[发明专利]用于分类和混合煤的自动化系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于通过自动化的、计算机控制的过程以便达到特定材料混合来分类和混合煤和其他燃料的装置和方法。

背景技术

亦称作发电厂的发电站被用作产生电能的工业设施。通常来说，大多数这样的发电厂均依赖煤作为产生电能的能量源。这些发电厂每天能够燃烧巨量的煤，例如15,000吨，用于巨大的设施以特定的热值例如12,200BTU/磅(英国热量单位/磅)。煤发电厂常常位于或者在煤矿附近，从而降低获取煤以及将煤运输至发电厂的费用。因此，这些煤发电厂被设计用于以附近煤(例如含硫量的热值)特定的特性来燃烧煤。然而，当煤发电厂或许会耗尽本地经济上可行的煤或者附近的煤储量时，那么发电厂必须开始使用从其他源产地所运输过来的煤。非本地煤的热值或许与本地煤的热值具有巨大差异，因此发电厂必须面对由于使用与发电厂的设计参数不匹配的煤所引起的问题，这将要么如果非本地煤具有更低热值的而降低发电厂的效率或者要么通过燃烧比需要更多的量的煤而使得燃料成本显著提高。

除了热值的不同之外，非本地煤可以具有基于元素或者其他成分的非期望的非碳的不同的等级，这将反过来影响锅炉的运行效率，该锅炉会产生用于发电厂的蒸汽或者由该发电厂所允许的排放限制。例如，过多的硫和汞的出现能够引起该发电厂排放超过可接受的许可的可允许的水平。过多的灰(和岩石以及其他非碳元素)或者湿度的出现将会影响锅炉的效率并且导致该发电厂的总效率的降低。

发电厂操作者已经通过引入多种等级的非本地煤并且手动地将其混合以便为特定的工厂粗糙地以非精确的方式获得的期望的热值或者属性的创建经混合的煤而部分地解决了以上问题。然而，该混合通常通过手动地将一种非本地煤和另外一种是用推土机或者其他移动设备来掺混来实现，这必然缺少形成均匀地混合煤的精度，从而不会形成具有特定热值和属性的煤。同样缺少精确地控制所混合的煤的特性的能力。由于该类掺混的天然的不精确性，该混合的煤的不同的部分将会具有非常不同的特性，即便平均的特性符合所期望的目标值。

因为源自多个源产地的煤可能在质量上具有较大的差别并且该类型的掺混是不精确和不均匀的，因此，大多数的发电厂将会限制其入口并且依赖于两种源产地的非本地煤从而尽量降低混合煤的需要或者发电厂能够选择获得较高质量的更为昂贵的产品(其超过了合适的燃烧质量要求)以便避免煤质量问题。作为结果，(a)这些煤发电厂依赖于有限的煤资源而不是能够接受任意数量的供应商的煤，(b)手动地在本地混合较少类型的煤而不是精确地或者均匀地得到完全混合的产品并且(c)缺少能力来以有效率的精确的并且均匀的方式来混合多种源的煤从而满足变化的燃料、效率或者控制需要。

发明内容

相应地，本发明应用了一种新型的并且新颖的方法用于通过自动的计算机控制的过程来分类并且混合不同质量或者特性的燃料以便结合多种燃料或者燃料的质量来产生对于发电厂或者其他终端用户的消费来说可接受的产品。与先前的方法不同的是本发明提供了用于混合燃料来满足终端用户的特定的需要或者监管需求的精确的自动的方法。本发明为用于接收具有不同属性的燃料的物质上的品质的设施提供了在不同的区域分类和存储这些燃料的能力、将不同地加以存储的燃料以特定的比例混合并且将经混合的燃料(以多种不同的组合)通过自动的计算机控制的过程输送至终端用户的能力。

此外，本发明提供了如果需要能够给予操作者或者终端用户的需要来改变经混合的燃料的特性和属性的灵活性。因此，例如，本发明能够给予终端用户的需要例如煤发电厂的需要而自动地在一天的某个时间内提供一种热值的煤并且在一天的另一个时间内提供具有不同的热值的煤。这种灵活性对于在非峰值时段内不需要最高的燃煤效率而且想要将最高效率(或者更贵的)煤用于峰值时段的煤发电厂的操作者来说是非常重要的。这样的灵活性也能够是对于为具有不同的煤品质需求的不同的客户预混合煤的供应商来说是重要的。

此外，本发明能够被用于将在燃料中的某些成分或者污染物降低至期望的水平。例如，操作者能够将高硫含量和低硫含量的煤掺混在一起来创建具有在可接受的监管限制之内的硫含量的混合煤。

本发明还能够被用于通过将废料与另一种燃料相混合来消除某些类型的废料。例如，操作者能够将煤与废料诸如轮胎芯片或者碳渣相混合来形成能够在特定类型的锅炉或者设施之中加以使用的混合燃料。

本发明还能够用于通过附加地混合来增强燃料以便提高该燃料的性能。例如，操作者能够将煤与石油焦混合来增加该煤的热值。