本發明專利技術涉及用于對氣化進料進行干混合的系統和方法。本發明專利技術實施例包括用于減小提供給氣化器的固體進料的變化的系統和方法。例如，在實施例中，氣化進料容器包括：構造成將固體燃料接收到氣化進料容器內的固體燃料入口；構造成對進料容器內的固體燃料進行干混合的干混合器；構造成將固體燃料的進料輸送到氣化系統的固體燃料出口；以及聯接到固體燃料出口上的計量裝置。計量裝置構造成控制輸送到氣化系統的固體燃料的進料的量。氣化進料容器構造成隨著時間的推移在期望的能量濃度范圍內將固體燃料的進料提供給氣化系統。
【技術實現步驟摘要】
本文公開的主題涉及用于對氣化系統提供經良好混合的干燃料進料的系統和方法。
技術介紹
合成氣體或合成氣是可從含碳燃料中產生的氫(H2)和一氧化碳(CO)的混合物。合成氣可直接用作(例如，在燃氣渦輪中)能源，或者可用作用于生產其它有用的化學品(例如，甲醇、甲醛、乙酸)的原材料源。合成氣由氣化系統大規模地生產，氣化系統包括使含碳燃料(諸如煤)和其它反應劑經受某些條件以產生未處理的或原始的合成氣的氣化反應器或氣化器。為了提高氣化反應的效率，氣化器內的煤與水的化學計量比典型地保持在期望范圍內。可能會從多種源收集煤，這可產生不同級別、質量的煤。一般而言，低級煤將具有較高的水含量，而高級煤則具有較低的水含量。不幸的是，一種級別的煤與另一種級別的煤在水含量上的差異可降低對所有類型的煤使用單組條件來產生合成氣的能力。例如，在其中使用低級煤的狀況下，對煤的水含量的估計可能不準確，這可導致在低級煤的氣化期間效率低。也就是說，提供給氣化器的用于驅動低級煤內含碳燃料的氣化的熱的一部分可改為用來從煤的水中產生蒸汽。另外，這些煤可具有不一致的能量含量，其中，煤可包括具有大量水分和低的燃料含量的區域，以及具有較少量水分和較集中的燃料含量的其它區域。這些不一致性可降低氣化器的效率，降低氣化器和相關聯的裝備的壽命，以及降低合成氣(例如，合成氣的能量含量)的可預測性。
技術實現思路
在一個實施例中 ，提供一種系統。該系統包括氣化進料容器。氣化進料容器包括構造成將固體燃料接收到氣化進料容器中的固體燃料入口，以及構造成對進料容器的固體燃料進行干混合的干混合器。干混合器包括構造成將氣體流輸送到氣化進料容器或機械攪拌器或它們的組合中的氣體入口。氣化進料容器還包括構造成將固體燃料的進料輸送到氣化系統的固體燃料出口，以及聯接到固體燃料出口上的計量裝置。計量裝置構造成控制輸送到氣化系統的固體燃料的進料的量。氣化進料容器構造成隨著時間的推移在期望的能量濃度范圍內將固體燃料的進料提供給氣化系統。在另一個實施例中，提供一種系統。該系統包括氣化進料斗，所述氣化進料斗具有構造成將固體燃料接收到氣化進料斗中的固體燃料入口，以及構造成對氣化進料斗內的固體燃料進行干混合的干混合器。干混合器包括構造成將氣體流輸送到氣化進料斗或機械攪拌器或它們的組合中的氣體入口。氣化進料斗還包括構造成將固體燃料的進料輸送到氣化系統的固體燃料出口。干混合器構造成減小提供給氣化系統的固體燃料的進料中的能量濃度的變化。在又一個實施例中，提供一種方法。該方法包括將固體燃料接收在氣化進料容器內，使用機械攪拌器或對氣化進料容器的內部提供的氣體流或它們的組合來對氣化進料容器內的固體燃料進行干混合，以及隨著時間的推移在期望的能量濃度范圍內，將固體燃料的進料輸送到氣化系統。附圖說明當參照附圖來閱讀以下詳細描述時，本專利技術的這些和其它特征、方面與優點將變得更好理解，在附圖中，相同符號在所有圖中表示相同部件，其中: 圖1是示出了根據本專利技術實施例的、具有給料制備系統的合成氣生產系統的實施例的框圖，給料制備系統具有干式回混進料斗； 圖2是圖1的給料制備系統的實施例的示意圖，該給料制備系統具有帶有機械攪拌器和氣體入口的氣化進料容器，以及構造成響應于接收自一系列傳感器的反饋來控制機械攪拌器的運行和通過氣體入口的氣體流的控制器； 圖3是圖1給料制備系統的實施例的示意圖，該給料制備系統具有氣化進料容器，氣化進料容器具有構造成接收來自圖1的合成氣生產系統的空氣分離單元的氮的氣體入口； 圖4是圖1的給料制備系統的實施例的示意圖，該給料制備系統具有氣化進料容器，氣化進料容器具有構造成接收來自圖1的合成氣生產系統的AGR和碳捕捉系統的二氧化碳的氣體入口 ；以及 圖5是圖1的給料制備系統的實施例的示意圖，該給料制備系統具有氣化進料容器，氣化進料容器具有構造成對氣化進料容器內的固體燃料進行干混合的螺旋傳送器。部件列表 10處理系統 12給料制備系統 14進料斗 16干混合器 18含碳燃料源 20固體燃料 22氣化器 24 N2 28空氣 32脫水系統 34氧 26 ASU 35未處理合成氣 38粗渣料 41粗渣料移除系統 36經洗滌合成氣 42LTGC單元 44碳捕捉系統 46經處理合成氣48尾氣處理系統50提供酸性氣體52其可分離硫54C02 流56加壓CO258外部應用60外部合成氣應用70氣化進料容器72機械攪拌器74固體燃料76氣體入口78氣體80固體燃料入口82固體燃料出口84固體燃料86第一干燥單元88第二干燥單元90內部92控制器94傳感器96計量裝置98流量控制閥100混合氣體源102促動器104第二傳感器106熱交換器108第三傳感器110第四傳感器 112固體燃料114箭頭120螺旋傳送器122中心軸 124螺旋卷繞部126螺旋部分128外部套管130馬達140移動床142固體入口144方向146固體出口 148方向。具體實施例方式下面將對本專利技術的一個或多個具體實施例進行描述。為了致力于提供對這些實施例的簡明描述，在說明書中可能不會對實際實現的所有特征進行描述。應當意識到的是，在任何這種實際實現的開發中，如在任何工程或設計項目中那樣，必須作出許多特定于實現的決策來達到開發者的具體目的，諸如服從系統相關的約束及商業相關的約束，該具體目的可隨不同的實現而改變。此外，應當意識到的是，這種開發工作可能是復雜和耗時的，但對受益于本公開的普通技術人員來說，這種開發工作將不過是設計、生產和制造的例行任務。當介紹本專利技術的多種實施例的要素時，冠詞“一”、“一種”、“該”和“所述”意于表示存在一個或多個該要素的意思。術語“包括”、“包含”和“具有”意于為包括性的，并且表示除了列出的要素之外可存在另外的要素的意思。如所提到的那樣，在其中用于合成氣生產的固體燃料包括低級煤的實施例中，固體燃料(即，煤)可具有無法預測的量的水分，并且可具有非均質濃度的含碳燃料。這可導致需要穩定可靠的過程控制系統的氣化器和相關聯的裝備內有大的溫度差異或其它差異。為了減小諸如這些的差異，本專利技術實施例大體涉及構造成輸送經良好混合的、一致的固體燃料進料(諸如煤)的干混合式氣化進料容器，諸如氣化進料斗。在某些實施例中，氣化進料容器可包括構造成通過對容器內的固體燃料進行干混合來減小固體燃料的差異的干混合器。如本文所限定的那樣，干混合包括其中在不添加大量水分的情況下攪拌諸如固體燃料(例如，煤)的固體的過程。例如，可在不使固體燃料與水或另一種液體變成漿料的情況下執行根據本專利技術實施例的干混合。如下面進一步詳細論述的那樣，可使用基本不含水分的氣體流，或者使用機械攪拌裝置(諸如螺旋傳送器)來實現干混合。如本文所限定的那樣，基本不含水分表示包含大 約5%或更少的水或水蒸氣的混合物，諸如氣態混合物。作為示例，用氣體進行的干混合可包括使用空氣、氮、二氧化碳、氦(He)、氬(Ar)、氖(Ne)或它們的任何組合來進行干混合。可基于裝置可獲量、與氣態源的距離等來確定用于本文描述的干混合實施例的特定的氣體或氣體混合物。在氣化進料容器內進行干混合之后，固體燃料可以可靠的方式輸送到下游系統，諸如氣化系統。實際上，通過對固體燃料進行干混本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種系統，包括：氣化進料容器，其包括： 構造成將固體燃料接收到所述氣化進料容器中的固體燃料入口； 構造成對所述進料容器內的固體燃料進行干混合的干混合器，其中，所述干混合器包括構造成將氣體流輸送到所述氣化進料容器或機械攪拌器或它們的組合中的氣體入口； 構造成將所述固體燃料的進料輸送到氣化系統的固體燃料出口；以及 聯接到所述固體燃料出口上的計量裝置，其中，所述計量裝置構造成控制輸送到所述氣化系統的固體燃料的進料的量；其中，所述氣化進料容器構造成隨著時間的推移在期望的能量濃度范圍內將所述固體燃料的進料提供給所述氣化系統。
【技術特征摘要】
2011.10.28 US 13/284,8421.一種系統，包括: 氣化進料容器，其包括:構造成將固體燃料接收到所述氣化進料容器中的固體燃料入口；構造成對所述進料容器內的固體燃料進行干混合的干混合器，其中，所述干混合器包括構造成將氣體流輸送到所述氣化進料容器或機械攪拌器或它們的組合中的氣體入Π ；構造成將所述固體燃料的進料輸送到氣化系統的固體燃料出口；以及聯接到所述固體燃料出口上的計量裝置，其中，所述計量裝置構造成控制輸送到所述氣化系統的固體燃料的進料的量； 其中，所述氣化進料容器構造成隨著時間的推移在期望的能量濃度范圍內將所述固體燃料的進料提供給所述氣化系統。2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統包括操作性地連接到所述計量裝置上的控制器，其中，所述控制器構造成響應于接收自所述氣化系統的反饋來調節所述固體燃料的進料的量。3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述干混合器包括所述氣體入口，并且所述氣體入口構造成通過管道接收來自氣體源的氣體流，并且所述控制器構造成調節沿著所述管道設置的流量控制裝置，以控制通過所述管道的氣體流的流量，以控制所述固體燃料在所述氣化進料容器內的干混合。4.根據權利要求3所述的系統，其特征在于，所述氣體源包括空氣分離單元(ASU)，并且所述氣體流包括在所述ASU處從空氣中分離出的氮(N2)。5.根據權利要求3所述的系統，其特征在于，所述氣體源包括構造成從所述氣化系統產生的合成氣中捕捉二氧化碳(CO2)的碳捕捉系統，并且所述氣體流包括所述碳捕捉系統捕捉到的CO2。6.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述干混合器包括所述機械攪拌器，并且所述機械攪拌器包括由馬達驅動的攪拌器，所述控制器操作性地連接到所述馬達上，并且所述控制器構造成調節所述馬達的速度，以控制所述固體燃料在所述氣化進料容器內的干混合。7.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述攪拌器包括由所述馬達驅動的螺旋傳送器。8.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述系統包括所述氣化系統，所述氣化系統具有構造成氣化所述固體燃料以產生未處理合成氣的氣化器，其中，接收自所述氣化系統的反饋包括所述氣化器內的溫度、所述未處理合成氣的溫度、隨著時間的推移而產生的未處理合成氣的量或它們的任何組合。9.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統包括構造成在所述固體燃料在所述氣化進料容器內進行干混合之前使所述固體燃料干燥的干燥單元。10.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統包括構造成接收來自所述氣化進料容器的固體燃料的進料的干燥單元，以在所述固體燃料的進料提供給所述氣化系統之前，使所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：GD米勒，
申請(專利權)人：通用電氣公司，
類型：發明
國別省市：
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