專利名稱：用于對(duì)氣化進(jìn)料進(jìn)行干混合的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文公開(kāi)的主題涉及用于對(duì)氣化系統(tǒng)提供經(jīng)良好混合的干燃料進(jìn)料的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
合成氣體或合成氣是可從含碳燃料中產(chǎn)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?xì)鉁u輪中)能源，或者可用作用于生產(chǎn)其它有用的化學(xué)品(例如，甲醇、甲醛、乙酸)的原材料源。合成氣由氣化系統(tǒng)大規(guī)模地生產(chǎn)，氣化系統(tǒng)包括使含碳燃料(諸如煤)和其它反應(yīng)劑經(jīng)受某些條件以產(chǎn)生未處理的或原始的合成氣的氣化反應(yīng)器或氣化器。為了提高氣化反應(yīng)的效率，氣化器內(nèi)的煤與水的化學(xué)計(jì)量比典型地保持在期望范圍內(nèi)?？赡軙?huì)從多種源收集煤，這可產(chǎn)生不同級(jí)別、質(zhì)量的煤。一般而言，低級(jí)煤將具有較高的水含量，而高級(jí)煤則具有較低的水含量。不幸的是，一種級(jí)別的煤與另一種級(jí)別的煤在水含量上的差異可降低對(duì)所有類型的煤使用單組條件來(lái)產(chǎn)生合成氣的能力。例如，在其中使用低級(jí)煤的狀況下，對(duì)煤的水含量的估計(jì)可能不準(zhǔn)確，這可導(dǎo)致在低級(jí)煤的氣化期間效率低。也就是說(shuō)，提供給氣化器的用于驅(qū)動(dòng)低級(jí)煤內(nèi)含碳燃料的氣化的熱的一部分可改為用來(lái)從煤的水中產(chǎn)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(qū)域，以及具有較少量水分和較集中的燃料含量的其它區(qū)域。這些不一致性可降低氣化器的效率，降低氣化器和相關(guān)聯(lián)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(yù)測(cè)性。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施例中 ，提供一種系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括氣化進(jìn)料容器。氣化進(jìn)料容器包括構(gòu)造成將固體燃料接收到氣化進(jìn)料容器中的固體燃料入口，以及構(gòu)造成對(duì)進(jìn)料容器的固體燃料進(jìn)行干混合的干混合器。干混合器包括構(gòu)造成將氣體流輸送到氣化進(jìn)料容器或機(jī)械攪拌器或它們的組合中的氣體入口。氣化進(jìn)料容器還包括構(gòu)造成將固體燃料的進(jìn)料輸送到氣化系統(tǒng)的固體燃料出口，以及聯(lián)接到固體燃料出口上的計(jì)量裝置。計(jì)量裝置構(gòu)造成控制輸送到氣化系統(tǒng)的固體燃料的進(jìn)料的量。氣化進(jìn)料容器構(gòu)造成隨著時(shí)間的推移在期望的能量濃度范圍內(nèi)將固體燃料的進(jìn)料提供給氣化系統(tǒng)。在另一個(gè)實(shí)施例中，提供一種系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括氣化進(jìn)料斗，所述氣化進(jìn)料斗具有構(gòu)造成將固體燃料接收到氣化進(jìn)料斗中的固體燃料入口，以及構(gòu)造成對(duì)氣化進(jìn)料斗內(nèi)的固體燃料進(jìn)行干混合的干混合器。干混合器包括構(gòu)造成將氣體流輸送到氣化進(jìn)料斗或機(jī)械攪拌器或它們的組合中的氣體入口。氣化進(jìn)料斗還包括構(gòu)造成將固體燃料的進(jìn)料輸送到氣化系統(tǒng)的固體燃料出口。干混合器構(gòu)造成減小提供給氣化系統(tǒng)的固體燃料的進(jìn)料中的能量濃度的變化。在又一個(gè)實(shí)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(jìn)料容器內(nèi)，使用機(jī)械攪拌器或?qū)饣M(jìn)料容器的內(nèi)部提供的氣體流或它們的組合來(lái)對(duì)氣化進(jìn)料容器內(nèi)的固體燃料進(jìn)行干混合，以及隨著時(shí)間的推移在期望的能量濃度范圍內(nèi)，將固體燃料的進(jìn)料輸送到氣化系統(tǒng)。


當(dāng)參照附圖來(lái)閱讀以下詳細(xì)描述時(shí)，本發(fā)明的這些和其它特征、方面與優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解，在附圖中，相同符號(hào)在所有圖中表示相同部件，其中:
圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、具有給料制備系統(tǒng)的合成氣生產(chǎn)系統(tǒng)的實(shí)施例的框圖，給料制備系統(tǒng)具有干式回混進(jìn)料斗；
圖2是圖1的給料制備系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖，該給料制備系統(tǒng)具有帶有機(jī)械攪拌器和氣體入口的氣化進(jìn)料容器，以及構(gòu)造成響應(yīng)于接收自一系列傳感器的反饋來(lái)控制機(jī)械攪拌器的運(yùn)行和通過(guò)氣體入口的氣體流的控制器；
圖3是圖1給料制備系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖，該給料制備系統(tǒng)具有氣化進(jìn)料容器，氣化進(jìn)料容器具有構(gòu)造成接收來(lái)自圖1的合成氣生產(chǎn)系統(tǒng)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(tǒng)的實(shí)施例的示意圖，該給料制備系統(tǒng)具有氣化進(jìn)料容器，氣化進(jìn)料容器具有構(gòu)造成接收來(lái)自圖1的合成氣生產(chǎn)系統(tǒng)的AGR和碳捕捉系統(tǒng)的二氧化碳的氣體入口 ；以及
圖5是圖1的給料制備系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖，該給料制備系統(tǒng)具有氣化進(jìn)料容器，氣化進(jìn)料容器具有構(gòu)造成對(duì)氣化進(jìn)料容器內(nèi)的固體燃料進(jìn)行干混合的螺旋傳送器。部件列表 10處理系統(tǒng)
12給料制備系統(tǒng) 14進(jìn)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(tǒng) 34氧 26 ASU
35未處理合成氣 38粗渣料 41粗渣料移除系統(tǒng) 36經(jīng)洗滌合成氣 42LTGC單元 44碳捕捉系統(tǒng) 46經(jīng)處理合成氣48尾氣處理系統(tǒng)50提供酸性氣體52其可分離硫54C02 流56加壓CO258外部應(yīng)用60外部合成氣應(yīng)用70氣化進(jìn)料容器72機(jī)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(nèi)部92控制器94傳感器96計(jì)量裝置98流量控制閥100混合氣體源102促動(dòng)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(dá)140移動(dòng)床142固體入口144方向146固體出口 148方向。
具體實(shí)施例方式下面將對(duì)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)具體實(shí)施例進(jìn)行描述。為了致力于提供對(duì)這些實(shí)施例的簡(jiǎn)明描述，在說(shuō)明書(shū)中可能不會(huì)對(duì)實(shí)際實(shí)現(xiàn)的所有特征進(jìn)行描述。應(yīng)當(dāng)意識(shí)到的是，在任何這種實(shí)際實(shí)現(xiàn)的開(kāi)發(fā)中，如在任何工程或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中那樣，必須作出許多特定于實(shí)現(xiàn)的決策來(lái)達(dá)到開(kāi)發(fā)者的具體目的，諸如服從系統(tǒng)相關(guān)的約束及商業(yè)相關(guān)的約束，該具體目的可隨不同的實(shí)現(xiàn)而改變。此外，應(yīng)當(dāng)意識(shí)到的是，這種開(kāi)發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗時(shí)的，但對(duì)受益于本公開(kāi)的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，這種開(kāi)發(fā)工作將不過(guò)是設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和制造的例行任務(wù)。當(dāng)介紹本發(fā)明的多種實(shí)施例的要素時(shí)，冠詞“一”、“一種”、“該”和“所述”意于表示存在一個(gè)或多個(gè)該要素的意思。術(shù)語(yǔ)“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(chǎn)的固體燃料包括低級(jí)煤的實(shí)施例中，固體燃料(即，煤)可具有無(wú)法預(yù)測(cè)的量的水分，并且可具有非均質(zhì)濃度的含碳燃料。這可導(dǎo)致需要穩(wěn)定可靠的過(guò)程控制系統(tǒng)的氣化器和相關(guān)聯(lián)的裝備內(nèi)有大的溫度差異或其它差異。為了減小諸如這些的差異，本發(fā)明實(shí)施例大體涉及構(gòu)造成輸送經(jīng)良好混合的、一致的固體燃料進(jìn)料(諸如煤)的干混合式氣化進(jìn)料容器，諸如氣化進(jìn)料斗。在某些實(shí)施例中，氣化進(jìn)料容器可包括構(gòu)造成通過(guò)對(duì)容器內(nèi)的固體燃料進(jìn)行干混合來(lái)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(guò)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(zhí)行根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的干混合。如下面進(jìn)一步詳細(xì)論述的那樣，可使用基本不含水分的氣體流，或者使用機(jī)械攪拌裝置(諸如螺旋傳送器)來(lái)實(shí)現(xiàn)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(tài)混合物。作為示例，用氣體進(jìn)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(lái)進(jìn)行干混合?？苫谘b置可獲量、與氣態(tài)源的距離等來(lái)確定用于本文描述的干混合實(shí)施例的特定的氣體或氣體混合物。在氣化進(jìn)料容器內(nèi)進(jìn)行干混合之后，固體燃料可以可靠的方式輸送到下游系統(tǒng)，諸如氣化系統(tǒng)。實(shí)際上，通過(guò)對(duì)固體燃料進(jìn)行干混合，氣化進(jìn)料容器可相當(dāng)于具有均質(zhì)(例如經(jīng)良好混合的)固體燃料混合物的持續(xù)攪拌罐反應(yīng)器，而非具有不定量的固體燃料的塞流反應(yīng)器。因而，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的經(jīng)良好混合的固體燃料進(jìn)料可包括具有較一致的量的固體燃料的進(jìn)料，這可通過(guò)進(jìn)料的能量濃度來(lái)測(cè)量，如下面詳細(xì)地描述的那樣。圖1示出了根據(jù)公開(kāi)的實(shí)施例的具有給料制備系統(tǒng)12的氣化和處理系統(tǒng)10的框圖，給料制備系統(tǒng)12包括干混合式氣化進(jìn)料容器或進(jìn)料斗14。根據(jù)下面進(jìn)一步詳細(xì)論述的本發(fā)明實(shí)施例的某些方面，進(jìn)料斗14包括用于在進(jìn)料斗14內(nèi)產(chǎn)生基本均質(zhì)的固體燃料混合物的干混合器16，諸如機(jī)械攪拌器或氣體入口。除了給料制備系統(tǒng)12，在其它特征以外，系統(tǒng)10包括用于產(chǎn)生合成氣以及為了多種最終用途而處理合成氣的區(qū)域。系統(tǒng)10的元件可包括含碳燃料源18，諸如固體煤進(jìn)料，可含碳燃料源18用作能量源，以及/或者用于生產(chǎn)合成氣或代替天然氣(SNG)。燃料源18可包括煤、石油焦、生物量、木基物質(zhì)、農(nóng)業(yè)廢料、焦油、焦?fàn)t煤氣和浙青或其它含碳物。燃料源18的固體燃料可傳送到給料制備系統(tǒng)12。給料制備系統(tǒng)12可包括若干個(gè)子系統(tǒng)。例如，制備系統(tǒng)12可包括(作為示例)研磨機(jī)、切碎機(jī)、碾磨機(jī)、破碎機(jī)、粉碎機(jī)或其它裝置，用于通過(guò)對(duì)燃料源18進(jìn)行切碎、碾磨、破碎、粉碎、壓塊或制粒來(lái)重新確定燃料源18的大小或形狀。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，未對(duì)給料制備系統(tǒng)12中的燃料源18添加液體(例如，水)，從而產(chǎn)生干給料。如上面提到的那樣，燃料源可在給料制備系統(tǒng)12的進(jìn)料斗14內(nèi)進(jìn)行干混合，以在進(jìn)料斗14內(nèi)產(chǎn)生基本均質(zhì)的固體燃料混合物。進(jìn)料斗12構(gòu)造成將固體燃料20的進(jìn)料輸送到設(shè)置在給料制備系統(tǒng)12下游的氣化器22。固體燃料20的進(jìn)料可包括固體燃料和其它成分，諸如運(yùn)載氣體(例如，氮(N2)或二氧化碳(CO2)、助熔劑、添加劑、催化劑)。另外，因?yàn)槿剂显?8在進(jìn)料斗14內(nèi)進(jìn)行干混合，所以固體燃料20的進(jìn)料可具有在期望的濃度范圍內(nèi)的能量濃度(即，來(lái)自固體燃料20的進(jìn)料的燃料的存儲(chǔ)能量)。例如，進(jìn)料斗14可構(gòu)造成以基本恒定的和/或均勻的能量濃度輸送固體燃料20的進(jìn)料。如本文所限定的那樣，基本恒定的能量濃度表示保持在大約50千焦(kj)每千克(kg)或者大約115英國(guó)熱量單位(BTU)每磅(Ib)的期望能量濃度內(nèi)的存儲(chǔ)能量的濃度，該濃度是以能量單位/固體進(jìn)料質(zhì)量測(cè)得的。因此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，進(jìn)料斗14可構(gòu)造成以保持在大約50 kj/kg(為固體燃料20的進(jìn)料的期望能量濃度)以下的能量濃度輸送固體燃料20的進(jìn)料，期望能量濃度諸如介于大約50 kj/kg和O kj/kg之間，介于40 kj/kg和10 kj/kg之間，或者介于30kj/kg 和 20 kj/kg 之間。如上面提到的那樣，干混合器16可包括機(jī)械攪拌器(諸如螺旋傳送器)，或者可包括構(gòu)造成將氣體引入到進(jìn)料斗14中的氣體入口。在一些實(shí)施例中，干混合器16可包括機(jī)械攪拌器和氣體入口兩者。氣體可流過(guò)氣體入口，并且可攪拌進(jìn)料斗內(nèi)的固體燃料，以使進(jìn)料斗14流化。因而，在一些實(shí)施例中，固體燃料20的進(jìn)料可為包含運(yùn)載氣體的流化顆粒流。如本文論述的那樣，流化顆粒流意圖表示包含攜帶在氣態(tài)流內(nèi)的顆粒(例如，固體燃料的顆粒)且基本不含液體(例如，水)的流。換`句話說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的流化顆粒流表示包含懸浮在運(yùn)載氣體(例如，C02、N2)而非液體內(nèi)的固體燃料的流。另外，使用能夠阻止固體燃料的點(diǎn)燃/燃燒的氣體(諸如隊(duì)和/或CO2)可為合乎需要的。因而，根據(jù)某些實(shí)施例，干混合器16可接收來(lái)自構(gòu)造成從空氣28中分離出N2的空氣分離單元(ASU) 26的N2流24。另外或備選地，干混合器16可接收來(lái)自CO2壓縮和脫水系統(tǒng)32的壓縮CO2流30，如下面論述的那樣。關(guān)于圖2-5來(lái)進(jìn)一步詳細(xì)地論述與干混合器16及其與進(jìn)料斗14的結(jié)合有關(guān)的實(shí)施例。如所提到的那樣，將固體燃料流20提供給氣化器22，諸如具有急冷器或輻射式合成氣冷卻器的氣化器,其中，氣化器22可將固體燃料轉(zhuǎn)化成CO和H2的組合，即，合成氣?？赏ㄟ^(guò)使固體燃料在升高的壓力(例如，大約20巴至大約85巴)和溫度(例如大約700°C至1600°C的)下經(jīng)受受控制的量的蒸汽和氧來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)轉(zhuǎn)化，溫度和壓力取決于所利用的氣化器的類型。氣化過(guò)程也可包括經(jīng)歷熱解過(guò)程的固體燃料，借此加熱給料。氣化器22的內(nèi)部的溫度的范圍在熱解過(guò)程期間可為大約150°C至700°C，這取決于用來(lái)產(chǎn)生固體燃料流20的燃料源18。在熱解過(guò)程期間加熱給料可產(chǎn)生固體(例如炭)和殘余氣體，例如，C0、H2和N2。
然后可在氣化器22中進(jìn)行燃燒過(guò)程。為了協(xié)助這個(gè)燃燒過(guò)程，可從ASU 26將氧流34供應(yīng)給氣化器22。如上面大體提到的那樣，ASU 26可操作來(lái)通過(guò)例如蒸餾技術(shù)將空氣28分離成成分氣體，蒸餾技術(shù)可為低溫的，或者可利用壓力擺動(dòng)吸附(PSA)。因此，氣化器22接收來(lái)自ASU 26的氧34，以實(shí)現(xiàn)燃燒目的。燃燒可包括對(duì)炭和殘余氣體引入氧34，使得炭和殘余氣體可與氧34反應(yīng)而形成CO2和CO，從而對(duì)后續(xù)的氣化反應(yīng)提供熱。在燃燒過(guò)程期間的溫度的范圍可為大約700°C至1600°C。接下來(lái)，在氣化步驟期間，蒸汽可以受控制的量引入到氣化器22中。炭可在范圍為大約800°C至1100°C的溫度下與CO2和蒸汽反應(yīng)，以產(chǎn)生CO和H2。本質(zhì)上，氣化器22利用蒸汽和氧，以允許一些給料燃燒而產(chǎn)生CO2和能量，從而驅(qū)動(dòng)將另外的給料轉(zhuǎn)化成H2和額外的CO的主反應(yīng)。在其中不均勻能量濃度的固體燃料被氣化器22接收的實(shí)施例中，氣化步驟可在氣化器22內(nèi)造成非常高的溫度，這可使氣化器22被多種過(guò)程控制裝置關(guān)閉。這種關(guān)閉可引起降低的生產(chǎn)量和總能量生產(chǎn)或SNG生產(chǎn)的損失。因此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所產(chǎn)生的固體燃料流20可使得氣化器22能夠基本持續(xù)地運(yùn)行，以及通過(guò)減小固體燃料20的總能量濃度的變化來(lái)降低氣化器關(guān)閉的可能性。因而，本發(fā)明實(shí)施例可提供使氣化器22較穩(wěn)定地生產(chǎn)合成氣的優(yōu)點(diǎn)。 在氣化器22內(nèi)產(chǎn)生的合成氣可包括大約85%的CO和H2 (合成氣替代物)^CO2XH4和其它酸性和/或含硫氣體。在某些實(shí)施例中，這個(gè)合成氣混合物可稱為原始的或未處理合成氣35。氣化器22也可產(chǎn)生廢料，諸如粗渣料38，在一些實(shí)施例中，廢料可為濕灰物質(zhì)。可通過(guò)粗渣料移除系統(tǒng)41來(lái)從氣化器22中移除渣料38。粗渣料38處理為例如路基，或者作為另一種建筑材料。另外，洗滌子系統(tǒng)40可通過(guò)從未處理合成氣35中移除任何顆粒物質(zhì)(諸如濕灰)來(lái)清潔未處理合成氣35，以產(chǎn)生經(jīng)洗滌合成氣36。然后可將經(jīng)洗滌合成氣36可發(fā)送給多種處理系統(tǒng)，諸如低溫氣體冷卻(LTGC)單元42，其中，經(jīng)洗滌合成氣36的溫度降低。在一些實(shí)施例中，經(jīng)洗滌合成氣36冷卻，使得下游酸性氣體移除(AGR)和碳捕捉系統(tǒng)44可較高效地處理經(jīng)洗滌合成氣36。例如，在其中經(jīng)洗滌合成氣36被冷卻的實(shí)施例中，諸如H2S和CO2的氣體可在用來(lái)使它們從其它合成氣成分(即，CO和H2)中移除的溶劑(一種或多種)中具有較高的可溶性。在某些實(shí)施例中，溶解的CO2的至少一部分最終可用于在進(jìn)料斗14內(nèi)進(jìn)行干混合。LTGC單元42可在多種過(guò)程(包 括熱交換、氣體膨脹等)中冷卻經(jīng)洗滌合成氣36。在冷卻之后，冷卻的經(jīng)洗滌合成氣流36發(fā)送到AGR和碳捕捉系統(tǒng)44。AGR和碳捕捉系統(tǒng)44的AGR部分可洗滌冷卻的經(jīng)洗滌合成氣36，以移除多種氣體和/或成分。例如，可從冷卻的經(jīng)洗滌合成氣36中移除諸如HCl、HF、COS、HCN和H2S的酸性氣體，以產(chǎn)生經(jīng)處理合成氣流46 (例如，基本無(wú)硫的合成氣)。另外，AGR單元44可將冷卻的經(jīng)洗滌合成氣36的移除的氣體和/或成分(例如，HC1、HF、COS、HCN和H2S)傳輸?shù)搅蚧厥蘸臀矚馓幚硐到y(tǒng)48。在示出的實(shí)施例中，AGR單元44可對(duì)SRU 48提供酸性氣體50，SRU 48可使用例如克勞斯(Claus)反應(yīng)器來(lái)分離硫52。如上面提到的那樣，AGR和碳捕捉系統(tǒng)44的碳捕捉部分可溶解和移除包含在冷卻的經(jīng)洗滌合成氣36內(nèi)的CO2的大部分，以產(chǎn)生CO2流54。將CO2流54提供給CO2壓縮和脫水系統(tǒng)32，該系統(tǒng)32大體構(gòu)造成從CO2流54中移除水分，以及產(chǎn)生加壓CO2 56。根據(jù)某些當(dāng)前公開(kāi)的實(shí)施例，加壓C0256可作為CO2流30發(fā)送到進(jìn)料斗14以用于干混合，以及/或者可發(fā)送到另一個(gè)內(nèi)部或外部應(yīng)用58。將經(jīng)處理合成氣46提供給內(nèi)部或外部合成氣應(yīng)用60，諸如一個(gè)或多個(gè)燃?xì)鉁u輪、用以產(chǎn)生SNG的甲烷化系統(tǒng)、外部化工裝置等。如上面提到的那樣，系統(tǒng)10所產(chǎn)生的合成氣的量和質(zhì)量可至少部分地取決于給料制備系統(tǒng)12可靠地將固體燃料饋送給氣化器22的能力。再次，本發(fā)明實(shí)施例提供氣化進(jìn)料容器(諸如進(jìn)料斗14)，氣化進(jìn)料容器具有用于產(chǎn)生具有均勻、基本恒定的能量含量的固體燃料的進(jìn)料的干混合器16。在圖2中示出了給料制備系統(tǒng)12的實(shí)施例。特別地，除了其它特征以外，圖2的給料制備系統(tǒng)12包括氣化進(jìn)料容器70，氣化進(jìn)料容器70具有構(gòu)造成對(duì)固體燃料74(例如，含碳燃料源18的微粒)進(jìn)行干混合的機(jī)械攪拌器72和構(gòu)造成接收用于對(duì)固體燃料74 (例如，顆粒燃料)進(jìn)行干混合(例如，流化)的氣體流78的氣體入口76。氣化進(jìn)料容器70也包括構(gòu)造成將固體燃料74接收到氣化進(jìn)料容器70中的固體燃料入口 80，以及構(gòu)造成從氣化進(jìn)料容器70輸送固體燃料84的進(jìn)料(例如，流化顆粒燃料流)的固體燃料出口 82。再次，結(jié)合氣體流78和機(jī)械攪拌器72的氣化進(jìn)料容器70構(gòu)造成通過(guò)干混合、攪拌、流化、計(jì)量或其任何組合的組合，以基本恒定的(例如均勻)能量含量來(lái)輸送固體燃料84的進(jìn)料。固體燃料74可從構(gòu)造成使固體燃料74干燥的第一干燥單元86接收到氣化進(jìn)料容器70中。例如，第一干燥單元86可執(zhí)行加熱、氣提或本領(lǐng)域已知的用于從固體中移除水分的任何其它這種技術(shù)。使固體燃料74在提供給氣化進(jìn)料容器70之前干燥可為合乎需要的，以便有利于通過(guò)機(jī)械攪拌器72和/或氣體流78來(lái)進(jìn)行干混合。另外或備選地，可提供第二干燥單元88，以使用與第一干燥單元86相同或不同的干燥技術(shù)來(lái)使固體燃料84的進(jìn)料干燥。對(duì)于減小例如由于在氣化進(jìn)料容器70內(nèi)進(jìn)行干混合期間剛剛暴露于固體燃料74中的水分穴(pocket)而導(dǎo)致固體燃料84的進(jìn)料的水分含量的不一致，使進(jìn)料固體燃料84在提供給氣化器22之前干燥可為合乎需要的。如所示出的那樣，機(jī)械攪拌器72定位在氣化進(jìn)料容器70的內(nèi)部90內(nèi)，以對(duì)氣化進(jìn)料容器70內(nèi)的固體燃料74進(jìn)行干混合。機(jī)械攪拌器72可包括如圖5中示出的那樣的一個(gè)或多個(gè)螺旋傳送器，或者可為軌道型傳送器，一系列扇狀或葉片狀旋轉(zhuǎn)部件、干摻合器(例如，用以搖動(dòng)和摻合固 體燃料74和任何其它固體)，或者類似的攪拌裝置。如所示出的那樣，機(jī)械攪拌器72操作性地聯(lián)接到控制器92上，控制器92可構(gòu)造成控制機(jī)械攪拌器72的速度(例如，通過(guò)馬達(dá))、機(jī)械攪拌器72的旋轉(zhuǎn)方向或類似的運(yùn)行參數(shù)?？刂破?2可響應(yīng)于指示氣化器22所產(chǎn)生的未處理合成氣35的反饋，對(duì)機(jī)械攪拌器72執(zhí)行這樣的調(diào)節(jié)，而且在合適的情況下，對(duì)氣體流78執(zhí)行調(diào)節(jié)。例如，如所示出的那樣，控制器92可通信聯(lián)接到構(gòu)造成對(duì)未處理合成氣35執(zhí)行測(cè)量的第一換能器或傳感器94上。測(cè)量結(jié)果可包括未處理合成氣35的溫度、隨著時(shí)間的推移而產(chǎn)生的未處理合成氣35的量、未處理合成氣35的壓力、形成或收集到的渣料的量、未處理合成氣35的組成、感測(cè)到的參數(shù)的變化(諸如溫度和/或壓力突然升高)或氣化器22所執(zhí)行的氣化反應(yīng)的效率的任何指示。因而，系統(tǒng)10可包括沿著管道設(shè)置在氣化器22內(nèi)、在氣化器22上，或在對(duì)于測(cè)量氣化器22內(nèi)的氣化反應(yīng)的效率、產(chǎn)生的合成氣的質(zhì)量或類似的度量可為合乎需要的任何地方的任何數(shù)量的傳感器。因而，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的控制器92可響應(yīng)于任何這樣的測(cè)量或反饋來(lái)對(duì)干混合器16執(zhí)行調(diào)節(jié)，如下面進(jìn)一步詳細(xì)論述的那樣。換句話說(shuō)，如下面進(jìn)一步論述的那樣，控制器92可響應(yīng)于指示固體燃料84的進(jìn)料的不均勻的能量濃度的反饋來(lái)調(diào)節(jié)干混合器16。第一傳感器94可將指示測(cè)量結(jié)果的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)發(fā)送給控制器92。因而，控制器92可包括能夠執(zhí)行診斷和運(yùn)算控制的任何基于處理的機(jī)器，諸如分布式控制系統(tǒng)、機(jī)載控制器、工作站計(jì)算機(jī)，或者具有能夠執(zhí)行本文描述的操作的一個(gè)或多個(gè)處理器的任何這種機(jī)器。例如，控制器92可包括構(gòu)造成存儲(chǔ)和/或訪問(wèn)用于執(zhí)行關(guān)于機(jī)械攪拌器72、氣體流78的控制操作和其它操作(諸如計(jì)量裝置96的控制)的一個(gè)或多個(gè)例程的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和/或訪問(wèn)裝置，如下面論述的那樣。如所提到的那樣，控制器92構(gòu)造成通過(guò)控制例如攪拌器72的馬達(dá)來(lái)調(diào)節(jié)機(jī)械攪拌器72。為了控制氣體流78，控制器92可操作性地連接到設(shè)置在氣化進(jìn)料容器70和氣體流78的源之間的流量控制閥98上，氣體流78的源是混合氣體源100。根據(jù)某些實(shí)施例，混合氣體源可包括系統(tǒng)10的ASU 26或CO2脫水和壓縮區(qū)段32 (圖1)。雖然本文描述的某些實(shí)施例在包括ASU 26和/或AGR/碳捕捉系統(tǒng)44的語(yǔ)境中介紹混合氣體源100，但目前構(gòu)想到能夠在攪拌或以別的方式混合固體燃料74的同時(shí)防止意外燃燒的任何氣體。例如，氣體流78可包括任何惰性氣體或非氧化氣體，諸如稀有氣體或其它氣態(tài)混合物。因而，混合氣體源100可為任何氣體源，諸如能夠保持氣體流78和/或?qū)怏w流78輸送通過(guò)流量控制閥98的任何加壓容器。在一個(gè)非限制性示例中，控制器92可調(diào)節(jié)流量控制閥98的促動(dòng)器102的位置，以調(diào)節(jié)氣體流78的流率?？刂破?2可響應(yīng)于接收自第一換能器或傳感器94的反饋，或者響應(yīng)于接收自第二傳感器104的反饋來(lái)執(zhí)行這樣的調(diào)節(jié)。例如，作為一個(gè)或多個(gè)信號(hào)而接收自第二換能器或傳感器104的反饋可包括(但不限于)指示在混合氣體源100的下游不遠(yuǎn)處或更下游(諸如正好在遇到氣體入口 76之前)的氣體流78的壓力或流率的信號(hào)。另外或備選地，控制器92可操作性地聯(lián)接到構(gòu)造成將熱能傳遞給氣體流78的熱交換器106上。作為非限制性示例，熱交換器106可將來(lái)自蒸汽、經(jīng)加熱合成氣、經(jīng)加熱代用天然氣、燃燒排氣或另一個(gè)熱源的熱傳遞給氣體流78?？蔀楹虾跣枰氖?，加熱氣體流78，以對(duì)氣化進(jìn)料容器70內(nèi)的固體燃料74提供增強(qiáng)的干混合和干燥?？刂破?2可通過(guò)響應(yīng)于接收自第三傳感器108和第四傳感器110中的任一個(gè)或兩者的反饋而調(diào)節(jié)熱交換器106的一個(gè)或多個(gè)運(yùn)行參數(shù)(例如熱傳遞速率、暴露時(shí)間)來(lái)執(zhí)行加熱調(diào)節(jié)。接收自第三 傳感器108和第四傳感器110的反饋可包括(但不限于)溫度、流量或與壓力有關(guān)的信息或其任何組合。作為非限制性示例，控制器92可計(jì)算第三傳感器108和第四傳感器110之間的壓力或溫度梯度，以及如合適的那樣對(duì)熱交換器106作出調(diào)節(jié)。將氣體流78的溫度保持在某個(gè)范圍內(nèi)(諸如介于大約20°C和140°C之間)可為合乎需要的。作為非限制性示例，為了混合固體燃料74，氣體78的溫度可保持在大約20°C至60°C內(nèi)，或者為了混合固體燃料74以及使其干燥，氣體78的溫度可保持在大約40°C至140°C內(nèi)。因而，氣體流78的溫度可保持在大約20°C和140°C之間、30°C和130°C之間、40°C和120°C之間、50°C和110°C之間、60°C和100°C之間或70°C和90°C之間。如所示出的那樣，在運(yùn)行期間，氣體流78 (其可包括N2XO2、它們的組合，或者能夠阻止固體燃料74在干混合期間燃燒的任何氣體或氣體混合物)可進(jìn)入氣化進(jìn)料容器70的內(nèi)部90 (例如，在加熱之后)。氣體流78然后可在固體燃料床112內(nèi)流動(dòng)，如箭頭114所示出的那樣。在某些實(shí)施例中，氣體流78可以固體燃料74(例如顆粒燃料)在氣化進(jìn)料容器70內(nèi)流化的方式對(duì)固體燃料74進(jìn)行干混合。也就是說(shuō)，固體燃料74 (例如顆粒燃料)能夠以流體狀方式(例如，在運(yùn)載氣體中的多相燃料微粒流)流出氣化進(jìn)料容器70的固體燃料出口 82。因而，在某些實(shí)施例中，氣體流78可用來(lái)攪拌和弄松固體燃料74。例如，弄松固體燃料74可包括(但不限于)使氣體流78透入固體燃料74的孔。氣體流78可透入固體燃料74，以及攜帶可包含在固體燃料74內(nèi)的水分的至少一部分。因此，氣體流78可用作用以從固體燃料74中移除水分的解吸氣。另外，固體燃料74被氣體流78透入可協(xié)助使固體燃料74流化，研磨或打碎固體燃料74，以及對(duì)固體燃料74進(jìn)行干混合。氣體流78也可使固體燃料74膨脹(例如，通過(guò)擴(kuò)大孔徑)，以有利于進(jìn)一步的干燥，并且也可使固體燃料74膨脹到固體燃料74分裂成更細(xì)小的碎片的程度。因此，氣體流78可打碎和混合固體燃料74，以減少固體燃料74的高能量含量的穴，這可提高提供給氣化器22的固體燃料84的進(jìn)料的能量含量的均勻性。本發(fā)明實(shí)施例還提供計(jì)量裝置96，其聯(lián)接到氣化進(jìn)料容器70上(例如，聯(lián)接到固體燃料出口 82上)，并且構(gòu)造成控制離開(kāi)氣化進(jìn)料容器70的固體燃料74的量。大體上，計(jì)量裝置96構(gòu)造成控制將固體燃料84的進(jìn)料提供給下游系統(tǒng)(諸如氣化器22)的速率。在一個(gè)非限制性示例中，如上面提到的那樣，用氣體流78對(duì)固體燃料74進(jìn)行干混合可使固體燃料74流化。另外，機(jī)械攪拌器72可控制能夠到達(dá)固體燃料出口 82的固體燃料74的量，這可使固體燃料74均勻地流出固體燃料出口 82以及流到計(jì)量裝置96。換句話說(shuō)，氣體流78和/或機(jī)械攪拌器72可使得固體燃料74能夠一致地流到計(jì)量裝置96。進(jìn)而，可操作性地聯(lián)接到控制器92上的計(jì)量裝置96可控制提供給氣化器的固體燃料84的進(jìn)料的量。照這樣，與干混合機(jī)械攪拌器72和/或氣體流78聯(lián)接的計(jì)量裝置96可以保持在期望范圍內(nèi)的能量濃度對(duì)氣化器22提供固體燃料84的進(jìn)料。作為非限制性示例，響應(yīng)于接收自傳感器94、104、108、110中的任一個(gè)的反饋，控制器92可調(diào)節(jié)計(jì)量裝置96被動(dòng)地或主動(dòng)地允許固體燃料74輸送到氣化器22的速率。因而，計(jì)量裝置96可包括能夠控制固體流(例如，全固體流或具有在運(yùn)載氣體中的顆粒的流化流)的任何裝置，諸如一個(gè)或多個(gè)閥(例如旋轉(zhuǎn)`閥)或固體泵。在一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)量裝置96可包括或可為紐約斯克內(nèi)克塔迪的通用電氣公司制造的正計(jì)量(Posimetric) 泵。用語(yǔ)“正計(jì)量”可定義為能夠計(jì)量(例如，測(cè)量量)和正移置(例如，以捕捉和強(qiáng)迫的方式移置)固體燃料74 (和其它固體)。正計(jì)量泵能夠計(jì)量和正移置限定體積的固體燃料74。正計(jì)量泵路徑可具有橢圓形(例如，圓形或彎曲形)。在一些實(shí)施例中，計(jì)量裝置96可包括正計(jì)量移置裝置中的任何一個(gè)或它們的組合。在圖3中示出了給料制備系統(tǒng)12的另一個(gè)實(shí)施例，圖3描繪了具有用于對(duì)固體燃料74進(jìn)行干混合的氣體入口 76的氣化進(jìn)料容器70的實(shí)施例。如所示出的那樣，氣化進(jìn)料容器70通過(guò)一個(gè)或多個(gè)管道聯(lián)接到空氣分離單元26上。因此，在圖2中描繪的氣體流78包括具有已經(jīng)被ASU 26從空氣28的其它氣態(tài)成分(諸如氧和水蒸氣)中分離出的氮24。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，氣化進(jìn)料容器70利用氣體流78來(lái)以基本恒定的能量濃度(S卩，固體燃料84的進(jìn)料具有基本均勻的能量含量)輸送固體燃料84的進(jìn)料。如上面關(guān)于圖2所論述的那樣，氣體流78 (其在圖3的實(shí)施例中包括氮24)可在熱交換器106處被加熱。再次，氮24被加熱到的溫度可取決于傳感器94、104、108、110中的任何一個(gè)或它們的組合收集到的以及控制器92監(jiān)測(cè)到的測(cè)量結(jié)果?？刂破?2可響應(yīng)于系統(tǒng)10的監(jiān)測(cè)到的參數(shù)(例如，來(lái)自傳感器94、104、108、110的反饋)來(lái)對(duì)氮24的流率、氮24的溫度、氮24的壓力或其任何組合作出調(diào)節(jié)。如上面大體提到的那樣，可加熱氮24，以有利于攪拌和弄松氣化進(jìn)料容器70內(nèi)的固體燃料74。氮24也可用作用于進(jìn)料84中的固體燃料74的阻燃抑燃運(yùn)載氣體。因此，固體燃料84的進(jìn)料可為基本均質(zhì)且流化的流，其包括固體燃料74、除了固體燃料74以外可添加到氣化進(jìn)料容器70的任何添加劑，以及氮24。當(dāng)與固體燃料74混合時(shí)，氮24從而可用來(lái)以基本恒定的流率、基本恒定的能量濃度、保持在期望范圍內(nèi)的能量濃度或其任何組合，對(duì)氣化器22或另一個(gè)下游系統(tǒng)或工藝提供固體燃料84的進(jìn)料。因而，控制器92可對(duì)氣體流78執(zhí)行調(diào)節(jié)，以保持氣化進(jìn)料容器70 (即，固體燃料74)處于流化狀態(tài)。備選地或另外，氣體流78可包括在AGR和碳捕捉系統(tǒng)44處從經(jīng)洗滌合成氣36中移除的C0230。但是，在某些實(shí)施例中，氣體流78可包括在不同的裝置區(qū)域內(nèi)從氣化系統(tǒng)內(nèi)的另一個(gè)源或者從構(gòu)造成存儲(chǔ)和運(yùn)送CO2的容納CO2的容器獲得的C02。實(shí)際上，目前構(gòu)想到任何CO2源。在圖4中示出了其中氣化進(jìn)料容器70聯(lián)接到AGR和碳捕捉系統(tǒng)44上的給料制備系統(tǒng)12的實(shí)施例。如所示出的那樣，氣化進(jìn)料容器70通過(guò)一個(gè)或多個(gè)管道聯(lián)接到AGR和碳捕捉系統(tǒng)44上。如上面關(guān)于圖2所論述的那樣，氣體流78 (其在圖4的實(shí)施例中包括C0230)可在熱交換器106處被加熱。再次，C0230被加熱到的溫度可取決于傳感器94、104、108、110中的任何一個(gè)或它們的組合收集到的和控制器92監(jiān)測(cè)到的測(cè)量結(jié)果?？刂破?2可響應(yīng)于系統(tǒng)10的監(jiān)測(cè)到的參數(shù)(例如，來(lái)自傳感器94、104、108、110的反饋)來(lái)對(duì)C0230的流率、C0230的溫度、C0230的壓力或其任何組合作出調(diào)節(jié)。如上面大體提到的那樣，可加熱C0230，以有利于攪拌和弄松氣化進(jìn)料容器70內(nèi)的固體燃料74。再次，由于這種干混合的原因，固體燃料84的進(jìn)料可具有均勻的能量含量和基本恒定的能量濃度。如同圖3中的氮24 一樣，C0230也可用作用于進(jìn)料84中的固體燃料74的運(yùn)載氣體。因此，固體燃料84的進(jìn)料可為基本均質(zhì)且流化的流，其包括固體燃料74、除了固體燃料74之外可添加到氣化進(jìn)料容器70的任何添加劑，以及C0230。當(dāng)與固體燃料74混合時(shí)，C0230從而可以基本恒定的流率、基本恒定的能量濃度、保持在期望范圍內(nèi)的能量濃度或其任何組合，對(duì)氣化器22或另一個(gè)下游系統(tǒng)或工藝提供固體燃料84的進(jìn)料。在某些實(shí)施例中，使用C0230可為合乎需要的，因?yàn)镃O2是在氣化器22內(nèi)執(zhí)行的氣化過(guò)程的副產(chǎn)氣體，并且可在AGR和碳捕捉系統(tǒng)44處被回收。此外，與其它氣體相比，CO2典型地具有增強(qiáng)的阻燃或抑燃品質(zhì)，這可協(xié)助防止在氣化進(jìn)料容器70內(nèi)發(fā)生燃燒。實(shí)際上，在一些實(shí)施例中，圖2的氣體流78可包括氮24、C0230和適于根據(jù)本方法來(lái)使用的任何其它氣體的組合。例如，在某些實(shí)施例中，可包括可協(xié)助燃燒的氣體，作為氣體流78的小部分。這樣的助燃?xì)怏w可以抑燃?xì)怏w(例如，CO2, N2, Ar、Ne等)在氣化進(jìn)料容器70內(nèi)阻止燃燒所處的分壓包括在氣體流78中。因此，氣體流78可包括與抑燃?xì)怏w結(jié)合的大氣空氣或氧。如上面提到的那樣，除了使用流氣體來(lái)增強(qiáng)和/或促進(jìn)干混合和規(guī)則流動(dòng)或者作為其替代，本發(fā)明實(shí)施例提供用于對(duì)氣化進(jìn)料容器70內(nèi)的固體燃料74進(jìn)行干混合的機(jī)械攪拌器72。圖5示出了給料制備系統(tǒng)12的實(shí)施例，其中，氣化進(jìn)料容器70包括螺旋傳送器120，螺旋傳送器120有利于干混合和攪拌，使得固體燃料84的進(jìn)料以基本恒定的能量濃度提供給氣化器。螺旋傳送器120包括中心軸122和螺旋卷繞部124，螺旋卷繞部124設(shè)置在中心軸122的周邊上而形成螺旋傳送器120的螺旋部分126。螺旋部分126定位在構(gòu)造成容納被螺旋部分126傳送的固體燃料74的外部套管128內(nèi)。螺旋部分126被馬達(dá)130驅(qū)動(dòng)，馬達(dá)130控制螺旋部分126能夠轉(zhuǎn)動(dòng)且因而傳送固體燃料74的速度和扭矩。如上面關(guān)于圖2的機(jī)械攪拌器72所大體提到的那樣，控制器92與馬達(dá)130操作性連接，并且控制器92可響應(yīng)于接收自傳感器94、104、108、110中的任何一個(gè)或組合的反饋來(lái)控制馬達(dá)130的速度。作為非限制性示例，未處理合成氣35的溫度高于最優(yōu)值的指示可使控制器92提高馬達(dá)130的速度，使得螺旋傳送器120更劇烈地對(duì)固體燃料74進(jìn)行干混合。照這樣，可減小固體燃料84的進(jìn)料的能量濃度有不一致或大的變化的可能性。如所示出的那樣，馬達(dá)130操作性地聯(lián)接到中心軸122上，以旋轉(zhuǎn)用于對(duì)固體燃料74進(jìn)行干混合的螺旋部分126。如所示出的那樣，固體燃料74在螺旋傳送器120的外部套管128內(nèi)，并且在外部套管128的外部在移動(dòng)床140中。如所提到的那樣，移動(dòng)床140在其中氣化進(jìn)料容器70包括氣體入口 76的實(shí)施例可被流化。螺旋傳送器120包括構(gòu)造成將固體燃料74接收到螺旋傳送器120中(例如，外部套管128內(nèi))的固體入口 142。螺旋傳送器120可沿期望的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，以便沿方向144朝螺旋傳送器120的固體出口 146提升和混合固體燃料74。固體燃料74然后可離開(kāi)螺旋傳送器120，并且沿方向148落向氣化進(jìn)料容器70的固體燃料出口 82。移動(dòng)固體燃料74、在螺旋傳送器120中傳送固體燃料74以及使固體燃料74保持在氣化進(jìn)料容器70內(nèi)運(yùn)動(dòng)或其任何組合的動(dòng)作可使得能夠減小氣化進(jìn)料容器70所輸送的固體燃料74的能量濃度的變化。另外，應(yīng)當(dāng)注意，螺旋傳送器120可與惰性氣體/阻燃?xì)怏w(諸如隊(duì)、抱、0)2等)結(jié)合起來(lái)使用，以降低氣化進(jìn)料容器70內(nèi)有燃燒或點(diǎn)燃的可能性。實(shí)際上，如上面關(guān)于圖2所提到的那樣，在某些實(shí)施例中，螺旋傳送器可與氣體入口 76和CO230,N2 24或在系統(tǒng)10內(nèi)產(chǎn)生或以別的方式存在于系統(tǒng)10內(nèi)的任何惰性氣體或阻燃?xì)怏w結(jié)合起來(lái)使用。雖然示出的實(shí)施例描繪了螺旋傳送器120沿方向144傳送固體燃料74，但在其它實(shí)施例中，螺旋傳送器120可沿相反的方向(即，從氣化進(jìn)料容器70的固體入口 80到固體燃料出口 82的方向148)傳送固體燃料74。在這樣的實(shí)施例中，螺旋傳送器120的固體入口 142將設(shè)置在氣化進(jìn)料容 器70的固體燃料入口 80側(cè)，而固體出口 146則將設(shè)置成緊鄰固體燃料出口 82。照這樣，螺旋傳送器120可控制固體燃料74輸送到計(jì)量裝置96的速率，從而提高過(guò)程控制的水平。另外，在這樣的實(shí)施例中，移動(dòng)床140可設(shè)置成較接近氣化進(jìn)料容器70的固體燃料入口 80，使得螺旋傳送器120的固體入口 142防止固體燃料74在外部套管128的外部到達(dá)計(jì)量裝置96。本書(shū)面描述使用示例來(lái)公開(kāi)本發(fā)明，包括最佳模式，并且還使本領(lǐng)域任何技術(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)，以及實(shí)行任何結(jié)合的方法。本發(fā)明的可取得專利的范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它示例。如果這樣的其它示例具有不異于權(quán)利要求的字面語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)要素，或者如果它們包括與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言無(wú)實(shí)質(zhì)性差異的等效結(jié)構(gòu)要素，則它們意于處在權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，包括: 氣化進(jìn)料容器，其包括:構(gòu)造成將固體燃料接收到所述氣化進(jìn)料容器中的固體燃料入口；構(gòu)造成對(duì)所述進(jìn)料容器內(nèi)的固體燃料進(jìn)行干混合的干混合器，其中，所述干混合器包括構(gòu)造成將氣體流輸送到所述氣化進(jìn)料容器或機(jī)械攪拌器或它們的組合中的氣體入Π ；構(gòu)造成將所述固體燃料的進(jìn)料輸送到氣化系統(tǒng)的固體燃料出口；以及聯(lián)接到所述固體燃料出口上的計(jì)量裝置，其中，所述計(jì)量裝置構(gòu)造成控制輸送到所述氣化系統(tǒng)的固體燃料的進(jìn)料的量； 其中，所述氣化進(jìn)料容器構(gòu)造成隨著時(shí)間的推移在期望的能量濃度范圍內(nèi)將所述固體燃料的進(jìn)料提供給所述氣化系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括操作性地連接到所述計(jì)量裝置上的控制器，其中，所述控制器構(gòu)造成響應(yīng)于接收自所述氣化系統(tǒng)的反饋來(lái)調(diào)節(jié)所述固體燃料的進(jìn)料的量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，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(gòu)造成通過(guò)管道接收來(lái)自氣體源的氣體流，并且所述控制器構(gòu)造成調(diào)節(jié)沿著所述管道設(shè)置的流量控制裝置，以控制通過(guò)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(jìn)料容器內(nèi)的干混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，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(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氣體源包括構(gòu)造成從所述氣化系統(tǒng)產(chǎn)生的合成氣中捕捉二氧化碳(CO2)的碳捕捉系統(tǒng)，并且所述氣體流包括所述碳捕捉系統(tǒng)捕捉到的CO2。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述干混合器包括所述機(jī)械攪拌器，并且所述機(jī)械攪拌器包括由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的攪拌器，所述控制器操作性地連接到所述馬達(dá)上，并且所述控制器構(gòu)造成調(diào)節(jié)所述馬達(dá)的速度，以控制所述固體燃料在所述氣化進(jìn)料容器內(nèi)的干混合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述攪拌器包括由所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的螺旋傳送器。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括所述氣化系統(tǒng)，所述氣化系統(tǒng)具有構(gòu)造成氣化所述固體燃料以產(chǎn)生未處理合成氣的氣化器，其中，接收自所述氣化系統(tǒng)的反饋包括所述氣化器內(nèi)的溫度、所述未處理合成氣的溫度、隨著時(shí)間的推移而產(chǎn)生的未處理合成氣的量或它們的任何組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括構(gòu)造成在所述固體燃料在所述氣化進(jìn)料容器內(nèi)進(jìn)行干混合之前使所述固體燃料干燥的干燥單元。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括構(gòu)造成接收來(lái)自所述氣化進(jìn)料容器的固體燃料的進(jìn)料的干燥單元，以在所述固體燃料的進(jìn)料提供給所述氣化系統(tǒng)之前，使所述固體燃料干燥。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括熱交換器，所述熱交換器構(gòu)造成在所述氣體流輸送到所述氣化進(jìn)料容器之前，加熱所述流氣體，以使所述氣化進(jìn)料容器內(nèi)的固體燃料干燥和膨脹。
12.一種系統(tǒng),包括: 氣化進(jìn)料斗，其包括:構(gòu)造成將固體燃料接收到所述氣化進(jìn)料斗中的固體燃料入口 ；構(gòu)造成對(duì)所述氣化進(jìn)料斗內(nèi)的固體燃料進(jìn)行干混合的干混合器，其中，所述干混合器包括構(gòu)造成將氣體流輸送到所述氣化進(jìn)料斗或機(jī)械攪拌器或它們的組合中的氣體入口 ；以及構(gòu)造成將所述固體燃料的進(jìn)料輸送到氣化系統(tǒng)的固體燃料出口 ； 其中，所述干混合器構(gòu)造成減小提供給所述氣化系統(tǒng)的固體燃料的進(jìn)料中的能量濃度的變化。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氣化進(jìn)料斗構(gòu)造成隨著時(shí)間的推移以基本恒定的能量濃度將所述固體燃料的進(jìn)料提供給所述氣化系統(tǒng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氣化進(jìn)料斗包括計(jì)量裝置，所述計(jì)量裝置聯(lián)接到所述固體燃料出口上，并且構(gòu)造成控制由所述氣化進(jìn)料斗輸送的固體燃料的進(jìn)料的量，并且所述氣化系統(tǒng)包括氣化器，所述氣化器構(gòu)造成接收所述固體燃料的進(jìn)料，并且氣化所述固體燃料，以產(chǎn)生未處理合成氣。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括控制器，所述控制器操作性地連接到所述計(jì)量裝置上，并且構(gòu)造成響應(yīng)于反饋來(lái)調(diào)節(jié)所述固體燃料的進(jìn)料的量，所述反饋指示所述氣化器內(nèi)的 溫度、所述未處理合成氣的溫度、隨著時(shí)間的推移而產(chǎn)生的未處理合成氣的量或它們的任何組合。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述干混合器包括所述機(jī)械攪拌器，并且所述機(jī)械攪拌器包括由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的攪拌器，所述控制器操作性地連接到所述馬達(dá)上，并且所述控制器構(gòu)造成調(diào)節(jié)所述馬達(dá)的速度，以控制所述固體燃料在所述氣化進(jìn)料斗內(nèi)的干混合。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氣化進(jìn)料斗包括正計(jì)量泵，所述正計(jì)量泵聯(lián)接到所述固體燃料出口上，并且構(gòu)造成控制由所述氣化進(jìn)料斗輸送的固體燃料的進(jìn)料的量。
18.一種方法，包括: 將固體燃料接收到氣化進(jìn)料容器內(nèi)； 使用機(jī)械攪拌器或?qū)λ鰵饣M(jìn)料容器的內(nèi)部提供的氣體流或它們的組合來(lái)對(duì)所述氣化進(jìn)料容器內(nèi)的固體燃料進(jìn)行干混合；以及 隨著時(shí)間的推移在期望的能量濃度范圍內(nèi)將所述固體燃料的進(jìn)料輸送到氣化系統(tǒng)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法包括響應(yīng)于接收自所述氣化系統(tǒng)的、指示所述固體燃料的進(jìn)料的異質(zhì)能量濃度的反饋，來(lái)調(diào)節(jié)所述機(jī)械攪拌器的速度或所述氣體流的流率或它們的組合。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法包括調(diào)節(jié)所述氣體流的流率，以使所述固體燃料在所述氣化進(jìn)料容器內(nèi)保持為流化狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于對(duì)氣化進(jìn)料進(jìn)行干混合的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明實(shí)施例包括用于減小提供給氣化器的固體進(jìn)料的變化的系統(tǒng)和方法。例如，在實(shí)施例中，氣化進(jìn)料容器包括構(gòu)造成將固體燃料接收到氣化進(jìn)料容器內(nèi)的固體燃料入口；構(gòu)造成對(duì)進(jìn)料容器內(nèi)的固體燃料進(jìn)行干混合的干混合器；構(gòu)造成將固體燃料的進(jìn)料輸送到氣化系統(tǒng)的固體燃料出口；以及聯(lián)接到固體燃料出口上的計(jì)量裝置。計(jì)量裝置構(gòu)造成控制輸送到氣化系統(tǒng)的固體燃料的進(jìn)料的量。氣化進(jìn)料容器構(gòu)造成隨著時(shí)間的推移在期望的能量濃度范圍內(nèi)將固體燃料的進(jìn)料提供給氣化系統(tǒng)。
文檔編號(hào)C10J3/30GK103087775SQ20121041594
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者G.D.米勒 申請(qǐng)人:通用電氣公司