本發明專利技術公開一種系統，所述系統包括進料制備系統，其中流體噴射系統配置用于將流體噴射到進料流中來產生進料流體混合物。所述進料流包含第一固體、第二固體和氣體。所述進料制備系統還包括旋流器，所述旋流器配置用于將所述進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。
【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術公開一種系統，所述系統包括進料制備系統，其中流體噴射系統配置用于將流體噴射到進料流中來產生進料流體混合物。所述進料流包含第一固體、第二固體和氣體。所述進料制備系統還包括旋流器，所述旋流器配置用于將所述進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。【專利說明】
本說明書所公開的主題涉及煤精選，并且更具體來說，涉及煤氣化系統中灰分與煤的分離。
技術介紹
合成氣體或合成氣是可由碳質燃料產生的氫(H2)與一氧化碳(CO)的混合物。合成氣可直接用作能量來源(例如，在燃氣渦輪機中)，或可用作用于生產其他有用化學制品(例如，甲醇、甲醛、乙酸)的起始材料的來源。合成氣通過氣化系統大規模產生,所述氣化系統包括使碳質燃料(如煤)和其他反應物經受特定條件來生產未處理或未加工合成氣的氣化反應器或氣化器。為提高氣化反應的效率，源自煤的可燃分子與氣化器內的不可燃廢料(如灰分)的比率通常保持在所要的范圍內。可從各種來源收集煤，這可能導致不同級別或不同品質的煤。一般來說，低級別的煤將具有較高的灰分含量，而高級別的焦煤具有較低的灰分含量。不幸的是，一些煤的地理來源僅能提取到低級別的煤，這種煤可能會降低用于不同的或較高級別的煤的典型條件集來產生合成氣的能力。因此，這些低級別的煤特別成問題并且難以使用，但是如果可以簡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。通過下文描述的系統和方法，可精選低級別的煤以使得可在目前僅使用高級別的煤的情況下使用所述低級別的煤。此類應用包括將煤氣化成合成氣，或燃燒煤來產生熱能。在煤未被氣化的情況下，由下文所述過程產生的精選煤可用于目前使用焦煤的應用中。
技術實現思路
下文概述與原始所要求的專利技術在范圍上相當的某些實施例。這些實施例不旨在限制所要求的專利技術范圍，相反，這些實施例僅旨在簡要概述本專利技術的可能形式。實際上，本專利技術會涵蓋可能與下述實施例類似或不同的各種形式。在一個實施例中，一種系統包括進料制備系統，其中流體噴射系統配置用于將流體噴射到進料流中來產生進料流體混合物。所述進料流包含第一固體、第二固體和氣體。所述進料制備系統還包括旋流器，所述旋流器配置用于將進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。在第二實施例中，一種系統包括煤精選系統，所述煤精選系統包括配置用于輸送煤顆粒、灰分顆粒和輸送氣體的導管。此外，所述煤精選系統包括:流體噴灑器，其配置用于將流體液滴噴灑到正在導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。在第三實施例中，一種方法包括:在導管中輸送煤顆粒、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。【專利附圖】【附圖說明】在參考附圖閱讀以下詳細說明后，將更好地理解本專利技術的這些和其他特征、方面和優點，在附圖中，類似的字符表示所有附圖中類似的部分，其中:圖1示出包括煤精選系統的煤氣化系統的實施例的框圖；圖2示出圖1中所示的煤氣化系統的煤精選系統的實施例的更詳細視圖；圖3示出煤精選的實施例；以及圖4示出精選煤的方法的實施例的流程圖。【具體實施方式】下文將描述本專利技術的一個或多個具體實施例。為了提供對這些實施例的簡潔描述，本說明書中可能不會對實際實施方案的所有特征進行描述。應當了解，在任意工程或設計項目中開發任何此類實際實施方案時，均應當做出與實施方案特定相關的各種決定，以實現開發人員的特定目標，如，是否要遵守與系統相關以及與業務相關的限制，這些限制可能會因實施方案的不同而有所不同。另外，應當了解，這種開發工作可能復雜而且耗時，然而，對受益于本專利技術的一般技術人員而言，這將仍然是設計、制造和生產中的常規任務。在介紹本專利技術各個實施例的元件時，冠詞“一”、“一個”、“該”和“所述”旨在表示有一個或多個該元件。術語“包括(comprising)”、“包括(including)”以及“具有(having)”意圖是指包括在內，并且表示可能存在除了所列舉的元件外的其他元件。如下所述，在用于合成氣生產的固體燃料包括低級別煤的實施例中，所述固體燃料(即，煤)可具有不適當地高含量的灰分，并且可具有各向異性濃度的碳質燃料。這可能導致氣化器和相關聯設備內大的溫度變化或其他變化，這種情況需要穩健的過程控制系統。為減少例如這些變化，本專利技術的實施例大體上針對干式精選容器(如旋流器)，所述干式精選容器配置用于傳送固體燃料(如煤)的高級別、一致的進料。在某些實施例中，旋流器可包括噴灑器，所述噴灑器配置用于通過增大所述容器內的灰分與燃料之間的質量差異來增加灰分與固體碳質燃料的分離。圖1示出合成氣生成系統10的框圖，所述合成氣生成系統10可為整體煤氣化聯合循環(IGCC)發電設備的一部分。IGCC發電設備是用于將煤和其他碳基燃料轉化為電能的最常用方法。IGCC包括氣化器、氣體處理系統、燃氣渦輪機、蒸汽渦輪機和熱回收蒸汽發生器(HRSG)。煤精選系統和方法的替代實施例包括可使用未氣化的煤來產生熱量和能量的熱力發電結構。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產生煤塵，以用于需要高級別煤的鍋爐、熔爐或其他應用中。合成氣生成系統10具有原料制備系統12、煤精選系統14和煤氣化系統16。根據下文進一步詳細論述的本專利技術的實施例的某些方面，原料制備系統12將碳質燃料來源18減小成超細(例如,小于約Imm)的碳質燃料混合物20，所述碳質燃料混合物20包括尺寸大多小而均勻的顆粒。煤精選系統14接收超細的碳質燃料混合物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電結構中燃燒，或者通過氣化系統16氣化成合成氣26。碳質燃料來源18 (如固體煤進料)可用作能量來源和/或用于生產合成氣或代用天然氣(SNG)。在一些實施例中，燃料來源18可包括煤、石油焦、生物質、木基材料、農業廢料、焦油、焦爐煤氣、浙青或其他含碳材料。燃料來源18的固體燃料可傳遞到原料制備系統12。所述原料制備系統12可包括幾個子系統。例如，原料制備系統12可對燃料源18執行重定尺寸28或干式混合30。如由原料制備系統12所進行的重定尺寸可包括(例如)使用研磨機、切碎機、碾磨機、搗碎機、粉碎機或其他裝置，以用于通過將燃料來源18切碎、碾磨、搗碎、壓塊、制粒、粉碎或霧化來對燃料來源18重定尺寸或重定形狀，從而產生原料。在當前實施例中，重定尺寸產生燃料混合物20，所述燃料混合物20通常是細的或超細的(例如，小于約1_)，以便在氣化系統16中氣化。如本說明書所限定，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械攪拌裝置(如螺旋輸送機)來完成。如本說明書所限定，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 )或其本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種系統，所述系統包括：進料制備系統，其包括：流體噴射系統，其配置用于將流體噴射到進料流中以便產生進料流體混合物，其中所述進料流包含第一固體、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。
【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：V沙，S克里什納馬查里，AVB薩斯特里，A費爾馬，
申請(專利權)人：通用電氣公司，
類型：發明
國別省市：美國;US
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