一个或更多个喷洒条260沿径向(例如，沿径向轴线204)和沿周向(例如，围绕周向轴线206)围绕气化容器208定位。因此，一个或更多个喷洒条260可定位在多个管316之间的空间中。因此，各个管316之间的距离d可通过一个或更多个喷洒条260的尺寸和形状来确定。在一个实施例中，各个环形排中的各个管316 (例如，相邻的管)之间的距离d可等于或大于一个或更多个喷洒条260的宽度346。在其它实施例中，距离d可等于或大于多个增强梁298的宽度342。在另一个实施例中，各个管316(例如，相邻的管)之间的距离d可在单个环形排内(例如，沿周向轴线206)变化。例如，直接邻近一个或更多个喷洒条260或多个增强梁298的各个管316之间的距离可大于不直接邻近各个环形排内的一个或更多个喷洒条260的各个管316 (例如，相邻的管)之间的距离d。
[0059]如上所述，气化容器208包括反应室242与封壳214之间(例如，双壁环带区段内)的多个增强梁298和300。多个增强梁298和300增强封壳214和反应室242的壁，使得可减少可由在燃料源240的气化期间生成的高压引起的气化容器208的变形。现在转到图4，示出了沿4-4线截取的图2的一体化气化器和CSC容器200的截面视图。为了便于图4的论述，已经省略了气化容器208的某些特征(例如，一个或更多个喷洒条260和多个管316)。在所示的实施例中，多个增强梁298和300提供反应室242与封壳214之间的联结(例如，连接反应室242和封壳214)。因此，封壳214和反应室242可由多个增强梁298和300增强。因此，反应室242可具有总体厚度400，其至少在反应室242的第一插入部分302和第二插入部分304附接的部分中至少等于第一壁厚294、第二壁厚296和一体化气化器和CSC容器200的环带406的宽度402的大致总和。
[0060]大体上，气化容器具有厚壁，以减轻因在燃料源的气化期间生成的高压引起的气化容器的变形。在一体化气化和CSC容器200中，反应室242的第一厚度294由于在封壳214与反应室242之间并入CSC 210而产生的环带406而减小。在反