專利名稱：用于消除固體運(yùn)送系統(tǒng)中過程氣體泄漏的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及用于供應(yīng)固體至加壓系統(tǒng)中的固體運(yùn)送系統(tǒng)，
尤其涉及使用固體容積泵(bulk solids pump)如旋轉(zhuǎn)固體泵，以供應(yīng)固 體至在壓力增加下操作的工序(process)或系統(tǒng)的固體運(yùn)送系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
各種各樣的設(shè)備已經(jīng)被用于加壓、傳輸和供應(yīng)顆粒材料諸如但 不限于固體燃料、礦石、化學(xué)品、填料、聚合體和其它以固體微粒 形式搬運(yùn)的干燥材料至化學(xué)或熱轉(zhuǎn)化工序或其它系統(tǒng)，如在壓力增 加下操作的存儲(chǔ)系統(tǒng)。這種設(shè)備的 一 些非限制性示例包括閘斗倉、
螺旋式進(jìn)料器、活塞進(jìn)料器及其它們的各種組合。
固體容積泵可以是一種具有吸引力的裝置，用于加壓、傳輸或 供應(yīng)顆粒材料至這種工序或系統(tǒng)，或單獨(dú)或與其它這種加壓、傳輸 或供應(yīng)設(shè)備結(jié)合。盡管固體容積泵提供了若干優(yōu)點(diǎn)，但是仍存在過 程氣體在操作工序中通過這種泵回漏的潛在問題。這就是例如旋轉(zhuǎn) 固體泵的設(shè)計(jì)中允許源自旋轉(zhuǎn)固體泵的下游的過程氣體沿著固體傳 送的反方向泄漏的原因。泄漏可造成安全性和操作性相關(guān)因素不理 想，這是由于如果過程氣體與包含環(huán)境空氣的泵的上游氣體或大氣 混合，則過程氣體足以可能是易燃的、反應(yīng)的、腐蝕性的或有毒的， 從而形成危險(xiǎn)情況。當(dāng)冷或熱超出理想界限的過程氣體在進(jìn)入未構(gòu) 造成這種條件的泵和上游系統(tǒng)的區(qū)域時(shí)，也可導(dǎo)致破壞。此外，過 程氣體可包含在上游設(shè)備中可冷凝在固體上的物質(zhì)、與固體反應(yīng)的 物質(zhì)或加濕固體的物質(zhì)，因此產(chǎn)生包含固體傳送和堵塞的問題。即 使不存在上述問題，過程氣體通過旋轉(zhuǎn)固體泵回流造成的損失由于成本原因也是不理想的。
此外，未經(jīng)檢查的這種氣體泄漏在固體傳送和工序或系統(tǒng)操作 中可產(chǎn)生不穩(wěn)定性，從而導(dǎo)致其它操作上的設(shè)備和安全的問題。在 旋轉(zhuǎn)型固體容積泵中的故障也可導(dǎo)致易燃、反應(yīng)、腐蝕性或有毒的 過程氣體大量和不受控制的泄漏。由于加壓氣體形式的存儲(chǔ)能量突 然釋放，這種故障也具有安全暗示。
因此，存在著對(duì)一種可解決上述問題中的一個(gè)或多個(gè)的改進(jìn)的 固體運(yùn)送系統(tǒng)的需求。

發(fā)明內(nèi)容
依照本發(fā)明的 一個(gè)方面，提供了 一種用于控制固體運(yùn)送系統(tǒng)的 過程氣體泄漏的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)包括固體容積泵，固體容積泵包括 顆粒材料的入口和釋放顆粒材料的出口。這種系統(tǒng)還包括緩沖氣體 通道，緩沖氣體通道構(gòu)造成阻止下游的過程氣體回流入固體容積泵。 這種系統(tǒng)進(jìn)一步包括壓差系統(tǒng)，壓差系統(tǒng)構(gòu)造成控制所述緩沖氣體 的流動(dòng)速率，并保持緩沖氣體與過程氣體之間的正壓力差。
依照本發(fā)明的另 一方面，提供了 一種用于消除固體運(yùn)送系統(tǒng)中 過程氣體泄漏的方法。這種方法包括通過固體容積泵將顆粒材料從 入口傳輸至出口。這種方法還包括在出口內(nèi)形成顆粒材料的封口。 這種方法還包括在足夠限制過程氣體回流的壓力下使緩沖氣體通過 通道。這種方法進(jìn)一步包括通過流量表感測(cè)緩沖氣體的流動(dòng)速率。 這種方法還包括通過至少兩個(gè)壓力感測(cè)器或一個(gè)壓差感測(cè)器保持緩 沖氣體與過程氣體之間的正壓力差。


當(dāng)結(jié)合附圖而對(duì)以下詳細(xì)說明進(jìn)行閱讀時(shí)，本發(fā)明的這些及其 它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得較好理解，在附圖中相同的標(biāo)號(hào)代表相
同的部件，其中圖1是依照本發(fā)明實(shí)施例的用于消除固體運(yùn)送系統(tǒng)中氣體泄漏
的系統(tǒng)的方框圖2是依照本發(fā)明實(shí)施例的圖1中系統(tǒng)的簡(jiǎn)要示意圖；以及 圖3是顯示了依照本發(fā)明實(shí)施例的用于消除固體運(yùn)送系統(tǒng)中氣
體泄漏的方法中的示范性步驟的流程圖。
元件符號(hào)對(duì)照
10用于消除固體運(yùn)送系統(tǒng)中過程氣體泄漏的系統(tǒng)
12顆粒材料
14固體容積泵
16緩沖氣體通道
18風(fēng)動(dòng)輸送器
20下游工序或系統(tǒng)
22供應(yīng)斗
24供應(yīng)裝置
26第二風(fēng)動(dòng)輸送器
28壓差系統(tǒng)
30固體運(yùn)送系統(tǒng)
32顆粒材料
34入口
36旋轉(zhuǎn)固體泵
38出口
40固體傳送方向
41緩沖氣體
42緩沖氣體通道
44流量表
46緩沖氣體方向
48風(fēng)動(dòng)輸送器
50 加工系統(tǒng)
52 過程氣體泄漏方向
54 壓差系統(tǒng)
56 壓差感測(cè)器
58 控制系統(tǒng)
60 隔離閥位置
70 用于消除固體運(yùn)送系統(tǒng)中過程氣體泄漏的方法
72 通過旋轉(zhuǎn)固體泵將顆粒材料從入口傳輸至出口
74 在所述出口中形成所述顆粒材料的封口
76 在足夠限制過程氣體回流的壓力下使緩沖氣體通過通道
78 通過流量表感測(cè)緩沖氣體的流動(dòng)速率
80 通過至少兩個(gè)壓力感測(cè)器或一個(gè)壓差感測(cè)器保持緩沖氣體 與過程氣體之間的正壓力差
具體實(shí)施例方式
如下文中的詳細(xì)討論的，本發(fā)明實(shí)施例包括消除固體運(yùn)送系統(tǒng) 中氣體泄漏的系統(tǒng)及其方法。如文中所使用的，用語"氣體泄漏，， 指的是從下游工序或系統(tǒng)泄漏至固體運(yùn)送系統(tǒng)內(nèi)的過程氣體(process gas)，或從進(jìn)入緩沖氣體的下游固體運(yùn)送系統(tǒng)的氣體泄漏至固體運(yùn)送 系統(tǒng)的過程氣體，諸如作為一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)流的流態(tài)化氣體、風(fēng)動(dòng) 輸送載氣、加壓氣體，但不限于此。固體運(yùn)送系統(tǒng)包括運(yùn)輸設(shè)備， 運(yùn)輸設(shè)備可傳輸和加壓顆粒材料用于下游工序或系統(tǒng)，如氣化工序 中的氣化器以產(chǎn)生熱合成氣體產(chǎn)品，但不僅限于此。運(yùn)輸設(shè)備的非 限制性示例為固體容積泵。
圖1為用于消除固體運(yùn)送系統(tǒng)中過程氣體泄漏的系統(tǒng)10的方框 圖。固體運(yùn)送系統(tǒng)10包括用于工序顆粒材料12的上游供應(yīng)的固體 容積泵14。在特定實(shí)施例中，顆粒材料的供應(yīng)可通過上游供應(yīng)系統(tǒng)(圖 未示)。上游供應(yīng)系統(tǒng)的一些非限制性示例包括供應(yīng)倉、供應(yīng)斗、帶
狀進(jìn)料器以及其組合。在另一實(shí)施例中，固體容積泵14可為旋轉(zhuǎn)固 體容積泵。顆粒材料12通過固體容積泵14被傳輸至出口，出口用 于卸下和利用緩沖氣體通過緩沖氣體通道16，緩沖氣體成分的進(jìn)入 可被固體容積泵14的上游和下游允許。在特定實(shí)施例中，緩沖氣體 可被允許泄漏或排出至大氣。緩沖氣體的一些非限制性示例在某些 工序中包括惰性氣體，如氬或氦，在其它工序中如氮和二氧化碳。 顆粒材料12進(jìn)一步被卸下到風(fēng)動(dòng)輸送器18中。風(fēng)動(dòng)輸送器18引導(dǎo) 顆粒材料12進(jìn)入下游工序或系統(tǒng)20。工序或系統(tǒng)的一些非限制性示 例可包括用于氣化工序的固體供應(yīng)氣化器、加壓鼓風(fēng)爐和加壓固體 熱處理工序中的反應(yīng)器。在特定實(shí)施例中，來自旋轉(zhuǎn)固體泵14的顆 粒材料12可直接卸下至系統(tǒng)20中。在另一實(shí)施例中，來自固體容 積泵14的顆粒材料12可被風(fēng)動(dòng)輸送器18輸送至供應(yīng)斗22,供應(yīng)斗 22然后可與一個(gè)或多個(gè)供應(yīng)裝置24結(jié)合使用，供應(yīng)裝置24可與供 應(yīng)斗22整合或不整合，以供應(yīng)規(guī)定量的顆粒材料12至系統(tǒng)20。此 處使用的用語"供應(yīng)裝置，，指的是物理性導(dǎo)致顆粒材料12以特定速 度移動(dòng)的裝置。供應(yīng)裝置的一些非限制性示例可包括旋轉(zhuǎn)閥、螺旋 進(jìn)料器和帶狀進(jìn)料器。在又一實(shí)施例中，規(guī)定量的顆粒材料12進(jìn)一 步^^皮中繼給第二風(fēng)動(dòng)輸送器26用于輸送給系統(tǒng)20。
緩沖氣體通道16連接至壓差系統(tǒng)28上，壓差系統(tǒng)28保持流動(dòng) 的緩沖氣體和來自系統(tǒng)20、風(fēng)動(dòng)輸送器18或供應(yīng)斗22的過程氣體 之間的正壓力差。正壓力差消除了過程氣體泄漏至未構(gòu)造成高溫或 低溫氣體或易燃、反應(yīng)、腐蝕性或有毒氣體的固體容積泵14區(qū)域和 固體容積泵14上游系統(tǒng)區(qū)域的可能性。在特定實(shí)施例中，壓差系統(tǒng) 28可連接至計(jì)量裝置(圖未示)上，如監(jiān)視緩沖氣體通道流動(dòng)的流量 表，但不限于此。在另一實(shí)施例中，這種連接通過控制固體運(yùn)送系 統(tǒng)10或系統(tǒng)20中的至少一個(gè)的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)(圖未示)。
圖2為消除過程氣體泄漏的固體運(yùn)送系統(tǒng)30的方框圖。系統(tǒng)30 包括4t轉(zhuǎn)固體泵36，旋轉(zhuǎn)固體泵36具有用于顆粒材料32的進(jìn)入的
入口 34。顆粒材料32的一些非限制性示例包括煤炭和石油焦炭。旋 轉(zhuǎn)固體泵36傳輸顆粒材料32至出口 38內(nèi)，用于在固體傳送方向40 上卸下。封口是當(dāng)顆粒材料32推動(dòng)通過出口 38時(shí)由顆粒材料32的 壓縮形成在出口 38內(nèi)的。顆粒材料32進(jìn)一步通過緩沖氣體通道42。 緩沖氣體41的一些非限制性示例包括氮、二氧化碳和惰性氣體，如 氬和氦，但不僅限于此。緩沖氣體41通過流量表44，流量表44監(jiān) 視和用于幫助控制緩沖氣體在方向46流入系統(tǒng)30的流動(dòng)速率。顆 粒材料32從緩沖氣體通道42被卸下至風(fēng)動(dòng)輸送器48。風(fēng)動(dòng)輸送器 48包括過程氣體，過程氣體傳輸顆粒材料32至系統(tǒng)50用于加工。 系統(tǒng)50的一些非限制性示例包括氣化器和加壓鼓風(fēng)爐。在特定實(shí)施 例中，來自旋轉(zhuǎn)固體泵36的顆粒材料32可直接卸下到系統(tǒng)50內(nèi)。 在另一實(shí)施例中，來自旋轉(zhuǎn)固體泵36的顆粒材料32可通過風(fēng)動(dòng)輸 送器48輸送至供應(yīng)斗(圖未示)，供應(yīng)斗可進(jìn)一步與一個(gè)或多個(gè)供應(yīng) 裝置(圖未示)結(jié)合使用，供應(yīng)裝置可與供應(yīng)斗整合或不整合，以供應(yīng) 規(guī)定量的顆粒材料32給系統(tǒng)50。在又一實(shí)施例中，規(guī)定量的顆粒材 料32被進(jìn)一步中繼給第二風(fēng)動(dòng)輸送器(圖未示)，用于輸送給系統(tǒng)。 通過保持緩沖氣體41的足夠流量，過程氣體被防止在方向52上回 漏至旋轉(zhuǎn)固體泵36的上游。在特定實(shí)施例中，緩沖氣體41的流動(dòng) 也防止在旋轉(zhuǎn)固體泵36的入口 34從上游供應(yīng)系統(tǒng)的氣體泄漏。為 了考慮流動(dòng)如擴(kuò)散、紊亂以及緩沖氣體通道42的尺寸，但不限于此 的各種影響，緩沖氣體通道42與過程氣體之間足夠高的正差是理想 的。
緩沖氣體通道42連接至壓差系統(tǒng)54上，壓差系統(tǒng)54構(gòu)造成控 制緩沖氣體的流動(dòng)速率和保持緩沖氣體41和過程氣體之間足夠高的 正壓力差，防止過程氣體在方向52上流動(dòng)。通過保持足夠高的正壓 力差，消除了過程氣體回流至旋轉(zhuǎn)固體泵36的上游。進(jìn)一步地，壓 差系統(tǒng)54幫助防止引起緩沖氣體過量，過量的緩沖氣體可能需要使 用更大的設(shè)備并且也增加系統(tǒng)50所需的一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)物的量。壓
差系統(tǒng)54通常包括至少兩個(gè)壓力感測(cè)器或監(jiān)視系統(tǒng)30中各種位置 壓差的壓差感測(cè)器56。在特定實(shí)施例中，至少一個(gè)壓差感測(cè)器56被 用于測(cè)量旋轉(zhuǎn)固體泵36的入口 34與出口 38之間的壓力差。在另一 實(shí)施例中，至少一個(gè)壓差感測(cè)器56被用于測(cè)量出口 38與風(fēng)動(dòng)輸送 器48的入口之間的壓力差。在又一實(shí)施例中，至少一個(gè)壓差感測(cè)器 56被用于測(cè)量出口 38與系統(tǒng)50的入口之間的壓力差。在特定實(shí)施 例中，壓力感測(cè)器或壓差感測(cè)器56和部分固體運(yùn)送系統(tǒng)30中使用 的暴露至顆粒材料32的流量表44包括設(shè)計(jì)元件(design element),這 些設(shè)計(jì)元件通過限制來自顆粒材料32的堵塞和腐蝕的潛在問題將可 靠性提高。在示范性實(shí)施例中，設(shè)計(jì)元件包括通過隔板型密封件連 接至工序的壓力感測(cè)器，以及放氣連接。在另一實(shí)施例中，設(shè)計(jì)元 件可包括非插入流量表，如Corriolis流量表，但不僅限于此。在又 一實(shí)施例中，緩沖氣體被完全或部分移除，并且通過通風(fēng)口選擇性 恢復(fù)，通風(fēng)孔可位于旋轉(zhuǎn)固體泵36內(nèi)、位于旋轉(zhuǎn)固體泵36與緩沖 氣體通道42之間，或位于泵36上游如來自旋轉(zhuǎn)固體泵36入口上方 的供應(yīng)容器。
過程氣體的一些非限制性示例，如在氣化工序的情況下，可包 括循環(huán)合成氣體或循環(huán)二氧化碳， 一氧化碳、二氧化碳、氫或氮中 的至少一種或它們的混合物，這些氣體包括一種或多種雜質(zhì)，雜質(zhì) 的一些非限制性示例包括硫化合物如氬化硫、 一氧化碳、氬和曱烷。 過程氣體還包括風(fēng)動(dòng)輸送器48內(nèi)的載氣和來自系統(tǒng)50的過程氣體， 但不限于此。在特定實(shí)施例中，系統(tǒng)30也可包括位于旋轉(zhuǎn)固體泵36 內(nèi)或其上游的氣體感測(cè)器，可作為偵測(cè)泄漏的手段偵測(cè)過程氣體中 特定化合物的存在。在另一實(shí)施例中，緩沖氣體通道40可被連接至 靠近旋轉(zhuǎn)固體泵36的出口 38的旋轉(zhuǎn)固體泵36上。旋轉(zhuǎn)固體泵36 的各種實(shí)施例可被用于在出口 38處通過顆粒材料32的互鎖產(chǎn)生不 完全壓力屏障，其與緩沖氣體結(jié)合使用，用于保證過程氣體不會(huì)進(jìn) 入旋轉(zhuǎn)固體泵36。適合的旋轉(zhuǎn)固體泵36的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)可在通過引用結(jié)
合到本文中的美國專利第5,402,876號(hào)、第5,355,993號(hào)和第5,551,553 號(hào)中找到。
在特定實(shí)施例中，壓差系統(tǒng)54還被用于在故障情況下觸發(fā)操作 器警報(bào)，并作為工序安全互鎖的部分。壓差系統(tǒng)54包括控制系統(tǒng)58 或可作為控制系統(tǒng)58的一部分，控制系統(tǒng)58構(gòu)造成用于在故障過 程中觸發(fā)警報(bào)。當(dāng)壓差低于可接受界限時(shí)，控制系統(tǒng)58通過操作器 警報(bào)警告操作器。可接受的界限依照系統(tǒng)的總設(shè)計(jì)變化。在另一實(shí) 施例中，如果壓差系統(tǒng)54顯示緩沖氣體41的流動(dòng)量不足以允許安 全操作，那么控制系統(tǒng)58將自動(dòng)關(guān)閉泵或工序，或二者都關(guān)閉。在 又一實(shí)施例中，如果壓差系統(tǒng)52顯示緩沖氣體41反方向流動(dòng)，控 制系統(tǒng)58將進(jìn)行自動(dòng)關(guān)閉。在另一示范性實(shí)施例中，系統(tǒng)30可包 括位于旋轉(zhuǎn)固體泵36的入口 34處的隔離閥和位于旋轉(zhuǎn)固體泵36的 出口 38與風(fēng)動(dòng)輸送器48的入口之間的位置60處的隔離閥，以實(shí)現(xiàn) 安全的和可控制的關(guān)閉。
除了正常操作過程中被控制的過程氣體泄漏之外，大量未被控 制的泄漏可能產(chǎn)生自旋轉(zhuǎn)固體泵的故障。大量泄漏可導(dǎo)致易燃、反 應(yīng)、腐蝕性、有毒和冷或熱的過程氣體大量進(jìn)入未被設(shè)計(jì)為用于這 種情況的區(qū)域。該區(qū)域的一些非限制性示例包括旋轉(zhuǎn)固體泵36和風(fēng) 動(dòng)輸送器48的入口 、系統(tǒng)50的供應(yīng)注射器和旋轉(zhuǎn)固體泵36的上游 設(shè)備。在這種情況下，控制系統(tǒng)58可進(jìn)行自動(dòng)關(guān)閉。此外， 一個(gè)或 兩個(gè)隔離閥可被關(guān)閉以對(duì)過程氣體的回流進(jìn)行流動(dòng)限制。由于一個(gè) 或兩個(gè)隔離閥不能被足夠快速的或理想的被關(guān)閉以完全阻止過程氣 體的回流，因此控制系統(tǒng)58可快速增加緩沖氣體41的流動(dòng)速率以 幫助減少回流的和通過隔離閥和方走轉(zhuǎn)固體泵36的過程氣體的量，也 減少系統(tǒng)30內(nèi)的易燃、反應(yīng)、腐蝕性和有毒過程氣體的含量。
在特定實(shí)施例中，緩沖氣體41的壓力供給保持在旋轉(zhuǎn)固體泵36 的卸下壓力和系統(tǒng)50的壓力上的最低水平，以保證足夠的供給。然 而，如果緩沖氣體41的供給壓力降低到低于臨界極限，警報(bào)將被啟
動(dòng)。在另一實(shí)施例中，位于容器、管道或旋轉(zhuǎn)固體泵36的一件上游 設(shè)備(圖未示)如供應(yīng)倉、供應(yīng)斗和帶狀進(jìn)料器，但不限于此中的，并 且用于將顆粒材料供給至旋轉(zhuǎn)固體泵36的入口 34的氣體的成分^皮 監(jiān)視，用于區(qū)別于過程氣體的成分。這種監(jiān)視可使過程氣體泄漏的 偵測(cè)進(jìn)入容器、管道或一件設(shè)備。在又一實(shí)施例中，緩沖氣體41的 流動(dòng)速率的報(bào)警點(diǎn)被設(shè)置為最高水平。在非限制性示例中，最高水 平被設(shè)置為風(fēng)動(dòng)輸送器48內(nèi)載氣流動(dòng)速率的大約5%。在緩沖氣體41 的流動(dòng)速率超出界限時(shí)警報(bào)將被觸發(fā)。在另一示范性實(shí)施例中，如 果緩沖氣體流動(dòng)速率低于最小流動(dòng)速率，警報(bào)將被觸發(fā)。在又一實(shí) 施例中，緩沖氣體流動(dòng)速率保持在最小流動(dòng)速率之上。在另一實(shí)施 例中，緩沖氣體流動(dòng)的控制和報(bào)警設(shè)置點(diǎn)被依照泵的生產(chǎn)能力調(diào)節(jié)。 在另 一特定實(shí)施例中，倉(圖未示)內(nèi)的壓力被監(jiān)視和控制以防止過度 加壓倉。在另一實(shí)施例中，最大壓力界限可設(shè)置用于旋轉(zhuǎn)固體泵36 或旋轉(zhuǎn)固體泵36的下游管道系統(tǒng)。在示范性實(shí)施例中，控制系統(tǒng)58 可構(gòu)造成基于壓差系統(tǒng)56感測(cè)到的壓差調(diào)整緩沖氣體41的流動(dòng)速 率。
在示范性實(shí)施例中，供應(yīng)旋轉(zhuǎn)固體泵36的一件上游設(shè)備的壓力 被控制，因此排出的氣體的流動(dòng)速率被與這件上游設(shè)備內(nèi)的顆粒材 料32的體積變化，以及相對(duì)于這件上游設(shè)備的其它氣體供應(yīng)流動(dòng)速 率一起測(cè)量，以確定通過旋轉(zhuǎn)固體泵36的氣體的實(shí)際回流。在另一 示范性實(shí)施例中，惰性或放氣氣體被用于在安全條件下保持供應(yīng)旋 轉(zhuǎn)固體泵36的上游設(shè)備，并且放氣或惰性氣體的流動(dòng)速率和這個(gè)設(shè) 備內(nèi)部的顆粒材料32的體積被從這個(gè)設(shè)備排出的氣體的實(shí)際流量減 去，這個(gè)設(shè)備排出的氣體的實(shí)際流量在控制確定通過旋轉(zhuǎn)固體泵36 的氣體實(shí)際回流的壓力下。在再一示范性實(shí)施例中，通過旋轉(zhuǎn)固體 泵36的實(shí)際回流氣體與緩沖氣體供應(yīng)率比較，以確定緩沖氣體在方 向46上流向下游的實(shí)際流動(dòng)。
圖3為代表固體運(yùn)送系統(tǒng)中消除氣體泄漏的方法70中的示范性
步驟的流程圖。方法70包括在步驟72中通過旋轉(zhuǎn)固體泵將顆粒材 料從入口傳輸至出口。在步驟74中在旋轉(zhuǎn)固體泵的出口處形成顆粒 材料的封口 ，這是由于顆粒材料在被推動(dòng)通過旋轉(zhuǎn)固體泵的出口時(shí) 的壓縮。在步驟76中緩沖氣體在足夠限制過程氣體回流的壓力下通 過通道。在步驟78中緩沖氣體的流動(dòng)速率通過流量表被感測(cè)。在步 驟80中緩沖氣體與過程氣體之間的正壓力差通過壓差感測(cè)器被保 持。在特定實(shí)施例中，方法70還可包括在代表潛在未決故障的情況 下被控制系統(tǒng)觸發(fā)的警報(bào)。在觸發(fā)警報(bào)或代表相關(guān)更嚴(yán)重情況或?qū)?際故障的一個(gè)或多個(gè)額外警報(bào)時(shí)，控制系統(tǒng)進(jìn)一步關(guān)閉固體運(yùn)送系 統(tǒng)。在另一實(shí)施例中，方法70可包括通過位于緩沖氣體通道內(nèi)或其 上游的氣體感測(cè)器感測(cè)過程氣體內(nèi)的特定化合物。
受益地，上述用于消除過程氣體泄漏的系統(tǒng)和方法可應(yīng)用于多 種固體容積泵，這些固體容積泵與在加壓下操作的各種固體供應(yīng)工 序使用。 一些非限制性示例包括氣化工序、加壓鼓風(fēng)爐和加壓固體 熱處理工序。
盡管本發(fā)明僅描述了某些特征，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將想到變 型和變化。因此，應(yīng)當(dāng)理解的是，所附權(quán)利要求意在涵蓋所有那些 落入本發(fā)明實(shí)質(zhì)精神內(nèi)的這種變型和變化。
權(quán)利要求
1.一種用于控制固體運(yùn)送系統(tǒng)中過程氣體泄漏的系統(tǒng)(10)，其包括固體容積泵(14)，所述固體容積泵(14)包括顆粒材料(12)的入口；和釋放所述顆粒材料的出口(38)；緩沖氣體通道(42)，所述緩沖氣體通道(42)構(gòu)造成阻止過程氣體從下游系統(tǒng)(20)流入所述固體容積泵(14)；以及壓差系統(tǒng)(28)，所述壓差系統(tǒng)(28)構(gòu)造成控制緩沖氣體(41)的流動(dòng)速率，并保持所述緩沖氣體(41)與所述過程氣體之間的正壓力差。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(IO),其特征在于，所述系統(tǒng)(IO) 進(jìn)一步包括風(fēng)動(dòng)輸送器(18),以便將所述顆粒材料(12)傳輸至所述下 游系統(tǒng)(20)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(IO)，其特征在于，所述過程氣體 包括循環(huán)合成氣體、循環(huán)二氧化碳、 一氧化碳、二氧化碳、氬和氮 中至少其 一 或它們的組合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(IO),其特征在于，所述緩沖氣體 (41)包括氮、二氧化碳、氬和氦。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(IO)，其特征在于，所述壓差系統(tǒng) (28)包括至少兩個(gè)壓力感測(cè)器或至少 一個(gè)壓差感測(cè)器(56),以便控制 所述緩沖氣體(41)的所述流動(dòng)速率。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(IO)，其特征在于，所述壓差系統(tǒng) (28)包括構(gòu)造成在所述系統(tǒng)(10)的故障過程中觸發(fā)警報(bào)的控制系統(tǒng) (58)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(IO)，其特征在于，所述顆粒材料 (12)包括煤炭或石油焦炭。
8. —種用于消除固體運(yùn)送系統(tǒng)中過程氣體泄漏的方法(70)，其包括通過固體容積泵將顆粒材料/人入口傳輸至出口(72);在所述出口內(nèi)形成所述顆粒材料的封口(74);在足夠限制所述過程氣體回流的壓力下使緩沖氣體通過通道(76);通過流量表感測(cè)所述緩沖氣體的流動(dòng)速率(78);以及 通過至少兩個(gè)壓力感測(cè)器或一個(gè)壓差感測(cè)器保持所述緩沖氣體 與所述過程氣體之間的正壓力差(80)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法(70)，其特征在于，所述方法(70)進(jìn)一步包括通過控制系統(tǒng)在故障過程中觸發(fā)一個(gè)或多個(gè)警報(bào)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法(70)，其特征在于，所述方法(70) 進(jìn)一步包括通過位于所述緩沖氣體通道內(nèi)或所述緩沖氣體通道上游的氣體感測(cè)器感測(cè)所述過程氣體中的特定化合物。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種系統(tǒng)(10)，其用于控制固體運(yùn)送系統(tǒng)中氣體的泄漏。該系統(tǒng)(10)包括固體容積泵(14)，固體容積泵(14)包括顆粒材料(12)的入口以及釋放顆粒材料的出口(38)。該系統(tǒng)(10)還包括緩沖氣體通道(42)，該緩沖氣體通道(42)構(gòu)造成阻止如來自下游系統(tǒng)(20)或工序的過程氣體回流入固體容積泵(14)。該系統(tǒng)(10)進(jìn)一步包括壓差系統(tǒng)(28)，該壓差系統(tǒng)(28)構(gòu)造成控制緩沖氣體(41)的流動(dòng)速率，并保持緩沖氣體(41)與過程氣體之間的正壓力差。
文檔編號(hào)B65G53/04GK101205019SQ200710198890
公開日2008年6月25日 申請(qǐng)日期2007年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月15日
發(fā)明者J·S·斯蒂芬森, R·S·朗丁, W·C·利文古德三世 申請(qǐng)人:通用電氣公司