本文中公開的主題涉及用于向氣化系統(tǒng)提供干燥燃料給料的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：
合成氣體或合成氣為可從含碳燃料產(chǎn)生的氫氣(H2)與一氧化碳(CO)的混合物。合成氣可直接用作能量源(例如，在燃氣渦輪中)，或者可用作用于產(chǎn)生其它有用的化學制品(例如，甲醇、甲醛、醋酸)的起始材料的源。合成氣通過氣化系統(tǒng)大規(guī)模地生產(chǎn)，該氣化系統(tǒng)包括使諸如煤的含碳燃料和其它反應劑經(jīng)受某些條件以產(chǎn)生未處理或原質(zhì)合成氣的氣化反應器或氣化器。為了提高氣化反應的效率，氣化器內(nèi)的煤與水的化學計量比率典型地維持在期望范圍內(nèi)。煤可從各種源收集，這可引起不同等級或質(zhì)量的煤。通常，低等級煤將具有較高的含水量，而高等級煤具有較低的含水量。遺憾的是，含水量因煤的等級而異可降低為所有類型的煤使用單組條件來生產(chǎn)合成氣的能力。例如，在其中使用低等級煤的條件下，煤的含水量的估計可為不準確的，這可引起在低等級煤的氣化期間的低效率。就是說，提供給氣化器用于驅(qū)動低等級煤內(nèi)的含碳燃料的氣化的熱的一部分可相反地用于從煤的水產(chǎn)生蒸汽。煤的這些不一致性可降低氣化器的效率，縮短氣化器和相關(guān)裝備的壽命，并且降低合成氣的可預測性(例如，合成氣的能量含量)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
在下面陳述本文中公開的某些實施例的總結(jié)。應當理解，這些方面僅為了向讀者提供這些實施例的簡短總結(jié)而提出，并且這些方面不旨在限制本公開的范圍。實際上，本公開可包括可不在下面陳述的各個方面。在一個實施例中，提供一種系統(tǒng)。系統(tǒng)包括原料制備系統(tǒng)，其構(gòu)造成向氣化系統(tǒng)提供包括研磨的固體燃料的給料，其中，原料制備系統(tǒng)包括：研磨機構(gòu)，其構(gòu)造成接收包括固體燃料的固體給料并在存在輸送氣體的情況下研磨固體給料以產(chǎn)生研磨的固體燃料與濕氣態(tài)相的混合物，其中，濕氣態(tài)相包括輸送氣體和來自固體燃料的水分；抽吸器，其包括：第一入口，其構(gòu)造成接收蒸汽流；第二入口，其構(gòu)造成接收濕氣態(tài)相的流；以及流體出口，其構(gòu)造成輸出包括蒸汽流和濕氣態(tài)相的流的減壓流；其中，抽吸器構(gòu)造成增強從研磨的固體燃料的水分去除。在一個方面，原料制備系統(tǒng)包括構(gòu)造成聯(lián)接于流量控制閥的控制器，其中，控制器構(gòu)造成響應于反饋而調(diào)節(jié)流量控制閥的位置，以調(diào)節(jié)蒸汽流的流率，該反饋指示干燥給料的含水量、蒸汽流的壓力、至研磨機構(gòu)的固體給料的供給速率、固體給料的含水量或它們的任何組合。在另一個方面，原料制備系統(tǒng)包括布置在研磨機構(gòu)的上游的熱交換器，熱交換器構(gòu)造成將熱能傳遞至補充氣體流，以在向研磨機構(gòu)提供輸送氣體之前產(chǎn)生輸送氣體，并且熱能的源包括減壓流、附加的蒸汽流或它們的組合。在又一個方面，原料制備系統(tǒng)包括布置在研磨機構(gòu)內(nèi)的熱交換器，熱交換器構(gòu)造成將熱能傳遞至輸送氣體的流，以加熱研磨機構(gòu)內(nèi)的輸送氣體，并且熱能的源包括減壓流、附加的蒸汽流或它們的組合。在另一個實施例中，提供一種系統(tǒng)。系統(tǒng)包括抽吸器，其具有：第一入口，其構(gòu)造成接收蒸汽流；第二入口，其構(gòu)造成從研磨機構(gòu)接收濕氣態(tài)相的流，該研磨機構(gòu)構(gòu)造成在存在輸送氣體的情況下研磨固體燃料，其中，濕氣態(tài)相包括輸送氣體和從研磨的固體燃料去除的水分；出口，其構(gòu)造成輸出包括蒸汽流和濕氣態(tài)相的流的減壓流。抽吸器構(gòu)造成在研磨機構(gòu)與抽吸器之間形成壓力梯度以增強從研磨的固體燃料的水分去除。系統(tǒng)還包括構(gòu)造成調(diào)節(jié)至抽吸器的蒸汽流的流率的控制器。在一個方面，系統(tǒng)包括流動路徑和沿流動路徑布置的流量控制閥，流動路徑構(gòu)造成將蒸汽從蒸汽源運送至抽吸器，流量控制閥構(gòu)造成控制至抽吸器的蒸汽流的流率。在另一個方面，控制器構(gòu)造成響應于反饋而調(diào)節(jié)流量控制閥的位置，以調(diào)節(jié)蒸汽流的流率。在又一個實施例中，提供一種系統(tǒng)。系統(tǒng)包括原料制備系統(tǒng)，其構(gòu)造成向氣化系統(tǒng)提供具有研磨的固體燃料的給料。原料制備系統(tǒng)包括研磨機構(gòu)，其構(gòu)造成接收具有固體燃料的固體給料并在存在輸送氣體的情況下研磨固體給料以產(chǎn)生研磨的固體燃料與濕氣態(tài)相的混合物。濕氣態(tài)相包括輸送氣體和來自固體燃料的水分。原料制備系統(tǒng)還包括抽吸器，其構(gòu)造成接收并混合蒸汽流和濕氣態(tài)相的流。抽吸器還構(gòu)造成減小研磨的固體燃料與濕氣態(tài)相的混合物的壓力以從研磨的固體燃料去除水分。系統(tǒng)還包括氣化器，其構(gòu)造成從原料制備系統(tǒng)接收給料并使給料經(jīng)受氣化條件以產(chǎn)生未處理的合成氣。在一個方面，原料制備系統(tǒng)包括分離器，其構(gòu)造成從研磨機構(gòu)接收研磨的固體燃料與濕氣態(tài)相的混合物并使研磨的固體燃料與濕氣態(tài)相的至少一部分分離以產(chǎn)生給料。在另一個方面，抽吸器包括與分離器的出口聯(lián)接的入口，其中，分離器的出口構(gòu)造成將濕氣態(tài)相的流輸出至抽吸器。在又一個方面，抽吸器構(gòu)造成經(jīng)由交叉流混合蒸汽流和濕氣態(tài)相的流以使?jié)駳鈶B(tài)相流向抽吸器。附圖說明當參照附圖閱讀下列詳細描述時，本發(fā)明的這些和其它的特征、方面和優(yōu)點將變得更好理解，在該附圖中，同樣的標記遍及附圖表示同樣的部件，其中：圖1是示出合成氣生產(chǎn)系統(tǒng)的實施例的方框圖，該合成氣生產(chǎn)系統(tǒng)具有帶有抽吸器的原料制備系統(tǒng)，其構(gòu)造成從在研磨機構(gòu)內(nèi)研磨的固體燃料去除水分；圖2是圖1的原料制備系統(tǒng)的實施例的示意圖，該原料制備系統(tǒng)具有操作性地聯(lián)接于研磨機構(gòu)的氣體出口的抽吸器；圖3是圖1的原料制備系統(tǒng)的實施例的示意圖，該原料制備系統(tǒng)具有操作性地聯(lián)接于研磨機構(gòu)的氣體出口的抽吸器，其中，向加熱的輸送氣體提供附加的熱，該加熱的輸送氣體構(gòu)造成從研磨機構(gòu)內(nèi)的固體燃料去除水分；圖4是圖1的原料制備系統(tǒng)的實施例的示意圖，該原料制備系統(tǒng)具有操作性地聯(lián)接于研磨機構(gòu)的氣體出口的抽吸器，其中，向布置在研磨機構(gòu)內(nèi)的熱交換器提供熱，以便于從固體燃料去除水分；以及圖5是圖1的原料制備系統(tǒng)的實施例的示意圖，該原料制備系統(tǒng)具有操作性地聯(lián)接于研磨機構(gòu)的氣體出口的抽吸器，其中，向加熱的輸送氣體、熱交換器以及干燥的煤和/或濕氣態(tài)相提供附加的熱，該加熱的輸送氣體構(gòu)造成從研磨機構(gòu)內(nèi)的固體燃料去除水分，該熱交換器布置在研磨機構(gòu)內(nèi)，該干燥的煤和/或濕氣態(tài)相位于研磨機構(gòu)下游。具體實施方式下面將描述本發(fā)明的一個或更多個特定實施例。為了提供這些實施例的簡明描述，不可在說明書中描述實際實施的所有特征。應當理解，在任何這種實際實施的開發(fā)中，如在任何工程或設計項目中，必須做出許多特定實施決定以實現(xiàn)開發(fā)者的特定目的，諸如服從系統(tǒng)相關(guān)和商業(yè)相關(guān)的約束，其可因?qū)嵤┒悺４送?，應當理解，這種開發(fā)努力可為復雜且耗時的，但是對于受益于本公開的技術(shù)人員而言，將不過是設計、制作和制造的常規(guī)工作。當介紹本發(fā)明的各種實施例的元件時，冠詞“一”、“一個”、“該”和“所述”意圖表示存在元件中的一個或更多個。術(shù)語“包含”、“包括”和“具有”意圖為包括的，并且表示可存在除了列出的元件之外的附加元件。如上所述，固體原料(例如，低等級煤)中的高水分含量消極地影響其可運輸性。去除水分便于否則將在磨碎之后結(jié)塊的較小顆粒煤的輸送。在給料制備中，大量的能量可用于使原料固有的水分氣化。根據(jù)本公開，現(xiàn)在認識到，該能量可重復使用而不是直接將該能量釋放至大氣(例如，經(jīng)由蒸汽)。在重復使用該能量時，過程效率的提高對于較大量的干燥而言為最大的。在下面詳細描述用于重復使用該能量的本方法的實施例。應當注意，雖然在低等級煤的上下文中討論本公開，但是本文中描述的實施例能夠應用于任何數(shù)量的用于氣化和/或能量產(chǎn)生的固體給料，諸如生物質(zhì)、煤或可包含水分的任何其它的這種固體給料。在用于合成氣產(chǎn)生的固體燃料在其中包括低等級煤的實施例中，固體燃料(即，煤)可具有不可預測的量的水分，并可具有不一致的含碳燃料濃度。給料中的過量的水降低了輸送原料的能力，并且通過必須使水分氣化(例如，而不是使用能量來將煤轉(zhuǎn)化為合成氣)而降低了氣化器效率。這可引起氣化器和相關(guān)裝備內(nèi)的大的溫度變化或其它變化。為了減少諸如這些的變化，本實施例大體涉及在原料制備系統(tǒng)中使用一個或更多個抽吸器用于在一個或更多個容器內(nèi)產(chǎn)生真空。例如，抽吸器可直接或間接地聯(lián)接于研磨機的氣體出口。除在研磨機內(nèi)生成的水分輸送氣體之外，抽吸器可接收加壓蒸汽，諸如高壓(HP)、中壓(MP)或低壓(LP)蒸汽。在一般意義上，抽吸器使用加壓蒸汽以增大用于輸送在研磨機內(nèi)研磨的固體給料的輸送氣體的質(zhì)量流率。例如，輸送氣體可包括空氣、氮氣、二氧化碳、氦氣(He)、氬氣(Ar)、氖氣(Ne)或它們的任何組合。因此，加壓蒸汽可提供用于輸送氣體的增大的原動力。另外，加壓蒸汽可向輸送氣體提供可感測且潛在的熱。提供給輸送氣體的增大的原動力和熱可便于從固體給料去除水分和因此使其干燥，以產(chǎn)生水分輸送氣體和包含基本上干燥的固體燃料的基本上干燥的固體給料。加壓蒸汽內(nèi)包含的能量的至少一部分在加壓蒸汽穿過抽吸器之后能夠通過使用蒸汽加熱提供給研磨機構(gòu)的新鮮輸送氣體而再循環(huán)。由于該能量以其再循環(huán)的方式，故通常變得更加有益的是，再捕集這種熱，用于較高水平的給料的含水量。圖1示出了根據(jù)公開的實施例的具有原料制備系統(tǒng)12的氣化和處理系統(tǒng)10的實施例的方框圖，原料制備系統(tǒng)12具有與研磨機構(gòu)16直接或間接聯(lián)接的抽吸器14。系統(tǒng)10的元件還可包括諸如固體煤給料的含碳燃料18，其可用作能量源和/或用于合成氣或代用天然氣(SNG)的生產(chǎn)。燃料18可包括煤、石油焦、生物質(zhì)、木質(zhì)材料、農(nóng)業(yè)廢料、焦油、焦爐煤氣和瀝青或其它含碳制品。原料制備系統(tǒng)12可包括若干子系統(tǒng)。例如，制備系統(tǒng)12可包括(經(jīng)由實例)研磨機、切碎機、磨粉機、粉碎機、磨碎機或用于通過切碎、銑削、粉碎、磨碎、壓制或?；剂?8以生成原料而重新確定燃料源18的尺寸或形狀的其它特征。根據(jù)本實施例，至少使用抽吸器14和研磨機構(gòu)16在原料制備系統(tǒng)12內(nèi)去除燃料18內(nèi)的水分，因此產(chǎn)生干燥原料。根據(jù)本實施例，抽吸器14可使用諸如高壓、中壓或低壓蒸汽或它們的任何組合的加壓蒸汽20來通過研磨機構(gòu)16與抽吸器14之間的文丘里效應產(chǎn)生壓力梯度(例如，真空)。如在下面詳細討論的，壓力梯度構(gòu)造成便于在燃料18在研磨機構(gòu)16內(nèi)被研磨和加熱時從燃料18去除水分。經(jīng)由非限制性的實例，固體燃料18中的水(即，水分)以重量計可在大約5%到60%之間，諸如在大約10%到50%之間，或者在大約30%到40%之間，并且抽吸器14(與研磨機構(gòu)16和各種加熱的氣體流結(jié)合使用)可減小固體燃料18的含水量以產(chǎn)生干燥固體燃料22的給料，其具有以重量計在大約0%到20%之間(諸如在大約5%到20%、10%到20%或15%到20%之間)的水。實際上，在某些實施例中，固體燃料18中的水以重量計可大于大約10%、15%、20%、25%、30%或35%。此外，在某些實施例中，抽吸器14(與研磨機構(gòu)16和各種加熱的氣體流結(jié)合使用)可減小固體燃料18的含水量以產(chǎn)生干燥固體燃料22的給料，其具有以重量計小于大約5%、10%、15%、或20%的水。因此，原料制備系統(tǒng)12可構(gòu)造成去除固體燃料18中的水分的至少10%，諸如固體燃料18中的水分的至少大約15%、20%、25%、30%、40%、50%或更多。在下面關(guān)于圖2-5更詳細地討論原料制備系統(tǒng)12和具體地抽吸器14和研磨機構(gòu)16的操作。原料制備系統(tǒng)12構(gòu)造成將干燥固體燃料22的給料運送至布置在原料制備系統(tǒng)12下游的氣化和洗滌系統(tǒng)24。固體燃料22的給料可包括干燥的固體燃料和其它成分，諸如輸送氣體、稀釋劑、添加劑和/或催化劑。輸送氣體的源可包括構(gòu)造成使氮氣(N2)28與空氣30分離的空氣分離單元(ASU)26，其中，N228提供給原料制備系統(tǒng)12。另外或可選地，原料制備系統(tǒng)12可從CO2壓縮和脫水系統(tǒng)34接收壓縮CO232的流。在一些實施例中，抽吸器14可構(gòu)造成增大穿過研磨機構(gòu)16的輸送氣體(例如，N228和/或CO232)的質(zhì)量流率以實現(xiàn)從燃料18的增強水分去除。如提到的，固體燃料22的流提供給氣化和洗滌系統(tǒng)24，諸如具有急冷器或輻射式合成氣冷卻器的氣化器36。氣化和洗滌系統(tǒng)24的氣化器36可將固體燃料轉(zhuǎn)化成CO和H2的組合，即，合成氣。為了幫助該過程，氧氣脈流38可從ASU26供應至氣化和洗滌系統(tǒng)24的氣化器36。在氣化和洗滌系統(tǒng)24內(nèi)產(chǎn)生的合成氣可包括合成氣取代基(substituent)，以及CO2、CH4和其它酸性和/或含硫氣體，其可被認為是副產(chǎn)品。在某些實施例中，該合成氣混合物可被稱為未加工或未處理的合成氣40。氣化器36還可生成廢料，這產(chǎn)生粗渣42。粗渣42可由粗渣去除系統(tǒng)44去除。粗渣42可例如作為路基或作為另一種建筑材料被處理。另外，洗滌子系統(tǒng)46可通過從諸如濕灰的未處理的合成氣40去除任何微粒物質(zhì)而清潔未處理的合成氣40，以產(chǎn)生洗滌的合成氣48和細渣50。洗滌的合成氣48接著可發(fā)送至各種處理系統(tǒng)，諸如低溫氣體冷卻(LTGC)單元52，其中，洗滌的合成氣48的溫度降低，以產(chǎn)生加壓蒸汽20和冷卻的洗滌合成氣脈流54。雖然任何合適的壓力目前設想用于加壓蒸汽20，但是在這種構(gòu)型中，加壓蒸汽20可為低壓蒸汽，其具有在大約1bar到15bar之間(諸如在大約2bar到13bar、3bar到11bar之間，或在大約4bar到9bar之間)的壓力。在一些實施例中，洗滌的合成氣48被冷卻，以使下游酸性氣體去除(AGR)系統(tǒng)56和碳捕集系統(tǒng)58可更有效地處理洗滌的合成氣48。例如，在洗滌的合成氣48在其中被冷卻以產(chǎn)生冷卻的洗滌合成氣脈流54的實施例中，諸如H2S和CO2的氣體在用于從其它合成氣成分(即，CO和H2)去除它們的(多種)溶劑中可具有較高的溶解度。在某些實施例中，溶解的CO2的至少一部分最終可用作提供給原料制備系統(tǒng)12的輸送氣體CO232。LTGC單元52可在包括熱交換、氣體膨脹等的各種過程中冷卻洗滌的合成氣48。在冷卻之后，冷卻的洗滌合成氣脈流54發(fā)送至AGR系統(tǒng)56，并且隨后發(fā)送至碳捕集系統(tǒng)58。AGR系統(tǒng)56可處理冷卻的洗滌合成氣54以去除各種氣體和/或元素。例如，諸如HCl、HF、COS、HCN和H2S的酸性氣體可從冷卻的洗滌合成氣54去除，以生成第一處理的合成氣脈流60(例如，基本上沒有硫的合成氣)。另外，AGR系統(tǒng)56可將冷卻的洗滌合成氣54的被去除的氣體和/或元素(例如，HCl、HF、COS、HCN和H2S)傳送至硫回收和尾氣處理系統(tǒng)62。在示出的實施例中，AGR系統(tǒng)56可向可使用例如克勞斯反應器分離硫66的硫回收和尾氣處理系統(tǒng)62提供酸性氣體64。碳捕集系統(tǒng)58可溶解和去除第一處理的合成氣脈流60內(nèi)包含的CO2的大部分，以產(chǎn)生CO2脈流68和第二處理的合成氣脈流70。在示出的實施例中，CO2脈流68提供給CO2壓縮和脫水系統(tǒng)34，其大體構(gòu)造成從CO2脈流68去除水分并生成加壓CO272。根據(jù)某些目前公開的實施例，加壓CO272可作為CO2脈流32發(fā)送至原料制備系統(tǒng)12用于用作輸送氣體。加壓的CO272可以可選地或另外提供給內(nèi)部或外部CO2應用74，諸如化工生產(chǎn)設備，或可利用CO2的其它內(nèi)部應用。第二處理的合成氣脈流70提供給內(nèi)部或外部合成氣應用76，諸如一個或更多個燃氣渦輪(例如，渦輪驅(qū)動的發(fā)電機、用以生成SNG的甲烷化系統(tǒng)、外部化工設備等)。如上所述，由系統(tǒng)10產(chǎn)生的合成氣的質(zhì)量、數(shù)量、可靠性和其它考慮可至少部分地取決于引導至氣化器36的燃料的質(zhì)量。例如，如以上陳述的，可合乎需要的是，降低提供給氣化和洗滌系統(tǒng)24的固體給料22中的水分含量。根據(jù)本實施例，原料制備系統(tǒng)12使用抽吸器14以便于從燃料18提取水分，以產(chǎn)生干燥固體燃料22的給料。在圖2中示出這種構(gòu)型，圖2是原料制備系統(tǒng)12的實施例的示意性方框圖。如圖2所示，原料制備系統(tǒng)12包括構(gòu)造成在固體燃料入口80處接收固體燃料18的研磨機構(gòu)16。研磨機構(gòu)還包括構(gòu)造成接收加熱的氣體84的流入的輸送氣體入口82。如以上陳述的，加熱的氣體84可包括N228、CO232或它們的組合，或另一種相對惰性的輸送氣體。研磨機構(gòu)16構(gòu)造成研磨固體燃料18以將燃料的平均粒度(size)減小為可被加熱的氣體84至少部分地激發(fā)的粒度。在一個實施例中，研磨燃料18可通過加熱的氣體84流化。加熱的氣體84可在研磨機構(gòu)內(nèi)與研磨的燃料混合，這便于通過加熱的氣體84從燃料除掉水分。此外，因為加熱的氣體84可處于大于固體燃料18的溫度的溫度下，所以可使固體燃料18內(nèi)包含的水分的至少一部分氣化。研磨機構(gòu)16還包括出口86，其構(gòu)造成輸出在下面詳細描述的多相流。在研磨機構(gòu)16中，加熱的氣體84夾雜(entrain)與固體燃料18相關(guān)的水分的至少一部分以產(chǎn)生第一混合物88，其包括加熱的氣體84和研磨的固體燃料內(nèi)夾雜的水分。在某些實施例中，第一混合物88可提供給構(gòu)造成使?jié)駳庀?2與第一混合物88的干燥固體94分離的分離器90。因此，分離器90可為構(gòu)造成使?jié)駳庀嗯c干燥相分離的任何容器或容器的組合。經(jīng)由非限制性的實例，分離器90可為旋風分離器與袋濾室的組合。第一混合物88可通過分離器90的入口91提供給分離器90。如示出的，干燥固體94(其可為干燥固體燃料22的給料的全部或一部分)通過分離器90的第一出口93沿燃料路徑96輸出至氣化器36。如以上討論的，氣化器36產(chǎn)生合成氣98，其提供給合成氣處理系統(tǒng)100，諸如洗滌系統(tǒng)、酸性氣體去除系統(tǒng)、碳捕集系統(tǒng)或它們的任何組合。包含輸送氣體和水分的濕氣態(tài)相92從分離器90的第二出口95輸出至第一蒸氣路徑102，并輸出至抽吸器14的蒸氣入口104。抽吸器14除蒸氣入口104之外還包括蒸汽入口106。蒸汽入口106構(gòu)造成接收蒸汽108從蒸汽源112沿蒸汽路徑110的流入。蒸汽108可為如圖1中的從LTGC52提供的蒸汽20，或者蒸汽源112可為熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)(例如，與燃氣輪機相關(guān)的一個或更多個HRSG)、硫回收和尾氣處理系統(tǒng)62的硫回收單元(SRU)，或它們的任何組合。實際上，任何合適的源和任何合適的壓力目前分別設想用于蒸汽源112和蒸汽108。因此，蒸汽源112可為高壓蒸汽(例如，在大約20bar到40bar之間)、中壓蒸汽(例如，在大約10bar到20bar之間)或低壓蒸汽(例如，在大約4bar到10bar之間)。在一個實施例中，例如，蒸汽108可為低壓(LP)蒸汽，其具有在大約4bar到9bar之間的壓力，和在大約145°C到180°C之間(諸如，在大約150°C到170°C或155°C到165°C之間)的溫度。如示出的，蒸氣路徑102和蒸汽路徑110互相以交叉關(guān)系定向。根據(jù)本實施例，蒸汽108以足以通過文丘里效應在抽吸器14與研磨機構(gòu)16之間生成壓力梯度的速率流動。因此，抽吸器14可為能夠使用文丘里效應形成壓力梯度的任何容器。根據(jù)本實施例，抽吸器14與研磨機構(gòu)16之間的壓力梯度實現(xiàn)從在研磨機構(gòu)16內(nèi)研磨的固體燃料18的增強水分去除。經(jīng)由非限制性的實例，壓力梯度可便于固體燃料18內(nèi)包含的水分的氣化。此外，壓力梯度增大了輸送氣體以及任何夾雜和/或氣化的水分從研磨機構(gòu)16至抽吸器14的質(zhì)量流率。在一些實施例中，壓力梯度還可便于在分離器90內(nèi)使?jié)駳庀?2與干燥固體94分離。由于蒸汽流108與濕氣相92混合，故減壓蒸汽混合物114由抽吸器14經(jīng)由抽吸器14的第一出口118輸出至出口蒸汽路徑116。就是說，減壓蒸汽混合物114具有比蒸汽108低的壓力。在一個非限制性的實例中，蒸汽108可為LP蒸汽，并且減壓蒸汽混合物114可為具有低于大約4bar的壓力的超低壓(LLP)蒸汽。在某些實施例中，抽吸器14可控制經(jīng)由第一出口118輸出的減壓蒸汽混合物114的量，或者可控制經(jīng)由第二出口122輸出的排出氣體120的量以控制抽吸器14與研磨機構(gòu)16之間的壓力梯度。在下面更詳細地討論這種控制。包括蒸汽、輸送氣體和液態(tài)水的減壓蒸汽混合物114流向沿出口蒸汽路徑116布置的熱交換器124，以向補充氣體126提供熱。由于熱交換，故沿氣體路徑128流動的補充氣體126升溫，以生成加熱的氣體84。因此，補充氣體126包括與固體燃料18基本上不反應并能夠沿固體路徑96輸送干燥固體94的任何氣體。實際上，對于回收用于使研磨機構(gòu)16內(nèi)的固體燃料18中包含的水分氣化的能量的至少一部分，這種構(gòu)型可為合乎需要的。減壓蒸汽混合物114的溫度還可由于熱交換器124處的熱交換而降低。因此，可能夠在熱交換器124處的溫度和壓力下冷凝的蒸汽和其它蒸氣可冷凝，從而生成冷卻脈流130。在一些實施例中，冷卻脈流130可包括液態(tài)水和輸送氣體。如示出的，冷卻脈流130提供給相分離單元132，其可為氣液分離(KO)鼓或罐，其中，液體可作為冷凝物134脫落。剩余輸送氣體蒸氣136可排放到再循環(huán)氣體路徑138中。蒸氣136的第一部分可作為排出氣體140放出，而第二部分可用作再循環(huán)氣體142，其流向氣體路徑128以與加熱的氣體84結(jié)合。原料制備系統(tǒng)12的控制和監(jiān)測功能可由諸如控制器144的一個或更多個控制器執(zhí)行。如在本文中討論的，控制器144可為基于單個處理器的機器(例如，計算機)，其通信地聯(lián)接于各種傳感器、控制閥和相似特征，或者可為基于兩個或更多個處理器的機器。因此，在一些實施例中，控制器144可為具有處理器146的專用或通用計算機，處理器146構(gòu)造成實行儲存在存儲器148中的一組或更多組指令?？蔀槿魏魏线m的有形、永久、機器可讀的媒體的存儲器148可將指令作為代碼儲存，該代碼能夠由處理器146訪問和實行以執(zhí)行用于溫度維持和/或調(diào)節(jié)、流量維持和/或調(diào)節(jié)、故障檢修或它們的任何組合的程序。在示出的實施例中，控制器144通信地連接于第一傳感器150、第二傳感器152、第三傳感器154、第四傳感器156和第五傳感器158。通常，第一傳感器150和第二傳感器152可感測與進入研磨機構(gòu)16中的材料相關(guān)的參數(shù)。相似地，第三傳感器154和第四傳感器156可感測與進入抽吸器14中的材料相關(guān)的參數(shù)。最后，第五傳感器158可感測與由原料制備系統(tǒng)12輸出的材料中的一種或更多種相關(guān)的參數(shù)。在示出的實施例中，第一傳感器150沿通向研磨機構(gòu)16的路徑160布置。第一傳感器150可感測與固體燃料18相關(guān)的各種參數(shù)，并且使控制器144能夠監(jiān)測這些參數(shù)。經(jīng)由非限制性的實例，第一傳感器150可感測進入研磨機構(gòu)16的固體燃料18的量、燃料18的流率、燃料18的溫度、燃料18的水分含量或它們的任何組合。第二傳感器152沿氣體路徑128布置，并且可感測并使控制器144能夠監(jiān)測與加熱的氣體84相關(guān)的各種參數(shù)。經(jīng)由非限制性的實例，第二傳感器152可感測進入研磨機構(gòu)16的加熱的氣體84的質(zhì)量流率、加熱的氣體84的溫度、加熱的氣體的水分含量或它們的任何組合。如上所述，第三傳感器154和第四傳感器156可感測與提供給抽吸器14的材料相關(guān)的參數(shù)。在示出的實施例中，第三傳感器154沿第一蒸氣路徑102布置，并且可感測并使控制器能夠監(jiān)測與濕氣態(tài)相92相關(guān)的各種參數(shù)。經(jīng)由非限制性的實例，第三傳感器154可感測氣態(tài)相92的組分、濕氣態(tài)相92的水分含量、濕氣態(tài)相92的溫度、濕氣態(tài)相92的質(zhì)量流率、濕氣態(tài)相92的壓力或它們的任何組合。第四傳感器156沿蒸汽路徑110布置，并且可感測并使控制器能夠監(jiān)測與提供給抽吸器14的加壓蒸汽108相關(guān)的各種參數(shù)。經(jīng)由非限制性的實例，第四傳感器156可感測加壓蒸汽108的溫度、加壓蒸汽108的質(zhì)量流率、加壓蒸汽108的壓力或它們的任何組合。第五傳感器158沿路徑96布置，并且可感測并使控制器144能夠監(jiān)測與干燥固體94相關(guān)的參數(shù)。經(jīng)由非限制性的實例，第五傳感器158可感測干燥固體94的水分含量、干燥固體94的溫度、干燥固體94的量或它們的任何組合。示出的控制器144還通信地聯(lián)接于多個閥，其均沿系統(tǒng)12內(nèi)的路徑布置，并且構(gòu)造成控制材料沿相應路徑的流動。控制器144可響應于以上提到的監(jiān)測的參數(shù)而調(diào)節(jié)這些閥中的任何一個或組合的位置。換言之，控制器144可響應于一個或更多個監(jiān)測的參數(shù)而調(diào)節(jié)在原料制備系統(tǒng)12內(nèi)使用的材料的各種流率?？刂破?44可基于模型或由于特定參數(shù)值的識別而產(chǎn)生的規(guī)定響應來操作。在本文中討論用于響應于監(jiān)測的參數(shù)而控制流量的閥的非限制性的實例。然而，除本文中描述的構(gòu)件和方法之外或代替本文中描述的構(gòu)件和方法，可使用其它控制閥或其它監(jiān)測和控制特征，用于便于使用利用控制器144的基于蒸汽的抽吸器14來從固體燃料18去除水分。為了使抽吸器14能夠在抽吸器14與研磨機構(gòu)16之間生成壓力梯度，控制器144通過使用第一閥致動器164將第一閥162調(diào)節(jié)至合適的位置而使加壓蒸汽108能夠沿蒸汽路徑110流動。響應于各種監(jiān)測的參數(shù)，諸如響應于監(jiān)測的蒸汽108的質(zhì)量流率，控制器144可向第一閥致動器164發(fā)送一個或更多個控制信號，以將第一閥162的位置調(diào)節(jié)至期望位置以實現(xiàn)蒸汽108的期望流率?？刂破?44可響應于包括但不受限于濕氣相92的質(zhì)量流率或壓力的其它參數(shù)而執(zhí)行相似調(diào)節(jié)。例如，可合乎需要的是，增大至抽吸器14的濕氣相92的質(zhì)量流率，在該情況下，可增大蒸汽108的流率，以增大抽吸器14與研磨機構(gòu)16之間的壓力梯度(例如，以減小抽吸器14相對于研磨機構(gòu)16的壓力)。抽吸器14的壓力還可通過允許排出氣體120的釋放而調(diào)節(jié)。在示出的實施例中，控制器144可向第二閥168的第二致動器166發(fā)送控制信號，第二致動器166可影響抽吸器14與研磨機構(gòu)16之間的壓力梯度。經(jīng)由非限制性的實例，排出氣體120可以可控制地釋放用于抽吸器14內(nèi)的壓力的比蒸汽108的流率的調(diào)節(jié)更精細的控制。另外或可選地，蒸汽108的流率可被調(diào)節(jié)以改變加熱的氣體84的溫度，這是因為補充氣體126被與加壓蒸汽108的流直接相關(guān)的減壓蒸汽混合物114的流加熱。相似地，減壓蒸汽混合物114的流率還可被直接調(diào)節(jié)。例如，在示出的實施例中，控制器144通信地聯(lián)接于沿出口路徑116布置的第三閥170?？刂破?44可調(diào)節(jié)減壓蒸汽混合物114的流率，以增加、減少或維持補充氣體126的加熱?？刂破?44可向第三閥170的第三致動器172發(fā)送一個或更多個控制信號，以將閥170的位置調(diào)節(jié)至合適的位置。經(jīng)由非限制性的實例，控制器144可監(jiān)測加熱的氣體84的溫度，以在保持處于適合于使固體燃料18干燥的溫度的同時使其溫度維持低于固體燃料18的點燃溫度。經(jīng)由非限制性的實例，控制器144可使加熱的氣體84的溫度維持在大約90°C到120°C之間，諸如在大約95°C到115°C之間，或在大約100°C到110°C之間。另外，阻燃輸送氣體可用作加熱的氣體84的全部或一部分，以減小這種點燃的可能性，并在一些實施例中使固體燃料18的加熱能夠高于煤點燃溫度。在某些實施例中，控制器144可調(diào)節(jié)加熱的氣體84的流率。在示出的實施例中，加熱的氣體84的流率可通過控制補充氣體126的流率和/或再循環(huán)氣體142的流率而控制。為了執(zhí)行這種調(diào)節(jié)，控制器144通信地聯(lián)接于沿氣體路徑128布置的第四閥174及其相關(guān)的第四致動器176。因此，為了調(diào)節(jié)補充氣體126的流率，控制器144可向第四致動器176發(fā)送一個或更多個控制信號，以調(diào)節(jié)第四閥174的位置?？刂破?44還示出為通信地聯(lián)接于沿再循環(huán)氣體路徑138布置的第五閥178及其相關(guān)的第五致動器180。因此，控制器144可向第五致動器180發(fā)送一個或更多個控制信號，以將第五閥178的位置調(diào)節(jié)至合適的位置。如上所述，控制器144可調(diào)節(jié)第四閥174和第五閥178中的任一個或兩者，以調(diào)節(jié)加熱的氣體84的流。例如，控制器144可響應于至氣化器36的干燥固體94的測量流率而調(diào)節(jié)第四閥174和/或第五閥178的位置。例如，至氣化器36的干燥固體94的流率可為不合乎需要地低的，在該情況下，控制器144可向第四致動器176和/或第五致動器180發(fā)送控制信號，以調(diào)節(jié)加熱的氣體84的流率。這樣做時，加熱的氣體84與固體燃料18的比率可增大，這可增大離開研磨機構(gòu)16的干燥固體94的流率。相反地，減小補充氣體126和/或再循環(huán)氣體142的流率可減小干燥固體94的流率。在某些實施例中，可合乎需要的是，將補充氣體126(即，輸送氣體)加熱超過能夠僅使用減壓蒸汽混合物114和熱交換器124達到的溫度。例如，當減壓蒸汽混合物114到達熱交換器124時，它可不具有適合于將補充氣體126加熱至期望水平的溫度。因此，在某些實施例中，可合乎需要的是，使用附加的熱來加熱補充氣體126，這可導致從固體燃料18的增強的水分去除。補充氣體126在其中通過附加的源加熱的原料制備系統(tǒng)12的一個實施例在圖3中概略地示出。在圖3的示出的實施例中，原料制備系統(tǒng)12包括沿熱交換器124與研磨機構(gòu)16之間的氣體路徑128布置的附加熱交換器200。在某些實施例中，附加熱交換器200可沿氣體路徑128布置在入口82的剛好上游。熱交換器200構(gòu)造成將熱從加熱氣體202傳遞至沿氣體路徑128流動的加熱的輸送氣體脈流204。任何具有比加熱的輸送氣體脈流204高的溫度的氣體目前設想用于用作加熱氣體202，諸如LP、MP或HP蒸汽。在某些實施例中，加熱氣體202可包括從諸如合成氣的燃料的燃燒產(chǎn)生的熱燃燒氣體。經(jīng)由非限制性的實例，加熱氣體202可包括從圖1的系統(tǒng)10的功率生成區(qū)域的一個或更多個燃氣渦輪發(fā)動機提供的熱燃燒氣體。在加熱氣體202在其中包括蒸汽的實施例中，熱離開蒸汽的傳遞可使蒸汽冷凝以產(chǎn)生冷凝物206。加熱氣體流202可使用沿通向熱交換器200的加熱氣體路徑212布置的閥208和相關(guān)的致動器210至少部分地控制。實際上，示出的原料制備系統(tǒng)12包括布置在附加熱交換器200與研磨機構(gòu)16的輸送氣體入口82之間的傳感器214，其感測加熱的氣體84的各種參數(shù)。因此，控制器144可監(jiān)測加熱的氣體84的溫度和/或另一個參數(shù)(例如，質(zhì)量流率)，以及加熱的輸送氣體脈流204的溫度和/或另一個參數(shù)?；谶@種測量，控制器144可調(diào)節(jié)加熱氣體流202，以調(diào)節(jié)加熱的氣體84的溫度。如示出的，控制器144可向致動器210發(fā)送一個或更多個控制信號，以將閥208的位置調(diào)節(jié)至適于加熱氣體202的期望流率的位置。此外，加熱的氣體84的溫度可選定成使加熱的氣體84能夠在抽吸器14在抽吸器14與研磨機構(gòu)16之間生成壓力梯度時從固體燃料18去除水分。在某些實施例中，原料制備系統(tǒng)12可不使用沿氣體路徑124布置的熱交換器，或者除熱交換器和橫跨氣體路徑124的熱氣體之外可使用其它熱源。相反地，在圖4中的原料制備系統(tǒng)12的實施例的概略圖示中，研磨機構(gòu)16可包括用于加熱輸送氣體122與固體燃料18的混合物的熱交換器220。具體地，熱交換器220可布置在研磨機構(gòu)16內(nèi)，以在固體燃料18被磨碎時提供從減壓蒸汽混合物114至固體燃料18的熱傳遞。沿氣體路徑128流向研磨機16的輸送氣體122也可在研磨機16內(nèi)被加熱。用于從固體燃料18去除水分的能量的回收與圖2或圖3的實施例相比可在圖4的實施例中增強。例如，如示出的，減壓蒸汽混合物114可從抽吸器14的出口118行進比在圖2或圖3中的任一個中減壓蒸汽混合物114行進至熱交換器124的距離短的距離到達熱在其中在圖4中被回收的點(即，熱交換器220)。換言之，由于從出口118至熱在其中從減壓蒸汽混合物114傳遞至輸送氣體122和/或固體燃料18的點的較短行進距離，故在減壓蒸汽混合物114沿各種管道和通路流動時，可存在減壓蒸汽混合物114的較小熱損失。此外，還可減小或消除由于加熱的氣體84沿各種管道和通路流動而產(chǎn)生的熱損失。雖然以上討論的實施例描述為分開地使用，但是應當注意，目前還設想這些實施例以任何組合的使用。換言之，目前設想從自抽吸器14輸出的蒸汽混合物114回收熱/能量的任何熱集成裝置。此外，應當注意，來自圖1的系統(tǒng)10的任何區(qū)段或部分的蒸汽或任何熱源可與原料制備系統(tǒng)12集成。換言之，原料制備系統(tǒng)12的熱集成特征不受限于示出的特定路徑/管道。相反地，目前設想便于使用抽吸器14從固體燃料18去除水分的任何熱集成裝置。圖5示出了具有一個這種熱集成組合的原料制備系統(tǒng)12的實施例。除示出的熱集成特征之外，應當注意，在原料制備系統(tǒng)12中使用的熱源在其中不在原料制備系統(tǒng)12內(nèi)生成的實施例中，可使用可或不可對原料制備系統(tǒng)12而言為局部的其它控制器。經(jīng)由非限制性的實例，如示出的，原料制備系統(tǒng)12和更通常地氣化系統(tǒng)10可使用分布式控制系統(tǒng)(DCS)，其中，一個或更多個控制器局部地控制一個或更多個閥并監(jiān)測一個或更多個傳感器的輸出，其中，主控制器執(zhí)行更高級別的監(jiān)測和控制。在圖5中示出的實施例中，DCS包括第一局部控制器230和第二局部控制器232。第一局部控制器230可控制原料制備系統(tǒng)12的輸出，諸如至氣化器36的干燥固體94的流和/或至抽吸器14的蒸汽108的流。第二局部控制器232可控制在下面詳細討論的至研磨機構(gòu)16的各種輸入的加熱和流率。此外，雖然第一局部控制器230和第二局部控制器232被示出以便于討論本方法，但是目前設想任何數(shù)量的局部控制器或主控制器(例如，操作一個或更多個局部控制器的控制器)。因此，原料制備系統(tǒng)12可包括單個控制器(例如，控制器144)，或兩個或更多個控制器(例如，局部控制器230、232)。在示出的實施例中，第一局部控制器230監(jiān)測與濕氣態(tài)相92、蒸汽108和干燥固體94相關(guān)的參數(shù)，其分別通過第三傳感器154、第四傳感器156和第五傳感器158感測。然而，在某些實施例中，第一局部控制器230可監(jiān)測與在原料制備系統(tǒng)12內(nèi)使用和/或產(chǎn)生的流中的任何一個或組合相關(guān)的更多或更少的參數(shù)。由于監(jiān)測這些參數(shù)中的任何一個或組合，故第一局部控制器230構(gòu)造成調(diào)節(jié)第一閥162和/或第二閥168的相應位置。例如，第一局部控制器230可調(diào)節(jié)第一閥162和/或第二閥168，以調(diào)節(jié)穿過抽吸器14的蒸汽108的流和/或離開抽吸器14的排出氣體120的流，以調(diào)節(jié)抽吸器14與研磨機構(gòu)16之間的壓力梯度(即，真空)，這可影響至抽吸器14的濕氣態(tài)相92的質(zhì)量流率。換言之，第一局部控制器230可至少部分地調(diào)節(jié)通過真空力從固體燃料18去除水分的程度。如示出的，第二局部控制器232可使用第一傳感器150和第二傳感器152來監(jiān)測與固體燃料18和加熱的氣體84相關(guān)的各種參數(shù)。由于該監(jiān)測和其它監(jiān)測，故第二局部控制器232可對蒸汽流進行各種調(diào)節(jié)，以降低、維持或升高加熱的氣體84和/或濕氣態(tài)相92的溫度。實際上，示出的原料制備系統(tǒng)12包括用于加熱氣態(tài)流中的任何一個或組合的附加熱源。具體地，原料制備系統(tǒng)12包括布置在研磨機構(gòu)16與分離器90之間的第一附加熱交換器234。第一附加熱交換器234構(gòu)造成實現(xiàn)從可為LP、MP或HP蒸汽的第二蒸汽236至第一混合物88的熱傳遞。由于至第一混合物88的熱傳遞，故可產(chǎn)生冷凝物238。在示出的實施例中，第二局部控制器232可經(jīng)由第六致動器242調(diào)節(jié)第六閥240的位置，第六致動器242控制穿過第一附加熱交換器234的第二蒸汽236的流，以調(diào)節(jié)第一混合物88的溫度。在某些實施例中，這種溫度調(diào)節(jié)對向第一混合物88的固體提供附加熱而言可為合乎需要的，其可進一步增強從固體燃料18的水分去除。如上所述，當混合物114沿出口路徑116流動時，熱可從減壓蒸汽混合物114損失。此外，可合乎需要的是，向混合物114提供附加熱以增加至研磨機構(gòu)16內(nèi)的材料的熱傳遞，這可便于從固體燃料18的水分去除。因此，第二附加熱交換器244沿出口路徑116定位，以將熱從可為LP、MP或HP蒸汽或它們的任何組合的第三蒸汽246傳遞至混合物114。由于該熱傳遞，故第二加熱混合物248產(chǎn)生并流經(jīng)研磨機構(gòu)16內(nèi)的熱交換器220，并且流向相分離單元132。另外，由于第二附加熱交換器244處的熱傳遞，故冷凝物250可從第三蒸汽246產(chǎn)生。第三蒸汽246的流可由第二局部控制器232使用第七閥252控制。具體地，第二局部控制器232可向致動器254發(fā)送一個或更多個控制信號，以調(diào)節(jié)第七閥252的位置。代替減壓蒸汽混合物116，可為LP、MP或HP蒸汽或它們的任何組合的第四蒸汽256可流經(jīng)熱交換器124以加熱補充氣體126，以產(chǎn)生加熱的氣體84。由于至補充或輸送氣體126的這種熱傳遞，故可產(chǎn)生冷凝物258。第四蒸汽256的流可由第二局部控制器232使用第八閥260控制。具體地，第二局部控制器232可向致動器262發(fā)送一個或更多個控制信號以調(diào)節(jié)第八閥260的位置，以降低、維持或升高加熱的氣體84的溫度。此外，控制加熱的氣體84的溫度在與由抽吸器14形成的真空力結(jié)合使用時可實現(xiàn)從固體燃料18的增強的水分去除。應當注意，在某些實施例中，第一蒸汽108、第二蒸汽236、第三蒸汽246或第四蒸汽256或它們的任何組合可來自相同的源。該書面的描述使用實例以公開本發(fā)明(包括最佳模式)，并且還使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明(包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)并且執(zhí)行任何并入的方法)。本發(fā)明的可專利范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它實例。如果這些其他實例具有不與權(quán)利要求的字面語言不同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果這些其他實例包括與權(quán)利要求的字面語言無顯著差別的等同結(jié)構(gòu)元件，則這些其他實例意圖在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。