Система транспортировки твердых веществ и газификационная установка



Система транспортировки твердых веществ и газификационная установка
Система транспортировки твердых веществ и газификационная установка
Система транспортировки твердых веществ и газификационная установка

 


Владельцы патента RU 2562685:

Дженерал Электрик Компани (US)

Предложена система (211) транспортировки твердых веществ. Система транспортировки твердых веществ содержит по меньшей мере один трубопровод (206/213) для транспортирования текучей среды, проточно соединенный с источником транспортировочной текучей среды. Система также содержит паронагревательные устройства (524/526/528), проточно соединенные вместе указанным трубопроводом (530/532). Кроме того, система содержит трубопровод для транспортировки твердых веществ, проточно соединенный с указанным трубопроводом для транспортировочной текучей среды, сепаратор, предназначенный для отделения твердых веществ от части транспортировочной текучей среды, устройство для конденсации пара, проточно соединенное с указанными паронагревательными устройствами и предназначенное для удаления водяного пара, вовлеченного в транспортировочную текучую среду, и обводной трубопровод устройства для конденсации пара, предназначенный для облегчения управления температурой потока транспортировочной среды. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ В ОБЛАСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0001] Варианты выполнения, описанные здесь, относятся в целом к системам транспортировки твердых веществ, и, более конкретно, к способам и устройству для транспортировки угля для обеспечения работы установок по производству синтетического газа.

[0002] По меньшей мере некоторые известные газификационные установки содержат систему газификации, объединенную, по меньшей мере, с одной турбинной системой, производящей электроэнергию, тем самым образуя энергетическую установку комбинированного цикла с внутренней газификацией угля (IGCC энергетическую установку). Такие известные системы газификации превращают смесь топлива, воздуха или кислорода, пара и/или СО2 в синтетический газ, или “сингаз”. Также, многие известные системы газификации содержат газификационный реактор, который получает такие смеси и генерирует сингаз. Сингаз направляется в камеру сгорания газотурбинного двигателя, который приводит в действие генератор, снабжающий электрической энергией энергетическую систему. Выхлоп от, по меньшей мере, некоторых известных газотурбинных двигателей подается на теплорекуперационный парогенератор (HRSG), который генерирует пар для приведения в движение паровой турбины. Энергия, генерируемая паровой турбиной, также приводит в движение электрический генератор, который подает электроэнергию в энергетическую систему.

[0003] По меньшей мере, некоторые из известных газификационных установок также содержат системы перемещения угля, которые дробят, сушат и транспортируют уголь к газификационной системе. Однако такие системы перемещения угля в целом не транспортируют уголь к газификационной системе при температурах и давлениях, которые обеспечивают функционирование газификационной системы во всем диапазоне ее действия.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] Это краткое описание представлено для введения в упрощенной форме набора концепций, которые далее описаны ниже в подробном описании. Это краткое описание не предназначено идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного объекта, а также не предназначено для того, чтобы с его помощью в определить объем заявленного объекта.

[0005] В одном аспекте предложен способ работы газификационной установки. Способ включает проведение транспортирующей текучей среды при первой температуре через, по меньшей мере, первое паронагревательное устройство для повышения температуры указанной текучей среды до второй заданной величины. Способ далее включает проведение транспортирующей текучей среды при второй заданной температуре через второе паронагревательное устройство для повышения температуры указанной текучей среды до третьей заданной величины. Способ далее включает проведение транспортирующей текучей среды при третьей заданной температуре к системе перемещения твердых веществ. Твердые вещества оказываются увлеченными транспортирующей текучей средой. Способ также включает транспортировку, по меньшей мере, части твердых веществ к газификационной системе.

[0006] В другом аспекте предложена система транспортировки твердых веществ, которая выполнена с возможностью перемещения твердых веществ при заданной температуре. Система транспортировки твердых веществ содержит, по меньшей мере, один трубопровод, проточно сообщающийся с источником транспортирующей текучей среды. Система также содержит паронагревательные устройства. Указанные паронагревательные устройства проточно сообщаются друг с другом посредством, по меньшей мере, одного трубопровода.

[0007] Еще в одном аспекте предложена газификационная установка. Газификационная установка содержит источник углеродсодержащего топлива, по меньшей мере один источник инертного газа и газификационный реактор. Газификационная установка также содержит систему транспортировки угля, проточно сообщающуюся с источником углеродсодержащего топлива, по меньшей мере один источник инертного газа и газификационный реактор. Система транспортировки угля выполнена с возможностью перемещения твердых веществ при заданной температуре. Система транспортировки угля содержит, по меньшей мере, один трубопровод, проточно сообщающийся с источником транспортировочной текучей среды. Система также содержит паронагревательные устройства. Указанные паронагревательные устройства проточно сообщаются посредством, по меньшей мере, одного трубопровода.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0008] Варианты выполнения, описанные здесь, могут быть лучше поняты при обращении к следующему ниже описанию в сочетании с сопровождающими чертежами.

[0009] Фиг.1 является принципиальной схемой примерной энергетической установки комбинированного цикла с внутренней газификацией угля (IGCC);

[0010] Фиг.2 является принципиальной схемой примерной системы транспортировки сухого угля, которая может использоваться с энергетической установки комбинированного цикла с внутренней газификацией угля, показанной на фиг.1; и

[0011] Фиг.3 является блок-схемой, иллюстрирующей примерный способ работы энергетической установки комбинированного цикла с внутренней газификацией угля, показанной на фиг.1.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0012] Фиг.1 является принципиальной схемой примерной установки химического производства, более конкретно, примерной газификационной установки, и еще более конкретно, энергетическая установки 100 комбинированного цикла с внутренней газификацией угля (IGCC энергетическая установка). В примерном варианте IGCC энергетическая установка 100 содержит газотурбинный двигатель 110. Газотурбинный двигатель 110 содержит турбину 114, которая с возможностью вращения соединена с первым электрическим генератором 118 через первый ротор 120. Турбина 114 проточно сообщается с, по меньшей мере, одним источником топлива и, по меньшей мере, одним источником воздуха (оба описаны более подробно ниже) и получает топливо и воздух от источника топлива и источника воздуха, соответственно. Турбина 114 использует смесь воздуха и топлива для производства горячих газов сгорания (не показано), причем тепловая энергия указанных газов преобразуется в энергию вращения. Энергия вращения передается генератору 118 через ротор 120, причем генератор 118 преобразует энергию вращения в электрическую энергию (не показано) для передачи, по меньшей мере, к одной нагрузке, включая, но, не ограничиваясь этим, электрическую единую электрическую энергосистему (не показано).

[0013] В дополнение, энергетическая установка 100 комбинированного цикла с внутренней газификацией угля (IGCC) содержит паротурбинный двигатель 130. В примерном варианте выполнения двигатель 130 содержит паровую турбину 132, которая соединена со вторым электрическим генератором 134 через второй ротор 136.

[0014] Энергетическая установка 100 также содержит парогенерирующую систему 140. В примерном варианте выполнения система 140 содержит, по меньшей мере, один теплорекуперационный парогенератор (HRSG) 142, который проточно сообщается с, по меньшей мере, одним нагревательным устройством 144 через, по меньшей мере, один питательный трубопровод 146 нагреваемого котла. Теплорекуперационный парогенератор (HRSG) 142 получает воду, питающую котел (не показан), от устройства 144 по трубопроводу 146 для использования в нагревании этой воды до состояния пара (не показано). (HRSG) 142 также получает выхлопные газы (не показано) от турбины 114 по трубопроводу 148 для выхлопного газа для дальнейшего нагревания питательной воды котла до состояния пара. HRSG 142 проточно сообщается с турбиной 132 через паропровод 150. Избыточные газы и пар (не показаны) выпускаются из HRSG 142 в атмосферу по газопроводу 152 для топочного газа.

[0015] Паропровод 150 направляет пар (не показан) от HRSG 142 к турбине 132. Турбина 132 получает пар от HRSG 142 и превращает тепловую энергию пара во вращательную энергию. Вращательная энергия передается к генератору 134 через ротор 136, причем генератор 134 превращает вращательную энергию в электрическую энергию (не показана) для передачи к, по меньшей мере, одной нагрузке, включая, но, не ограничиваясь этим, единую электрическую энергосистему. Пар конденсируется и возвращается в качестве питательной воды котла по конденсатному трубопроводу (не показан).

[0016] Энергетическая установка 100 (IGCC) также содержит газификационную систему 200. В примерном варианте выполнения система 200 содержит, по меньшей мере, один блок 202 сепарации воздуха, проточно сообщающийся с источником воздуха через воздуховод 204. Такие источники воздуха могут содержать, но не ограничиваясь этим, специальные воздушные компрессоры и блоки хранения сжатого воздуха (ни один не показан). Блок 202 разделяет воздух на кислород (О2), азот (N2) и другие компоненты (ни один не показан), которые либо выпускаются через вентиляцию (не показана), либо направляются и/или собираются для дальнейшего использования. Например, в примерном варианте выполнения N2 направляется к газовой турбине 114 по трубопроводу 206 для N2, чтобы обеспечивать горение.

[0017] Система 200 содержит газификационный реактор 208, который проточно сообщается с блоком 202 для получения кислорода, направляемого из блока 202 по кислородопроводу 210. Система 200 также содержит систему 211 транспортировки твердых веществ, т.е. систему транспортировки сухого угля. Система 211 транспортировки сухого угля проточно сообщается с источником углеродсодержащего топлива, т.е. с источником сухого угля (не показан на фиг.1), через трубопровод 212 для подачи сухого угля. Система 211 транспортировки сухого угля также проточно сообщается с, по меньшей мере, одним источником транспортировочной текучей среды, т.е. источником инертного газа (не показан на фиг.1), через трубопровод 213 подачи инертного газа. Система 211 смешивает сухой уголь и инертный газ для создания транспортирующего потока инертного газа с вовлеченными твердыми кусками сухого угля (не показано на фиг.1) при заранее определенной температуре, причем поток направляется к реактору 208 по трубопроводу 214 транспортировки твердых веществ, т.е. трубопроводу 214 транспортировки сухого угля,

[0018] Реактор 208 получает транспортирующий поток инертного газа с вовлеченными твердыми кусками сухого угля и поток О2 (не показан) по трубопроводам 214 и 210, соответственно. Реактор 208 производит поток (не показан) горячего, неочищенного синтетического газа (сингаза), который включает окись углерода (СО), водород (H2), двуокись углерода (СO2), сульфид карбонила (COS) и сульфид водорода (H2S). Хотя СO2, COS и H2S в целом собирательно называются кислыми газами или кислотными газовыми компонентами неочищенного сингаза, далее СO2 будет обсуждаться отдельно от остальных кислотных газовых компонент. Кроме того, реактор 208 также производит поток горячего шлака (не показано) как первого побочного продукта газификации при производстве сингаза. Поток шлака направляется в устройство 215 обработки шлака по трубопроводу 216 для горячего шлака. Блок 215 охлаждает шлак и разбивает его на меньшие кусочки, причем выводящий шлак поток создается и направляется по трубопроводу 217.

[0019] Реактор 208 проточно сообщается с устройством 144 теплопередачи через трубопровод 218 горячего сингаза. Устройство 144 принимает поток горячего, неочищенного газа и передает по меньшей мере часть тепла HRSG парогенератору 142 по трубопроводу 146. Затем устройство 144 создает охлажденный поток неочищенного сингаза (не показан), который направляется к блоку 221 газоочистки и низкотемпературного охлаждения газа (LTGC) по трубопроводу 219 для сингаза. Блок 221 удаляет второй побочный продукт газификации, т.е. частицы, увлеченные потоком неочищенного сингаза, и выпускает удаленный материал по трубопроводу 222 летучей золы. Блок 221 обеспечивает охлаждение потока неочищенного сингаза и превращает по меньшей мере часть. COS из потока неочищенного сингаза в N2S и CO2 посредством гидролиза.

[0020] Система 200 также содержит подсистему 300 удаления кислого газа, которая проточно сообщается с блоком 221 и которая получает охлажденный поток неочищенного сингаза по трубопроводу 220 неочищенного сингаза. Подсистема 300 удаляет по меньшей мере часть кислотных компонент (не показано) из потока неочищенного сингаза, как описывается более подробно ниже. Такие кислотные газовые компоненты могут включать, но не ограничиваются ими, CO2, COS и H2S. Подсистема 300 также разделяет по меньшей мере некоторые из кислотных газовых компонент на компоненты, которые включают, но не ограничиваются ими, CO2, COS и H2S. Кроме того, система 300 проточно сообщается с подсистемой 400 уменьшения содержания серы через трубопровод 323. Подсистема 400 принимает и разделяет по меньшей мере некоторые из кислотных газовых компонент на компоненты, которые включают, но не ограничиваются ими, CO2, COS и H2S. Удаленные и отделенные кислотные компоненты направляются в, по меньшей мере, один поток третьего побочного продукта газификации (не показано), который удаляется из системы 200.

[0021] Кроме того, подсистема 400 направляет окончательный объединенный поток газа (не показан) к реактору 208 через подсистему 300 и трубопровод 224. Окончательный объединенный поток газа включает в заданных концентрациях CO2, COS и H2S, которые получаются из предыдущих объединенных потоков газа. Подсистема 300 проточно сообщается с реактором 208 через трубопровод 224 таким образом, что окончательный объединенный поток газа направляется к заданным частям реактора 208. Отделение и удаление СO2, COS и Н2S через подсистемы 300 и 400 обеспечивает производство потока чистого сингаза (не показано), который направляется к газовой турбине 114 по трубопроводу 228 чистого сингаза.

[0022] При функционировании блок 202 разделения воздуха получает воздух по воздуховоду 204. Воздух разделяется на O2, N2 и другие компоненты. Другие компоненты выводятся через вентиляцию, N2 направляется к турбине 114 по трубопроводу 206, и О2 направляется в газификационный реактор 208 по кислородопроводу 210. Также, при функционировании система 211 получает сухой уголь и инертный газ по трубопроводам 212 и 213, соответственно, образует транспортирующий поток инертного газа с увлеченными им твердыми кусками сухого угля и направляет поток в реактор 208 по трубопроводу 214.

[0023] Реактор 208 получает O2 по кислородопроводу 210, уголь по трубопроводу 214 и окончательный интегрированный поток газа от подсистемы 300 по трубопроводу 224. Реактор 208 производит поток горячего неочищенного сингаза, который направляется к устройству 144 по трубопроводу 218. Шлаковый побочный продукт, образующийся в реакторе 208, удаляется через блок 215 обработки шлака и трубопроводы 216 и 217. Устройство 144 обеспечивает охлаждение горячего потока неочищенного сингаза для получения потока охлажденного неочищенного сингаза, который направляется к блоку 221 газоочистки и LTGC по трубопроводу 219, причем твердые частицы удаляются из сингаза через трубопровод 222 для летучей золы, сингаз охлаждается далее, и по меньшей мере часть COS превращается в H2S и СO2 посредством гидролиза. Поток охлажденного неочищенного сингаза направляется к подсистеме 300, в которой кислотные газовые компоненты по существу удаляются, так что образуется поток чистого сингаза, который направляется к газовой турбине 114 по трубопроводу 228.

[0024] Кроме того, в процессе работы по меньшей мере часть кислотных компонент, удаленных из потока сингаза, направляются к подсистеме 400 по трубопроводу 223, причем кислотные компоненты удаляются и отделяются с образованием по меньшей мере одной третьей части потока побочного продукта газификации (не показан), который удаляется из потока сингаза. Окончательный объединенный поток газа направляется к реактору 208 через подсистему 300 и трубопровод 224. Кроме того, газотурбинный двигатель 110 получает N2 и чистый сингаз по трубопроводам 206 и 228, соответственно. Газотурбинный двигатель 110 сжигает топливо в виде сингаза, производит горячие топочные газы и направляет горячие топочные газы далее по направлению потока, чтобы вызвать вращение турбины 114, которая затем вращает первый генератор 118 через ротор 120.

[0025] По меньшей мере часть тепла, отведенного от горячего сингаза устройством 144 теплопередачи, направляется к HRSG 142 по трубопроводу 146, в котором тепло используется для нагревания воды с целью получения пара. Пар направляется к паровой турбине 132 по трубопроводу 150, чтобы вызвать вращение турбины 132. Турбина 132 вращает второй генератор 134 через второй ротор 136.

[0026] Фиг.2 является принципиальной схемой примерной системы 211 транспортировки сухого угля, которая может использоваться с энергетической установкой 100. Система 211 транспортировки сухого угля проточно сообщается с источником 502 углеродсодержащего топлива, т.е. с источником 502 сухого угля, через трубопровод 212. В примерном варианте выполнения трубопровод 212 соединен с любым источником 502 сухого угля, который имеет характеристики угля, которые позволяют системе 211 работать, как описано ниже. Также, система 211 транспортировки сухого угля проточно сообщается с инертным газом, т.е. источником 504 азота, через трубопровод 213. В примерном варианте выполнения используемый инертный газ является азотом. Альтернативно может использоваться любой инертный газ, позволяющий системе 211 работать так, как описано ниже. В примерном варианте выполнения азот направляется к системе 211 под любым давлением, которое обеспечивает работу системы 211, как описано ниже.

[0027] В примерном варианте выполнения система 211 транспортировки сухого угля содержит бункеры 506 подачи необработанного угля (показан только один). Каждый бункер 506 проточно сообщается с, по меньшей мере, частью трубопровода 212 через трубопровод 508, который содержит соответствующий соединенный с ним магнитный сепаратор 510 необработанного угля. Каждый загрузочный бункер 506 сырого угля проточно сообщается с присоединенным питателем 512 необработанного угля (показан только один) через соответствующий второй трубопровод 512 для необработанного угля. Каждый питатель 512 необработанного угля проточно сообщается с соответствующим винтовым конвейером 514 (показан только один) через присоединенный третий трубопровод 516 необработанного угля (показан только один). Альтернативно, вместо винтового конвейера 514 может использоваться любое устройство передачи угля, которое обеспечивает работу системы 211, как здесь описывается, включая, но, не ограничиваясь этим, ленточный конвейер.

[0028] Также, в примерном варианте выполнения, система 211 транспортировки сухого угля содержит дробильно-сушильные агрегаты 518. Каждый агрегат 518 проточно сообщается с соответствующим винтовым конвейером 514 через четвертый трубопровод 520 сырого угля (показан только один). Дробильно-сушильный агрегат 518 содержит любые угледробильные устройства и любые сушильные устройства, которые позволяют системе 211 работать, как здесь описывается.

[0029] Кроме того, в примерном варианте выполнения система 211 содержит паронагревательные устройства 522. Устройства 522 содержат первое паронагревательное устройство 524, второе паронагревательное устройство 526 и третье нагревательное устройство 528. Источник 504 азота проточно сообщается с первым паронагревательным устройством 524 через, по меньшей мере, один трубопровод транспортировочной текучей среды, т.е. трубопровод 213 подачи инертного газа, который назван трубопроводом 213 подачи азота. Кроме того, первое и второе паронагревательные устройства 524 и 526, соответственно, каждое, проточно сообщаются через первый соединительный трубопровод 530 для азота, а второе и третье паронагревательные устройства 526 и 528, соответственно, проточно сообщаются через второй соединительный трубопровод 532 для азота. В примерном варианте выполнения нагревательные устройства 524, 526 и 528 являются трубчатыми теплообменниками, которые содержат, по меньшей мере, один нагревательный элемент 534, 536 и 538, соответственно. В альтернативном случае нагревающие устройства 524, 526 и 528 являются любыми устройствами теплопередачи, способными обеспечить работу системы 211, как здесь описывается. Также, в примерном варианте выполнения, трубопроводы 530 и 532 последовательно соединяют нагревательные устройства 524, 526 и 528 друг за другом. В альтернативном случае используется любое количество нагревательных устройств в любой конфигурации, которые обеспечивают работу системы 211, как здесь описывается.

[0030] В примерном варианте выполнения первое паронагревательное устройство 524 проточно сообщается с первым источником, т.е. источником 540 пара низкого давления, и устройством 542 возврата пара низкого давления. Также, второе паронагревательное устройство 526 проточно сообщается со вторым источником, т.е. источником 544 пара промежуточного давления, и устройством 546 возврата пара промежуточного давления. Кроме того, третье паронагревательное устройство 528 проточно сообщается с третьим источником, т.е. источником 548 пара высокого давления, и устройством 550 возврата пара высокого давления. В примерном варианте выполнения источники 540, 544 и 548 пара питаются от HRSG 142 (показан на фиг.1). В альтернативном случае источники 540, 544 и 548 пара могут быть любыми источниками пара, которые обеспечивают работу системы 211, как здесь описывается, включая, но не ограничиваясь этим, горячий конденсат. Более конкретно, в примерном варианте выполнения источники 540, 544 и 548 пара подают пар при любых термодинамических условиях, включая, но не ограничиваясь этим, любые значения энтальпии, которые обеспечивают работу системы 211, как здесь описывается. Кроме того, могут использоваться альтернативные источники тепла, которые обеспечивают работу системы 211, как здесь описывается, включая, но не ограничиваясь этим, устройства, работающие на природном газе, на сингазе, и устройства, утилизующие тепло топочных газов.

[0031] Паронагревательное устройство 528 проточно сообщается с каждым дробильно-сушильным агрегатом 518 через трубопровод 552 подачи нагретого транспортировочного газа. Азот (не показан), нагретый до определенной заданной температуры, направляется от нагревательного устройства 528 к каждому агрегату 518. Каждый агрегат 518 также принимает сухой, необработанный уголь через присоединенный трубопровод 520. Каждый агрегат 518 разбивает или размалывает сухой необработанный уголь на более мелкие или размолотые куски, обеспечивает сушку молотого угля до заданного содержания влаги вместе с полученным нагретым азотом, и направляет нагретый азот через агрегат 518, чтобы обеспечить вовлечение молотого угля в поток нагретого азота (не показано) для обеспечения перемещения нагретого и высушенного размолотого угля (не показано) внутри системы 211, как здесь описывается.

[0032] Каждый дробильно-сушильный агрегат 518 для размалывания и сушки угля проточно сообщается с, по меньшей мере, одним циклонным сепаратором 554, т.е., в примерном варианте выполнения, первым циклонным сепаратором 554 и вторым циклонным сепаратором 556. В примерном варианте выполнения циклонные сепараторы 554 и 556 образуют параллельную конфигурацию. В альтернативном варианте каждый агрегат 518 может проточно сообщаться с любым количеством центрифуг и/или сепараторов в любой конфигурации, которая обеспечивает работу системы 211, как здесь описывается. Первый циклонный сепаратор 554 и агрегат 518 проточно сообщаются посредством выпускного трубопровода 558 первого дробильно-сушильного агрегата для угля, а второй циклонный сепаратор 556 и агрегат 518 проточно сообщаются посредством выпускного трубопровода 560 второго дробильно-сушильного агрегата для угля. Циклонные сепараторы 554 и 556 получают высушенный размолотый уголь от агрегата 518 и используют циклоническое действие для отделения угля от, по меньшей мере, части транспортировочного азота.

[0033] В примерном варианте выполнения система 211 содержит вибрационные сита 562 (показано только одно). Каждое вибрационное сито 562 проточно сообщается с первым циклонным сепаратором 554 через выпускной трубопровод 564 первого циклонного сепаратора и со вторым циклонным сепаратором 556 через выходной трубопровод 566 второго циклонного сепаратора. Каждое вибрационное сито 562 отделяет куски сухого молотого угля и направляет куски угля неправильного размера к агрегату 518 по угольному трубопроводу 568, проточно сообщающемуся как с вибрационным ситом 562, так и агрегатом 518.

[0034] Также, в примерном варианте система 211 содержит бункер 570 для хранения молотого угля, который проточно сообщается с каждым вибрационным ситом 562 через угольные трубопроводы 572 и через общий угольный трубопровод 573. Каждое вибрационное сито 562 отделяет куски сухого молотого угля и направляет уголь правильного размера в бункер 570 для хранения молотого угля по трубопроводу 572 для угля правильного размера, во время нормальной работы системы 211. Кроме того, в примерном варианте выполнения система 211 содержит стартовый трубопровод 574 для угля правильного размера, который обеспечивает проточное сообщение вибрационного сита 562 с агрегатом 518 и направляет уголь правильного размера к агрегату 518 во время операции запуска системы 211.

[0035] В примерном варианте выполнения система 211 содержит пылеуловительные камеры 576 (показана только одна) с фильтрами первого циклонного сепаратора, проточно сообщающиеся с первым циклонным сепаратором 554 через трубопровод 578 вентиляции первого циклонного сепаратора, вторым циклонным сепаратором 556 через трубопровод 580 вентиляции второго циклонного сепаратора, вибрационным ситом 562 через трубопровод вентиляции вибрационного сита и общим впускным трубопроводом 584 пылеуловительной камеры. Каждая пылеуловительная камера 576 сепаратора также проточно сообщается с источником 586 продувочного газа через общий трубопровод 588 продувочного газа и трубопровод 590 продувочного газа первой пылеуловительной камеры. В примерном варианте выполнения используемый инертный газ является азотом. В альтернативном случае может использоваться любой инертный газ, который позволяет системе 211 работать, как здесь описывается.

[0036] Кроме того, в примерном варианте выполнения система 211 содержит, по меньшей мере, одну пылеуловительную накопительную камеру 592, которая проточно сообщается с каждым бункером 506 подачи необработанного угля через трубопровод 594 накопителя угольной пыли и через общий трубопровод 596 угольной пыли. Пылеуловительная камера 592 также проточно сообщается с бункером 570 для хранения молотого угля через трубопровод 598 сбора угольной пыли бункера для хранения и общий трубопровод 596 для угольной пыли. Кроме того, пылеуловительная камера 592 накопителя находится в гидравлической связи с пылеуловительной камерой источника 586 продувочного газа через общий трубопровод 588 продувочного газа и второй трубопровод 600 продувочного газа пылеуловительной камеры. Пылеуловительная камера 592 также проточно сообщается с бункером 570 для хранения молотого угля через трубопровод 602 возврата угольной пыли бункера для угля. Бункер 570 для хранения молотого угля проточно сообщается с каждой пылеуловительной камерой 576 первого циклонного сепаратора через стартовый трубопровод 604 возврата угольной пыли и трубопровод 602 возврата угольной пыли бункера для хранения угля. Трубопровод 604 обычно не эксплуатируется, но используется во время операций запуска системы 211. Пылеуловительная камера 592, кроме того, проточно сообщается с, по меньшей мере, одним центробежным вентилятором 606 бункера через вентиляционный трубопровод 608 пылеуловительной камеры, так что вентилятор 606 направляет воздух и азот в атмосферу через вентиляционный трубопровод 607.

[0037] Кроме того, в примерном варианте выполнения система 211 содержит, по меньшей мере, одну пылеуловительную камеру 610 второго циклонного сепаратора, которая проточно сообщается с источником 586 продувочного газа пылеуловительной камеры через общий трубопровод 588 продувочного газа и трубопровод 612 продувочного газа третьей пылеуловительной камеры. Пылеуловительная камера 610 второго циклонного сепаратора также проточно сообщается с бункером 570 для хранения молотого угля через трубопровод 614 возврата угольной пыли и трубопровод 602 возврата угольной пыли бункера для хранения угля. Пылеуловительная камера 610 второго циклонного сепаратора, кроме того, проточно сообщается с, по меньшей мере, одним центробежным вентилятором 616 циклонного сепаратора через вентиляционный трубопровод 618 пылеуловительной камеры циклонного сепаратора, причем вентилятор 616 направляет воздух и азот в атмосферу через устройство 620 контроля выбросов. В примерном варианте выполнения устройство 620 контроля выбросов содержит слой активированного древесного угля, который обеспечивает захват летучих органических соединений (VOCs) и дегазированных веществ, включая, но, не ограничиваясь этим, ртуть. В альтернативном варианте устройство 620 использует любые способы сбора ртути, которые обеспечивают работу системы 211, как здесь описывается. Устройство 620 проветривается в атмосферу через вентиляционный трубопровод 621.

[0038] Кроме того, в примерном варианте выполнения система 211 транспортировки сухого угля содержит, по меньшей мере, один центробежный вентилятор рециркуляции азота, который проточно сообщается с каждой пылеуловительной камерой 576 первого циклонного сепаратора через впускной трубопровод 624 рециркуляционного центробежного вентилятора для азота. Центробежный вентилятор 622 также проточно сообщается с питающим трубопроводом 213 через выпускной трубопровод 626 центробежного вентилятора для рециркуляции азота. По меньшей мере, одно устройство 625 для конденсации пара расположено в трубопроводе 626, чтобы обеспечить удаление водяного пара, увлеченного в рециркуляцию азота. Обводной трубопровод 627 устройства для конденсации пара проточно сообщается с трубопроводом 626 и обеспечивает управление температурой и управление потоком рециркуляции азота совместно с аппаратом 625 для конденсации пара. Кроме того, центробежный вентилятор 622 проточно сообщается с пылеуловительной камерой 610 второго циклонного сепаратора через трубопровод 628 удаления угольной пыли из повторно используемого азота таким образом, что увлеченная внутрь потока рециркуляции азота угольная пыль (не показано) собирается в пылеуловительной камере 610 второго циклонного сепаратора и направляется к бункеру 570 для хранения молотого угля по трубопроводу 614 возврата угольной пыли и трубопроводу 602 возврата угольной пыли бункера для хранения угля. Выпускной трубопровод 626 центробежного вентилятора для рециркуляции азота также проточно сообщается с дробильно-сушильными агрегатами 518 через трубопровод 552 и стартовый обходной трубопровод 630 паронагревательного устройства. Трубопровод 630 обычно не эксплуатируется, но используется во время операций запуска системы 211.

[0039] Кроме того, в примерном варианте выполнения система 211 содержит накопители 632 (показан только один) с насосной подачей, которые проточно сообщаются с бункером 570 для хранения молотого угля через его выпускной трубопровод 634 и через впускной трубопровод 636 накопителя с насосной подачей. Каждый накопитель 632 с насосной подачей проточно сообщается с каждой пылеуловительной камерой 576 сепаратора через вентиляционный трубопровод 638 накопителя с насосной подачей и общий для насоса и накопителя вентиляционный трубопровод 640.

[0040] Также, в примерном варианте выполнения система 211 содержит насосы 642 (показан только один) сухого дозирования. Каждый насос 642 сухого дозирования проточно сообщается с соответствующим загрузочным накопителем 632 насоса через впускной трубопровод 644 и через присоединенный магнитный сепаратор 646 насосной подачи. Каждый насос 642 проточно сообщается с пылеуловительной камерой 576 первого циклонного сепаратора через общий для насоса и накопителя вентиляционный трубопровод 640 бункера, вентиляционный стартовый трубопровод 648 насоса сухого дозирования и общий для насосов сухого дозирования стартовый вентиляционный трубопровод 650.

[0041] Кроме того, в примерном варианте выполнения система 211 содержит транспортировочный сосуд 652 высокого давления (HP), который проточно сообщается с насосами 642 через выпускной трубопровод 654 насоса сухого дозирования и общий выпускной трубопровод 656 насосов сухого дозирования. Сосуд 652 высокого давления (HP) соединен с газификационным реактором 208 через выпускной трубопровод 658, общий трубопровод 660 для угля и транспортировочный трубопровод 214.

[0042] Также, в примерном варианте выполнения система 211 содержит общий трубопровод 662 подачи газа для обеспечения высокого давления (HP). Трубопровод 662 проточно соединен с сосудом 652 через первый впускной газопровод 664 для сосуда высокого давления и второй впускной газопровод 666 для сосуда высокого давления, который проточно соединен с трубопроводом 668 транспортировочного газа. Трубопровод 662 также соединен с проточным сообщение с источником 670 сжатого повторно используемого диоксида углерода СО2. Трубопровод 662, кроме того, проточно соединен со стартовым трубопроводом 672 для азота и источником 674 азота. Источник 674 азота проточно соединен с общим герметизированным коллектором 676 насоса и множеством герметизированных питающих коллекторов 678 насоса. С системой 211 может использоваться необязательный перекрестный трубопровод 680, который соединяет общий выпускной трубопровод 656 насосов сухого дозирования с общим трубопроводом 662 подачи газа для передачи высокого давления (HP). В примерном варианте выполнения азот используется как транспортировочный газ при запуске, а повторный (рециркулированный) СО2 используется как транспортировочный газ после завершения запуска. В альтернативном случае используются любые транспортировочные газы в любом сочетании, которые способны обеспечить работу системы 211, как здесь описывается.

[0043] Кроме того, в примерном варианте выполнения система 211 содержит стартовый циклон 682, который проточно соединен со стартовым трубопроводом 684 сухого угля. Трубопровод 684 проточно соединен с трубопроводом 660. Также, в примерном варианте выполнения ограничительная диафрагма 683 для ограничения стартового потока расположена в трубопроводе 684, и система 211 содержит стартовую пылеуловительную камеру 685, которая проточно соединена со стартовым циклоном 682 через трубопровод 686 вентиляции газа. Стартовая пылеуловительная камера 685 проточно соединен с общим трубопроводом продувочного газа через трубопровод 688 продувочного газа, и пылеуловительная камера 685 проветривается в атмосферу через вентиляционный трубопровод 690. Стартовая пылеуловительная камера 685 также проточно соединен с бункером 570 для хранения молотого угля через трубопровод 692 возврата угольной пыли стартовой пылеуловительной камеры и трубопровод 602 бункера возврата угольной пыли бункера для хранения угля.

[0044] В примерном варианте выполнения система 211 содержит стартовый накопитель 694 повторно используемых твердых веществ, который проточно соединен со стартовым циклоном 682 через выпускной трубопровод 696 стартового циклона. Стартовый накопитель 694 повторно используемых твердых веществ проточно соединен с бункером 570 для хранения молотого угля через выпускной трубопровод 698 стартового накопителя для повторно используемых твердых веществ.

[0045] При функционировании система 211 получает сухой необработанный уголь от источника 502 сухого угля через трубопровод 212. В примерном варианте выполнения наибольший размер кусков сухого необработанного угля составляет приблизительно 5,08 см (2 дюйма). В альтернативном случае уголь имеет меньшие или большие размеры, чем тот, который обеспечивает работу системы 211, как здесь описывается. Сухой необработанный уголь под действием силы тяжести направляется к питательным бункерам 506 подачи необработанного угля через трубопровод 508 и через угольный магнитный сепаратор 510. Пылеуловительная камера 592 накопителя, совместно с центробежным вентилятором 606 накопителя, собирает угольную пыль, связанную с передачей угля в питательные угольные бункеры через трубопроводы 594 и 596, и направляет агломерированную угольную пыль под действием силы тяжести к бункеру 570 для хранения молотого угля через трубопровод 602 возврата угольной пыли бункера для хранения угля. Магнитный сепаратор 510 удаляет инородные металлические материалы, которые увлекаются с сухим необработанным углем. Каждый загрузочный бункер 506 необработанного угля направляет сухой необработанный уголь посредством силы тяжести к угольному питателю 512 через трубопровод 512. Каждый питатель 512 необработанного угля направляет сухой необработанный уголь под действием силы тяжести к винтовому конвейеру 514 через трубопровод 516. Винтовой конвейер 514 направляет сухой необработанный уголь к дробильно-сушильному агрегату 518 через трубопровод 520.

[0046] Также, при функционировании, система 211 получает кондиционный азот через трубопровод 213 от источника 504 азота. Такой азот направляется в систему 211, чтобы обеспечить поддержание в ней заданного объема азота. Кондиционный азот от источника 504 смешивается с повторно используемым азотом, направляемым к трубопроводу 213 через трубопровод 626. Повторно используемый азот предварительно нагревается, и смешивание такого повторно используемого азота с кондиционным азотом обеспечивает уменьшение величины тепловой энергии, необходимой для нагревания транспортировочного азота посредством паронагревательных устройств 522. Это способствует увеличению тепловой эффективности электростанции 100 (IGCC). Более того, облегчается удаление водяного пара из повторно используемого азота посредством устройства 625 для конденсации пара. Более того, управление температурой и управление потоком рециркуляции азота облегчается обводным трубопроводом 627 устройства для конденсации пара совместно с устройством 625 конденсации пара.

[0047] Кроме того, при функционировании смешанный азот, имеющий первую температуру, направляется через первое паронагревательное устройство 524 для того, чтобы обеспечить направление пара низкого давления от источника 540 пара низкого давления через нагревательный элемент 534 к устройству 542 возврата пара низкого давления. Азот покидает нагревательное устройство 524 при второй температуре, более высокой, чем первая температура. Азот при второй температуре затем направляется через второе паронагревательное устройство 526, где промежуточное давление пара от источника 544 пара промежуточного давления направляется через нагревательный элемент 536 к устройству 546 возврата пара промежуточного давления. Азот затем покидает нагревательное устройство 526 при третьей температуре, более высокой, чем вторая температура. Затем азот при третьей температуре направляется через третье паронагревательное устройство 528, где пар высокого давления от источника 548 пара высокого давления направляется через нагревательный элемент 538 к устройству возврата пара высокого давления, прежде чем покинуть нагревательное устройство 528 при четвертой температуре, более высокой, чем третья температура. Азот при четвертой температуре направляется к нагретому трубопроводу 552, осуществляющему подачу нагретого транспортировочного газа.

[0048] В процессе функционирования при некоторых условиях, которые могут включать запуск системы 211, по меньшей мере часть повторно используемого азота обводится вокруг паронагревательных устройств 522 через обводной трубопровод 630 и затем направляется непосредственно к трубопроводу 552.

[0049] В примерном варианте выполнения паронагревательные устройства 522 нагревают сухой необработанный уголь до заданной четвертой температуры, приблизительно до 16,67°С (30 градусов по Фаренгейту), выше точки росы азота. В альтернативном случае сухой необработанный уголь и азот нагреваются до любой температуры, которая обеспечивает работу системы 211, как здесь описывается. Кроме того, паронагревательные устройства 522 сушат уголь до любого заданного содержания влаги, которое обеспечивает работу системы 211, как здесь описывается.

[0050] При работе транспортировочный азот, нагретый до заданной температуры, направляется от нагревательного устройства 528 к каждому дробильно-сушильному агрегату 518 по трубопроводу 552. Кроме того, каждое устройство 518 также получает сухой необработанный уголь через соответствующий трубопровод 520, причем каждый агрегат 518 разбивает или размалывает сухой необработанный уголь на более мелкие или размолотые куски, обеспечивает высушивание молотого угля до определенного заранее содержания влаги, при содействии с полученным нагретым азотом, и направляет нагретый азот через агрегат 518, чтобы молотый уголь мог быть увлечен нагретым потоком азота. Каждый агрегат 518 выпускает нагретый, высушенный и размолотый уголь и транспортировочный поток азота в выпускные трубопроводы 558 и 560, соответственно.

[0051] Также, в процессе работы, по меньшей мере часть нагретого, высушенного и размолотого угля и транспортировочного потока азота направляется в каждый первый циклонный сепаратор 554 и второй циклонный сепаратор 556 через трубопроводы 558 и 560, соответственно. Циклонные сепараторы 554 и 556 получают нагретый, высушенный и размолотый уголь и транспортировочный поток азота от агрегата 518 и используют циклоническое действие, чтобы отделить размолотый уголь от, по меньшей мере, части транспортировочного азота. Существенная часть азота, с некоторым количеством увлеченной угольной пыли, направляется от каждого сепаратора 554 и 556 через трубопроводы 578 и 580, соответственно, и направляется к пылеуловительной камере 576 первого циклонного сепаратора. Кроме того, угольная пыль, собранная с вибрационных сит 562, направляется к пылеуловительной камере 576 по трубопроводу 582. Пылеуловительная камера 576 обеспечивает отделение угольной пыли,, вовлеченной в поток азота, из газа, направляя агломерированную угольную пыль под действием силы тяжести к бункеру 570 для хранения молотого угля через трубопроводы 604 и 602 и направляя азот к центробежному вентилятору 622 через трубопровод 624, где повторно используемый азот направляется к паронагревательным устройствам 522.

[0052] Кроме того, в процессе работы нагретый, высушенный и размолотый уголь направляется из циклонных сепараторов 554 и 556 по трубопроводам 564 и 566, соответственно, и направляется к вибрационным ситам 562. Каждое вибрационное сито 562 разделяет куски нагретого, высушенного и размолотого угля по размерам и возвращает куски угля неправильного размера к агрегату 518 по трубопроводу 568 для дальнейшего размола. В примерном варианте выполнения каждое вибрационное сито 562 имеет надрешеточный размер приблизительно 0,254 см (0,1 дюйма). Во время нормальной работы системы 211 уголь правильного размера обычно направляется к бункеру 570 для хранения молотого угля через угольный трубопровод 572 и общий угольный трубопровод 573. Сбор угольной пыли из бункера 570 для хранения угля обеспечивается пылеуловительной камерой 592 и центробежным вентилятором 606 через трубопровод 602. Агломерированная угольная пыль направляется под действием силы тяжести в бункер 570 для хранения по трубопроводу 620. Кроме того, во время операции запуска системы 211 уголь правильного размера направляется к агрегату 518 по угольному стартовому трубопроводу 574.

[0053] Также, при работе трубопровод 628 направляет часть повторно используемого азота с увлеченной угольной пылью от центробежного вентилятора 622 по трубопроводу 628 к пылеуловительной камере 610 второго циклонного сепаратора. В пылеуловительной камере по меньшей мере часть увлеченной угольной пыли собирается, и агломерированная угольная пыль направляется под действием силы тяжести к бункеру 570 для хранения молотого угля через трубопровод 614 возврата угольной пыли и трубопровод 602 возврата угольной пыли бункера для хранения угля. Кроме того, вентилятор 616 направляет воздух и азот в атмосферу через устройство 620 контроля выбросов, которое содержит слой активированного древесного угля.

[0054] Далее в процессе работы сухой, подогретый и размолотый уголь, включая агломерированную угольную пыль, направляется под действием силы тяжести из бункера 570 для хранения по трубопроводу 634 и трубопроводу 636 для загрузки в накопители насосов 632. Угольная пыль, создаваемая при направлении угля в накопители 632, направляется к пылеуловительной камере 576 по вентиляционному трубопроводу 638 и общему для насоса и накопителя трубопроводу 640, причем агломерированная угольная пыль направляется посредством силы тяжести к бункеру 570 для хранения молотого угля по трубопроводам 604 и 602.

[0055] Также в процессе работы сухой, нагретый и размолотый уголь направляется под действием силы тяжести от накопителей 632 насосной подачи к насосам 642 сухого дозирования по впускным трубопроводам 644, причем магнитные сепараторы 646 удаляют инородные металлические материалы, увлеченные вместе с углем. Угольная пыль, создаваемая каждым насосом 642, направляется к пылеуловительной камере 576 по вентиляционному трубопроводу 648, вентиляционному трубопроводу 650 и общему для насоса и накопителя вентиляционному трубопроводу 640.

[0056] Кроме того, при работе сухой, нагретый и размолотый уголь направляется от насосов 642 сухого дозирования к сосуду 652 передачи высокого давления по выпускным трубопроводам 654 и выпускному трубопроводу 656 насосов. При нормальной работе СО2 направляется от источника 670 СО2 к сосуду 652 передачи высокого давления (HP) по трубопроводам 662 и 664, причем сухой, нагретый и размолотый уголь, внутри сосуда 652 находится, по меньшей мере частично, в состоянии взвеси. Кроме того, дополнительный СО2 направляется к сосуду 652 через трубопроводы 668 и 666 для транспортировки сухого, нагретого и размолотого угля. Сухой, нагретый и размолотый уголь передается из сосуда 652 в газификационный реактор 208 по выпускному трубопроводу 658 сосуда высокого давления, трубопроводу 660 и трубопроводу 214. Сушка, нагревание, размол и суспензирование угля, как описано здесь, облегчает создание однородного потока к газификационному реактору 208 и способствует улучшению времени нахождения угля в реакторе 208. При запуске азот, направляемый от источника 674 азота, используется для передачи сухого, нагретого и размолотого угля из сосуда 652 по угольному трубопроводу 684.

[0057] Также, при работе во время стартовых периодов реактор 208 не готов принять значительное количество угля. Однако устанавливается достаточный поток угля к реактору 208, чтобы поддержать операции изменения давления между атмосферным давлением и 1724 кПа (250 фунтов на кв. дюйм). Поэтому, чтобы поддержать такой поток угля к реактору 208, направляется избыточный поток угля через контур рециркуляции/запуска угля, который содержит, но не ограничивается этим, трубопровод 684, диафрагму 683, сепаратор 682, и накопитель 694 твердых веществ.

[0058] Следовательно, при работе сухой, нагретый и размолотый уголь направляется от стартового трубопровода 684 для сухого угля к стартовому циклону 682 с помощью транспортировочного газа. В примерном варианте выполнения давление угля и азота в трубопроводе 684 перед диафрагмой 683, ограничивающей стартовый поток, составляет приблизительно 6895 кПа (1000 фунтов на кв. дюйм). Такие уголь и азот направляются через диафрагму 683, ограничивающую стартовый поток. Диафрагма 683 ограничивает поток и вызывает падение давления, что облегчает работу системы 211 во время периодов, когда рабочее давление в реакторе 208 находится в диапазоне запуска. То есть, в примерном варианте выполнения, приблизительно от атмосферного давления до приблизительно 1724 кПа (250 фунтов на кв. дюйм). В альтернативном случае для операции запуска может использоваться любой диапазон давления, при котором обеспечивается работа системы 211 и энергетической установки 100 (IGCC), как здесь описывается.

[0059] Стартовый циклон 682 облегчает разделение азота и угля таким образом, что азот с увлеченной угольной пылью отводится к стартовой пылеуловительной камере 685. Агломерированная угольная пыль направляется под действием силы тяжести из пылеуловительной камеры 685 к бункеру 570 для хранения молотого угля через трубопровод 692 и трубопровод 602 возврата угольной пыли бункера для хранения. Сухой, нагретый и размолотый уголь направляется под действием силы тяжести от стартового циклона 682 к стартовому накопителю 694 повторно используемых твердых веществ по трубопроводу 696 и из накопителя 694 в бункер 570 для хранения угля по трубопроводу 698. Когда давление реактора 208 превосходит приблизительно 1724 кПа (250 фунтов на кв. дюйм) и повышается до приблизительно 4482 кПа (650 фунтов на кв. дюйм), поток через трубопровод 684 уменьшается, а поток через трубопровод 214 возрастает.

[0060] Кроме того, при работе азот из пылеуловительной камеры источника 586 продувочного газа направляется к пылеуловительным камерам 576, 592, 610 и 685, чтобы обеспечить продувку воздуха из пылеуловительных камер 576, 592, 610 и 685. Такой продувочный азот либо выпускается в атмосферу, либо используется повторно, как описано выше. Кроме того, азот из источника 674 азота направляется к каждому насосу 642, чтобы обеспечить герметизацию насосов 642.

[0061] Фиг.3 является блок-схемой, иллюстрирующей примерный способ 700 работы газификационной установки и, более конкретно, примерной энергетической установки 100 (IGCC), показанной на фиг.1 и 2. В примерном варианте выполнения по меньшей мере часть транспортировочной текучей среды, т.е. азота, при первой температуре направляется на этапе 702 через устройство 625 (показано на фиг.2), для конденсации пара. На этапе 704 азот направляется через паронагревательные устройства 522 (показаны на фиг.2), где по меньшей мере некоторые из паронагревательных устройств 522 проточно соединены через по меньшей мере один трубопровод с транспортировочной текучей средой, т.е. трубопроводы 530 и 532 (оба показаны на фиг.2).

[0062] Таким образом, в примерном варианте выполнения пар при первом заданном давлении направляется на этапе 706 к первому паронагревательному устройству 524 (показано на фиг.2). Транспортировочная текучая среда при первой температуре направляется на этапе 708 через первое паронагревательное устройство 524, так что азот нагревается до второй заданной температуры, которая выше, чем первая температура. Пар при втором заданном давлении направляется на этапе 710 ко второму паронагревательному устройству 526 (показано на фиг.2). Азот при второй заданной температуре направляется на этапе 712 ко второму паронагревательному устройству 526, где азот нагревается до третьей заданной температуры. Азот при третьей заданной температуре направляется на этапе 714 к третьему паронагревательному устройству 528 (показано на фиг.2), где газ нагревается до четвертой заданной температуры. Азот при этой четвертой заданной температуре затем направляется на этапе 716 к системе транспортировки твердых веществ, т.е. системе 211 (показана на фиг.1 и 2). Твердые вещества, такие как уголь, увлекаются и транспортируются на этапе 718 к реактору 208 (показан на фиг.1 и 2). Кроме того, в примерном варианте выполнения по меньшей мере часть азота и по меньшей мере часть увлеченных твердых веществ направляются на этапе 720 через, по меньшей мере, одно устройство 620 контроля выбросов (показано на фиг.2).

[0063] Здесь описаны примерные варианты выполнения способов и устройств, которые содействуют производству синтетического газа (сингаза). Конкретно, способы и устройство, описанные здесь, способствуют нагреванию транспортировочного газа, используемого для транспортировки сухого топлива для производства такого сингаза и, более конкретно, способствуют нагреванию азота для транспортировки сухого угля к, газификационному реактору. Нагревание транспортировочного азота до заданных температур способствует сушке молотого угля до заданного содержания влаги, перед тем как нагретый и высушенный размолотый уголь подается в газификационной реактор. Сушка, нагревание и доставка угля, как описано здесь, способствуют созданию более однородного потока к газификационному реактору и способствует улучшению времени нахождения угля в реакторе. Улучшение времени нахождения угля в реакторе способствует улучшению эффективности конверсии в нем углерода, что способствует уменьшению эксплуатационных затрат, связанных с производством сингаза. Кроме того, такие улучшения эффективности облегчают расширение диапазона углей, которые могут использоваться внутри любой такой газификационной установки. Кроме того, проведение азота с вовлеченной в него угольной пылью через устройство контроля выбросов, которое содержит слой активированного древесного угля, собирающего содержащую ртуть угольную пыль и летучие вещества, способствует удовлетворению местных требований к окружающей среде.

[0064] Способы и системы, описанные здесь, не ограничиваются описанными конкретными вариантами выполнения. Например, компоненты каждой системы и/или этапы каждого способа могут использоваться и/или осуществляться независимо и отдельно от других компонент и/или этапов, описываемых здесь. Кроме того, каждый компонент и/или этап может быть также использован и/или осуществлен другими комплектами агрегатов и другими способами.

[0065] В то время как изобретение описано в терминах различных конкретных вариантов выполнения, специалисты поймут, что изобретение может быть осуществлено с модификациями в пределах сути и объема формулы изобретения.

ПЕРЕЧЕНЬ ЭЛЕМЕНТОВ

100 - энергетическая установка комбинированного цикла с внутренней газификацией угля (IGCC) (Газификационная станция)

110 - Газотурбинный двигатель

114 - Турбина

118 - Первый генератор

120 - Первый ротор

130 - Паротурбинный двигатель

132 - Турбина

134 - Второй генератор

136 - Второй ротор

140 - Система парогенерации

142 - HRSG-Теплорекуперационный парогенератор

144 - Устройство теплопередачи

146 - Питательный трубопровод нагреваемого котла

148 - Трубопровод для выхлопного газа

150 - Паропровод

152 - Трубопровод для топочного газа

200 - Газификационная система

202 - Блок разделения воздуха

204 - Воздуховод

206 - Трубопровод для азота

208 - Газификационный реактор

210 - Кислородопровод

211 - Система транспортировки сухого угля (твердых веществ)

212 - Трубопровод подачи сухого угля

213 - Трубопровод подачи инертного газа (азота)

214 - Трубопровод транспортировки твердых веществ

215 - Блок обработки шлака

216 - Трубопровод для потока горячего шлака

217 - Шлакопровод

218 - Трубопровод для горячего неочищенного сингаза

219 - Трубопровод для охлажденного неочищенного сингаза

220 - Трубопровод для неочищенного сингаза

221 - Блок газоочистки и низкотемпературного охлаждения газа (LTGC)

222 - Трубопровод для летучей золы

223 - Трубопровод

224 - Трубопровод для СО2

228 - Трубопровод для чистого сингаза

300 - Подсистема удаления кислого газа

400 - Подсистема уменьшения содержания серы

502 - Источник сухого угля (углеродсодержащего топлива)

504 - Источник азота (инертного газа)

506 - Бункеры подачи необработанного угля

508 - Первый трубопровод для необработанного угля

510 - Питатель необработанного угля

512 - Второй трубопровод для необработанного угля

514 - Винтовой конвейер

516 - Третий трубопровод для необработанного угля

518 - Дробильно-сушильные агрегаты

520 - Четвертый трубопровод для необработанного угля

522 - Паронагревательные устройства

524 - Первое паронагревательное устройство

526 - Второе паронагревательное устройство

528 - Третье паронагревательное устройство

530 - Первый взаимосвязующий азотный трубопровод

532 - Второй взаимосвязующий азотный трубопровод

534 - Нагревательный элемент

536 - Нагревательный элемент

538 - Нагревательный элемент

540 - Источник пара низкого давления

542 - Устройство возврата пара низкого давления

544 - Источник пара промежуточного давления

546 - Устройство возврата пара промежуточного давления

548 - Источник пара высокого давления

550 - Устройство возврата пара высокого давления

552 - Трубопровод подачи нагретого транспортировочного газа

554 - Первый циклонный сепаратор

556 - Второй циклонный сепаратор

558 - Выпускной трубопровод первого дробильно-сушильного агрегата

560 - Выпускной трубопровод второго дробильно-сушильного агрегата

562 - Вибрационное сито

564 - Выпускной трубопровод первого циклонного сепаратора

566 - Выпускной трубопровод второго циклонного сепаратора

568 - Трубопровод угля неправильного размера

570 - Бункер для хранения молотого угля

572 - Первый трубопровод для угля правильного размера

573 - Общий трубопровод для угля правильного размера

574 - Стартовый трубопровод для угля правильного размера

576 - Пылеуловительная камера первого циклонного сепаратора

578 - Трубопровод для вентиляционного газа первого циклонного сепаратора

580 - Трубопровод для вентиляционного газа второго циклонного сепаратора

582 - Трубопровод для вентиляционного газа вибрирующего сита

584 - Общий впускной трубопровод пылеуловительной камеры циклонного сепаратора

586 - Источник продувочного газа пылеуловительной камеры

588 - Общий трубопровод для продувочного газа

590 - Трубопровод для продувочного газа первой пылеуловительной камеры

592 - Пылеуловительная камера накопителя

594 - Трубопровод накопителя угольной пыли

596 - Общий трубопровод для угольной пыли

598 - Трубопровод для сбора угольной пыли бункера для хранения угля

600 - Трубопровод для продувочного газа второй пылеуловительной камеры

602 - Трубопровод для возврата угольной пыли бункера для хранения угля

604 - Стартовый трубопровод для возврата угольной пыли

606 - Центробежный вентилятор накопителя

607 - Вентиляционный трубопровод

608 - Вентиляционный трубопровод пылеуловительной камеры накопителя

610 - Пылеуловительная камера второго циклонного сепаратора

612 - Трубопровод для продувочного газа третьей пылеуловительной камеры

614 - Трубопровод для возврата угольной пыли

616 - Центробежный вентилятор циклонного сепаратора

618 - Вентиляционный трубопровод пылеуловительной камеры циклонного сепаратора

620 - Устройство контроля выбросов

621 - Вентиляционный трубопровод

622 - Центробежный вентилятор для рециркуляции азота

624 - Впускной трубопровод центробежного вентилятора для рециркуляции азота

625 - Устройство для конденсации пара

626 - Выпускной трубопровод центробежного вентилятора для рециркуляции азота

627 - Обводной трубопровод устройства для конденсации пара

628 - Трубопровод для удаления угольной пыли из повторно используемого азота

630 - Стартовый обводной трубопровод паронагревательного устройства

632 - Накопитель насосной подачи

634 - Выпускной трубопровод бункера для хранения молотого угля

636 - Впускной трубопровод накопителя с насосной подачей

638 - Вентиляционный трубопровод накопителя с насосной подачей

640 - Общий для насоса и накопителя вентиляционный трубопровод

642 - Насосы сухого дозирования

644 - Впускной трубопровод насоса сухого дозирования

646 - Магнитный сепаратор с насосной подачей

648 - Стартовый вентиляционный трубопровод насоса сухого дозирования

650 - Общий стартовый вентиляционный трубопровод сухого насоса

652 - Сосуд передачи высокого давления

654 - Выпускной трубопровод насоса сухого дозирования

656 - Общий выпускной трубопровод насосов сухого дозирования

658 - Выпускной трубопровод сосуда передачи высокого давления

660 - Общий трубопровод для сжатого газа и сухого угля

662 - Трубопровод подачи газа для передачи высокого давления

664 - Первый впускной газопровод сосуда передачи высокого давления

666 - Второй впускной газопровод сосуда передачи газа высокого давления

668 - Трубопровод для транспортировочного газа

670 - Источник сжатого, повторно используемого диоксида углерода СO2

672 - Стартовый трубопровод для азота

674 - Источник азота

676 - Общий герметизированный коллектор насосов

678 - Герметичные коллекторы насосной подачи

680 - Необязательный перекрестный трубопровод

682 - Стартовый циклон

683 - Диафрагма для ограничения стартового потока

684 - Стартовый трубопровод для сухого угля

685 - Стартовая пылеуловительная камера

686 - Трубопровод газовой вентиляции

688 - Трубопровод для продувочного газа

690 - Вентиляционный трубопровод

692 - Трубопровод возврата угольной пыли стартовой пылеуловительной камеры

694 - Стартовый накопитель повторно используемых твердых веществ

696 - Выпускной трубопровод стартового циклона

698 - Выпускной трубопровод стартового накопителя повторно используемых твердых веществ

700 - Примерный способ

702 - Проведение по меньшей мере части транспортировочной текучей среды

704 - Проведение транспортировочной текучей среды

706 - Проведение пара, имеющего первое давление

708 - Проведение азота, имеющего первую температуру

710 - Проведение пара, имеющего второе давление

712 - Проведение транспортировочной текучей среды, имеющей вторую температуру

714 - Проведение транспортировочной текучей среды, имеющей третью температуру

716 - Проведение транспортировочной текучей среды, имеющей четвертую температуру

718 - Увлечение твердых веществ транспортировочной текучей средой

720 - Проведение по меньшей мере части транспортировочной текучей среды.

1. Система (211) транспортировки твердых веществ, выполненная с возможностью перемещения твердых веществ при заданной температуре, содержащая:
по меньшей мере один трубопровод (206/213) для транспортирования текучей среды, проточно соединенный с источником транспортировочной текучей среды,
паронагревательные устройства (524/526/528), проточно соединенные вместе указанным по меньшей мере одним трубопроводом (530/532),
по меньшей мере один трубопровод для транспортировки твердых веществ, проточно соединенный с указанным по меньшей мере одним трубопроводом для транспортировочной текучей среды,
по меньшей мере один сепаратор, предназначенный для отделения твердых веществ от по меньшей мере части транспортировочной текучей среды,
по меньшей мере одно устройство для конденсации пара, проточно соединенное с указанными паронагревательными устройствами и предназначенное для удаления водяного пара, вовлеченного в транспортировочную текучую среду, и
обводной трубопровод устройства для конденсации пара, предназначенный для облегчения управления температурой потока транспортировочной среды.

2. Система (211) по п. 1, в которой указанные паронагревательные устройства (524/526/528) содержат:
первое паронагревательное устройство (524),
второе паронагревательное устройство (526), проточно соединенное с первым паронагревательным устройством, и
третье паронагревательное устройство (528), проточно соединенное со вторым паронагревательным устройством.

3. Система (211) по п. 2, в которой указанные паронагревательные устройства (524/526/528) дополнительно выполнены так, что:
первое паронагревательное устройство (524) проточно соединено с первым источником (542) пара при первом заданном давлении,
второе паронагревательное устройство (526) проточно соединено со вторым источником (546) пара при втором заданном давлении и
третье паронагревательное устройство (528) проточно соединено с третьим источником (550) пара при третьем заданном давлении.

4. Система (211) по п. 1, дополнительно содержащая по меньшей мере одно устройство (620) контроля выбросов, проточно соединенное с указанным по меньшей мере одним трубопроводом (214) для транспортировки твердых веществ.

5. Газификационная установка (100), содержащая:
источник (502) углеродсодержащего топлива,
по меньшей мере один источник (504) инертного газа,
газификационный реактор (208) и
систему (211) транспортировки угля, проточно соединенную с источником углеродсодержащего топлива, указанным по меньшей мере одним источником инертного газа и газификационным реактором, причем система транспортировки угля содержит:
по меньшей мере один трубопровод (206/213) для транспортирования текучей среды, проточно соединенный с указанным по меньшей мере одним источником инертного газа, и
паронагревательные устройства (524/526/528), проточно соединенные вместе указанным по меньшей мере одним трубопроводом,
по меньшей мере один трубопровод для транспортировки твердых веществ, проточно соединенный с указанным по меньшей мере одним трубопроводом для транспортировочной текучей среды,
по меньшей мере один сепаратор, предназначенный для отделения твердых веществ от по меньшей мере части транспортировочной текучей среды,
по меньшей мере одно устройство для конденсации пара, проточно соединенное с указанными паронагревательными устройствами и предназначенное для удаления водяного пара, вовлеченного в транспортировочную текучую среду, и
обводной трубопровод устройства для конденсации пара, предназначенный для облегчения управления температурой потока транспортировочной среды.

6. Газификационная установка (100) по п. 5, в которой указанные паронагревательные устройства (524/526/528) содержат:
первое паронагревательное устройство (524),
второе паронагревательное устройство (526), проточно соединенное с первым паронагревательным устройством, и
третье паронагревательное устройство (528), проточно соединенное со вторым паронагревательным устройством.

7. Газификационная установка (100) по п. 6, в которой указанные паронагревательные устройства (524/526/528) выполнены так, что:
первое паронагревательное устройство (524) проточно соединено с первым источником (542) пара при первом заданном давлении,
второе паронагревательное устройство (526) проточно соединено со вторым источником (546) пара при втором заданном давлении и
третье паронагревательное устройство (528) проточно соединено с третьим источником (550) пара при третьем заданном давлении.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горному делу, в частности к разработке полезных ископаемых открытым способом с применением комбинированного транспорта, и может быть использовано при разработке месторождений с пологим или горизонтальным залеганием полезного ископаемого с вытянутой формой карьера в плане.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при выполнении вскрышных и добычных работ на месторождениях, сложенных из плотных и полускальных пород, с применением стреловых карьерных комбайнов, отвалообразователей и других горных машин.

Комбайн для добычи импактитов. Комбайн содержит резонансный двигатель, передающий крутящий момент на бур, подборщик, шарнирно установленный к раме тележки, и полиспаст для поднятия бура.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при исследовании залежей минерального сырья в геологической среде. Изобретение относится к сенсорному устройству и способу геоэлектрического исследования местоположения, стратиграфической разбивки и простирания залежей минерального сырья и смежных горных пород, оконтуривающих данные залежи.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при селективной разработке сложноструктурных месторождений с помощью карьерных комбайнов.

Изобретение относится к горным машинам, используемым при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом, а именно к карьерным экскаваторам типа «прямая лопата» с канатным приводом подъема ковша.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. .

Изобретение относится к области подземных исследований и добычи и предназначено для измерения свойств удельного сопротивления земных формаций при проникновении в них через скважину.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых по бестранспортной системе в сложных горно-геологических условиях.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых для транспортировки горной массы.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке глубокозалегающих месторождений, в том числе рудных и россыпных - редких и благородных металлов, открытым способом. Технический результат заключается в повышении эффективности подготовки и транспортировки горной массы при разработке глубокозалегающих месторождений полезных ископаемых и надежности управления технологическим процессом. Способ включает инсталляцию с проверкой работоспособности функционирования всех систем специального программного обеспечения автоматизированного комплекса, параметризацию компьютеризированной системы управления и контроля, рассчитанную на функциональное выполнение задач автоматизированного комплекса, сообразно полученным технологическим параметрам объекта разработки месторождения. Управление рабочим циклом включает настройку системы управления поворотом приемных емкостей для приема и последующей равномерной подачи горной массы на просеивающую поверхность, настройку системы управления гидроцилиндрами, настройку системы управления приводом перемещения питателя для подачи горной массы, поступающей с просеивающей поверхности, настройку системы управления динамикой автоколебаний для осуществления автоколебаний просеивающей поверхности посредством вибратора и обеспечения равномерного поступления горной массы через колосники на питатель, настройку системы управления поворотом просеивающей поверхности для осуществления периодических поворотов просеивающей поверхности с помощью привода поворота и подачи крупнокусковых включений в зону отвалообразования, при этом функционирование компьютеризированной системы управления и контроля осуществляется с помощью системы видеонаблюдения и датчиков контроля, в том числе датчиков контроля положения автосамосвалов при позиционировании относительно приемных емкостей. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к подземному горнодобывающему оборудованию, в частности кабине оператора. Кабина оператора для транспортной тележки содержит раму, оконный блок и нагнетательное устройство. Рама кабины ограничивает внутренний салон и проем. Оконный блок содержит стекло, защелку и уплотнение для стекла. Стекло присоединено к раме кабины, так что оно закрывает проем и защищает внутренний салон. Уплотнение для стекла расположено между стеклом и рамой кабины. Оконный блок присоединен с возможностью отсоединения к раме кабины. Нагнетательное устройство обеспечивает создание положительного давления во внутреннем салоне относительно окружающей среды. Нагнетательное устройство содержит нагнетатель и двигатель для приведения нагнетателя в действие. Нагнетатель проточно соединен с внутренним салоном. Достигается создание комфортных условий для оператора. 4 н. и 23 з.п. ф-лы, 20 ил.
Наверх