CN106479575A - 用于进料的制备的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于进料的制备的系统和方法，所述进料制备系统包括固体进料磨机，所述固体进料磨机包括具有室的外壳。所述固体进料磨机也包括至少部分地布置在所述室的内部的固体破碎组件。所述固体进料磨机还包括通过所述外壳进入所述室的进料入口和从所述室通过所述外壳的多个进料出口。

Description

用于进料的制备的系统和方法
技术领域
本发明所公开的主题涉及用于制备进料的研磨系统。
背景技术
合成气体或“合成气”是一氧化碳(CO)和氢(H2)以及以更少程度存在的其它成分(如二氧化碳(CO2))的混合物。合成气具有许多用途，如用于发电、蒸汽生成、热生成、天然气代用品(SNG)生产以及化学合成。可以使用气化过程产生合成气，其使用固体、液体和/或气体含碳燃料源(如煤、焦炭、油和/或生物质量)与氧(O2)反应以在气化器中产生合成气。尽管某些含碳燃料可以直接提供给气化器，但是固体含碳燃料源常常作为燃料浆提供气化器，其中固体燃料分散在诸如水的液体内。可以使用液体以便于固体燃料流动到气化器中以及便于固体燃料分散在气化器内，从而例如增加气化效率。不幸的是，与其它更浓缩的燃料源(如液体、固体或气体进料)相比，液体存在于浆中可能减小每单位重量的进料产生的合成气的能量含量。因此，期望获得高固体浓度并且与机组设备的操作范围兼容。
发明内容
下面总结在范围上与原始权利要求的主题一致的某些实施例。这些实施例不旨在限制权利要求的主题的范围，而是这些实施例仅仅旨在提供本发明的可能形式的简要总结。实际上，本发明可以涵盖可以类似于或不同于下面所述的实施例的各种形式。
在第一实施例中，一种系统包括可以包括具有室的外壳的固体进料磨机。所述固体进料磨机也可以包括至少部分地布置在所述室的内部的固体破碎组件。另外，所述固体进料磨机可以包括通过所述外壳进入所述室的进料入口。所述固体进料磨机还可以包括从所述室通过所述外壳的多个进料出口。
在第二实施例中，一种系统包括固体进料磨机，所述固体进料磨机包括具有室的外壳。所述固体进料磨机也可以包括固体破碎组件，所述固体破碎组件可以包括布置在所述室的内部的多个球，联接到延伸到所述室中的杆的驱动器，和联接到所述杆的多个径向结构。另外，所述固体进料磨机可以包括通过所述外壳进入所述室的进料入口和从所述室通过所述外壳的多个进料出口。所述多个进料出口可以为非圆形。
在第三实施例中，一种方法可以包括通过进料入口将进料接收到固体进料磨机的外壳的室中。所述方法也可以包括用至少部分地布置在所述室的内部的固体破碎组件破碎进料。此外，所述方法可以包括从所述室通过所述外壳中的多个进料出口输出进料。
附图说明
当参考附图阅读以下详细描述时，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，在附图中相似的附图标记始终表示相似的部分，其中：
图1是用于产生具有期望固体浓度的进料的系统的实施例的框图；
图2是包括控制器的用于产生具有期望固体浓度的进料的系统的实施例的框图；
图3是具有用于输出进料的输出部分的磨机的实施例的横截面图；
图4是具有圆形输出部分的磨机的实施例的部分侧视图，所述圆形输出部分具有用于输出进料的多个进料出口；
图5是具有矩形输出部分的磨机的实施例的部分侧视图，所述矩形输出部分具有用于输出进料的多个进料出口；
图6是具有输出部分的磨机的实施例的部分侧视图，所述输出部分具有沿着围绕磨机的轴向轴线的多个位置布置的多个矩形进料出口；
图7是具有输出部分的磨机的实施例的部分侧视图，所述输出部分具有沿着围绕磨机的轴向轴线的多个位置布置的多个卵形进料出口；以及
图8是具有多个进料出口的磨机的排出部分的实施例的俯视平面图。
具体实施方式
下面将描述本发明的一个或多个具体实施例。为了试图提供这些实施例的简洁描述，可能未在说明书中描述实际实现方式的所有特征。应当领会在任何这样的实际实现方式的开发中，与任何工程或设计项目中一样，必须进行许多实现方式特定的决策以实现开发者的特定目标，例如遵从可能在不同实现方式之间不同的系统相关或商业相关约束。而且，应当领会这样的开发工作可能是复杂和耗时的，但是仍然是本领域的普通技术人员利用本发明能够在设计、生产和制造方面承担的常规工作。
在介绍本发明的各实施例的元件时，冠词“一”、“该”和“所述”旨在表示有一个或多个元件。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在是包括性的并且表示除了列出的元件以外可以有附加元件。
相比于诸如烟煤或无烟煤的其它煤，低阶煤的气化由于其减小的成本和相对可获得性而受到关注。然而，低阶煤可能包含30％(重量)或更高的水，由于更低的能量含量使加工和气化低效。例如，在气化期间，低阶煤内的过量水可以被去除(例如，蒸发)，其消耗能量并且减小效率。低阶煤可以包括、但不限于亚烟煤、褐煤或它们的组合。为了改善煤浆(例如低阶煤浆)的气化效率，浆中的煤的更高浓度可能是期望的。然而，浓缩浆可能粘性高，其可能难以从磨机排出和从磨机输送到其它部件(如罐、混合器等)，并且可能导致输送粘浆的各种部件(如管道、泵等)的磨损。
因此，本实施例提供用于制备具有期望浓度的固体燃料(如煤或石油焦炭(石油焦))用于气化的进料(例如，浆)的系统和方法。在某些实施例中，系统可以配置成使用煤的细颗粒制备浓缩煤进料。例如，系统可以混合具有第一粒度分布的第一进料(如粗进料或中间尺寸的进料)和具有第二粒度分布的第二进料(如细进料)。例如，在一些实施例中，相对于进料颗粒的基线尺寸(B)，中间尺寸的颗粒(I)可以等于I/B＝0.5到1.5，细颗粒(F)可以等于F/B＝0.01到0.5，并且粗颗粒(C)可以等于C/B＝1.5到5。在一些实施例中，粗颗粒可以比中间尺寸的颗粒和/或细颗粒大大约1.5、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多倍，而细颗粒可以是中间尺寸的颗粒的大约0.05、0.1、0.2、0.3、0.4或0.5。相比于仅仅使用第一进料产生的进料，通过混合第一进料和第二、细进料，由此产生的进料可以具有粘度更低的更高浓度的固体燃料。因此，系统可以通过提供具有在预定阈值下的粘度的浓缩进料改善气化效率并且减小系统的各种部件上的磨损。
另外，本实施例提供一种包括磨机(如固体进料磨机或磨碎机)的系统，所述磨机包括用于排出进料的多个出口。用于排出进料的横截面面积在包括多个出口的磨机中相比于包括单个出口的磨机可以更大。增加的横截面面积可以允许更大体积的进料从磨机排出，并且特别地，可以允许高粘性进料的更快排出速度。此外，多个出口可以增加系统的通用性。例如，从多个出口的每个出口排出的第一进料可以被引导到系统的不同部件。因而，来自磨机的进料可以输送到多个混合器(例如，以便与不同浓度的附加进料、添加剂、水等混合)、多个罐、多个气化器或它们的任何组合。
现在参考图，图1示出包括配置成输出多个进料流的磨机12的系统10的实施例的图示。具体地，系统包括第一进料制备系统14，其可以将第一进料16提供给磨机12。应当领会第一进料制备系统14可以接收至少固体进料以产生第一进料16。也就是说，当在本说明书中使用时，术语进料可以指的是仅仅包括固体的干进料或包括固体和液体的湿进料(例如，浆)。在系统10是气化系统的实施例中，第一进料制备系统14可以接收固体燃料，所述固体燃料可以包括各种含碳燃料，如煤、生物质量、石油焦炭、任何其它含碳燃料或它们的组合。在一些实施例中，固体燃料可以是亚烟煤(低阶煤)，其包含一定量的固有液体(例如，水)。然而，应当领会系统10可以适合于包括磨机的其它系统，例如、但不限于食品生产系统(例如，巧克力生产系统)，化学加工系统，金属加工系统，或矿物加工系统。因此，第一进料制备系统14可以接收任何合适的固体进料，例如、但不限于可可豆、化学品、金属或矿物。另外，第一进料制备系统14可以包括压碎机、研磨机、磨机、混合器和/或任何其它合适的单元以生成第一进料16。
一旦已制备第一进料，第一进料16可以输送到磨机12。磨机12可以是磨碎机、胶体磨机、球磨机、球和管磨机或任何其它合适的磨机。磨机12可以将(例如，研磨、粉碎等)第一进料16破碎成细颗粒以产生细进料18。特别地，第一进料16可以具有第一粒度，并且细进料18可以具有小于第一粒度的第二粒度。例如，细进料18中的固体进料可以具有比第一进料16中的固体进料的平均粒度小10％到500％之间的平均粒度。在某些实施例中，细进料18可以具有平均粒度比第一进料16中的固体进料的颗粒小20％到400％之间、30％到300％之间、40％到200％之间和/或50％到100％之间的固体进料的细颗粒。在一些实施例中，细进料18可以具有平均粒度是第一进料16中的固体进料的平均粒度的0.01到0.9、0.05到0.8、0.1到0.7、0.2到0.6或0.3到0.5的固体进料的细颗粒。
磨机12包括用于细进料18的至少两个出口。例如，在所示的实施例中，磨机12包括第一出口20、第二出口22和第三出口24。然而，应当领会磨机12可以包括出口的任何合适数量(例如，2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多)。出口20、22和24可以增加系统10的通用性。特别地，出口20、22和24可以能够将细进料18输送到系统10的不同部件，如混合器、罐(例如，储存罐、保持罐、缓冲罐等)、气化器、磨机、进料制备系统或它们的任何组合。另外，来自每个出口20、22和24的细进料18可以输送到不同类型的部件或相同类型的部件。在一些实施例中，来自每个出口20、22和24的细进料18可以用于相同或不同目的。
在某些实施例中，系统10可以包括在磨机12的下游的多个混合器，如第一混合器26、第二混合器28和第三混合器30。例如，来自第一出口20的细进料18可以输送到第一混合器26，来自第二出口22的细进料18可以输送到第二混合器28，并且来自第三出口24的细进料18可以输送到第三混合器30。应当领会出口20、22和24的每一个可以联接到用于输送细进料18的相应管路(例如，管道)。另外，每个管路可以包括一个或多个阀、计量装置和/或一个或多个泵以提供相应管路中的细进料18的流动的独立测量或控制。
通过将细进料18提供给混合器26、28和30，细进料18可以与一种或多种材料混合以产生具有不同组分的进料(例如，进料的不同百分比，水的不同百分比，添加剂的不同百分比，进料颗粒的粒度的不同分布，不同固体浓度，不同粘度，或它们的组合)。例如，第一混合器26可以输出具有第一组分的第一混合进料，并且第二混合器28可以输出具有第二组分的第二混合进料，并且第一和第二组分可以在进料的百分比、水的百分比、添加剂的百分比、进料颗粒的粒度的分布、固体浓度、粘度或它们的组合上不同。在一些实施例中，第一混合器26中的细进料18可以与一种或多种材料(例如，液体，如水)混合以减小细进料18中的固体进料的浓度。第二混合器28中的细进料18可以与一种或多种材料(例如，粒度相等、更大或更小的附加固体)混合以增加细进料18中的固体进料的浓度。另外，第三混合器30中的细进料18可以与一种或多种材料混合以调节细进料18的粘度和/或细进料18中的固体进料的浓度。提供给混合器26、28和30的每一个的一种或多种材料可以是相同类型或不同类型的材料。另外，提供给混合器26、28和30的每一个的一种或多种材料的量可以相同或不同。如将在图2中所述，将材料输送到混合器26、28和30可以由控制器控制。
在一些实施例中，混合器26、28和30中的一个或多个可以接收粗进料32。在某些实施例中，第二进料制备系统34可以接收固体进料(例如，燃料，如煤、生物质、石油焦炭、任何其它含碳燃料或它们的组合)以产生粗进料32。粗进料32可以包括与细进料18相同类型的固体进料或不同类型的固体进料。第二进料制备系统34可以包括压碎机、研磨机、磨机或任何其它合适的部件以生成粗进料32。粗进料32可以具有比细进料18中的固体进料的平均粒度大20％到1000％之间的平均粒度。在某些实施例中，粗进料32可以具有平均粒度比细进料18中的固体进料的颗粒大30％到900％之间、40％到700％之间、50％到500％之间和/或100％到300％之间的固体进料的颗粒。在一些实施例中，粗进料32可以具有平均粒度比细进料18中的固体进料的颗粒大至少0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、1、2、3、4或5倍的固体进料的颗粒。相比于细进料18，通过混合细进料18和粗进料32，由此产生的、混合的进料中的固体进料的浓度可以增加，同时保持由此产生的、混合的进料的粘度低于预定阈值。
另外，混合器26、28和30中的一个或多个可以接收中间尺寸的进料36。中间尺寸的进料36可以由第三进料制备系统38产生。第三进料制备系统38可以包括压碎机、研磨机、磨机或任何其它合适的部件以从固体进料(例如，燃料，如煤、生物质量、石油焦炭、任何其它含碳燃料或它们的组合)产生中间尺寸的进料36。中间尺寸的进料36可以包括与细进料18相同类型的固体进料或不同类型的固体进料。中间尺寸的进料36可以具有大于细进料18的平均粒度并且小于粗进料32的平均粒度的平均粒度。例如，中间尺寸的进料36可以具有平均粒度比细进料18中的固体进料的颗粒大至少0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、1、2、3、4或5倍、并且是粗进料32中的固体进料的平均粒度的0.01到0.9、0.05到0.8、0.1到0.7、0.2到0.6或0.3到0.5的固体进料的颗粒。相比于细进料18，通过混合细进料18和中间尺寸的进料36，由此产生的、混合的进料中的固体进料的浓度可以增加，同时保持由此产生的、混合的进料的粘度低于预定阈值。
此外，在某些实施例中，混合器26、28和30中的一个或多个可以接收进料40(例如，从进料供给、进料制备系统等)、水42(例如，从水的供给、水罐等)、和/或添加剂44(例如，从添加剂的供给、添加剂罐等)。例如，进料40可以是固体、液体和/或气体含碳燃料源，如煤、石油焦炭、油和/或生物质量。将进料40加入到细进料18可以增加由此产生的、混合的进料中的固体进料的浓度。水42可以包括淡水、盐水、循环水、任何其它液体或它们的组合。作为例子，循环水可以包括、但不限于灰水、采出水、锅炉给水或任何其它合适的循环水源。另外，添加剂44可以包括减摩剂、自由水剂、悬浮剂、相转移剂和/或粘度调节剂。例如，添加剂44可以包括聚合物，例如、但不限于多糖(polysaccharides)(例如，黄多糖胶(xanthumgum)，纤维素(cellulose)，和它们的衍生物)，聚丙烯酰胺(polyacrylamides)，聚丙烯酸酯(polyacrylates)，多硫酸(polysulfuric acids)，木质素磺酸盐(lignosulfonates)，或它们的任何组合。将水42和/或添加剂44加入到细进料18可以减小由此产生的、混合的进料中的固体进料的浓度。
在细进料18在混合器26、28和30中与一种或多种期望材料混合之后，来自混合器26、28和30的每一个的混合进料46可以输送到一个或多个下游系统48。如上所述，取决于在每个混合器26、28和30中与细进料18混合的一种或多种材料，来自混合器26、28和30的混合进料46可以相同或不同。一个或多个下游系统48可以包括一个或多个罐(例如，储存罐、保持罐、缓冲罐等)，一个或多个混合器、一个或多个气化器、一个或多个反应器、一个或多个燃烧系统、或任何其它合适的部件。应当领会混合进料46可以输送到相同或不同下游系统48。例如，在一些实施例中，每个混合进料46可以输送到不同气化器、反应器或燃烧系统。
图2示出包括磨机12和控制器82(例如，电子控制器)的系统80的框图，所述控制器配置成控制从磨机12排出的进料的混合。如图所示，系统80可以包括第一进料制备系统84，其配置成接收固体进料86并且破碎(例如，压碎、研磨、粉碎等)固体进料86以产生第一进料88。固体进料86可以包括固体燃料，如煤、生物质、石油焦炭、任何其它含碳燃料或它们的组合。第一进料制备系统84可以包括压碎机、研磨机、粉碎机、磨机或用于产生固体进料86的更小颗粒的任何其它合适的部件以生成第一进料88。例如，在某些实施例中，第一进料88中的固体进料86的颗粒可以比固体进料86的颗粒小大约10％到25％之间。在一些实施例中，第一进料88中的固体进料86的平均粒度可以是固体进料86的平均粒度的大约0.5到0.99、0.6到0.95或0.75到0.9。
第一进料88的第一部分可以输送到第二进料制备系统90。第二进料制备系统90可以包括压碎机、研磨机、粉碎机、磨机或用于产生第一进料88的更小颗粒的任何其它合适的部件以生成第二进料92。例如，在某些实施例中，第一进料制备系统84可以是配置成将粗颗粒压碎成中间颗粒的初级压碎机，并且第二进料制备系统90可以是配置成将中间颗粒压碎成细颗粒的次级压碎机。在某些实施例中，第二进料92中的固体进料86的颗粒可以比第一进料88中的固体进料86的颗粒小大约10％到100％之间、20％到75％之间或30％到50％之间。在一些实施例中，第二进料92中的固体进料86的平均粒度可以是第一进料88中的固体进料86的平均粒度的大约0.01到0.9、0.05到0.8、0.1到0.7、0.2到0.6或0.3到0.5。
另外，第一进料88的第二部分可以输送到第三进料制备系统94。第三进料制备系统94可以包括压碎机、研磨机、粉碎机、磨机或用于产生第一进料88的更小颗粒的任何其它合适的部件以生成第三进料96。在一些实施例中，第三进料96中的固体进料86的颗粒可以比第一进料88中的固体进料86的颗粒小大约10％到200％之间、20％到150％之间、30％到100％或50％到75％之间。在一些实施例中，第三进料96中的固体进料86的平均粒度可以是第一进料88中的固体进料的平均粒度的大约0.01到0.9、0.05到0.8、0.1到0.7、0.2到0.6或0.3到0.5。
在一些实施例中，第三进料制备系统94可以接收一种或多种附加材料以生成具有期望浓度、粘度或组分的第三进料96。例如，第三进料制备系统94也可以接收附加固体进料86(例如，具有相等、更大或更小粒度的颗粒的固体进料)以增加第三进料96中的固体进料86的浓度。另外，第三进料制备系统94可以接收水100(例如，淡水、盐水、循环水和/或任何其它液体)和/或一种或多种添加剂102(例如，减摩剂、自由水剂、悬浮剂、相转移剂和/或粘度调节剂)以调节第三进料96的性质。在某些实施例中，第三进料制备系统94也可以包括一个或多个搅拌特征，例如、但不限于叶轮、超声系统(例如，配置成生成搅拌颗粒的超声波的超声发生器)等，从而将第一进料88的第二部分与固体进料86、水100和/或添加剂102混合以生成第三进料96。第三进料96可以输送到罐104，如储存罐、保持罐、进给罐、缓冲罐等。在某些实施例中，罐104可以包括一个或多个搅拌机构，如叶片泵、混合器和/或掺和器，从而保持第三进料96的均匀混合。
如上所述，第三进料96可以至少是第一进料88和固体进料86的混合物。因此，相比于第一进料88，第三进料96可以具有固体进料86的更高浓度(例如，来自固体进料86的颗粒的更高浓度)。例如，在某些实施例中，第三进料96中的固体进料86的浓度可以比第一进料88中的固体进料86的浓度高大约5％到40％之间、10％到30％之间或15％到20％之间。由于固体进料86的更高浓度，第三进料96可以具有比第一进料88的粘度高的粘度。例如，第三进料96的粘度可以比第一进料88的粘度高大约50％到500％之间、大约100％到400％之间或200％到300％之间。
另外，第三进料96可以从罐104输送到磨机12。如上面在图1中所述，磨机12可以是磨碎机、胶体磨机、球磨机、球和管磨机或任何其它合适的磨机。磨机12可以配置成破碎(例如，压碎、研磨、粉碎等)第三进料96中的颗粒以生成第四进料106。例如，在某些实施例中，第四进料106中的固体进料86的颗粒可以比第三进料96中的固体进料86的颗粒小大约10％到500％之间。在一些实施例中，第四进料106中的固体进料86的颗粒可以比第三进料96中的固体进料86的颗粒小大约20％到250％之间、30％到100％之间或50％到75％之间。在一些实施例中，第四进料106中的固体进料86的平均粒度可以是第三进料96中的固体进料86的平均粒度的大约0.01到0.9、0.05到0.8、0.1到0.7、0.2到0.6或0.3到0.5。然而，由于磨机12可以不接收附加固体进料86，因此第四进料106可以具有与第三进料96大约(例如，在1％、2％、3％、4％或5％内)相同的浓度和粘度。
为了调节第四进料106的浓度、粘度和/或组分，第四进料106可以输送到多个混合器。例如，第四进料106的第一部分可以从磨机12的第一输出20排出并且输送到第一混合器26，第四进料106的第二部分可以从磨机12的第二输出22排出并且输送到第二混合器28，并且第四进料106的第三部分可以从磨机12的第三输出24排出并且输送到第三混合器30。混合器26、28和30可以配置成混合第四进料106和一种或多种材料，如第二进料92、附加固体进料86、水100、一种或多种添加剂102和/或任何其它合适的材料，如来自碾磨单元(例如，磨机、压碎机、研磨机等)、混合器、罐等的另一进料(例如，中间进料、具有不同粒度的固体颗粒的混合进料)。第一混合器26可以生成第一混合进料108，第二混合器28可以生成第二混合进料110，并且第三混合器30可以生成第三混合进料112。在某些实施例中，第一混合进料108、第二混合进料110和第三混合进料112中的两种或更多种可以具有相同浓度、粘度和/或组分。在其它实施例中，第一混合进料108、第二混合进料110和第三混合进料112中的两种或更多种可以具有不同浓度、粘度和/或组分。
另外，第一混合进料108、第二混合进料110和第三混合进料112可以输送到系统80的任何合适的部件。在一些实施例中，第一混合进料108、第二混合进料110和第三混合进料112中的两种或更多种可以输送到系统80的一个或多个相同部件。在其它实施例中，第一混合进料108、第二混合进料110和第三混合进料112中的两种或更多种可以输送到系统80的不同部件。在某些实施例中，在第一混合进料108、第二混合进料110和/或第三混合进料112输送到系统80的另一部件之前，第一混合进料108、第二混合进料110和/或第三混合进料112可以输送到一个或多个罐(例如，储存罐、保持罐、缓冲罐等)。例如，如图所示，第一混合进料108可以输送到第一罐114，第二混合进料110可以输送到第二罐116，并且第三混合进料112可以输送到第三罐118。罐114、116和/或118可以包括搅拌机构，例如、但不限于叶片泵、混合器或掺和器，从而相应地保持第一混合进料108、第二混合进料110或第三混合进料112的均匀混合物。另外，罐114、116和/或118可以用于将第一混合进料108、第二混合进料110或第三混合进料112相应地保持在期望温度和压力。
在一些实施例中，第一混合进料108、第二混合进料110和/或第三混合进料112可以从相应的罐114、116和/或118输送到一个或多个气化器。例如，第一混合进料108可以从第一罐114引导到第一气化器120，第二混合进料110可以从第二罐116引导到第二气化器122，并且第三混合进料112可以从第三罐118引导到第三气化器124。应当注意气化器120、122和/或124可以是一个或多个整体气化联合循环(IGCC)发电机组或使用或产生合成气的任何其它各种机组的一部分。气化器120、122和124使混合进料108、110和112相应地受到气化条件以产生合成气。特别地，由于受到这些条件，混合进料108、110和112中的固体进料86(例如，固体燃料)与氧(O2)和水(H2O)反应以生成合成气。一般地，产生的合成气的量或其产生的效率尤其由气化器的尺寸以及进入气化器的固体进料86的量限制。因此，混合进料108、110或112中的固体进料86的更高浓度意味着混合进料108、110或112的更高能量含量，导致产生合成气中的增加气化效率。
在一些实施例中，第一混合进料108、第二混合进料110和/或第三混合进料112可以输送到系统80的一个或多个下游系统126。一个或多个下游系统126可以包括任何合适的部件，如罐、混合器、进料制备系统、水的供给、添加剂的供给、气化器、燃烧系统等。此外，在某些实施例中，第一混合进料108、第二混合进料110或第三混合进料112可以从第一混合器26、第二混合器28或第三混合器30相应地直接输送到第一气化器120、第二气化器122、第三气化器124或一个或多个下游系统126。也就是说，在一些实施例中，可以没有混合器26、28和/或30和气化器120、122和/或124之间或混合器26、28和/或30和一个或多个下游系统126之间的罐。
在一些实施例中，一个或多个下游系统126可以联接到磨机12的一个或多个进料出口并且可以接收来自磨机12的第四进料106。也就是说，在一些实施例中，一个或多个下游系统126可以配置成混合第四进料106和一种或多种材料(例如，进料、水、添加剂等)以调节第四进料106的组分。例如，一个或多个下游系统126的第一下游系统可以联接到磨机12的第一出口20并且可以配置成输出具有第一组分的第一混合物(例如，第一混合进料)。另外，一个或多个下游系统126的第二下游系统可以联接到磨机12的第二出口22并且可以配置成输出具有第二组分的第二混合物(例如，第二混合进料)，第二组分在进料的百分比、水的百分比、添加剂的百分比、进料颗粒的粒度的分布、固体浓度、粘度或它们的组合上不同于第一组分。
在其它实施例中，可以有多个罐和/或其它容器以便将第一混合进料108、第二混合进料110和/或第三混合进料112传送到气化器120、122和/或124和/或一个或多个下游系统126。例如，如图所示，系统80可以包括一个或多个中间罐，例如在第一罐114和第一气化器120之间的第一中间罐128，在第二罐116和第二气化器122之间的第二中间罐130，以及在第三罐118和第三气化器124之间的第三中间罐132。应当领会中间罐128、130和132也可以包括搅拌机构并且可以用于将第一混合进料108、第二混合进料110和/或第三混合进料112保持在期望温度和压力。
控制器82可以配置成通过控制遍布系统80的阀、泵或其它流动调节特征控制系统80的部件的操作并且控制第一混合进料108、第二混合进料110或第三混合进料112的浓度、粘度和/或组分。例如，控制器82可以包括一个或多个处理器134和一个或多个存储装置136(例如，有形、非临时、机器可读介质)，所述存储装置存储由一个或多个处理器134可执行以控制本发明中所述的动作的指令。在某些实施例中，一个或多个存储装置136可以存储指令以控制第一混合进料108、第二混合进料110和第三混合进料112的参数。在一些实施例中，一个或多个存储装置136可以存储指令以控制第四进料106从磨机12的输出(例如，输出20、22和24)的输送。
在一些实施例中，控制器82可以操作流动控制装置138以控制不同系统部件之间的量和/或流动。流动控制装置138可以包括阀(例如，电致动阀)、马达、致动器和/或泵。例如，控制器82可以控制流动控制装置138以控制固体进料86、水100和/或添加剂102的量和/或流动到第三进料制备系统94。此外，控制器82可以控制第二进料92、第三进料96、固体进料86、水100和/或添加剂102的量和/或流动到混合器26、28和/或30。另外，控制器82可以控制流动控制装置138以控制第四进料106从磨机12的输出(例如，输出20、22和/或24)的量和/或流动到系统80的一个或多个部件，如混合器26、28和/或30，罐114、116和/或118，中间罐128、130和/或132，气化器120、122和/或124，一个或多个下游系统126，或它们的任何组合。此外，控制器82可以控制流动控制装置138以控制第一混合进料108、第二混合进料110和/或第三混合进料112从第一混合器26、第二混合器28和/或第三混合器30相应地向系统80的一个或多个部件，如罐114、116和/或118，中间罐128、130和/或132，气化器120、122和/或124，一个或多个下游系统126，或它们的任何组合的量和/或流动。应当领会系统80可以包括在遍布系统80的任何合适位置的任何合适数量的流动控制装置118以控制不同量和/或系统80的各种部件之间的流动。
在某些实施例中，系统80也可以包括一个或多个传感器140以生成传感器反馈142。控制器82可以使用传感器反馈142以控制系统80的部件的操作，并且控制第一混合进料108、第二混合进料110和第三混合进料112的浓度、粘度和/或组分。例如，在一些实施例中，控制器82可以使用传感器反馈142以控制流动控制装置138的操作从而控制第一混合进料108、第二混合进料110和第三混合进料112的浓度、粘度和/或组分。传感器140包括流速传感器、压力传感器、温度传感器、振动传感器、速度传感器、接近传感器、材料组分传感器、粘度传感器、气化传感器或任何其它合适的传感器。另外，传感器140可以布置在遍布系统80的任何合适位置周围。例如，一个或多个传感器140可以布置在一个或多个流动控制装置138上或与其成一体。在一些实施例中，一个或多个传感器140可以布置在系统80的管上或内(例如，接近一个或多个流动控制装置138)。在某些实施例中，一个或多个传感器140可以布置在系统80的各种部件(如磨机12，混合器26、28和/或30，第一进料制备系统84，第二进料制备系统90，第三进料制备系统94，罐104，气化器120、122和/或124，其它下游系统126，或系统80的任何其它部件)上、内和/或附近。
现在参考图3，显示制备细进料18的磨机12的实施例。在以下论述中，可以参考各种方向或轴线，如沿着磨机12的纵轴线162的轴向方向160，远离轴线162的径向方向164，和围绕轴线162的圆周方向166。在所示的实施例中，磨机12包括外壳168(例如，圆柱形外壁)和布置在外壳168中的室170。外壳168包括可以接收来自进给管线174(例如，管路、管、泵等)的进料(例如，第一进料16、第四进料96等)的至少一个进料入口172。尽管在外壳168的底部示出进料入口174，但是应当注意进料入口174可以位于围绕外壳168的任何合适位置。例如，在其它实施例中，进料入口174可以位于外壳168的顶部或外壳168的顶部和底部之间的中间点。此外，尽管仅仅示出一个进料入口174，但是应当注意在其它实施例中，磨机12可以包括2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多个进料入口174，其可以布置在围绕外壳168的相同或不同轴向和/或圆周位置周围。
磨机12包括至少部分地布置在室170内的固体破碎组件175，其配置成破碎(例如，压碎、粉碎、研磨等)进料的固体颗粒。在一些实施例中，固体破碎组件175可以包括在轴向方向160上延伸通过室170的轴176(例如，杆)。固体破碎组件175也可以包括联接到轴176的马达178(例如，驱动器)，其可以导致轴176围绕轴线162在圆周方向166上旋转。在某些实施例中，固体破碎组件175可以包括多个臂180(例如，径向结构、径向杆、叶轮、叶片等)，其联接到轴176并且从其向外延伸。多个臂180可以是任何尺寸、形状和材料。例如，在一些实施例中，多个臂180可以为圆柱形、矩形、三角形、非对称和/或无定形。此外，在一些实施例中，尺寸、形状和/或材料可以在多个臂180中的一个或多个臂之间变化。多个臂180可以至少部分地在径向方向164上从轴176延伸。在一些实施例中，固体破碎组件175也可以包括布置在室170中的多个球182。多个球182可以是任何合适的尺寸、形状和材料。例如，在一些实施例中，多个球182可以为球形、卵形、多边形、非对称和/或无定形。此外，在一些实施例中，尺寸、形状和/或材料可以相同或在多个球182中的一个或多个(或所有)球之间变化。例如，多个球182中的球的多个尺寸可以帮助填充室170内的空间并且可以提供运动的随机性和粉碎。
在操作中，马达178可以旋转具有多个臂180的轴176。旋转多个臂180可以接触(例如，撞击)多个球182以将动能传递到多个球182。该动能可以将多个球182设置成运动(例如，随机运动)，并且多个球182可以彼此撞击、撞击外壳168的内壁184和布置在室170中的进料以破碎(例如，研磨、粉碎、压碎等)进料的固体颗粒。磨机12也包括通过外壳168的至少两个进料出口184，其可以输出压碎的进料。如上所述，磨机12可以包括进料出口184的任何合适数量(例如，2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多)。进料出口184均可以布置在围绕外壳168的任何合适位置周围，例如外壳168的顶部，外壳168的底部，或外壳168的顶部和底部之间的任何中间位置。此外，进料出口184可以是轴向出口、径向出口或它们的组合。另外，进料出口184可以是任何合适的形状，如矩形、方形、圆形、卵形、非圆形、三角形、无定形等，并且形状可以在进料出口184之间变化。在某些实施例中，可能期望具有矩形或方形进料出口184而不是圆形出口184以增加通过其排出进料的面积，这可以便于排出高粘性进料。此外，进料出口184可以是任何合适的尺寸(例如，横截面面积)，并且进料出口184中的一个或多个可以是相同尺寸或不同尺寸。在一些实施例中，进料出口184可以包括挡板以调节进料出口184的开口的尺寸。另外，进料出口184可以布置成直接彼此相邻、彼此间隔开或它们的组合。此外，进料出口184可以轴向地布置或竖直地堆叠、圆周地布置或间隔或它们的组合。另外，进料出口184可以围绕外壳168的轴线(例如，纵轴线162)对称地或非对称地布置。
如上所述，通过提供用于磨机12的两个或更多个进料出口184，从磨机12排出的进料可以输送到一个以上下游部件，这增加具有磨机12的系统的通用性。为了便于将进料输送到不同下游部件，在某些实施例中，每个进料出口184可以联接到不同管路186(例如，管)并且每个进料出口184可以将压碎的进料输出到相应管路186。例如，在所示的实施例中，磨机12包括将压碎的进料输出到第一管路190的第一出口188和将压碎的进料输出到第二管路194的第二出口192。第一管路190可以将进料输送到第一下游部件(例如，第一混合器26或任何其它合适的部件)，并且第二管路192可以将进料输送到不同于第一下游部件的第二下游部件(例如，第二混合器28或任何其它合适的部件)。
在一些实施例中，磨机12可以包括滤网196(例如，筛网、屏障等)以阻止或防止多个球182经由进料出口184离开外壳168。例如，滤网196可以包括尺寸确定成便于进料通过滤网196并且阻止或防止多个球182通过的开口。在某些实施例中，滤网196可以布置在多个旋转臂180和进料出口184之间。
在某些实施例中，进料出口184可以布置在外壳168的盖部分198中。盖部分198可以围绕外壳168的顶部布置，如图所示，或者布置在外壳168的底部。盖部分198可以经由一个或多个紧固件202(如螺栓、螺钉等)固定到外壳168的主体部分200。盖部分198可以包括围绕轴176进入盖部分198处的轴176的一部分的密封件204(例如，垫圈、压盖、橡胶等)。密封件204可以允许在磨机排出压力条件下的轴176的旋转，同时减小、最小化或阻止轴176进入盖部分198处的进料的排出。尽管盖部分198的所示实施例为圆顶形(例如，圆形、凹形或半球形)，但是盖部分198可以是任何合适的形状。例如，在其它实施例中，盖部分198可以为矩形(例如，盖部分198的顶部分可以是平坦的)。此外，应当注意在一些实施例中，磨机12可以不包括盖部分198，并且进料出口194可以布置在外壳168的任何合适的轴向和圆周位置周围。在一些实施例中，盖部分198可以被改装以适应仅仅具有一个进料出口的现有磨机。例如，磨机的仅仅具有一个进料出口的排出部分可以被去除，并且盖部分198可以代替排出部分被改装以适应磨机。
此外，在一些实施例中，磨机12可以包括一个或多个旋转臂206以便于通过进料出口184排出进料。一个或多个旋转臂206可以布置在盖部分198(如果有的话)中，或布置在邻近进料出口184的磨机12的另一排出区域中。如上所述，进料(例如，第一进料16、第四进料96等)可以包括固体颗粒(例如，固体进料)的高浓度，原因是浓缩进料可以理想地增加气化效率。然而，进料中的固体颗粒的高浓度可以导致进料变为高粘性，这可能难以从磨机12排出。因此，一个或多个旋转臂206可以理想地促进通过进料出口184排出进料以减小、最小化或防止进料积累在磨机12的盖部分198或排出区域中。
如图所示，一个或多个旋转臂206可以联接到轴176并且可以从轴176向外延伸。可以使用旋转臂206的任何合适数量，例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多。另外，一个或多个旋转臂206可以围绕沿着轴线162的一个或多个轴向位置布置。此外，一个或多个旋转臂206可以是任何合适的材料、尺寸和形状(例如，圆柱形、矩形、弯曲、镰刀形等)。更进一步地，材料、尺寸(例如，长度、直径等)和/或形状可以在一个或多个旋转臂206的臂之间变化。
如图4中所示，进料出口184可以围绕磨机12的外壳168(例如，盖部分198)圆周地布置或间隔。特别地，进料出口184的第一进料出口220、第二进料出口222和第三进料出口224圆周地布置或间隔(即，位置在圆周方向166上变化)。此外，如图所示，第一进料出口220、第二进料出口222和第三进料出口224均为矩形并且以并排布置彼此直接相邻地布置。另外，第一进料出口220、第二进料出口222和第三进料出口224具有相同的横截面面积226。
如上所述，在一些实施例中，盖部分198可以不为圆顶形。例如，图5示出包括大致平坦顶表面240和大致圆柱形侧壁的磨机12的盖部分198的实施例。在某些实施例中，具有平坦顶表面240的盖部分198可以为圆柱形或多边形。此外，如图所示，盖部分198可以包括进料出口184，如相等尺寸的、圆周布置的第一进料出口220、第二进料出口222和第三进料出口224。
图6示出包括进料出口184的盖部分198的实施例，所述进料出口在尺寸上变化并且轴向地和圆周地布置或间隔。例如，进料出口184的第一进料出口250具有第一横截面面积252，进料出口184的第二进料出口254具有第二横截面面积256，并且进料出口184的第三进料出口258具有第三横截面面积260。第一横截面面积252小于第二横截面面积256，并且第二横截面面积256小于第三横截面面积260。另外，进料出口184包括具有第一横截面面积252的第四进料出口262。如图所示，第一、第二、第三和第四进料出口250、254、258和262以并排布置彼此直接相邻地布置。应当注意在其它实施例中，第一、第二、第三和第四进料出口250、254、258和262中的一个或多个可以间隔开。另外，第一、第二、第三和第四进料出口250、254、258和262圆周地布置。盖部分198也包括轴向布置的进料出口184。特别地，进料出口184的第五进料出口264和第六进料出口266相对于彼此圆周地布置、并且相对于第一、第二、第三和第四进料出口250、254、258和262轴向地布置。另外，第七进料出口268与第一、第二、第三、第四、第五和第六进料出口250、254、258、262、264和266轴向地布置。此外，如图所示，第五和第六进料出口264和266与第一、第二、第三和第四进料出口250、254、258和262和第七进料出口268间隔开并且布置在其间。另外，如图所示，第一、第二、第三、第四、第五、第六和第七进料出口250、254、258、262、264、266和268可以以金字塔(例如，金字塔布置)进行布置。
图7示出包括进料出口184的盖部分198的实施例，所述进料出口彼此间隔开、圆周地布置并且轴向地布置。特别地，进料出口184的第一进料出口280、第二进料出口282和第三进料出口284相对于彼此圆周地布置。另外，第四进料出口286和第五进料出口288相对于彼此圆周地布置。第一进料出口280、第二进料出口282和第三进料出口284相对于第四进料出口286和第五进料出口288轴向地布置。另外，如图所示，第一、第二、第三、第四和第五进料出口280、282、284、296和288彼此间隔开。此外，第一、第二、第三、第四和第五进料出口280、282、284、296和288均在形状上为卵形。
图8是磨机12的实施例的平面图，示出可以便于通过进料出口184排出进料的旋转臂206。在所示的实施例中，进料出口184和旋转臂206布置在外壳168的排出部分310中。排出部分310可以定位在外壳168的任何合适的轴向位置周围。例如，排出部分310可以布置在外壳168的主体部分200或外壳168的盖部分198(如果使用的话)中。如图所示，四个弯曲旋转臂206布置在排出部分310中。然而，如上所述，可以使用旋转臂206的任何数量(例如，1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多)并且旋转臂206可以是任何合适的形状，如圆柱形、矩形等。
另外，如图所示，进料出口184可以包括第一进料出口312、第二进料出口314、第三进料出口316和第四进料出口318。第一、第二、第三和第四进料出口312、314、316和318可以彼此间隔开，如图所示，彼此直接相邻地布置，或它们的组合。如图所示，第一、第二、第三和第四进料出口312、314、316和318可以相等地间隔开(例如，围绕磨机12的纵轴线162对称地布置)。在一些实施例中，第一、第二、第三和第四进料出口312、314、316和318之间的间隔可以变化(例如，围绕纵轴线162非对称地布置)。
此外，如上所述，进料出口184的横截面面积可以相同或者可以变化。例如，第一进料出口312具有第一横截面面积320，第二进料出口314具有第二横截面面积322，第三进料出口316具有第三横截面面积324，并且第四进料出口318具有第四横截面面积326。在一些实施例中，第一、第二、第三和第四横截面面积320、322、324和326可以相等，如图所示。在一些实施例中，第一、第二、第三和第四横截面面积320、322、324和326中的两个或更多个可以不同。
另外，如上所述，每个进料出口184可以联接到不同管路186以便于将进料输送到不同下游部件，其中进料可以用于不同目的。例如，第一进料出口312联接到第一管路328，第二进料出口314联接到第二管路330，第三进料出口316联接到第三管路332，并且第四进料出口318联接到第四管路334。如图所示，第一、第二、第三和第四管路328、330、332和334可以是具有圆形出口的锥形管路。在一些实施例中，第一、第二、第三和第四管路328、330、332和334中的一个或多个可以沿着相应管路的长度相对于相应进料出口减小、增加或恒定。此外，第一、第二、第三和第四管路328、330、332和334的出口可以是任何形状，如圆形、非圆形、矩形、方形等。
如上所述，管路186(例如，第一、第二、第三和第四管路328、330、332和334)可以将压碎的进料(例如，第四进料104)输送到一个或多个混合器(例如，第一混合器26、第二混合器28和第三混合器30)，其中进料可以与其它材料混合以调节进料的浓度、粘度和/或组分，所述其它材料例如是一种或多种类型的进料(例如，粗进料32、中间尺寸的进料36、进料40、固体进料86、第一进料88、第二进料92、第三进料96等)，水(例如，水42、水100等)，一种或多种类型的添加剂(例如，添加剂44、添加剂102等)。另外，管路186可以将压碎的进料输送到一个或多个下游系统(例如，下游系统48、其它下游系统126等)或一个或多个气化器(例如，第一气化器120、第二气化器122、第三气化器124等)，其中可以使用进料(例如，用于气化目的)。此外，在进料输送到另一部件之前管路186可以将压碎的进料输送到用于储存或保持的一个或多个罐(例如，罐104、第一罐114、第二罐116、第三罐118、第一中间罐128、第二中间罐130、第三中间罐132等)。另外，管路186可以将压碎的进料输送到一个或多个进料制备系统(例如，第一进料制备系统14、第二进料制备系统34、第三进料制备系统38、第一进料制备系统84、第二进料制备系统90、第三进料制备系统94等)以便进一步破碎进料中的固体颗粒和/或与其它材料混合。
此外，如上所述，管路186中的两个或更多个可以将压碎的进料输送到不同部件。作为例子，第一管路328可以将进料输送到混合器，第二管路330可以将进料输送到气化器，第三管路332可以将进料输送到下游系统，并且第四管路334可以将进料输送到罐。然而，应当注意以上部件的任何组合是可能的。
本发明各·实施例的技术效果尤其包括能够增加在气化系统中使用的燃料浆的固体浓度，减小粘度，并且修改浆的其它流变性质。特别地，相比于具有单一粒度的颗粒的进料，混合不同粒度的颗粒以获得混合进料中的颗粒的更大(例如，更宽)的粒度分布可以增加混合进料中的固体的浓度。实际上，用于生成燃料浆的新进料制备系统的使用可以允许增加气化器中用于部分氧化的浆中可用的碳和氧的量。因此，典型地仅仅生成低固体浓度的低阶煤和其它固体燃料也可以用于生成浓缩燃料浆。此外，本发明各实施例的技术效果尤其包括能够将来自磨机的进料输送到多个不同的下游部件。实际上，具有两个或更多个进料出口的新磨机的使用可以通过使进料能够从磨机的输出直接输送到进料可以用于不同目的的系统的不同下游部件增加具有磨机的系统的通用性。另外，磨机的多个出口可以尺寸确定成并且围绕磨机定位成便于从磨机排出粘性进料。
本说明书使用例子来公开包括最佳模式的本发明，并且也使本领域的任何技术人员能够实施本发明，包括制造和使用任何装置或系统并且执行任何包含的方法。本发明的专利保护范围由权利要求限定，并且可以包括本领域的技术人员想到的其它例子。这样的其它例子旨在属于权利要求的范围内，只要它们具有与权利要求的文字语言没有区别的结构元件，或者只要它们包括与权利要求的文字语言无实质区别的等效结构元件。

Claims (20)

1.一种系统，其包括：
固体进料磨机，所述固体进料机包括：
具有室的外壳；
至少部分地布置在所述室的内部的固体破碎组件；
通过所述外壳进入所述室的进料入口；以及
从所述室通过所述外壳的多个进料出口。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其包括联接到所述多个进料出口的第一进料出口的第一气化器。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，其包括联接到所述多个进料出口的第二进料出口的第二气化器。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个进料出口包括至少一个非圆形出口。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个进料出口包括至少一个矩形出口。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个进料出口包括至少一个卵形出口。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个进料出口围绕所述外壳的轴线对称地布置。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个进料出口围绕所述外壳的轴线非对称地布置。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个进料出口彼此间隔开，或彼此相邻地定位，或它们的组合。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个进料出口包括多个轴向布置的出口，多个圆周布置的出口，或它们的组合。
11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个进料出口包括至少一个轴向出口、至少一个径向出口、或它们的组合。
12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个进料出口的第一和第二出口包括相等的横截面面积。
13.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个进料出口的第一和第二出口包括不同的横截面面积。
14.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述固体破碎组件包括联接到杆的多个径向结构、和联接到所述杆的驱动器。
15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述固体破碎组件包括布置在所述外壳的室的内部的多个球。
16.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其包括联接到所述多个进料出口的第一出口的第一混合器、和联接到所述多个进料出口的第二出口的第二混合器，其中所述第一混合器配置成输出具有第一组分的第一混合物，其中所述第二混合器配置成输出具有第二组分的第二混合物，其中所述第一和第二组分在进料的百分比、水的百分比、添加剂的百分比、进料的粒度的分布、或它们的组合上不同。
17.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一或第二混合器中的至少一个联接到进料制备系统、进料的供给、水的供给、添加剂的供给或它们的组合。
18.一种系统，其包括：
固体进料磨机，所述固体进料磨机包括：
具有室的外壳；
固体破碎组件，所述固体破碎组件包括布置在所述室的内部的多个球，联接到延伸到所述室中的杆的驱动器，和联接到所述杆的多个径向结构；
通过所述外壳进入所述室的进料入口；以及
从所述室通过所述外壳的多个进料出口，其中所述多个进料出口为非圆形。
19.根据权利要求18所述的系统，其特征在于，其包括联接到所述多个进料出口的第一出口的第一下游系统和联接到所述多个进料出口的第二出口的第二下游系统，其中所述第一下游系统配置成输出具有第一组分的第一混合物，其中所述第二下游系统配置成输出具有第二组分的第二混合物，其中所述第一和第二组分在进料的百分比、水的百分比、添加剂的百分比、进料的粒度的分布、或它们的组合上不同。
20.一种方法，其包括：
通过进料入口将进料接收到固体进料磨机的外壳的室中；
用至少部分地布置在所述室的内部的固体破碎组件破碎进料；以及
从所述室通过所述外壳中的多个进料出口输出进料。
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