[发明专利]用于输送运载气体中的固体燃料的系统和方法

说明书

技术领域

本文公开的主题涉及用于在动力设备中输送诸如粉煤之类的固体给料燃料的系统和方法。

背景技术

诸如煤或石油之类的化石燃料可被气化以用于生产电力、化学物质、合成燃料，或用于各种其它应用。气化包括使含碳燃料和氧气在很高的温度下发生反应以产生合成气，即包含一氧化碳和氢气的燃料，该合成气比处于其原始状态的燃料更高效且更清洁地燃烧。例如，固体燃料给料(例如，粉煤)可在运载气体中运送到气化器。所使用的运载气体的类型可使气化器和其它构件的控制和性能变得复杂。

发明内容

以下概括了范围与原始要求保护的发明相称的某些实施例。这些实施例并非旨在限制要求保护的发明的范围，而是，这些实施例仅旨在提供本发明的可能形式的简要概述。实际上，本发明可涵盖可与以下陈述的实施例类似或不同的各种形式。

在第一实施例中，一种系统包括气化器和固体燃料供给器。该固体燃料供给器能够在气化器的起动时期期间和稳态时期期间将含碳运载气体中的固体燃料供给到气化器。

在第二实施例中，一种系统包括气化器燃料控制器。该气化器燃料控制器能够控制含碳运载气体中的固体燃料到气化器的供给。该气化器燃料控制器能够在起动时期期间的含碳运载气体的第一源和稳态时期期间的含碳运载气体的第二源之间转变。

在第三实施例中，一种系统包括原料制备单元、固体燃料研磨器和固体燃料供给器。固体燃料研磨器能够将固体燃料研磨成粒子。固体燃料供给器能够将粒子流体化到含碳运载气体中，该含碳运载气体在气化器的起动时期期间来自第一含碳气体源并且在气化器的第二稳态时期期间来自第二含碳气体源。

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的特征、方面和优点将变得更好理解，在全部附图中同样的附图标记表示同样的部分，其中：

图1示出了包括提高油回收管线(enhanced oil recovery，EOR)的整体气化联合循环(IGCC)动力设备的一实施例的框图；

图2示出了图1中所示的原料制备单元的固体燃料供给器系统的一实施例的框图；

图3是在气化器的起动和稳态操作之间转变的方法的流程图；以及

图4是从第一CO₂源转变到第二CO₂源以用于向气化器输送固体燃料给料的曲线图。

具体实施方式

以下将描述本发明的一个或更多特定实施例。为了提供对这些实施例的简明描述，说明书中可能未描述实际实施方案的所有特征。应当理解，在任何此类实际实施方案的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须做出许多针对实施方案的具体决定以实现开发者的具体目标，例如服从于可能因实施方案而异的系统相关和商业相关的约束。此外，应当理解，此类开发努力可能是复杂且耗时的，但对受益于该公开的普通技术人员来说却将是设计、装配和制造的例行工作。

当介绍本发明各种实施例的元件时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述的”旨在意味着存在一个或更多该元件。用语“包含”、“包括”和“具有”旨在为包括性的且意味着可能存在所列元件以外的其它元件。

所公开的实施例包括用于利用来自不同源(例如提高油回收(EOR)管线)的含碳气体(例如，CO₂)作为用来将燃料输送到气化器中的运载气体的系统和方法。动力设备，例如下文参照图1更详细地描述的整体气化联合循环(IGCC)动力设备，可使用在设备操作期间将固体燃料连续供给到气化器中的固体燃料供给器系统。该固体燃料供给器系统可使用在正常设备操作期间产生的CO₂作为运载气体。然而，该运载CO₂源可能无法在起动操作期间获得。

不同类型的运载气体，例如氮气，可在设备起动期间代替CO₂并用来将燃料输送到气化器中。然而，氮气作为辐射吸收剂不如CO₂那么好，因此气化器可能经历较高的热负荷。较高热负荷可能不利地影响诸如给料喷射器之类的气化器构件，特别是在气化器温度高于正常操作期间的起动期间。产生所需的高压氮气也可能是成本高昂的。此外，氮的不同分子量可能使得必须使用不同的固体-气体装载比和装载速度，由此需要与在常规CO₂输送操作期间使用的那些不同的控制器模态。因此，所公开的实施例通过从其它源重新引导CO₂而在设备起动期间使用CO₂作为运载气体，并且随后在正常操作期间使用由设备产生的CO₂。