本发明涉及一种可以实现完全自然循环的水冷壁废锅气化炉，属于煤气化技术领域。
背景技术：
相关技术中的气化炉，气化室采用水冷壁作为承压外壳保护层的气化炉，在工业生产中已经广泛应用。由于他具有能够烧高灰熔点的廉价煤的优点，使很多用户和厂家得到了丰厚效益。现有技术中这类气化炉的气化室水冷壁内部都涂有浇注料或者隔热涂料，水冷壁的受热面的热负荷降低，其热负荷不足以满足水冷壁自然循环所需要的水动力，所以必须依靠外部循环泵作为动力强制循环，以保证气化炉安全可靠运行。
但是，根据传统水冷壁气化炉的运行经验，锅炉水循环泵采用一开一备设置，功率约400kw，设备投入较大，运行费用和维护成本较高。因此，若采用气化室和辐射室共用一个膜式壁内壳的结构，则可以提高水冷壁受热面的热负荷，满足自然循环所需要的动力，无须依靠锅炉水循环泵循环，减少了设备投资，降低运行费用和故障率，使用更加安全可靠。同时，还将灼热粗煤气的辐射热以饱和蒸汽的形式回收，其辐射热产生的饱和蒸汽可用于发电或供后工段使用，更节能环保。
技术实现要素：
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种可以实现完全自然循环的水冷壁废锅气化炉，无须依靠锅炉水循环泵循环，减少了设备投资，同时，还可以将灼热粗煤气的辐射热以饱和蒸汽的形式回收，其辐射热产生的饱和蒸汽可用于发电或供后工段使用，更加节能环保。具体技术方案如下：
一种可以实现完全自然循环的水冷壁废锅气化炉，该气化炉包括承压外壳和膜式壁内壳；所述承压外壳包括干燥段和水域段；所述干燥段内设置有膜式壁内壳，所述水域段内围合形成渣池；所述膜式壁内壳中部具有缩径，所述缩径将膜式壁内壳分隔成气化室和辐射室；所述膜式壁内壳的下端伸入渣池内至少200mm，所述膜式壁内壳的上端内壁涂覆有涂层。
作为上述技术方案的改进，所述涂层为浇注料或者隔热涂料。
作为上述技术方案的改进，所述膜式壁内壳由上集箱、下集箱和鳍片管构成，所述上集箱与鳍片管的上端连接，所述上集箱一侧设有汽水出口，所述下集箱与鳍片管的下端连接，所述下集箱设有锅炉水入口，锅炉水经锅炉水入口在下集箱分配均匀后进入鳍片管，锅炉水在辐射热的作用下含汽量逐渐升高，在上集箱内汇总经汽水出口去汽包。
作为上述技术方案的改进，所述辐射室内沿膜式壁内壳周向均布有多个辐射屏。
作为上述技术方案的改进，所述水域段设有粗煤气出口和补充水口，自辐射室而来的粗煤气和熔渣进入渣池，完成和渣池中水的热交换，渣池中部分水进入临界状态变为饱和蒸汽与合成气一起经粗煤气出口进入后工段，而后补充水入口向渣池内加入补充水。
作为上述技术方案的改进，所述水域段下方设置有渣出口，自辐射室而来的熔渣在重力作用下被渣池捕集，在渣池底部沉积后经渣出口排出气化炉。
上述方案采用气化室和辐射室共用一个膜式壁内壳的结构，则可以提高水冷壁受热面的热负荷，提高水冷壁受热面的热负荷满足自然循环所需要的动力，可以取消两台锅炉水循环泵，减少设备投资，降低运行费用，并减少运行故障率，使用安全可靠，同时，灼热粗煤气的辐射热以饱和蒸汽的形式回收，其辐射热产生的饱和蒸汽可用于发电或供后工段使用，更加节能环保。
附图说明
图1为本发明一种可以实现完全自然循环的水冷壁废锅气化炉的结构示意图。
附图标记：10-承压外壳、11-干燥段、12-水域段、20-膜式壁内壳、21-上集箱、22-下集箱、23-鳍片管、24-锅炉水入口、25-汽水出口、26-缩径、27-涂层、100-气化室、200-辐射室、300-渣池、31-补充水口、32-渣出口、33-粗煤气出口。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”“内”、“外”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
如图1所示，本发明提供一种可以实现完全自然循环的水冷壁废锅气化炉，包括承压外壳10，膜式壁内壳20；承压外壳10包括干燥段11和水域段12；干燥段11内设置有膜式壁内壳20，水域段12限定为(围合形成)渣池300；膜式壁内壳20的中部具有缩径26，缩径26将膜式壁内壳20分为上下两个部分，其中上部限定为气化室100，下部限定为辐射室200；缩径26本质上是一个耐热通道，缩径26属于膜式壁内壳20的一部分，无需单独设置，不需要锅炉水循环泵强制循环，同时，流动阻力减小，更有利于气化炉装置的安全稳定运行。
膜式壁内壳20的上部内壁涂有涂层27，涂层27为浇注料或者隔热涂料，以保证烘炉温度能够达到投料的温度。
膜式壁内壳20的下端伸入所述渣池300内至少200mm，以保证在气化炉压力波动时，仍然有液封存在，防止承压外壳10超温，引起安全事故。
进一步的，膜式壁内壳20由至少一个上集箱21、至少一个下集箱22和若干鳍片管23构成，当膜式壁内壳20外形受到限制，可以将多个上集箱21相邻设置、多个下集箱22相邻设置；上集箱21与鳍片管23的上端连接，下集箱22与鳍片管23的下端连接，上集箱21一侧设有汽水出口25，下集箱22一侧设有锅炉水入口24，锅炉水经锅炉水入口24在下集箱22分配均匀后进入到鳍片管23内，锅炉水在辐射热的作用下含汽量逐渐升高，由于密度差产生水动力，在上集箱21内汇总经汽水出口25去汽包。在该方案中，膜式壁内壳20是唯一的刚性体作为干燥段11的保护结构。
进一步的，辐射室200内沿所述膜式壁内壳20周向均布有若干辐射屏，用以强化辐射室200的接收辐射热的能力，增加饱和蒸汽产量。
更进一步的，水域段12设有粗煤气出口33、补充水入口31以及渣出口32，自辐射室200而来的粗煤气和熔渣进入渣池300，完成和渣池300中水的热交换，渣池300中部分水进入临界状态变为饱和蒸汽与合成气一起经粗煤气出口33进入后工段，同时补充水经补充水入口31进入渣池300内，以维持液位稳定。熔渣在重力作用下被渣池300捕集，在渣池300底部沉积经渣出口32排出气化炉。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。