一種防止掛渣的常壓固定床液態排渣氣化反應爐的製作方法
2023-08-03 10:52:36
本實用新型涉及氣化反應爐領域，特別涉及一種防止掛渣的常壓固定床液態排渣氣化反應爐裝置。
背景技術：
現有固定床氣化爐多採用固態排渣方式，以固定床純氧氣化爐為例，其工藝流程為採用固定床煤氣爐，以小粒焦或塊煤為原料，經煤倉下的自動加煤機，自動定時、定量加入氣化爐中，以純氧（＞99.6％）和水蒸汽作氣化劑經計量和比例調節進入混合罐中混合，混合後通過煤氣發生爐內與熾熱的炭反應（吸熱反應與放熱反應達到平衡），在爐內約900℃高溫條件下，經過床層內各個層區（核心反應區溫度1200~1300℃）與原料煤逆流接觸進行連續氣化生產水煤氣。未反應的固態渣經過底部轉動爐蓖排出氣化爐。
其主要化學反應式如下：
C＋O2=CO2＋Q
2C＋O2=2CO＋Q
C＋CO2=2CO－Q
C＋2H2O（汽）=CO2+2H2－Q
C＋H2O（汽）=CO+H2－Q
然而這種固定床固態排渣氣化爐存在氣化溫度低、燃料轉化率低和合成氣焦油含量大等缺點。液態排渣氣化爐是傳統固態排渣氣化爐的進一步發展。其特點是氣化溫度高、氣化後灰渣呈熔融態流出、因而使氣化爐的熱效率與單爐的生產能力提高。目前國內外成熟可行的固定床液態排渣氣化技術為BGL碎煤加壓氣化技術，該氣化工藝氣化壓力為2.0-4.0MPa，氣化爐上部設有布煤攪拌器，氣化劑（水蒸汽和氧氣）由氣化爐底部噴嘴噴入氣化室，灰渣在高於煤灰熔點溫度下成熔融態排出，熔渣快速通過氣化爐底部出渣口，流入激冷室，在此被水激冷而形成固態熔渣，然後通過灰鎖排出。它結合了熔渣氣化技術高氣化率、高氣化強度的優點與固定床加壓/常壓氣化技術氧耗低、爐體結構廉價的優點。BGL熔渣氣化爐爐膛氣化燃燒產生的液態熔渣儲存在氣化爐底部熔渣池內，通過環形燃燒器裡面燃燒產生的大量氣體託住下渣口裡面的液態渣，隨著熔渣增多，當液位到一定液位1.5米左右時，氣化爐壓力和短接壓差大概48KPa，激發程序自動排渣，每次開始下渣時洩壓過程要快，2 s 內完成洩壓，壓差從49 kPa 降到18 kPa。熔渣經過激冷、冷卻後最終從壓力系統中排出。然而，BGL熔渣氣化爐最難控制的就是下渣口液態熔渣液位和排渣，如果控制不好，就會堵塞下渣口，液位升高，就會堵塞噴嘴出現黑管現象，導致停車。如果下渣洩壓和排渣時間太長，則鐵的沉澱和冷卻極易堵住渣口。如果下渣頻率過高，會影響壓差，並且時間間隔過短渣池中可能有部分灰渣沒有完全熔化，在下渣過程中極易黏在下渣通道上。並且BGL熔渣氣化爐為直筒型爐膛、操作溫度高，在灰渣高溫軟化後極易形成爐壁掛渣而導致爐料架橋問題出現。
技術實現要素：
本實用新型的目的在於提供一種有效解決碎煤加壓液態排渣技術氣化爐熔渣液位控制及排渣困難的問題、提高等氣化爐空間利用率、提高氣化爐空間利用率和能量利用效率、提高氣化爐使用壽命、大大降低了能量耗損且提高氣化反應碳轉化效率的防止掛渣的常壓固定床液態排渣氣化反應爐。
本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的：
一種防止掛渣的常壓固定床液態排渣氣化反應爐，包括爐體，其特徵在於：爐體壁由內至為耐火材料保護襯、保溫層和鋼板殼體，中間形成腔室；所述腔室由上至下分為乾燥熱解室、氣化反應室和灰渣熔融室；所述乾燥熱解室頂部爐體壁開有含碳物質入口，乾燥熱解室腰部爐體壁上開有合成氣出口、溫度測口和壓力測口；所述氣化反應室處爐體壁上開有氧氣及水蒸汽噴嘴安裝口、溫度測口和壓力測口；所述灰渣熔融室處爐體壁上開有氧氣噴嘴安裝口和溢流排渣口，灰渣熔融室底部設置有殘渣排放口；且所述乾燥熱解室和氣化反應室的直徑由上至下保持逐漸變寬、至氣化反應室和灰渣熔融室連接處再逐漸變窄；氣化反應室的直徑大於乾燥熱解室和灰渣熔融室的直徑；所述氣化反應室和灰渣熔融室的側邊和底部耐火材料保護襯外還設置有一層耐火材料。
所述乾燥熱解室上半部為圓柱形、下半部分為直徑逐漸變寬的圓錐形柱；所述灰渣熔融室為圓柱形；所述氣化反應室上半部分為連接乾燥熱解室且直徑逐漸變寬的圓錐形柱，下半部分為連接灰渣熔融室且直徑逐漸變窄的圓錐形柱，即乾燥熱解室的下半部分與氣化反應室上半部分構成一個腔室內大圓錐形柱，氣化反應室的上、下半部的分界處為腔室直徑最大處。
所述乾燥熱解室下半部分圓錐形柱的錐角為α，α為10-20°；所述乾燥熱解室下半部分高度H2與乾燥熱解室上半部分高度H1比為2.5-3.5：1；所述氣化反應室下半圓錐形柱的錐角為γ，γ為60-80°；所述氣化反應室上半部的高度H3與乾燥熱解室上半部分高度H1比為1-1.5：1；所述氣化反應室下半部分高度H4與乾燥熱解室上半部分高度H1的高度比為0.8.2：1。 10-20°的錐角、H2：H1 = 2.5-3.5：1、60-80°的錐角、H3：H1 = 1-1.5：1以及H4：H1 = 0.8.2：1的數據為經過數次實驗所得到的最有利於反應發生且不會積累殘渣的數據。
所述氣化反應室處爐體的同一高度上均勻布置有6-8個氧氣及水蒸汽噴嘴安裝口，所述氧氣及水蒸汽噴嘴安裝口的中心線與爐體腔室的垂直中心線在縱向截面上呈β夾角，β為80-85°，氧氣及水蒸汽噴嘴安裝口中心線在爐體水平截面上的正投影經過爐體腔室的水平截面的圓心。氧氣及水蒸汽噴嘴安裝口的中心線與爐體腔室的垂直中心線在縱向截面上存在夾角、均勻布置，便於使內部物料向下運動且氧氣和水蒸汽均勻，保持向上一定角度可以有效避免含碳物質堵塞管口。
所述灰渣熔融室處爐體的同一平面上均勻布置有6-8個氧氣噴嘴安裝口，所述氧氣噴嘴安裝口的中心線與爐體腔室的垂直中心線在縱向截面上呈δ夾角，δ為70-80°，所述氧氣噴嘴安裝口的中心線在水平方向上的正投影與所述灰渣熔融室水平截面圓接觸點處的中心線之間呈ε夾角，ε為40-60°
所述合成氣出口、溢流排渣口和殘渣排放口均為中通管道，管道內壁為耐火材料；所述溢流排渣口的中心線與灰渣熔融室的垂直中心線在縱向截面上呈ζ角，ζ為75-85°；所述所述殘渣排放口的中心線與灰渣熔融室的垂直中心線在縱向截面上呈η角，η為92-100°。溢流排渣口的中心線與灰渣熔融室的垂直中心線在縱向截面上的夾角以及殘渣排放口的中心線與灰渣熔融室的垂直中心線在縱向截面上的夾角均是為了更好的排除氣體的殘渣。
所述灰渣熔融室底部朝殘渣排放口有一定角度斜度，灰渣熔融室的高度H5與乾燥熱解室上半部分高度H1比為2.0-3.0：1；所述腔室內部有效高度H與乾燥熱解室上半部分的直徑D的高徑比為3.5-5.0：1。
所述氣化反應室內壁山半部分的耐火材料厚度小於下半部分的耐火材料厚度。
所述溫度測口、壓力測口的中心線與爐體腔室的中心線垂直。
本實用新型的有益效果如下：
一、本實用新型提供的一種防止掛渣的常壓固定床液態排渣氣化反應爐裝置，含碳物質自含碳物質入口進入到乾燥熱解反應室內，與自灰渣熔融內和氣化反應室反應來的高溫合成氣進行換熱。含碳物質在乾燥熱解反應室內自上而下依次進行乾燥、熱解氣化反應。含碳物質乾燥、熱解反應所需要的熱源由灰渣熔融室內灰渣及部分含碳物質氣化、燃燒產生的高溫合成氣體提供。經乾燥熱解後的含碳物質產生的固體殘渣和未完全反應的含碳物質進入到氣化反應室，在氣化反應室內固體殘渣和未完全反應的含碳物質與經過氣化劑噴嘴噴入的純氧氣和水蒸氣進行氣化反應，產生有效合成氣。經氣化反應後剩餘的固體殘渣和未完全反應的含碳物質進入到灰渣熔融室，在灰渣熔融室內固體殘渣和未完全反應的含碳物質與氧氣噴嘴噴入的氧氣進行燃燒反應，未反應的殘炭的燃盡所需要的氧氣通過灰渣熔融室氧氣噴口補充，噴入的氧氣過量保證熔渣區為氧化性氣氛，避免渣池內鐵析現象發生。氧氣噴口切向斜向下噴入熔融室內，可以有效攪動液態熔渣，使得熔渣池內的未反應殘碳完全燃燒，提高碳轉化效率。燃盡後剩餘的殘渣經熔融室氧氣與殘碳燃燒提供的高溫熱量進行熔融，並將高溫爐渣中未反應的有機物再次氣化，最後成為熔融狀態的液態渣通過排渣口排出反應器。乾燥熱解室爐膛漸擴保持一定的錐角、熔融室漸縮，熱解氣化室直徑大於乾燥熱解室和灰渣熔融室，此舉可解決現有氣化爐爐膛布置不合理導致的掛渣、爐料架橋問題，提高等氣化爐空間利用率。灰渣熔融室二次氣化及燃盡產生的合成氣與熱解氣化反應室產生的合成氣經乾燥熱解室降溫後通過合成氣出口排出反應器進入到後續的合成氣利用系統。在灰渣熔融室和氣化反應室設置的鬧高溫和灰渣衝刷的耐火保護襯，有效解決整體爐膛受熱不均，易破裂，提高氣化爐使用壽命。
二、本實用新型提供的一種防止掛渣的常壓固定床液態排渣氣化反應爐裝置，乾燥熱解室的下半部分與氣化反應室上半部分構成一個腔室內大圓錐形柱，灰渣熔融室為圓柱形，整體內壁光滑無明顯夾縫，不易堆積殘渣；氧氣噴嘴安裝口有6至8個，且每個氧氣噴嘴安裝口的中心線與氧氣噴嘴安裝口接入所述熔渣室的點的切線之間形成的夾角相同，用於提供經氣化爐熱解氣化後殘碳物質完全燃燒化所需要的純氧及提供熱量使灰渣熔融，並提供熔渣室內氧化性氣氛，避免鐵析，氧氣切向噴入攪動渣池可進一步提高氣化反應碳轉化效率；氣化反應室內壁山半部分的耐火材料厚度小於下半部分的耐火材料厚度，一是下半部分溫度更高，二是便於形成一體化光滑內壁，有助於反應的進行。
附圖說明
圖1是本實用新型一種優選方案的立體結構示意圖；
圖2是本實用新型一種優選方案的A-A截面剖視示意圖；
圖3是本實用新型一種優選方案的B-B截面剖視示意圖；
圖中：1、上段乾燥熱解室；2、中段氣化反應室；3、下段灰渣熔融室；4、耐火材料保護層；5、保溫層；6、鋼板殼體；7、含碳物質入口；8、溢流排渣口8；1-1、上部封頭；1-2、爐喉1-2；1-3、爐腰1-3；1-4、合成氣出口；1-5、溫度測口；1-6、壓力測口；2-1、筒體；2-2、下部錐口；2-3、耐火保護襯；2-4、氧氣及水蒸汽噴嘴安裝口；2-5、溫度測口；2-6、壓力測口；3-1、耐火保護襯；3-2、氧氣噴嘴安裝；8-1、溢流排渣口通道；8-2殘渣排放口。
具體實施方式
以下通過幾個具體實施例來進一步說明實現本實用新型目的的技術方案，需要說明的是，本實用新型的技術方案包含但不限於以下實施例。
實施例1
如圖1至圖3所示，一種防止掛渣的常壓固定床液態排渣氣化反應爐，包括爐體，爐體壁由內至為耐火材料保護襯4、保溫層5和鋼板殼體6，中間形成腔室；所述腔室由上至下分為乾燥熱解室1、氣化反應室2和灰渣熔融室3；所述乾燥熱解室1頂部爐體壁開有含碳物質入口7，乾燥熱解室1腰部爐體壁上開有合成氣出口1-4、溫度測口1-5和壓力測口1-6；所述氣化反應室2處爐體壁上開有氧氣及水蒸汽噴嘴安裝口2-4、溫度測口1-5和壓力測口1-6；所述灰渣熔融室3處爐體壁上開有氧氣噴嘴安裝口3-2和溢流排渣口8，灰渣熔融室3底部設置有殘渣排放口8-2；且所述乾燥熱解室1和氣化反應室2的直徑由上至下保持逐漸變寬、至氣化反應室2和灰渣熔融室3連接處再逐漸變窄；氣化反應室2的直徑大於乾燥熱解室1和灰渣熔融室3的直徑；所述氣化反應室2和灰渣熔融室3的側邊和底部耐火材料保護襯4外還設置有一層耐火材料2-3。
這是本實用新型的一種最基本實施方案。含碳物質自含碳物質入口進入到乾燥熱解反應室內，與自灰渣熔融內和氣化反應室反應來的高溫合成氣進行換熱。含碳物質在乾燥熱解反應室內自上而下依次進行乾燥、熱解氣化反應。含碳物質乾燥、熱解反應所需要的熱源由灰渣熔融室內灰渣及部分含碳物質氣化、燃燒產生的高溫合成氣體提供。經乾燥熱解後的含碳物質產生的固體殘渣和未完全反應的含碳物質進入到氣化反應室，在氣化反應室內固體殘渣和未完全反應的含碳物質與經過氣化劑噴嘴噴入的純氧氣和水蒸氣進行氣化反應，產生有效合成氣。經氣化反應後剩餘的固體殘渣和未完全反應的含碳物質進入到灰渣熔融室，在灰渣熔融室內固體殘渣和未完全反應的含碳物質與氧氣噴嘴噴入的氧氣進行燃燒反應，未反應的殘炭的燃盡所需要的氧氣通過灰渣熔融室氧氣噴口補充，噴入的氧氣過量保證熔渣區為氧化性氣氛，避免渣池內鐵析現象發生。氧氣噴口切向斜向下噴入熔融室內，可以有效攪動液態熔渣，使得熔渣池內的未反應殘碳完全燃燒，提高碳轉化效率。燃盡後剩餘的殘渣經熔融室氧氣與殘碳燃燒提供的高溫熱量進行熔融，並將高溫爐渣中未反應的有機物再次氣化，最後成為熔融狀態的液態渣通過排渣口排出反應器。乾燥熱解室爐膛漸擴保持一定的錐角、熔融室漸縮，熱解氣化室直徑大於乾燥熱解室和灰渣熔融室，此舉可解決現有氣化爐爐膛布置不合理導致的掛渣、爐料架橋問題，提高等氣化爐空間利用率。灰渣熔融室二次氣化及燃盡產生的合成氣與熱解氣化反應室產生的合成氣經乾燥熱解室降溫後通過合成氣出口排出反應器進入到後續的合成氣利用系統。在灰渣熔融室和氣化反應室設置的鬧高溫和灰渣衝刷的耐火保護襯，有效解決整體爐膛受熱不均，易破裂，提高氣化爐使用壽命。
實施例2
如圖1至圖3所示，一種防止掛渣的常壓固定床液態排渣氣化反應爐，包括爐體，爐體壁由內至為耐火材料保護襯4、保溫層5和鋼板殼體6，中間形成腔室；所述腔室由上至下分為乾燥熱解室1、氣化反應室2和灰渣熔融室3；所述乾燥熱解室1頂部爐體壁開有含碳物質入口7，乾燥熱解室1腰部爐體壁上開有合成氣出口1-4、溫度測口1-5和壓力測口1-6；所述氣化反應室2處爐體壁上開有氧氣及水蒸汽噴嘴安裝口2-4、溫度測口1-5和壓力測口1-6；所述灰渣熔融室3處爐體壁上開有氧氣噴嘴安裝口3-2和溢流排渣口8，灰渣熔融室3底部設置有殘渣排放口8-2；且所述乾燥熱解室1和氣化反應室2的直徑由上至下保持逐漸變寬、至氣化反應室2和灰渣熔融室3連接處再逐漸變窄；氣化反應室2的直徑大於乾燥熱解室1和灰渣熔融室3的直徑；所述氣化反應室2和灰渣熔融室3的側邊和底部耐火材料保護襯4外還設置有一層耐火材料2-3。
所述乾燥熱解室1上半部為圓柱形、下半部分為直徑逐漸變寬的圓錐形柱；所述灰渣熔融室3為圓柱形；所述氣化反應室2上半部分為連接乾燥熱解室1且直徑逐漸變寬的圓錐形柱，下半部分為連接灰渣熔融室3且直徑逐漸變窄的圓錐形柱，即乾燥熱解室1的下半部分與氣化反應室上半部分構成一個腔室內大圓錐形柱，氣化反應室的上、下半部的分界處為腔室直徑最大處。
所述乾燥熱解室1下半部分圓錐形柱的錐角為α，α為10-20°；所述乾燥熱解室1下半部分高度H2與乾燥熱解室1上半部分高度H1比為2.5-3.5：1；所述氣化反應室2下半圓錐形柱的錐角為γ，γ為60-80°；所述氣化反應室2上半部的高度H3與乾燥熱解室1上半部分高度H1比為1-1.5：1；所述氣化反應室2下半部分高度H4與乾燥熱解室1上半部分高度H1的高度比為0.8.2：1。
所述氣化反應室2處爐體的同一高度上均勻布置有6～8個氧氣及水蒸汽噴嘴安裝口2-4，所述氧氣及水蒸汽噴嘴安裝口2-4的中心線與爐體腔室的垂直中心線在縱向截面上呈β夾角，β為80-85°，氧氣及水蒸汽噴嘴安裝口2-4中心線在爐體水平截面上的正投影經過爐體腔室的水平截面的圓心。
所述灰渣熔融室3處爐體的同一平面上均勻布置有6～8個氧氣噴嘴安裝口3-2，所述氧氣噴嘴安裝口3-2的中心線與爐體腔室的垂直中心線在縱向截面上呈δ夾角，δ為70-80°，所述氧氣噴嘴安裝口3-2的中心線在水平方向上的正投影與所述灰渣熔融室水平截面圓接觸點處的中心線之間呈ε夾角，ε為40-60°。
所述合成氣出口、溢流排渣口和殘渣排放口均為中通管道，管道內壁為耐火材料；所述溢流排渣口的中心線與灰渣熔融室的垂直中心線在縱向截面上呈ζ角，ζ為75-85°；所述所述殘渣排放口的中心線與灰渣熔融室的垂直中心線在縱向截面上呈η角，η為92-100°。
所述灰渣熔融室3底部朝殘渣排放口有一定角度斜度，灰渣熔融室3的高度H5與乾燥熱解室1上半部分高度H1比為2.0-3.0：1；所述腔室內部有效高度H與乾燥熱解室1上半部分的直徑D的高徑比為3.5-5.0：1。
所述氣化反應室2內壁上半部分的耐火材料2-3厚度小於下半部分的耐火材料2-3厚度。
所述溫度測口1-5、壓力測口1-6的中心線與爐體腔室的中心線垂直。
這是本實用新型的一種優選的實施方案。含碳物質自含碳物質入口進入到乾燥熱解反應室內，與自灰渣熔融內和氣化反應室反應來的高溫合成氣進行換熱。含碳物質在乾燥熱解反應室內自上而下依次進行乾燥、熱解氣化反應。含碳物質乾燥、熱解反應所需要的熱源由灰渣熔融室內灰渣及部分含碳物質氣化、燃燒產生的高溫合成氣體提供。經乾燥熱解後的含碳物質產生的固體殘渣和未完全反應的含碳物質進入到氣化反應室，在氣化反應室內固體殘渣和未完全反應的含碳物質與經過氣化劑噴嘴噴入的純氧氣和水蒸氣進行氣化反應，產生有效合成氣。經氣化反應後剩餘的固體殘渣和未完全反應的含碳物質進入到灰渣熔融室，在灰渣熔融室內固體殘渣和未完全反應的含碳物質與氧氣噴嘴噴入的氧氣進行燃燒反應，未反應的殘炭的燃盡所需要的氧氣通過灰渣熔融室氧氣噴口補充，噴入的氧氣過量保證熔渣區為氧化性氣氛，避免渣池內鐵析現象發生。氧氣噴口切向斜向下噴入熔融室內，可以有效攪動液態熔渣，使得熔渣池內的未反應殘碳完全燃燒，提高碳轉化效率。燃盡後剩餘的殘渣經熔融室氧氣與殘碳燃燒提供的高溫熱量進行熔融，並將高溫爐渣中未反應的有機物再次氣化，最後成為熔融狀態的液態渣通過排渣口排出反應器。乾燥熱解室爐膛漸擴保持一定的錐角、熔融室漸縮，熱解氣化室直徑大於乾燥熱解室和灰渣熔融室，此舉可解決現有氣化爐爐膛布置不合理導致的掛渣、爐料架橋問題，提高等氣化爐空間利用率。灰渣熔融室二次氣化及燃盡產生的合成氣與熱解氣化反應室產生的合成氣經乾燥熱解室降溫後通過合成氣出口排出反應器進入到後續的合成氣利用系統。在灰渣熔融室和氣化反應室設置的鬧高溫和灰渣衝刷的耐火保護襯，有效解決整體爐膛受熱不均，易破裂，提高氣化爐使用壽命；乾燥熱解室的下半部分與氣化反應室上半部分構成一個腔室內大圓錐形柱，灰渣熔融室為圓柱形，整體內壁光滑無明顯夾縫，不易堆積殘渣；氧氣噴嘴安裝口有6至8個，且每個氧氣噴嘴安裝口的中心線與氧氣噴嘴安裝口接入所述熔渣室的點的切線之間形成的夾角相同，用於提供經氣化爐熱解氣化後殘碳物質完全燃燒化所需要的純氧及提供熱量使灰渣熔融，並提供熔渣室內氧化性氣氛，避免鐵析，氧氣切向噴入攪動渣池可進一步提高氣化反應碳轉化效率；氣化反應室內壁山半部分的耐火材料厚度小於下半部分的耐火材料厚度，一是下半部分溫度更高，二是便於形成一體化光滑內壁，有助於反應的進行。
實施例3
如圖1至圖3所示，本實用新型所述的用於將含碳物質轉化為合成氣和惰性熔渣產物的防止掛渣的固定床液態排渣氣化反應爐，其特徵在於反應器腔室分為上段乾燥熱解室1、中段氣化反應室2、下段灰渣熔融室3三段，三段分段成型，爐體內側設有耐火材料保護層4和保溫層5，外側為鋼板殼體6。
其特徵在於，所述的防止掛渣的固定床液態排渣氣化反應爐，包括含碳物質入口7、乾燥熱解室1、氣化反應室2、灰渣熔融室3、排渣口8、殼體6。
所述的防止掛渣的固定床液態排渣氣化反應爐的含碳物質入口7為一窄長的喉部通道，內壁為耐火襯裡。
所述乾燥熱解室包括上部封頭1-1、爐喉1-2和爐腰1-3。反應室內壁為耐火材料層4，外壁為殼體6部分，內壁與外壁間為保溫層5。所述含碳物質入口7開設在乾燥熱解室上部封頭1-1上。
所述爐喉1-2為一圓形筒體，上部封頭殼體1-1與中部爐喉殼體1-2通過焊接連接。
所述爐腰1-3為漸擴型圓錐形筒體，圓錐形筒體錐角為α，α為10-20°，所述爐腰殼體1-3與爐喉殼體1-2通過焊接連接。
所述乾燥熱解室爐喉1-2筒體上部開有合成氣出口1-4，所述乾燥熱解室爐腰上開有一系列溫度測口1-5，壓力測口1-6，溫度、壓力測口中心線與中間筒體垂直中心線垂直。
所述乾燥熱解室爐腰1-3高度H2與乾燥熱解室爐喉1-2高度H1比為2.5-3.5。
所述氣化反應室2包括筒體2-1和下部錐口2-2兩部分。
所述氣化反應室筒體2-1內壁為圓形筒體。
所述氣化反應室內壁為耐高溫的耐火保護襯2-3，耐火保護襯外側為耐火材料層4，外壁為殼體5部分，氣化反應室耐火材料層4與外壁5間為保溫層6。所述氣化反應室筒體殼體上部與乾燥熱解室殼體爐喉下部通過焊接連接。
所述氣化反應室筒體2-1內壁耐火保護襯厚度小於下部錐口2-2內壁耐火保護襯。
所述氣化反應室處筒體2-上1的同一平面上均勻布置有6-8個氧氣及水蒸汽噴嘴安裝口2-4，所述氧氣及水蒸汽噴嘴安裝口2-3的中心線在縱向截面上與爐體腔室的垂直中心線呈β夾角，β為80-85°，氧氣及水蒸汽噴嘴安裝口2-4中心線在爐體水平截面上的正投影經過爐體腔室的水平截面的圓心。
所述氣化反應室筒體上開有一系列溫度測口2-5、壓力測口2-6，溫度、壓力測口中心線與筒體垂直中心線垂直。
所述化反應室下部錐口2-2錐角γ為60-80°。
所述氣化反應室筒體2-1高度H3與乾燥熱解室爐喉1-2高度H1比為1-1.5。
所述氣化反應室下部錐口2-2高度H4與乾燥熱解室爐喉1-2高度H1比為0.8.2。
所述灰渣熔融3為圓形筒體。所述灰渣熔融內壁為耐高溫和灰渣衝刷的耐火保護襯3-1，耐火保護襯外側3-1為耐火材料層4，外壁為殼體5部分，耐火材料層4與外壁5間為保溫層6。所述灰渣熔融筒體殼體3上部與氣化反應室下部錐口2-2通過焊接連接。
所述灰渣熔融室3處爐體的同一平面上均勻布置有6-8個氧氣噴嘴安裝3-2口，所述氧氣噴嘴安裝口3-2的中心線與爐體腔室的垂直中心線在縱向截面上呈δ夾角，δ為70-80°，氧氣安裝口的中心線3-2在爐體水平截面上的正投影與灰渣熔融室水平截面的中心線呈ε夾角，ε為40-60°。
所述灰渣熔融室3開有一溢流排渣口8，所述溢流排渣口8為一窄長的喉部通道，內壁為耐火襯裡。所述溢流排渣口8中心線與灰渣熔融室的垂直中心線在縱向截面上呈ζ角，ζ為75-85°。
所述灰渣熔融室3底部開有一殘渣排放口8-2，所述殘渣排放口8-2為一窄長的喉部通道，內壁為耐火襯裡。所述殘渣排放口8-2中心線與灰渣熔融室的垂直中心線在縱向截面上呈η角，η為92-100°。
所述灰渣熔融室3底部朝殘渣排放口8-2有一定角度斜度。
所述灰渣熔融室3高度H5與乾燥熱解室爐喉1-2高度H1比為2.0-3.0。
所述氣化反應室內部有效高度H與乾燥熱解室爐喉1-2直徑D的高徑比為3.5-5.0。
本發明一種防止掛渣的固定床液態排渣氣化反應爐的工作過程為：含碳物質自含碳物質入口進入到乾燥熱解反應室內，與自灰渣熔融內和氣化反應室反應來的高溫合成氣進行換熱。含碳物質在乾燥熱解反應室內自上而下依次進行乾燥、熱解氣化反應。含碳物質乾燥、熱解反應所需要的熱源由灰渣熔融室內灰渣及部分含碳物質氣化、燃燒產生的高溫合成氣體提供。經乾燥熱解後的含碳物質產生的固體殘渣和未完全反應的含碳物質進入到氣化反應室，在氣化反應室內固體殘渣和未完全反應的含碳物質與經過氣化劑噴嘴噴入的純氧氣和水蒸氣進行氣化反應，產生有效合成氣。經氣化反應後剩餘的固體殘渣和未完全反應的含碳物質進入到灰渣熔融室，在灰渣熔融室內固體殘渣和未完全反應的含碳物質與氧氣噴嘴噴入的氧氣進行燃燒反應，未反應的殘炭的燃盡所需要的氧氣通過灰渣熔融室氧氣噴口補充，噴入的氧氣過量保證熔渣區為氧化性氣氛，避免渣池內鐵析現象發生。氧氣噴口切向斜向下噴入熔融室內，可以有效攪動液態熔渣，使得熔渣池內的未反應殘碳完全燃燒，提高碳轉化效率。燃盡後剩餘的殘渣經熔融室氧氣與殘碳燃燒提供的高溫熱量進行熔融，並將高溫爐渣中未反應的有機物再次氣化，最後成為熔融狀態的液態渣通過排渣口排出反應器。乾燥熱解室爐膛漸擴保持一定的錐角、熔融室漸縮，熱解氣化室直徑大於乾燥熱解室和灰渣熔融室，此舉可解決現有氣化爐爐膛布置不合理導致的掛渣、爐料架橋問題，提高等氣化爐空間利用率。灰渣熔融室二次氣化及燃盡產生的合成氣與熱解氣化反應室產生的合成氣經乾燥熱解室降溫後通過合成氣出口排出反應器進入到後續的合成氣利用系統。在灰渣熔融室和氣化反應室設置的鬧高溫和灰渣衝刷的耐火保護襯，有效解決整體爐膛受熱不均，易破裂，提高氣化爐使用壽命。