CN102417111A

CN102417111A - 输送系统及方法

Info

Publication number: CN102417111A
Application number: CN2010102990686A
Authority: CN
Inventors: 胡立舜; 陈卫
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2010-09-28
Filing date: 2010-09-28
Publication date: 2012-04-18

Abstract

本发明涉及一种气力输送固体粉料的输送系统。该输送系统包括用来接收固体粉料的存储装置、与所述存储装置相连通的气体管道、设置于所述存储装置下游并与所述存储装置相连通的旋转阀及设置于所述旋转阀下游并与所述旋转阀相连通的载气管道。此外，本发明还涉及一种气力输送固体粉料的方法。

Description

输送系统及方法

技术领域

本发明涉及一种输送系统及方法，尤其涉及一种通过气力输送(Pneumatic Conveyance)把固体粉料如含碳燃料(Carbonaceous Fuel)粉料输送进气化炉(Gasifier)中以进行气化的输送系统及方法。

背景技术

气化是指把含碳燃料，如煤转化为可燃气体，如煤气或合成气的过程。通常，在气化过程中，含碳燃料随着可控量的氧气或其他流体被输送进气化炉中。含碳燃料稳定且可控的输送进气化炉中对获得期望的气化性能是有益的。

在现有应用中，气力输送常用来把含碳燃料输送进气化炉中。在传统的使用气力输送的输送系统中，常设置有存储装置和复数个输送管道。通过该复数个输送管道，储存装置可接收含碳燃料和输送气体。随着输送气体不断地进入储存装置，储存装置中的压力不断增加从而达到期望的压力水平。该期望的压力水平常高于气化炉中的压力，这样，就在储存装置和气化炉间产生压力差。然后，来自储存装置的气固混合物就借助于压力差被从储存装置输送到气化炉中。

然而，在这样的传统气力输送系统中，含碳燃料通常在储存装置中以漏斗流(Funnel Flow)的形式进行流动，从而导致含碳燃料在储存装置出口处的流速不均匀而变得不稳定，进一步导致气化炉中的温度波动。这对气化炉的性能和寿命是不利的。

目前，已经有多种尝试来向气化炉中输送稳定流速的含碳燃料。比如，设计储存装置的出口具有较大的锥角，从而把出口处漏斗流的含碳燃料转变为整体流(Mass Flow)来稳定含碳燃料的流速。然而，储存装置具有较大的锥角却限制了其工业应用。

所以，需要提供一种新的利用气力输送(Pneumatic Conveyance)来输送固体粉料如含碳燃料的输送系统及方法。

发明内容

本发明的一个实施例提供了一种气力输送固体粉料的输送系统。该输送系统包括用来接收固体粉料的存储装置、与所述存储装置相连通的气体管道、设置于所述存储装置下游并与所述存储装置相连通的旋转阀及设置于所述旋转阀下游并与所述旋转阀相连通的载气管道。

本发明另一个实施例提供了一种气力输送固体粉料的输送系统。该输送系统包括存储装置、流化管道、旋转阀及载气管道。所述存储装置用来接收固体粉料。所述流化管道与所述存储装置相连通而把气体输入所述存储装置中以和所述固体粉料相混合来形成气固混合物。所述旋转阀设置于所述存储装置下游并用来把所述气固混合物移送出所述存储装置。所述载气管道设置于所述旋转阀下游并可输入输送气体以把所述气固混合物运离所述旋转阀。

本发明的实施例进一步提供了一种气力输送固体粉料的方法。该方法包括输送固体粉料进入存储装置；向所述存储装置内输入气体以与其内的固体粉料混合来形成气固混合物；通过旋转阀把所述气固混合物运送出所述存储装置及输入输送气体以把所述气固混合物运离所述旋转阀。

附图说明

通过结合附图对于本发明的实施例进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：

图1为本发明输送系统一个实施例的示意图；及

图2为本发明输送系统的一个实施例的操作流程示意图；

具体实施方式

图1为本发明包括有输送系统100的系统10的一个实施例的示意图。在非限定实施例中，系统10可用来气化固体粉料，如一种或多种含碳燃料。在一个实施例中，含碳燃料包括煤。在其他实施例中，含碳燃料可包括含沥青材料(Bituminous)、煤烟(Soot)、生物材料(Biomass)、石油焦(PetroleumCoke)或其组合。

如图1所示，系统10包括进料装置101、输送系统100和装置102。在一些实施例中，进料装置101用来把具有期望的尺寸分布的固体粉料输送进输送系统100。在一个非限定实施例中，进料装置101包括螺旋进料器(ScrewFeeder)。输送系统100用来把固体粉料输送进装置102。装置102可包括气化炉，其用来对固体含碳燃料进行气化。

在图1所示的实施例中，输送系统100包括存储装置11，复数个气体管道12，旋转阀13和载气管道14。储存装置11可通过比如管道来接收来自进料装置101的固体粉料15。在其他应用中，泵(未图示)也可用来把固体粉料15输送进储存装置11中。在本实施例中，储存装置11包括上部16和与上部16相连通的下部17。上部16具有圆柱形结构，下部17具有圆锥形结构。在其他实施例中，上部16和/或下部17也可具有其他形状，比如多面体结构。

气体管道12与储存装置11连通且可输送气体18进入储存装置11中以与固体粉料15混合来形成气固混合物。尽管在图1所示的实施例中，输送系统100设置有一个以上的气体管道12，但是在一些应用中，输送系统100也可设置有一个管道12。在非限定示例中，气体18可包括二氧化碳、惰性气体如氮气及其他合适气体中的一种或多种。在本实施例中，气体管道12设置于储存装置11的下部17的侧壁上，其也可被称为流化管道(FluidizingPipeline)来输送气体(也可称为流化气)18进入储存装置11中。在一些应用中，气体管道12设置于存储装置11的下部17上且朝储存装置11上部16的方向延伸，从而把流化气18输送进储存装置11中。

在一个实施例中，流化气18不仅用来把储存装置11中的压力提升到期望或预定的压力值而且使储存装置11中至少一部分固体粉料15流化从而来避免固体粉料15在储存装置11中结块及在其内发生堵塞，比如，当固体粉料15在储存装置11中以漏斗流的形式流动时，靠近圆锥形下部17侧壁的固体粉料的流速就会小于在下部17中间部位流动的固体粉料的流速。在这种情况下，流化气18就可以把靠近圆锥形下部17侧壁附近的固体粉料中的至少一部分流化，从而增加且平稳固体粉料15在储存装置11中的流速。在本发明实施例中，所谓的“流化”是指固体粉料的至少一部分的流化和/或松动。

在非限定实施例中，储存装置11中的期望的压力大于设备102中的压力从而在储存装置11和装置102间产生压力差。在一些实施例中，储存装置11中期望的压力大约为1-10Mpa。

如图1所示，储存装置11进一步包括开设在下部17底部的出口19。旋转阀13设置在储存装置11的下游并与下部17上的出口19相连通，从而来把来自出口19处的气固混合物朝装置102输送。

在一些示例中，旋转阀13在其内设置有复数个叶片，每两个相邻的叶片间形成有空腔，从而旋转阀13具有复数个空腔。随着旋转阀13内的叶片的转动，在储存装置11中的气固混合物通过出口19后进入到旋转阀13中相应的空腔内，这样气固混合物就从储存装置11的下部17中输送出来。由于叶片间形成的空间具有相似的容量，通过旋转阀13输送的气固混合物就会比较均匀和稳定。在一定的应用中，每一个叶片可沿着旋转阀13的旋转方向把其两侧的压力分隔，从而旋转阀13也可作为气锁阀(Airlock Valve)来防止气固混合物的倒流。在本发明实施例中，旋转阀13并不限于任何特定的旋转阀。

载气管道14设置在旋转阀13和装置102之间(也可说是设置在旋转阀13的下游)且与旋转阀13的出口(未标注)相连通，从而输送输送气体(CarrierGas)20以把来自旋转阀13的气固混合物通过管道21输送进装置102中。在一些示例中，输送系统100可设置一个以上的载气管道。输送气体20可可控的运载气固混合物并调整管道21内的固体粉料15的浓度。在一定的应用中，输送气体20可包括二氧化碳、惰性气体如氮气和其他合适的气体中的一个或多个。

图1所示的实施例仅是示意性的。输送系统100也可包括其他元件。该其他元件包括但不限于一个或多个气体分布装置。在一些应用中，流化管道可以或不需设置。一个或多个气体管道(未图示)可设置在储存装置11的上部16上，从而向储存装置11中输入增压气体以来增加储存装置11中的压力。在一些实施例中，流化气体18、增压气体及/或输送气体20可来自一个气体源或来自一个以上的气体源。相似的，增压气体也可包括包括二氧化碳、惰性气体如氮气和其他合适的气体中的一个或多个。

图2所示为本发明输送系统100的一个实施例的操作流程示意图。如图2所示，操作时，在步骤22中，来自固体粉料源(未图示)的固体粉料15被输入进储存装置11中。在步骤23中，流化气体18通过气体管道12进入储存装置11中从而形成气固混合物并增加储存装置11内的压力。在一些实施例中，步骤22和23的操作顺序是可以变化的。步骤22在步骤23之前、之后或与步骤23同时进行操作。

随着流化气体18不断进入储存装置11中，储存装置内的压力增加到期望的压力水平。在一个实施例中，期望的压力水平高于装置102内的压力，从而在储存装置11和装置102间形成的压力差推动储存装置11内的气固混合物朝装置102移动且弥补气固混合物从储存装置11向装置102过程中的压降。

此外，由于流化气体18的输入，固体粉料15不会在储存装置11内，比如在圆锥形下部17的内表面处结块。在一定的应用中，流化气体18可以引入也可不引入。增压气体也可通过一个或多个气体管道12输入进储存系统，比如，当该一个或多个气体管道12设置在储存系统11的上部16上。

在步骤24中，当存储装置11内的压力增加到期望的压力后，旋转阀13从关闭的状态打开。此时，储存装置11和装置102间的压力差推动气固混合物朝旋转阀13移动，从而旋转阀13从存储装置11的出口19处把气固混合物移出存储装置11。在一些实施例中，旋转阀13可可控的来控制固体粉料15的流动，从而使固体粉料15平顺的流出存储装置11。可见，由于旋转阀13的存在，固体粉料15流出存储装置11及流入管道21的量和稳定性都可以进行控制。

在步骤25中，输送气体20进入管道21中把来自旋转阀13出口处的气固混合物载入装置102内，这样也可避免固体粉料15在旋转阀13的出口处发生堵塞。在一些示例中，输送气体20可可控的运载气固混合物并对固体粉料进行稀释来调整管道21内固体粉料的浓度。相似的，步骤24和25的操作顺序也是可变的。步骤24在步骤25之前、之后或与步骤25同时进行操作。

在一定的应用中，基于装置102的输入需求，旋转阀13可可控的来调整其输送来自存储装置11的固体粉料的能力。输送气体20也是可控的来调整管道21内固体粉料的浓度。

在本发明的实施例中，输送系统设置旋转阀来控制固体粉料的流动，从而使固体粉料的流动平顺且稳定。流化管道也可设置来输入流化气体以增加存储装置内的压力并避免固体粉料在存储装置内发生结构并堵塞。进一步的，输送系统还设置有载气管道来输入输送气体来运载来自旋转阀的气固混合物，这样可以提高输送系统的性能并有利于装置，如气化炉的性能和寿命。

虽然结合特定的实施例对本发明进行了说明，但本领域的技术人员可以理解，对本发明可以作出许多修改和变型。因此，要认识到，权利要求书的意图在于覆盖在本发明真正构思和范围内的所有这些修改和变型。

Claims

1.一种气力输送固体粉料的输送系统，包括：

存储装置，其用来接收固体粉料；

气体管道，其与所述存储装置相连通；

旋转阀，其设置于所述存储装置下游并与所述存储装置相连通；及

载气管道，其设置于所述旋转阀下游并与所述旋转阀相连通。

2.如权利要求1所述的输送系统，其中所述存储装置包括上部及与上部相连通的下部，其中所述上部包括圆柱形结构，所述下部包括圆锥形结构。

3.如权利要求2所述的输送系统，其中所述包括流化管道，所述流化管道设置于所述存储装置的下部。

4.如权利要求2所述的输送系统，其中所述旋转阀与设置于所述下部的底部的出口相连通。

5.如权利要求1所述的输送系统，其中所述气体管道可输入气体以增加存储装置内的压力。

6.一种气力输送固体粉料的输送系统，包括：

存储装置，其用来接收固体粉料；

流化管道，其与所述存储装置相连通而把气体输入所述存储装置中以和所述固体粉料相混合来形成气固混合物；

旋转阀，其设置于所述存储装置下游并用来把所述气固混合物移送出所述存储装置；及

载气管道，其设置于所述旋转阀下游并可输入输送气体以把所述气固混合物运离所述旋转阀。

7.如权利要求6所述的输送系统，其中所述存储装置包括上部及与上部相连通的下部，所述流化管道设置在所述存储装置的下部上并朝所述存储装置的上部延伸。

8.如权利要求6所述的输送系统，其中流化管道可用来向所述存储装置内输入气体以增加其内的压力并流化其内的至少一部分所述固体粉料。

9.一种气力输送固体粉料的方法，包括：

输送固体粉料进入存储装置；

向所述存储装置内输入气体以与其内的固体粉料混合来形成气固混合物；

通过旋转阀把所述气固混合物运送出所述存储装置；及

输入输送气体以把所述气固混合物运离所述旋转阀。

10.如权利要求9所述的方法，其中所述气体用来增加所述存储装置内的压力。

11.如权利要求10所述的方法，其中所述气体用来流化所述存储装置内的至少一部分固体粉料。

12.如权利要求9所述的方法，其中所述存储装置包括上部及与上部相连通的下部，所述气体通过所述存储装置的下部进入所述存储装置中。