用于煤精選的系統(tǒng)和方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括進(jìn)料制備系統(tǒng)，其中流體噴射系統(tǒng)配置用于將流體噴射到進(jìn)料流中來(lái)產(chǎn)生進(jìn)料流體混合物。所述進(jìn)料流包含第一固體、第二固體和氣體。所述進(jìn)料制備系統(tǒng)還包括旋流器，所述旋流器配置用于將所述進(jìn)料流體混合物分離成包含所述第一固體和所述氣體的第一流以及包含所述第二固體和所述流體的第二流。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于煤精選的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本說(shuō)明書(shū)所公開(kāi)的主題涉及煤精選，并且更具體來(lái)說(shuō)，涉及煤氣化系統(tǒng)中灰分與煤的分離。
【背景技術(shù)】
[0002]合成氣體或合成氣是可由碳質(zhì)燃料產(chǎn)生的氫(H2)與一氧化碳(CO)的混合物。合成氣可直接用作能量來(lái)源(例如，在燃?xì)鉁u輪機(jī)中)，或可用作用于生產(chǎn)其他有用化學(xué)制品(例如，甲醇、甲醛、乙酸)的起始材料的來(lái)源。合成氣通過(guò)氣化系統(tǒng)大規(guī)模產(chǎn)生,所述氣化系統(tǒng)包括使碳質(zhì)燃料(如煤)和其他反應(yīng)物經(jīng)受特定條件來(lái)生產(chǎn)未處理或未加工合成氣的氣化反應(yīng)器或氣化器。為提高氣化反應(yīng)的效率，源自煤的可燃分子與氣化器內(nèi)的不可燃廢料(如灰分)的比率通常保持在所要的范圍內(nèi)。
[0003]可從各種來(lái)源收集煤，這可能導(dǎo)致不同級(jí)別或不同品質(zhì)的煤。一般來(lái)說(shuō)，低級(jí)別的煤將具有較高的灰分含量，而高級(jí)別的焦煤具有較低的灰分含量。不幸的是，一些煤的地理來(lái)源僅能提取到低級(jí)別的煤，這種煤可能會(huì)降低用于不同的或較高級(jí)別的煤的典型條件集來(lái)產(chǎn)生合成氣的能力。因此，這些低級(jí)別的煤特別成問(wèn)題并且難以使用，但是如果可以簡(jiǎn)單而成本有效的方式使灰分與煤分離，那么這些煤的可用性將特別有用。通過(guò)下文描述的系統(tǒng)和方法，可精選低級(jí)別的煤以使得可在目前僅使用高級(jí)別的煤的情況下使用所述低級(jí)別的煤。此類(lèi)應(yīng)用包括將煤氣化成合成氣，或燃燒煤來(lái)產(chǎn)生熱能。在煤未被氣化的情況下，由下文所述過(guò)程產(chǎn)生的精選煤可用于目前使用焦煤的應(yīng)用中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]下文概述與原始所要求的發(fā)明在范圍上相當(dāng)?shù)哪承?shí)施例。這些實(shí)施例不旨在限制所要求的發(fā)明范圍，相反，這些實(shí)施例僅旨在簡(jiǎn)要概述本發(fā)明的可能形式。實(shí)際上，本發(fā)明會(huì)涵蓋可能與下述實(shí)施例類(lèi)似或不同的各種形式。
[0005]在一個(gè)實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包括進(jìn)料制備系統(tǒng)，其中流體噴射系統(tǒng)配置用于將流體噴射到進(jìn)料流中來(lái)產(chǎn)生進(jìn)料流體混合物。所述進(jìn)料流包含第一固體、第二固體和氣體。所述進(jìn)料制備系統(tǒng)還包括旋流器，所述旋流器配置用于將進(jìn)料流體混合物分離成包含第一固體和氣體的第一流以及包含第二固體和流體的第二流。
[0006]在第二實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包括煤精選系統(tǒng)，所述煤精選系統(tǒng)包括配置用于輸送煤顆粒、灰分顆粒和輸送氣體的導(dǎo)管。此外，所述煤精選系統(tǒng)包括:流體噴灑器，其配置用于將流體液滴噴灑到正在導(dǎo)管中輸送的煤顆粒和灰分顆粒上；以及旋流器，其配置用于產(chǎn)生包含煤顆粒和輸送氣體的煤流以及包含灰分顆粒的灰分流。
[0007]在第三實(shí)施例中，一種方法包括:在導(dǎo)管中輸送煤顆粒、灰分顆粒和輸送氣體；使用流體噴灑器將流體液滴噴灑到煤顆粒和灰分顆粒上；以及使用旋流器產(chǎn)生包含煤顆粒和輸送氣體的煤流以及包含灰分顆粒的灰分流。【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]在參考附圖閱讀以下詳細(xì)說(shuō)明后，將更好地理解本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中，類(lèi)似的字符表示所有附圖中類(lèi)似的部分，其中:
[0009]圖1示出包括煤精選系統(tǒng)的煤氣化系統(tǒng)的實(shí)施例的框圖；
[0010]圖2示出圖1中所示的煤氣化系統(tǒng)的煤精選系統(tǒng)的實(shí)施例的更詳細(xì)視圖；
[0011]圖3示出煤精選的實(shí)施例；以及
[0012]圖4示出精選煤的方法的實(shí)施例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下文將描述本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)具體實(shí)施例。為了提供對(duì)這些實(shí)施例的簡(jiǎn)潔描述，本說(shuō)明書(shū)中可能不會(huì)對(duì)實(shí)際實(shí)施方案的所有特征進(jìn)行描述。應(yīng)當(dāng)了解，在任意工程或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中開(kāi)發(fā)任何此類(lèi)實(shí)際實(shí)施方案時(shí)，均應(yīng)當(dāng)做出與實(shí)施方案特定相關(guān)的各種決定，以實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)人員的特定目標(biāo)，如，是否要遵守與系統(tǒng)相關(guān)以及與業(yè)務(wù)相關(guān)的限制，這些限制可能會(huì)因?qū)嵤┓桨傅牟煌兴煌?。另外，?yīng)當(dāng)了解，這種開(kāi)發(fā)工作可能復(fù)雜而且耗時(shí)，然而，對(duì)受益于本發(fā)明的一般技術(shù)人員而言，這將仍然是設(shè)計(jì)、制造和生產(chǎn)中的常規(guī)任務(wù)。
[0014]在介紹本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的元件時(shí)，冠詞“一”、“一個(gè)”、“該”和“所述”旨在表示有一個(gè)或多個(gè)該元件。術(shù)語(yǔ)“包括(comprising)”、“包括(including)”以及“具有(having)”意圖是指包括在內(nèi)，并且表示可能存在除了所列舉的元件外的其他元件。
[0015]如下所述，在用于合成氣生產(chǎn)的固體燃料包括低級(jí)別煤的實(shí)施例中，所述固體燃料(即，煤)可具有不適當(dāng)?shù)馗吆康幕曳?，并且可具有各向異性濃度的碳質(zhì)燃料。這可能導(dǎo)致氣化器和相關(guān)聯(lián)設(shè)備內(nèi)大的溫度變化或其他變化，這種情況需要穩(wěn)健的過(guò)程控制系統(tǒng)。為減少例如這些變化，本發(fā)明的實(shí)施例大體上針對(duì)干式精選容器(如旋流器)，所述干式精選容器配置用于傳送固體燃料(如煤)的高級(jí)別、一致的進(jìn)料。在某些實(shí)施例中，旋流器可包括噴灑器，所述噴灑器配置用于通過(guò)增大所述容器內(nèi)的灰分與燃料之間的質(zhì)量差異來(lái)增加灰分與固體碳質(zhì)燃料的分離。
[0016]圖1示出合成氣生成系統(tǒng)10的框圖，所述合成氣生成系統(tǒng)10可為整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)發(fā)電設(shè)備的一部分。IGCC發(fā)電設(shè)備是用于將煤和其他碳基燃料轉(zhuǎn)化為電能的最常用方法。IGCC包括氣化器、氣體處理系統(tǒng)、燃?xì)鉁u輪機(jī)、蒸汽渦輪機(jī)和熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)。煤精選系統(tǒng)和方法的替代實(shí)施例包括可使用未氣化的煤來(lái)產(chǎn)生熱量和能量的熱力發(fā)電結(jié)構(gòu)。雖然以下大部分描述集中在合成氣生成上，但可使用相同的技術(shù)產(chǎn)生煤塵，以用于需要高級(jí)別煤的鍋爐、熔爐或其他應(yīng)用中。合成氣生成系統(tǒng)10具有原料制備系統(tǒng)12、煤精選系統(tǒng)14和煤氣化系統(tǒng)16。根據(jù)下文進(jìn)一步詳細(xì)論述的本發(fā)明的實(shí)施例的某些方面，原料制備系統(tǒng)12將碳質(zhì)燃料來(lái)源18減小成超細(xì)(例如,小于約Imm)的碳質(zhì)燃料混合物20，所述碳質(zhì)燃料混合物20包括尺寸大多小而均勻的顆粒。煤精選系統(tǒng)14接收超細(xì)的碳質(zhì)燃料混合物20并且將其分離成可氣化的燃料粉塵22和不可氣化的廢料24。所述煤塵隨后在熱發(fā)電結(jié)構(gòu)中燃燒，或者通過(guò)氣化系統(tǒng)16氣化成合成氣26。
[0017]碳質(zhì)燃料來(lái)源18 (如固體煤進(jìn)料)可用作能量來(lái)源和/或用于生產(chǎn)合成氣或代用天然氣(SNG)。在一些實(shí)施例中，燃料來(lái)源18可包括煤、石油焦、生物質(zhì)、木基材料、農(nóng)業(yè)廢料、焦油、焦?fàn)t煤氣、浙青或其他含碳材料。燃料來(lái)源18的固體燃料可傳遞到原料制備系統(tǒng)12。所述原料制備系統(tǒng)12可包括幾個(gè)子系統(tǒng)。例如，原料制備系統(tǒng)12可對(duì)燃料源18執(zhí)行重定尺寸28或干式混合30。如由原料制備系統(tǒng)12所進(jìn)行的重定尺寸可包括(例如)使用研磨機(jī)、切碎機(jī)、碾磨機(jī)、搗碎機(jī)、粉碎機(jī)或其他裝置，以用于通過(guò)將燃料來(lái)源18切碎、碾磨、搗碎、壓塊、制粒、粉碎或霧化來(lái)對(duì)燃料來(lái)源18重定尺寸或重定形狀，從而產(chǎn)生原料。在當(dāng)前實(shí)施例中，重定尺寸產(chǎn)生燃料混合物20，所述燃料混合物20通常是細(xì)的或超細(xì)的(例如，小于約1_)，以便在氣化系統(tǒng)16中氣化。如本說(shuō)明書(shū)所限定，干式混合30包括其中在未添加大量水分的情況下攪拌如固體燃料(例如，煤)的固體的過(guò)程。干式混合將空氣或其他氣體(例如，惰性氣體)添加到燃料混合物20，并且可使用基本上不含水分的氣流或使用機(jī)械攪拌裝置(如螺旋輸送機(jī))來(lái)完成。如本說(shuō)明書(shū)所限定，基本上不含水分是指混合物(如氣體混合物)包含約5%到10%或更少的水或水蒸氣。例如，利用氣體的干式混合可包括使用空氣、氮、二氧化碳、氦(He )、氬(Ar )、氖(Ne )或其任意組合的干式混合。干式混合也攪動(dòng)了燃料混合物20，這防止溝流并且在顆粒行進(jìn)到煤精選系統(tǒng)14時(shí)使所述顆粒分散。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在原料制備系統(tǒng)12中，未將流體(例如，水、蒸汽)添加到燃料來(lái)源18，從而得到干燥原料。
[0018]煤精選系統(tǒng)14包括旋流器32，所述旋流器32利用材料之間的質(zhì)量和密度差異來(lái)將它們分離。如下所述，旋流器32通過(guò)將較輕的材料自所述旋流器32的頂部噴射出來(lái)并且允許較重的材料從所述旋流器32的底部出來(lái)而使燃料粉塵22與廢料24分離。在下文所述的實(shí)施例中，較輕的材料通常是燃料粉塵22，而廢料24較重，因此從旋流器32的底部出來(lái)。在先前的精選系統(tǒng)中，一些煤型中所含的高含量的廢料24阻止了所述煤用于合成氣生成系統(tǒng)10。以下概述的分離方法允許更多種類(lèi)的煤型用作合成氣生成系統(tǒng)10中的燃料來(lái)源18。
[0019]如上所述，將燃料粉塵22流提供到氣化系統(tǒng)16 (如氣化器)，其中所述氣化器可將固體燃料轉(zhuǎn)化為CO和H2的組合，即合成氣。這種轉(zhuǎn)化可通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn):根據(jù)所用氣化器的類(lèi)型，使得固體燃料在升高的壓力和溫度下遇到受控量的蒸汽和氧，所述壓力例如，約20巴至85巴，所述溫度例如，約700°C到1600°C。氣化過(guò)程還可包括固體燃料經(jīng)歷熱解過(guò)程，從而將原料加熱。根據(jù)用來(lái)產(chǎn)生燃料粉塵22流的燃料來(lái)源18，氣化系統(tǒng)16內(nèi)部的溫度范圍在熱解過(guò)程中可為約150°C到700°C。原料在熱解過(guò)程中的加熱可產(chǎn)生固體(例如，焦炭的)和殘余氣體(例如，CO、H2和N2)。部分氧化過(guò)程隨后可在氣化系統(tǒng)16中發(fā)生。為有助于這個(gè)部分氧化過(guò)程，可將氧氣流供應(yīng)到氣化系統(tǒng)16。部分氧化過(guò)程中的溫度范圍可為約700°C到1600°C。接下來(lái)，在氣化步驟期間可將受控量的蒸汽引入到氣化系統(tǒng)16中。焦炭可與CO2和蒸汽反應(yīng)來(lái)在約800°C到1100°C范圍內(nèi)的溫度下產(chǎn)生CO和H2。實(shí)質(zhì)上，所述系統(tǒng)利用蒸汽和氧以便允許一些原料部分氧化而產(chǎn)生CO2和能量，從而推動(dòng)將其他原料轉(zhuǎn)化為H2和額外的CO的主反應(yīng)。
[0020]圖2示出煤精選系統(tǒng)14的實(shí)施例的詳細(xì)圖。所述精選系統(tǒng)14包括旋流器32,例如，重力分離系統(tǒng)。所述旋流器32包括外殼34 (例如，錐形外殼)，所述外殼34在下端37具有排放開(kāi)口 36并且在上端39具有蓋38。所述蓋38具有上部出口開(kāi)口 40。所述旋流器32在外殼34中進(jìn)一步包括入口開(kāi)口 42。所述入口開(kāi)口 42可處于所述外殼34的上端39處。在某些實(shí)施例中，入口開(kāi)口 42可切向連接到外殼34，以使得來(lái)自導(dǎo)管58的燃料混合物20能夠切向進(jìn)入以輸送來(lái)自原料制備系統(tǒng)12的燃料混合物20，從而引起燃料混合物20的回旋流進(jìn)入所述外殼34中。外殼34的下端37可以是圓錐形的或直徑逐漸減小的，并且包括可根據(jù)各種因素變化的錐角44，所述因素如燃料混合物20的組成、從開(kāi)口 42進(jìn)入的速度等。當(dāng)燃料混合物20穿過(guò)入口開(kāi)口 42進(jìn)入旋流器32時(shí)，外殼34的圓錐形或錐形形狀(例如，收斂壁35)致使材料在其朝著排放開(kāi)口 36螺旋(例如，旋流)向下時(shí)碰撞所述外殼34。切向開(kāi)口還促進(jìn)燃料混合物20與外殼34碰撞并保持接觸。同時(shí)，精選系統(tǒng)14通過(guò)上部出口開(kāi)口 40噴射空氣(和/或其他氣體)和顆粒。較重的顆粒更易受推壓旋流器32的外殼34的表觀向心力的影響，并且因此更可能沿通路46行進(jìn)并從排放開(kāi)口 36出來(lái)。另一方面，較輕的顆粒和氣體更可能上浮并穿過(guò)上部出口開(kāi)口 40。在圖2所示的實(shí)施例中，較重的顆粒包括灰分和廢料24，而較輕的顆粒包括可氣化的燃料粉塵22。
[0021]對(duì)于超細(xì)粉塵(像當(dāng)前實(shí)施例中所用的那些)來(lái)說(shuō)，旋流器32的精度可能由于顆粒之間的較小質(zhì)量差異而降低。當(dāng)密度差異一開(kāi)始就小時(shí)尤為如此。為增大廢料24與燃料粉塵22之間的質(zhì)量差異，煤精選系統(tǒng)14還可包括噴灑器50和加熱器52。噴灑器50包括噴嘴54，所述噴嘴54將流體56 (如水、蒸汽、飽和蒸汽、油或其他液體或氣體)傳送到燃料混合物20正沿其行進(jìn)的導(dǎo)管58中。
[0022]如圖3中所示，流體56利用了碳顆粒60與非碳顆粒62的表面性質(zhì)的顯著差異。碳顆粒60具有疏水性并且排斥水、蒸汽以及其他具有類(lèi)似化學(xué)性質(zhì)的流體和液體。來(lái)自燃料來(lái)源18的通常為二氧化硅或灰分的非碳顆粒62具有親水性并且吸引水、蒸汽以及其他具有類(lèi)似化學(xué)性質(zhì)的流體和液體。圖3示出在噴灑器50已將流體56噴射到導(dǎo)管58中之后的導(dǎo)管58。在第一時(shí)間66處,流體56、碳顆粒60和非碳顆粒62可懸浮在干式混合30期間所提供的氣體中。然而，由于所述顆粒的表面性質(zhì)，流體56被碳顆粒60排斥，而同時(shí)所述流體56被吸引并粘附到非碳顆粒62上。因此，在第二時(shí)間68處，流體56增大非碳顆粒62的質(zhì)量并且可能導(dǎo)致所述顆粒62彼此粘著。非碳顆粒62和流體56的團(tuán)簇64較重，并且因此更可能穿過(guò)旋流器32掉落并且通過(guò)排放開(kāi)口 36出來(lái)。
[0023]返回參考圖2，燃料混合物20在通過(guò)噴灑器50之前或之后，還可穿過(guò)一個(gè)或多個(gè)可選的加熱器52，所述加熱器52加熱燃料混合物20以便除去任何可能已附著到煤顆粒60上的流體56。加熱器52可以是任何類(lèi)型的加熱器，包括(但不限于)微波加熱器、紅外線加熱器、感應(yīng)加熱器、云母熱(micathermic )加熱器、太陽(yáng)能加熱器、熱交換器(例如，翅管式熱交換器)或其任意組合。在一個(gè)實(shí)施例中，加熱器52包括微波加熱器,所述微波加熱器再一次利用了存在于燃料混合物20中的碳顆粒與非碳顆粒之間的差異。一分鐘的微波加熱就可將碳加熱到約1200攝氏度左右。另一方面，二氧化硅在一分鐘的類(lèi)似微波加熱之后僅可達(dá)到約90攝氏度左右。如上所提及，二氧化硅是很多碳基燃料來(lái)源18中的典型雜質(zhì)，并且因此微波加熱器52將在燃料混合物20中的碳顆粒60與非碳顆粒62之間提供顯著的溫度差。在某些實(shí)施例中，加熱器52可使用變頻微波來(lái)提高效率并且避免可能由于使用微波而引起的問(wèn)題，如熱點(diǎn)和冷點(diǎn)，以及對(duì)金屬電弧放電。所述溫度差將允許任何粘附到碳顆粒60上的流體56蒸發(fā)或汽化，從而增加碳顆粒60與非碳顆粒62的質(zhì)量差異。
[0024]圖2還示出配置用于監(jiān)控和調(diào)整精選系統(tǒng)14內(nèi)的參數(shù)的控制器70?？刂破?0可接收來(lái)自傳感器72的信號(hào)，所述傳感器72監(jiān)控燃料混合物20的流速和組成，或者當(dāng)分離的燃料粉塵22進(jìn)入氣化系統(tǒng)16或在其中氣化時(shí)監(jiān)控所述分離的燃料粉塵22。傳感器包括(但不限于)水流量傳感器、加熱器溫度傳感器、下游氣化傳感器、煤流組成傳感器或灰分流組成傳感器或其任意組合?？刂破?0隨后可調(diào)整噴灑器50、加熱器52或兩者來(lái)補(bǔ)償由傳感器72檢測(cè)到的降低的效率。例如，控制器70可增加或減少正噴灑到導(dǎo)管58中的流體56的量或流速，或可改變噴灑的類(lèi)型。噴嘴54可調(diào)整來(lái)形成更霧化的薄霧或可將更濕潤(rùn)的細(xì)雨噴灑到燃料混合物20中?？刂破?0還可控制加熱器52各方面以便提高旋流器32的效率并且增加分離。在一些實(shí)施例中，可能根本不需要加熱器，而僅僅依靠燃料混合物20中的碳顆粒60和非碳顆粒62的疏水和親水性質(zhì)來(lái)提供分離。在其他實(shí)施例中，控制器70可增加或減少加熱功率或持續(xù)時(shí)間以便將燃料混合物20最佳地分離成燃料粉塵22和廢料24。
[0025]圖4示出過(guò)程80的流程圖，一種系統(tǒng)(例如，上述合成氣生成系統(tǒng)10)通過(guò)所述過(guò)程80可將煤精選成燃料粉塵22和廢料24。所示過(guò)程80以合成氣生成系統(tǒng)10在導(dǎo)管58中輸送82煤、灰分和空氣的燃料混合物20開(kāi)始。接著，合成氣生成系統(tǒng)10的煤精選系統(tǒng)14可將水滴(或其他流體液滴)噴灑84到燃料混合物20上。煤精選系統(tǒng)14可使用水噴灑器50來(lái)將水滴(如薄霧、蒸汽或飽和蒸汽)噴灑到燃料混合物20上。煤精選系統(tǒng)14可加熱86煤顆粒、灰分顆粒、空氣或其任意組合。加熱可由加熱器52在噴灑之前、在噴灑期間或在噴灑已由精選系統(tǒng)14的噴灑器50完成之后執(zhí)行。另外，煤精選系統(tǒng)14內(nèi)的旋流器32產(chǎn)生86包含煤顆粒和空氣的煤流，并且產(chǎn)生包含灰分顆粒的分離的灰分流。通過(guò)這樣做，如以上詳細(xì)論述，合成氣生成系統(tǒng)10產(chǎn)生可氣化成合成氣26的粉塵燃料22，其中燃料22具有比例大幅減少的灰分含量。
[0026]本發(fā)明的技術(shù)效果包括將燃料來(lái)源18制備成燃料混合物20。所述燃料混合物20通常被減小成碳質(zhì)燃料粉塵和非碳質(zhì)廢料的細(xì)的或超細(xì)的顆粒。所公開(kāi)的實(shí)施例還包括將燃料混合物20精選成燃料粉塵22和廢料24。使用旋流分離器32來(lái)基于質(zhì)量差異分離粉塵而完成精選。所公開(kāi)的煤精選系統(tǒng)可包括用于放大碳質(zhì)顆粒與非碳質(zhì)顆粒之間的物理和化學(xué)差異的流體噴灑器50和加熱器52。所公開(kāi)的實(shí)施例中所描述的合成氣生成系統(tǒng)10還允許將碳質(zhì)燃料粉塵氣化成合成氣。合成氣生成系統(tǒng)10可包括在IGCC發(fā)電設(shè)備內(nèi)。
[0027]本說(shuō)明書(shū)使用了各種實(shí)例來(lái)公開(kāi)本發(fā)明(包括最佳模式)，同時(shí)也讓所屬領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造并使用任何裝置或系統(tǒng)，以及實(shí)施所涵蓋的任何方法。本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書(shū)界定，并可包括所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員想出的其他實(shí)例。如果其他此類(lèi)實(shí)例的結(jié)構(gòu)要素與權(quán)利要求書(shū)的字面意義相同，或如果此類(lèi)實(shí)例包括的等效結(jié)構(gòu)要素與權(quán)利要求書(shū)的字面意義無(wú)實(shí)質(zhì)差別，則此類(lèi)實(shí)例也應(yīng)在權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 進(jìn)料制備系統(tǒng)，其包括: 流體噴射系統(tǒng)，其配置用于將流體噴射到進(jìn)料流中以便產(chǎn)生進(jìn)料流體混合物，其中所述進(jìn)料流包含第一固體、第二固體和氣體；以及 旋流器，其配置用于將所述進(jìn)料流體混合物分離成包含所述第一固體和所述氣體的第一流以及包含所述第二固體和所述流體的第二流。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其包括熱力發(fā)電機(jī)。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一固體包括煤顆粒，并且所述第二固體包括灰分顆粒。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述流體噴射系統(tǒng)包括噴灑器，所述噴灑器配置用于將所述流體的液滴、所述流體的薄霧或其組合噴灑到所述煤顆粒和所述灰分顆粒上。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述旋流器包括配置用于接收所述進(jìn)料流體混合物的切向入口噴嘴，其中所述切向入口噴嘴致使所述進(jìn)料流體混合物在所述旋流器內(nèi)形成漩潤(rùn)。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其包括加熱器，所述加熱器配置用于加熱所述進(jìn)料流、所述氣體或所述進(jìn)料流體混合物中的至少一種或其任意組合，以促進(jìn)所述旋流器中的所述進(jìn)料流體混合物的分離。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述加熱器配置用于將所述煤顆粒加熱到第一溫度并將所述灰分顆粒加熱到第二溫度，其中所述第一溫度大于所述第二溫度。
8.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述加熱器包括微波加熱器、紅外線加熱器、感應(yīng)加熱器、云母熱加熱器或太陽(yáng)能加熱器中的至少一個(gè)或其任意組合。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其包括配置用于使所述第一流氣化的氣化器。
10.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其包括具有所述進(jìn)料制備系統(tǒng)和所述氣化器的整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)發(fā)電設(shè)備。
11.一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 煤精選系統(tǒng)，其包括: 導(dǎo)管，其配置用于輸送煤顆粒、灰分顆粒和輸送氣體； 流體噴灑器，其配置用于將流體噴灑到正在所述導(dǎo)管中輸送的所述煤顆粒和所述灰分顆粒上；以及 旋流器，其配置用于產(chǎn)生包含所述煤顆粒和所述輸送氣體的煤流以及包含所述灰分顆粒的灰分流。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其包括加熱器，所述加熱器配置用于加熱所述煤顆粒、所述灰分顆粒或所述輸送氣體中的至少一種或其任意組合，以促進(jìn)所述旋流器中的所述進(jìn)料流體混合物的分離。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述加熱器配置用于將所述煤顆粒加熱到第一溫度并將所述灰分顆粒加熱到第二溫度，其中所述第一溫度大于所述第二溫度。
14.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述加熱器包括微波加熱器、紅外線加熱器、感應(yīng)加熱器、云母熱加熱器或太陽(yáng)能加熱器中的至少一個(gè)或其任意組合。
15.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其包括控制器，所述控制器配置用于基于所接收的來(lái)自傳感器的信號(hào)來(lái)調(diào)整所述流體噴灑器或所述加熱器中的至少一個(gè)或其組合的部件，以便實(shí)現(xiàn)所述旋流器中的所述煤顆粒和所述灰分顆粒的目標(biāo)分離。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器包括流體流量傳感器、加熱器溫度傳感器、下游氣化傳感器、煤流組成傳感器或灰分流組成傳感器中的至少一個(gè)或其任意組合。
17.—種方法,其包括: 在導(dǎo)管中輸送煤顆粒、灰分顆粒和輸送氣體； 使用流體噴灑器將流體噴灑到所述煤顆粒和所述灰分顆粒上；以及使用旋流器產(chǎn)生包含所述煤顆粒和所述輸送氣體的煤流以及包含所述灰分顆粒的灰分流。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其包括利用設(shè)置在所述流體噴灑器上游或下游的加熱器來(lái)加熱所述煤顆粒、所述灰分顆粒或所述輸送氣體中的至少一種或其任意組合。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其包括使用氣化器將所述煤流氣化。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，其包括使用研磨機(jī)、篩子、切碎機(jī)、碾磨機(jī)、搗碎機(jī)或粉碎機(jī)中的至少 一個(gè)或其任意組合來(lái)產(chǎn)生所述煤顆粒和所述灰分顆粒。
【文檔編號(hào)】B03C1/30GK103977891SQ201410047841
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年2月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月11日
【發(fā)明者】V.沙, S.克里什納馬查里, A.V.B.薩斯特里, A.費(fèi)爾馬 申請(qǐng)人:通用電氣公司