[发明专利]连续粗灰降压系统

说明书

致谢

本发明是在美国能源部授予的合作协定号DE-FC21-90MC25140之下、通过一些政府支持而作出的。美国政府享有本发明的某些权利。

技术领域

本发明总的涉及来自流化床燃烧或气化系统的排放。具体地说，本发明涉及对于来自高压高温的流化床燃烧或气化系统的固体粗粒进行冷却和降压。

背景技术

操作诸如流化床煤气化器或燃烧器的加压反应器涉及将高压和高温下的固体粗粒排放到大气压和低温(即，低于350°F)下的储存箱。这种系统中最常用的方法是将锁定容器和螺旋冷却系统组合起来。螺旋冷却器接收高压和高温下的固体，并通过使固体与容器的螺杆和内表面相接触来冷却固体。

在该系统中，锁定容器是压力摆动容器，并且具有入口阀和出口阀。锁定容器通过常开的入口阀从螺旋冷却器接受压力下的冷却固体。当预定量的固体进入锁定容器时，入口阀关闭。然后，将容器降压至接近大气压。然后打开底部排放阀以将固体排放到大气压容器中。大气压容器中的固体可被配置到合适的储存容器。

该系统有几个缺点。该系统的一个固有缺点是可动部件的数量，这些可动部件需要经常循环并以同步方式工作。第二个缺点是当轴在高压下转动时难以密封螺杆轴的两端。此外，围绕锁定容器可有多个阀，这些阀的可靠性可能小于所需，因为在每个循环中这些阀必须在多尘环境下打开和关闭。在正常的工作条件下，阀在高压下打开和关闭上百万次，其中固体微粒快速流动，由此侵蚀阀。因此，传统的商用系统可以具有平均小于70％的可用性。

需要一种冷却固体粗粒并对固体粗粒连续降压的系统，而没有上述的固有问题。

发明内容

本发明涉及降压系统，该降压系统与在其中夹带有气体的、高压高温的密相固体流流体地连通，该固体流例如是但不局限于来自流化床气化系统的粗灰流。在一个方面，该系统包括冷却装置和减压装置(即分离器)，该冷却装置用于使夹带有气体的、高压高温的密相固体流冷却，该减压装置用于将冷却的固体粗粒与一部分夹带气体分离从而将蒸汽压力降低至所想要的排放压力。

在一个方面，减压装置具有罩壳和过滤器，罩壳限定分离器内腔且具有罩壳壁，过滤器位于分离器内腔之内。在另一方面，过滤器具有内壁和隔开的外壁，外壁与罩壳壁隔开且在过滤器和罩壳壁之间限定封闭的环部。在该方面，内壁限定与其中夹带有气体的、高压低温的固体流流体连通的过滤器导管。过滤器构造成允许冷却的固体粗粒的至少一部分经过过滤器导管并经由定位在过滤器导管远端附近的固体出口排出，而至少一部分夹带气体被引向气体出口，这导致冷却的固体粗粒以较低压力排出。

在一个方面，降压系统还包括呈水平柱或垂直柱形式的、固体流的移动式填充床柱，在该移动式填充床柱中，气体流动得比固体快以引起压降。粗粒与柱的内壁之间的摩擦和柱中气体的流速可基本上使要在减压装置中与固体分离的气体量减少。在另一方面，水平柱或垂直柱还可构造成换热器，从而提供至少部分的冷却以使其中夹带有气体的、高压高温的密相固体流的温度降低。

在另一方面，在固体流的流动路径中没有移动部件(例如但不局限于阀)，由此改进降压系统的可靠性。

附图说明

本发明较佳实施例的这些和其它特征将在其中参照附图的详细描述中变得更加显而易见，在附图中：

图1是本申请的降压系统的一个实施例的示意图。

图2是图1的降压系统的减压装置的一个方面的示意图。

图3是根据一个方面的筛网的示意图。

图4是降压系统的另一实施例的示意图。

图5是根据一个方面的、图2的减压装置的侧剖视图。

图6是根据一个方面的、图4的降压系统的收集装置的局部剖开的示意图。

图7是图1的降压系统的冷却容器的一个实施例的立体图。

具体实施方式

参照下面的详细描述、实例、附图和权利要求书、以及其之前和之后的描述，可更容易地理解本发明。然而，在披露和描述本装置、系统和/或方法之前，应该理解，除非另外规定，本发明并不局限于所披露的特定装置、系统和/或方法，而是当然同样可作改变。还应理解的是，这里所用的术语仅仅是为了描述特定方面，而并不想要进行限制。