專利名稱：連續(xù)壓力降低系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及先進(jìn)的煤炭氣化系統(tǒng)。特別是，本發(fā)明涉及一 種連續(xù)煤炭氣化系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
氣化過程涉及將煤或其它含碳材料轉(zhuǎn)變成含塵氣體，例如氫氣和 一氧化碳。因?yàn)槊禾砍杀镜陀谔烊粴夂陀?，所以對發(fā)展氣化技術(shù)存在 極大的經(jīng)濟(jì)刺激?，F(xiàn)有氣化技術(shù)的問題是它們通常具有較高的成本和 /或相對較低的可用性?？捎眯灾冈O(shè)備在線并產(chǎn)生產(chǎn)品的時(shí)間量。對于 低可用性的 一個(gè)原因是當(dāng)前的煤炭氣化系統(tǒng)以分批法運(yùn)轉(zhuǎn)，以便從合 成氣流中過濾灰燼顆粒。
許多當(dāng)前的煤炭氣化系統(tǒng)使用下游旋風(fēng)過濾器和燭形過濾器來
將細(xì)小的微米(即大約0.1微米至大約IOO微米)尺寸的灰燼顆粒從合成
氣流產(chǎn)物中分離出來。旋風(fēng)過濾器和燭形過濾器設(shè)計(jì)成使合成氣流中 的固體干燥灰燼顆粒通過重力下降到底部料斗中，用于后續(xù)從高壓轉(zhuǎn)
換成環(huán)境壓力(即從大約1000磅/平方英寸至大約14.7磅/平方英寸)。 這些干燥的灰燼顆粒從高壓至環(huán)境壓力的轉(zhuǎn)換通常利用復(fù)雜的閉鎖 料斗子系統(tǒng)來執(zhí)行。閉鎖料斗典型地是大尺寸的，并以分批模式操作。 雖然閉鎖料斗是有效的，但與使用閉鎖料斗相關(guān)的一個(gè)問題是它 們在連續(xù)氣化過程中會產(chǎn)生顯著的瞬時(shí)翻轉(zhuǎn)狀態(tài)。這是由于閉鎖料斗 包括必須反復(fù)打開和關(guān)閉的多個(gè)閥門這一事實(shí)。另外，閥門暴露于極 大量干燥的灰燼顆粒下，并且由于磨蝕性固體顆粒的原因而典型地具 有非常短的壽命，每次閥門循環(huán)時(shí)，這些顆粒都持續(xù)地侵蝕閥門。當(dāng) 更換閥門時(shí)，必須關(guān)閉氣化系統(tǒng)，耗費(fèi)了寶貴的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。
5通過從氣化系統(tǒng)中消除閉鎖料斗，氣化系統(tǒng)能夠連續(xù)地運(yùn)轉(zhuǎn)，而
不是以每天24個(gè)循環(huán)的額定頻率以分批模式進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
連接在料斗上的連續(xù)壓力降低系統(tǒng)降低了流過該系統(tǒng)的2相(氣 體和固體)含塵氣流的壓力。該系統(tǒng)包括用于從料斗中接收含塵氣體的 排放管線、閱門、定位在排放管線下游的級聯(lián)噴嘴組件、凈化環(huán)、連 接在凈化環(huán)上的惰性氣體供給、惰性氣體節(jié)流閥和過濾器。閥門將料 斗連接到排放管線上，并控制將含塵氣流引入排放管線。凈化環(huán)連接 在排放管線和級聯(lián)噴嘴組件之間。惰性氣體節(jié)流閥控制惰性氣體進(jìn)入 級聯(lián)噴嘴組件中的流率。過濾器連接在級聯(lián)噴嘴組件的下游。


圖1是一種連續(xù)固體壓力降低系統(tǒng)的示意圖。
圖2A是連續(xù)固體壓力降低系統(tǒng)的凈化環(huán)的放大的頂視圖。
圖2B是連續(xù)固體壓力降低系統(tǒng)的凈化環(huán)的分解的局部截面?zhèn)纫晥D。
圖2C是用螺栓固定在排放管線上的凈化環(huán)的放大的側(cè)視圖。
圖3是連續(xù)固體壓力降4氐系統(tǒng)的級聯(lián)噴嘴組件的分解圖。
圖4是連續(xù)固體壓力降低系統(tǒng)的級聯(lián)噴嘴組件的放大的局部分解圖。
圖5是一種持續(xù)降低含塵氣體的固體壓力的方法簡圖。
具體實(shí)施例方式
圖1顯示了用于與氣化系統(tǒng)12 —起使用的連續(xù)固體壓力降低系 統(tǒng)10的示意圖。系統(tǒng)10消除了對循環(huán)閉鎖料斗的需求，容許系統(tǒng)10 連續(xù)地運(yùn)轉(zhuǎn)，而不是以循環(huán)分批模式運(yùn)轉(zhuǎn)。通過消除循環(huán)閉鎖料斗還 減小了系統(tǒng)10的整體尺寸，料斗通常由于它們的大尺寸而需要極大 量的空間。通過連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)(即零循環(huán)頻率)，系統(tǒng)10具有更長的預(yù)期壽命，更低的維護(hù)成本，并提高了平均故障間隔時(shí)間(MTBFs)。另外， 通過消除對循環(huán)閉鎖料斗的需求，還顯著地降低了系統(tǒng)10的資本設(shè) 備費(fèi)用。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，系統(tǒng)IO與煤炭氣化系統(tǒng)協(xié)同使用， 每天流過大約400噸干燥的灰燼顆粒。
如圖1中可見，系統(tǒng)10連接在氣化系統(tǒng)12的料斗14上。氣化 系統(tǒng)12的料斗14通常是旋風(fēng)過濾器或燭形過濾器，其用來從含塵氣 流中分離出干燥的灰燼顆粒。系統(tǒng)10通常包括固體閥門16、排放管 線18、凈化環(huán)20、節(jié)流氣體管線22、惰性氣體供給24、節(jié)流閥26、 級聯(lián)噴嘴組件28、中間管線30和過濾器32。固體閥門16定位在料 斗14的排放端34和排放管線18之間，并控制由惰性氣體和干燥的 灰燼顆粒組成的二相含塵氣體流(即含塵氣流)進(jìn)入排放管線18的啟動 或結(jié)束。固體閥門16設(shè)計(jì)成在正常運(yùn)轉(zhuǎn)期間始終處于打開位置，并 且只有當(dāng)氣化系統(tǒng)12停止時(shí)才關(guān)閉。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，固體 閥門16是非循環(huán)的球閥。
當(dāng)含塵氣流流過排放管線18時(shí)，含塵氣流的壓力降低，并且空 隙度增加。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，進(jìn)入排放管線18的含塵氣流具 有大約1000磅/平方英寸的壓力、在大約10英尺/秒(ft/sec)至大約 60ft/sec之間的速度、以及按體積算大約55%的空隙度。排放管線18 具有足夠的長度，以便在含塵氣流達(dá)到級聯(lián)噴嘴組件28時(shí)，將含塵 氣流的空隙度增加至按體積算大約80%，并將含塵氣流增加至大約 150ft/sec的流率。空隙度的增加是由于含塵氣流中惰性氣體的膨脹， 含塵氣流在流過排放管線18時(shí)遭遇壓力下降。排放管線18具有在大 約94英尺至大約200英尺之間的長度。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，排 放管線18具有大約1.25英寸的直徑，大約200英尺的長度，并將含 塵氣流的壓力從大約1000磅/平方英寸降低至大約300磅/平方英寸。
凈化環(huán)20是一種帶凸緣的裝置，其安裝在排放管線18上，位于 料斗14和級聯(lián)噴嘴組件28之間，并且還連接在節(jié)流氣體管線22上。 凈化環(huán)20用于兩個(gè)目的。第一目的是防止含塵氣流中的干燥的灰燼顆粒在級聯(lián)噴嘴組件28的正上游的節(jié)流氣體管線22和排放管線18 的接合部造成橋接和堵塞問題。第二目的是控制進(jìn)入級聯(lián)噴嘴組件28 的排放管線18中的含塵氣流的流率。通過容許惰性氣體從惰性氣體 供給24進(jìn)入級聯(lián)噴嘴組件28正上游的排放管線18中，凈化環(huán)20實(shí) 現(xiàn)了這些目的。在圖2A-2C中將更詳細(xì)地論述凈化環(huán)20。
惰性氣體供給24和節(jié)流閥26彼此協(xié)同工作，并與凈化環(huán)20協(xié) 同工作，以便控制進(jìn)入級聯(lián)噴嘴組件28的含塵氣流的流率。通過在 打開和關(guān)閉位置之間微調(diào)節(jié)流閥26可改變排放管線18中的含塵氣流 的流率以匹配正常的氣化過程變化。當(dāng)節(jié)流閥26處于打開位置時(shí)， 容許來自惰性氣體供給24的惰性氣體穿過節(jié)流氣體管線22流動至級 聯(lián)噴嘴組件28正上游的排放管線18。這增加了在排放管線18中的背 壓，并降低了含塵氣流的流率。當(dāng)節(jié)流閥26旋轉(zhuǎn)至關(guān)閉位置時(shí)，惰 性氣體的流率降低，降低了排放管線18中的背壓，并增加了含塵氣 流穿過排放管線18的流率。容納在惰性氣體供給24中的惰性氣體可 包括，但不限于氮?dú)夂投趸肌?br> 料斗14還可包括連接在控制系統(tǒng)38上的傳感器36，用于設(shè)定和 微調(diào)節(jié)流闊26。微調(diào)是必要的，這樣料斗14既不會被過量地填充固 體，也不會是完全空的。如果料斗14被過量填充，料斗14將不會適 當(dāng)?shù)貜暮瑝m氣體過濾出固體。如果料斗14是空的，那么可能存在含 塵氣體和干燥的灰燼顆粒進(jìn)入過濾器32的有害排放，導(dǎo)致可能的過 濾器32的故障。在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，當(dāng)傳感器36感測到料斗14中的固 體水平太低時(shí)，控制系統(tǒng)38打開節(jié)流閥26，以容許更多的惰性氣體 進(jìn)入到級聯(lián)噴嘴組件28正上游的排放管線18。惰性氣體在排放管線 18中形成背壓，并且減慢來自料斗14的含塵氣流的流動，容許料斗 14中干燥灰燼顆粒的固體床形成積滯。當(dāng)傳感器36感測到料斗14中 的固體床高度變得太高時(shí)，控制系統(tǒng)38發(fā)送信號，并關(guān)閉節(jié)流閥26 以降低經(jīng)過排放管線18的惰性氣體的流率。這將有效地降低進(jìn)入級 聯(lián)噴嘴組件28的背壓，容許流出料斗14的含塵氣流的流率增加。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，傳感器36是一種核能級指示計(jì)，而控制系統(tǒng) 38是一種模擬/數(shù)字程序控制系統(tǒng)。
惰性氣體供給24還通過氣體歧管40而連接在料斗14上。在到 達(dá)料斗14的排放端34并穿過固體閥門16而進(jìn)入排放管線18之前， 少量惰性氣體連續(xù)地從惰性氣體供給24經(jīng)由氣體歧管40流向料斗 14,以置換最初包含在干燥的灰燼顆粒間隙中的氣體。這防止了初始 生產(chǎn)氣體(即合成氣體)流入到環(huán)境中的損失。
在含塵氣流穿過凈化環(huán)20之后，含塵氣流流過級聯(lián)噴嘴組件28。 級聯(lián)噴嘴組件28設(shè)計(jì)成將含塵氣流的壓力降低至周圍環(huán)境狀態(tài)，即 大約14.7磅/平方英寸。在進(jìn)入過濾器32中之前必須將含塵氣流降低 至環(huán)境壓力，以便安全地排放至大氣中。級聯(lián)噴嘴組件28由硬化材 料制成，使其能夠承受流過級聯(lián)噴嘴組件28的高速含塵氣流的磨蝕 性環(huán)境。例如，級聯(lián)噴嘴組件28可由包括但不限于碳素鋼、工具鋼 和耐磨涂層的材料形成。商業(yè)上可得到的耐磨涂層的一個(gè)示例是司太 立特硬質(zhì)合金。圖3中將更詳細(xì)地討論級聯(lián)噴嘴組件28。
一旦含塵氣流達(dá)到環(huán)境壓力，就將含塵氣流從級聯(lián)噴嘴組件28 通過中間管線30輸送至過濾器32。過濾器32從含塵氣體中除去干燥
在一個(gè)示范性實(shí)施例中，離開過濾器32的惰性氣體的空隙度基本上 按體積算為100%，或者按體積算大約98%至按體積算大約99%之間。 過濾器32可以是用于從氣流中除去顆粒的任何類型的過濾器，包括 但不限于袋式集塵室。
圖2A和2B分別顯示了凈化環(huán)20的放大的頂:規(guī)圖和分解的局部 截面圖。圖2C顯示了用螺栓固定在排放管線18上的凈化環(huán)20的放 大的側(cè)一見圖。圖2A-2C將彼此結(jié)合進(jìn)行討論。凈化環(huán)20通常包括由 多個(gè)異徑接頭46、直通接頭48、管道50、 T形接頭52、多孔板54 和十字接頭56所包圍的結(jié)合凸緣44。凈化環(huán)20還通過十字接頭56 而連接在惰性氣體供給24上(圖1中所示)。如之前提到的，凈化環(huán)20防止含塵氣體中的干燥灰燼顆粒進(jìn)入和污染惰性氣體供給24。凈化環(huán)
20還以如下方式將惰性氣體分布到排放管線18中使排放管線18的 壁對含塵氣體中的干燥灰燼顆粒保持平滑，防止排放管線18和節(jié)流 氣體管線22之間的結(jié)合凸緣44處的干燥灰燼顆粒橋接。在一個(gè)示范 性實(shí)施例中，凈化環(huán)20由不銹鋼形成。
異徑接頭46、直通接頭48、管道50、 T形接頭52、多孔板54 和十字接頭56形成了具有徑向輻條60的貨車輪類型的環(huán)形歧管58。 各個(gè)徑向輻條60具有連接在環(huán)形歧管58上的第一端62和連接在多 孔板54上的第二端64。徑向輻條60容許惰性氣體從惰性氣體供給 24和節(jié)流氣體管線22(圖1中所示)到達(dá)結(jié)合凸緣44。結(jié)合凸緣44具 有四個(gè)孔65，這些孔與多孔板54及先導(dǎo)閥67接合，用于與排放管線 18的末端凸緣66a和66b相配合。然后在結(jié)合凸緣44的孔65處，惰 性氣體通過徑向輻條60而均勻地分布在排^L管線18的內(nèi)部周圍。徑 向輻條60放置在環(huán)形歧管58內(nèi)一定深度處，使多孔板54的下游面 與排放管線18內(nèi)表面齊平。雖然圖2A將凈化環(huán)20描繪成四點(diǎn)凈化 系統(tǒng)，但是凈化環(huán)20可具有用于將惰性氣體傳入到排^:管線18中的 任意數(shù)量的徑向輻條60。
凈化環(huán)20的多孔板54將流過排放管線18的含塵氣流與來自節(jié) 流氣體管線22的惰性氣體流分離，以防止含塵氣體中的干燥灰燼顆 粒進(jìn)入到節(jié)流氣體管線22中。多孔板54的多孔性選擇為當(dāng)節(jié)流閥26 處于關(guān)閉位置并且沒有惰性氣體進(jìn)入凈化環(huán)20中時(shí)，防止含塵氣體 中的干燥灰燼顆粒進(jìn)入環(huán)形歧管58中。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，多 孔板54大約0.25英寸厚，帶有輕微的曲率，以匹配排放管線18的內(nèi) 半徑，使得任何表面非連續(xù)性均保持小于大約0.025英寸，從而防止 含塵氣體中的干燥灰燼顆粒橋接和堵塞排放管線18。
各個(gè)多孔板54均插入到結(jié)合凸緣44的孔65中，結(jié)合凸緣44通 過螺栓67固定在排放管線18的末端凸緣66a和66b上。因而，惰性 氣體從多孔板54進(jìn)入結(jié)合凸緣44處的排放管線18中。在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，惰性氣體從節(jié)流氣體管線22供給至十字接頭56處的環(huán)形歧管58。 因而，當(dāng)惰性氣體進(jìn)入環(huán)形歧管58時(shí)，惰性氣體分裂成三個(gè)方向。 一個(gè)方向?qū)⒍栊詺怏w直接帶入到多孔板54中，而另外兩個(gè)方向分流 到環(huán)形歧管58中，并將惰性氣體供應(yīng)給其它多孔板54。因而，惰性 氣體從四個(gè)不同的方向由凈化環(huán)20進(jìn)入排^1管線18。如圖2A中所 示，節(jié)流氣體管線22將惰性氣體以垂直于含塵氣流的流動的方向通 過凈化環(huán)20送至排放管線18，該含塵氣流流過在其中描繪圖2A的 頁面。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，凈化環(huán)歧管系統(tǒng)42使用具有大約0.5 英寸直徑的管道。
圖3顯示了級聯(lián)噴嘴組件28的放大分解圖。圖4顯示了級聯(lián)噴 嘴組件28的放大的局部分解圖，并且將結(jié)合圖3進(jìn)行討論。級聯(lián)噴 嘴組件28是具有第一端68a和第二端68b的多孔組件。在圖3中所示 的實(shí)施例中，級^:噴嘴組件28包括第一孔(或噴嘴)板70a、第二孔板 70b、第三孔板70c、第四孔板70d、第五孔板70e、第六孔板70f、第 七孔板70g、第一停滯區(qū)72a、第二停滯區(qū)72b、第三停滯區(qū)72c、第 四停滯區(qū)72d、第五停滯區(qū)72e和第六停滯區(qū)72f。第一孔板70a帶有 具有直徑TDa的喉管74a，第二孔板70b帶有具有直徑TDb的喉管74b, 第三孔板70c帶有具有直徑TDe的喉管74c,第四孔々反70d帶有具有 直徑TDd喉管74d，第五孔70e板帶有具有直徑TDe的喉管74e，第 六孔板70f帶有具有直徑TDf的喉管74f，而第七孔板70g帶有具有直 徑TDg的喉管74g。喉管74a-74g的直徑TDa-TDg分別從級聯(lián)噴嘴組 件28的第一端68a向第二端68b增加。另外，各個(gè)喉管74a-74g的直 徑具有收斂的入口，該入口具有內(nèi)藏的小于大約30度的會聚角，或 大約15度的半角。各個(gè)喉管74a-74g的入口是帶角度的，因?yàn)橹本€路 徑可能潛在地導(dǎo)致喉管74a-74g上游的橋接和堵塞問題。在一個(gè)示范 性實(shí)施例中，進(jìn)入級聯(lián)噴嘴組件28的含塵氣流的流率在大約70英尺 /秒至大約200英尺/秒之間。
各個(gè)停滯區(qū)72a-72f包括頭部凸緣76、耦接頭78和尾部凸緣80。出于簡單性的目的，除非指特定的頭部凸緣76、耦接頭78或尾部凸 緣80時(shí)，停滯區(qū)70a-70f的構(gòu)件將在沒有參考標(biāo)號的情況下進(jìn)行描述。 在那種情況下，將包括相應(yīng)的標(biāo)號。例如，第一停滯區(qū)72a包括頭部 凸緣76a、耦接頭78a和尾部凸緣80a。第一停滯區(qū)72a定位在第一孔 板70a和第二孔板70b之間，第二停滯區(qū)72b定位在第二孔板70b和 第三孔板70c之間，第三停滯區(qū)72c定位在第三孔板70c和第四孔板 70d之間，第四停滯區(qū)72d定位在第四孔板70d和第五孔板70e之間， 第五停滯區(qū)72e定位在第五孔板70e和第六孔板70f之間，而第六停 滯區(qū)72f定位在第六孔板70f和第七孔板70g之間。第一耦接頭78a 具有直徑Da，第二耦接頭78b具有直徑Db，第三耦接頭78c具有直 徑De，第四耦接頭78d具有直徑Dd，第五耦接頭78e具有直徑De， 而第六耦接頭78f具有直徑Df。耦接頭78a-78f的直徑Da-Df按照以下 順序遞增Da<Db<Dc<Dd<De<Df。耦接頭78a-78f的直徑Da-Df從級聯(lián) 噴嘴組件28的第一端68a向第二端68b增加，以便當(dāng)氣體壓力通過級 聯(lián)噴嘴組件28連續(xù)下降時(shí)，使含塵氣流的速度在各個(gè)停滯區(qū)中保持 大約100ft/sec。耦接頭78a-78f的軸向長度還相對較長，并且逐漸變 大。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，各個(gè)耦接頭78a-78f具有大于大約3英 寸的長度。
0形環(huán)82定位在排放管線18和第一孔70a之間、第一停滯區(qū)72a 和第二孔板70b之間、第二停滯區(qū)72b和第三孔板70c之間、第三停 滯區(qū)72c和第四孔板70d之間、第四停滯區(qū)72d和第五孔板70e之間、 第五停滯區(qū)72e和第六孔板70f之間、以及第六停滯區(qū)72f和第七孔 板70g之間。O形環(huán)82密封這些連接，并防止任何含塵氣流泄漏到 環(huán)境中。另外，墊圈84定位在第一孔板70a和第一停滯區(qū)72a之間、 第二孔板70b和第二停滯區(qū)72b之間、第三孔板70c和第三停滯區(qū)72c 之間、第四孔板70d和第四停滯區(qū)72d之間、第五孔板70e和第五停 滯區(qū)72e之間、第六孔板70f和第六停滯區(qū)72f之間、以及第七孔板 70g和中間管線30之間。墊圏84還用于防止含塵氣流在環(huán)境中的任何泄漏。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，墊圈84是福萊西墊圏。級Jf關(guān)噴嘴 組件28可以本領(lǐng)域中已知的任何方式進(jìn)行連接，包括但不限于焊接、 銅焊和螺栓聯(lián)接。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，耦"^妄頭78a-78f連"f妄在凸 起的頸部凸緣上。
孔板70a-70g的喉管74a-74g設(shè)計(jì)成反復(fù)地提高流過級聯(lián)噴嘴組 件28的含塵氣流的流率，之后在耦接頭78a-78f的各個(gè)停滯區(qū)中利用 突然的膨脹而再一次降低流率。因?yàn)轳罱宇^78a-78f的直徑Da-Df從級 聯(lián)噴嘴組件28的第一端68a向第二端68b增加，含塵氣流的壓力還將 隨著其穿過級聯(lián)噴嘴組件28而降低。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，在下 游停滯區(qū)耦接頭78a-78f和中間管線30中在被減速至大約100ft/sec或 以下的速度之前，含塵氣流以大約450ft/sec的速度穿過各個(gè)孔板 70a-70g的喉管74a-74g。離開級if關(guān)噴嘴組件28的含塵氣流處于環(huán)境 壓力下，空隙度在按體積算大約98%至按體積算大約99%之間。級聯(lián) 組件28的設(shè)計(jì)還容許在正常安排的工廠維護(hù)時(shí)間，在孔4反70a-70g和 停滯區(qū)72a-72f的周期性變化期間進(jìn)行筒單的拆卸和重新裝配。雖然 圖3將級聯(lián)噴嘴組件28描繪成具有七個(gè)孔板70a-70g和六個(gè)停滯區(qū) 72a-72f,但是在不脫離本發(fā)明的預(yù)期范圍的情況下，級聯(lián)噴嘴組件28 可具有任何數(shù)量的孔板和凸緣。
圖5顯示了連續(xù)降低具有干燥灰燼顆粒100的含塵氣流的固體壓 力的方法的簡圖。在圖框102中，含塵氣流連續(xù)從料斗14下降至排 放管線18。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，離開料斗14的含塵氣流具有大 約1000磅/平方英寸的壓力和按體積算大約55%的空隙度。在圖框104 中，當(dāng)含塵氣流穿過排放管線18時(shí)，含塵氣流的壓力降低，而空隙 度增加。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，排放管線18為大約200英尺長， 并且離開排放管線18的含塵氣流具有大約300磅/平方英寸的壓力和 按體積算大約85%的空隙度。在圖框106中，之后含塵氣流穿過凈化 環(huán)20以控制含塵氣體的流率。在圖框106中，惰性氣體同時(shí)穿過節(jié) 流氣體管線26流向凈化環(huán)20，以便產(chǎn)生氣體背壓，并防止干燥灰燼顆粒橋接或堵塞凈化環(huán)20。如圖框108中所示，通過節(jié)流閥26可調(diào) 整含塵氣流的流率，該節(jié)流閥26連接在惰性氣體儲槽24上。在圖框 110中，在含塵氣流穿過凈化環(huán)20之后，含塵氣流穿過具有多個(gè)孔 70和停滯區(qū)72的級耳關(guān)噴嘴組件28。穿過級4關(guān)噴嘴組件28的直徑反 復(fù)降低和增加，以便降低含塵氣流的壓力。在一個(gè)示范性實(shí)施例中， 離開級聯(lián)噴嘴組件28的含塵氣流具有大約14.7磅/平方英寸的壓力以 及按體積算大約98%至大約99%之間的空隙度。在圖框112中，之后 將含塵氣體送往過濾器32，以便從惰性氣體中分離出干燥灰燼顆粒。 這種連續(xù)固體壓力降低系統(tǒng)不利用閉鎖料斗而連續(xù)降低穿過系 統(tǒng)的含塵氣流的壓力。該系統(tǒng)通常包括排放管線、凈化環(huán)、級聯(lián)噴嘴 組件和過濾器。包括干燥的灰燼顆粒的含塵氣體從料斗中下降并被引 入到排放管線。排放管線具有足夠的長度，以便充分地降低含塵氣流 的壓力，并提高含塵氣流的空隙度。之后含塵氣流被送過安裝在排放 管線上的凈化環(huán)。凈化環(huán)用于兩個(gè)功能。第一功能是通過提高或降低 惰性氣體的流量來提高或降低氣體背壓，從而控制含塵氣流的流率。 第二功能是防止干燥灰燼顆粒在排放管線和凈化環(huán)的接合部的橋接 或堵塞。然后，含塵氣流進(jìn)入級聯(lián)噴嘴組件以進(jìn)一步減小含塵氣流的 壓力，并進(jìn)一步提高含塵氣流的空隙度。 一旦含塵氣流處于環(huán)境壓力 下，就可將含塵氣流送往過濾器，以便從惰性氣體中分離出干燥的灰 燼顆粒。
雖然已經(jīng)參照優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域中的技術(shù)人 員應(yīng)該認(rèn)識到，在沒有脫離本發(fā)明的精神和范圍的條件下，可在形式 和細(xì)節(jié)方面進(jìn)行變化。
權(quán)利要求
1.一種連接在料斗上的連續(xù)壓力降低系統(tǒng)，用于降低流過該系統(tǒng)的含塵氣流的壓力，所述系統(tǒng)包括排放管線，其用于接收來自所述料斗的含塵氣流；閥門，其將所述料斗連接到所述排放管線上，用于控制將所述含塵氣流引入所述排放管線；級聯(lián)噴嘴組件，其定位在所述排放管線的下游；凈化環(huán)，其連接在所述級聯(lián)噴嘴組件的上游的所述排放管線中；惰性氣體供給，其連接在所述凈化環(huán)上，用于將惰性氣體引入所述級聯(lián)噴嘴組件；惰性氣體節(jié)流閥，其用于控制所述惰性氣體進(jìn)入所述級聯(lián)噴嘴組件的流率；和過濾器，其連接在所述級聯(lián)噴嘴組件的下游。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述排放管線在 長度上大于大約200英尺。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述過濾器是袋 式集塵室。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)入所述級聯(lián)噴 嘴組件的含塵氣流的速度在大約70英尺/秒至大約200英尺/秒之間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，離開所述級聯(lián)噴 嘴組件的含塵氣流具有按體積算大于約90%的空隙度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述級聯(lián)噴嘴組 件包括多個(gè)孔，這些孔具有順序遞增的喉管直徑。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述級聯(lián)噴嘴組 件的各個(gè)孔具有大約三十度的內(nèi)藏的會聚角。
8. —種連續(xù)壓力降低系統(tǒng)，其使帶固體顆粒的含塵氣流流過該 系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)連接在料斗上，所述系統(tǒng)包括連接在所述料斗上的排放管線；閥門，其用于控制將帶固體顆粒的所述含塵氣流引入所述排放管線；級聯(lián)噴嘴組件，其定位在所述排放管線的下游，用于降低所述含 塵氣流的壓力；凈化環(huán)，其連接在所述排放管線和所述級聯(lián)噴嘴組件之間； 惰性氣體供給，其連接在所述凈化環(huán)上，用于將惰性氣體引入所述級聯(lián)噴嘴組件；惰性氣體節(jié)流閥，其用于控制所述惰性氣體進(jìn)入所述級聯(lián)噴嘴組件的流率；和過濾器，其連接在所述級聯(lián)噴嘴組件的下游，用于從所述含塵氣 流中分離出固體顆粒。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述惰性氣體供 給還連接在所述料斗上。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述級聯(lián)噴嘴組 件包括具有變化的直徑的多個(gè)孔。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，各個(gè)孔具有大 約三十度的內(nèi)藏的會聚角。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，離開所述級聯(lián)噴 嘴組件的含塵氣流具有按體積算大約98%至大約99%之間的空隙度。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述料斗連接在 氣化系統(tǒng)的旋風(fēng)過濾器或燭形過濾器的至少其中 一 個(gè)過濾器上。
14. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述級聯(lián)噴嘴組 件中的含塵氣流的速度在大約70英尺/秒至大約200英尺/秒之間。
15. —種連續(xù)降低流過氣化系統(tǒng)的含塵氣流的壓力的方法，所述 方法包4舌使所述含塵氣流穿過排放管線的長度；使所述含塵氣流從所述排放管線穿過具有遞增的直徑的級聯(lián)噴嘴組件；以及調(diào)整進(jìn)入所述級聯(lián)噴嘴組件的所述含塵氣流的流率。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，使所述含塵氣 流穿過排放管線的長度包括使所述含塵氣流穿過大約200英尺的長 度。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，調(diào)整所述含塵 氣流的流率包括使用凈化環(huán)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，使所述含塵氣 流從所述排放管線穿過具有遞增直徑的所述級聯(lián)噴嘴組件包括交替 地減小和增加所述級聯(lián)噴嘴組件的直徑。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，使所述含塵氣 流從所述排放管線穿過具有遞增直徑的所述級聯(lián)噴嘴組件包括通過 大約三十度的會聚角輸送所述含塵氣流。
20. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，使所述含塵氣 流穿過所述排放管線的長度包括將所述含塵氣流的空隙度增加至按 體積算大約80%至大約90%之間。
全文摘要
一種連接在料斗上的連續(xù)壓力降低系統(tǒng)(10)降低了流過該系統(tǒng)的2相(氣體和固體)含塵氣流的壓力。該系統(tǒng)(10)包括用于從料斗(14)中接收含塵氣體的排放管線(18)、閥門(16)、定位在排放管線(18)下游的級聯(lián)噴嘴組件(28)、凈化環(huán)(20)、連接在凈化環(huán)(20)上的惰性氣體供給(24)、惰性氣體節(jié)流閥(26)和過濾器(32)。閥門將料斗(14)連接至排放管線(18)上，并控制將含塵氣流引入到排放管線(18)中。凈化環(huán)(20)連接在排放管線(18)和級聯(lián)噴嘴組件(28)之間。惰性氣體節(jié)流閥(26)控制惰性氣體進(jìn)入到級聯(lián)噴嘴組件(28)中的流率。過濾器(32)連接在級聯(lián)噴嘴組件(28)的下游。
文檔編號B01D45/00GK101622049SQ200880006057
公開日2010年1月6日 申請日期2008年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月24日
發(fā)明者D·R·馬修斯, K·M·斯普勞斯, T·朗戈夫斯基 申請人:普拉特及惠特尼火箭達(dá)因公司