[发明专利]主动式固体供应系统以及供应固体的方法

说明书

技术领域

本发明总体涉及具有固体除气区和固体输送泵（solids pump）区的固体供应系统，以及用于将固体例如研磨成粉的干煤供应到应用系统（application）例如气化处理系统的方法。所述固体除气区包括含有多个多孔滚筒组件的滚筒系统，或者含有多个多孔传动带组件的传动带系统。所述固体输送泵区包括固体输送泵，例如传动带（牵引器）式、滚筒式或旋转式泵。

背景技术

煤气化工艺涉及将煤或其他含碳固体转变成合成气体。虽然干煤和水浆可以用在气化处理中，但是干煤泵送比当前的水浆技术热效率更高。许多设备已经被用于泵送微粒材料。这种输送设备包括输送器传动带、回转阀、闸斗仓（lock hopper）、螺旋式送料器等。

当前被用于将干煤泵送到高压的其中一种装置是循环闸斗仓。虽然循环闸斗仓送料气化器的热冷气体效率比气化领域中的其他当前可用技术更高，但是循环闸斗仓的机械效率相对较低。由于在循环闸斗仓工艺中所需的高压罐、阀和气体压缩器，循环闸斗仓的资金成本和操作成本也很高。

干煤挤出泵在干煤气化中的使用已经变得更普遍。但是，与当前可用的干煤挤出泵相关的一些问题是内部剪切故障区和流动停滞问题。故障区的存在可能导致泵的机械效率的降低，因为它们导致了将来自机械驱动的力转化成微粒材料的输送的能力的损失。

例如，在干煤挤出型泵诸如转盘式泵中，微粒材料进入两个驱动盘壁之间的输送管道，并且被驱动壁的运动从入口向出口驱动。驱动壁的运动将这些颗粒压实，使得这些颗粒越过相互接触点传递应力并且所述微粒材料接合驱动壁，导致驱动力从驱动壁传递到所述微粒材料。当所述微粒材料进入输送管道时，在进入泵送装置之前或者在进入泵送装置时其应被足够压实或压缩，以使这些颗粒越过其接触点传递应力，导致形成这里所谓的瞬时固体或桥，所述瞬时固体或桥是由压实的微粒材料组成的，所述压实的微粒材料允许固体输送泵在微粒材料中形成压头或压力，并通过固体输送泵将微粒材料有效地输送到更高压力区。当另外的微粒材料进入入口时，连续的桥应在输送管道内累积地形成。

细小的微粒和粉末材料，例如干的研磨成粉的煤，难以通过泵送系统有效地输送。细小的微粒和粉末材料在松散地输送时或者在通过入口松散地掉落时易于充满气体或者与空气很好地混合。充满气体的细小微粒和粉末材料可能不会被充分压实以在泵送装置的转盘之间形成接触颗粒的应力传送桥。结果，由转盘作用在材料上的摩擦力不足以将驱动力传递到所述材料。因此，细小的微粒和粉末材料可能在转盘之间滑动/打滑并且可能不会通过泵送装置有效地输送。如果施加太多的外力来试图压缩所述粉末材料或对所述粉末材料除气，则该材料易于过度压实，从而堵塞入口或输送槽。

因此，在工业中存在对使用干固体输送泵有效输送细小微粒材料（尤其是研磨成粉的煤）的有效微粒输送系统的需求，所述干固体输送泵需要使泵能够在微粒材料中形成压头或压力的颗粒桥接。

发明内容

一种固体供应系统，包括：（i）固体除气区，和（ii）固体输送泵区，其中所述固体除气区与固体输送泵区流动联通；所述固体除气区包括：（a）含有多个多孔滚筒组件的滚筒系统，或者（b）含有多个多孔传动带组件的传动带系统，所述滚筒系统或传动带系统可以操作以对固体除气并将固体输送到固体输送泵区，其中所述固体在进入固体输送泵区之前和进入固体输送泵区时被充分压实以便通过所述固体输送泵区被有效地输送；所述固体除气区能够被调节压力；所述固体输送泵区包括可操作以将固体输送到应用系统的固体输送泵。

一个替代性的实施方式包括一种固体供应系统，包括：（i）固体源区，（ii）固体除气区，和（iii）固体输送泵区，其中所述固体源区与所述固体除气区流动联通，所述固体除气区与所述固体输送泵区流动联通；所述固体源区包括至少一个可操作以便通过重力将固体输送到所述固体除气区的存储容器；所述固体除气区包括：（a）含有多个多孔滚筒组件的滚筒系统，或者（b）含有多个多孔传动带组件的传动带系统，所述滚筒系统或传动带系统可操作以便对固体除气并将固体输送到固体输送泵区，其中所述固体在进入固体输送泵区之前和进入固体输送泵区时被充分压实以便通过所述固体输送泵区被有效地输送；所述固体除气区能够被调节压力；所述固体输送泵区包括可操作以将固体输送到应用系统的固体输送泵。