具有振蕩性側(cè)壁的導(dǎo)管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是根據(jù)美國(guó)能源部授予的合同No.DE-FC26-04NT42237而在政府的支持下 完成的。政府對(duì)本發(fā)明具有某些權(quán)利。
【背景技術(shù)】
[0002] 煤氣化設(shè)及將煤或其它含碳固體顆粒轉(zhuǎn)化成合成氣體。在干煤和水漿料用于氣化 過(guò)程中時(shí)，干煤累送可比水漿料技術(shù)在熱方面更高效。
[0003] 為了使過(guò)程流水線化且增加干煤氣化的機(jī)械效率，顆粒擠壓累用來(lái)累送基于碳的 粉末燃料，諸如干煤顆粒。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 根據(jù)本公開(kāi)的示例的累系統(tǒng)包括：具有累出口的顆粒壓實(shí)累（consolidator pump);聯(lián)接到累出口上的導(dǎo)管，導(dǎo)管具有壁；W及聯(lián)接到壁上的振蕩器。
[0005] 在任何前述實(shí)施例的進(jìn)一步實(shí)施例中，振蕩器可運(yùn)行來(lái)使壁W受控制頻率振蕩。
[0006] 在任何前述實(shí)施例的進(jìn)一步實(shí)施例中，導(dǎo)管從累出口處的導(dǎo)管入口沿著中屯、軸線 延伸。導(dǎo)管的壁可動(dòng)，W沿著平行于或垂直于中屯、軸線的軸線振蕩。
[0007] 在任何前述實(shí)施例的進(jìn)一步實(shí)施例中，導(dǎo)管從累出口處的導(dǎo)管入口沿著中屯、軸線 延伸。導(dǎo)管還具有垂直于中屯、軸線的橫截面。橫截面沿著垂直于中屯、軸線的軸線伸長(zhǎng)，使 得導(dǎo)管具有相對(duì)的短側(cè)壁和相對(duì)的長(zhǎng)側(cè)壁，并且與振蕩器聯(lián)接的壁為相對(duì)的短側(cè)壁中的一 個(gè)。
[0008] 在任何前述實(shí)施例的進(jìn)一步實(shí)施例中，導(dǎo)管從累出口處的導(dǎo)管入口沿著中屯、軸線 延伸。導(dǎo)管還具有垂直于中屯、軸線的橫截面。橫截面在垂直于中屯、軸線的方向上伸長(zhǎng)，使 得導(dǎo)管具有相對(duì)的短側(cè)壁和相對(duì)的長(zhǎng)側(cè)壁，并且與振蕩器聯(lián)接的壁為相對(duì)的長(zhǎng)側(cè)壁中的一 個(gè)。
[0009] 在任何前述實(shí)施例的進(jìn)一步實(shí)施例中，導(dǎo)管從累出口處的導(dǎo)管入口沿著中屯、軸線 延伸。導(dǎo)管還具有垂直于中屯、軸線的橫截面。橫截面在垂直于中屯、軸線的方向上伸長(zhǎng)，使 得導(dǎo)管具有相對(duì)的短側(cè)壁和相對(duì)的長(zhǎng)側(cè)壁，并且振蕩器與相對(duì)的短側(cè)壁中的至少一個(gè)和相 對(duì)的長(zhǎng)側(cè)壁中的至少一個(gè)聯(lián)接。
[0010] 在任何前述實(shí)施例的進(jìn)一步實(shí)施例中，相對(duì)的短側(cè)壁可動(dòng)，W沿著第一軸線振蕩， 并且相對(duì)的長(zhǎng)側(cè)壁可動(dòng)，W沿著垂直于第一軸線的第二軸線振蕩。
[0011] 在任何前述實(shí)施例的進(jìn)一步實(shí)施例中，壁可動(dòng)地支承在承載件上。
[0012] 在任何前述實(shí)施例的進(jìn)一步實(shí)施例中，振蕩器可運(yùn)行來(lái)使壁W受控制頻率振蕩。 針對(duì)導(dǎo)管中的顆粒至少部分地由于顆粒的壓實(shí)而產(chǎn)生的靜態(tài)橋接部的打破而選擇受控制 頻率，下游止回閥導(dǎo)致顆粒的壓實(shí)。
[0013] 在任何前述實(shí)施例的進(jìn)一步實(shí)施例中，導(dǎo)管包括在累出口處的導(dǎo)管入口、在導(dǎo)管 入口下游的導(dǎo)管出口，W及在導(dǎo)管出口處的止回閥。
[0014] 根據(jù)本公開(kāi)的示例的用于累系統(tǒng)的導(dǎo)管包括從導(dǎo)管入口延伸到導(dǎo)管出口的導(dǎo)管、 包括壁的導(dǎo)管、在導(dǎo)管出口處的可運(yùn)行來(lái)限制來(lái)自導(dǎo)管出口的顆粒流的止回閥，W及與導(dǎo) 管的壁聯(lián)接的振蕩器。振蕩器可運(yùn)行來(lái)針對(duì)導(dǎo)管中的顆粒至少部分地由于顆粒的壓實(shí)而產(chǎn) 生的靜態(tài)橋接部的打破而使壁W受控制頻率振蕩，止回閥中的限流導(dǎo)致顆粒的壓實(shí)。
[0015] 在任何前述實(shí)施例的進(jìn)一步實(shí)施例中，導(dǎo)管從導(dǎo)管入口沿著中屯、軸線延伸，壁可 動(dòng)，W沿著平行于或垂直于中屯、軸線的軸線振蕩。
[0016] 在任何前述實(shí)施例的進(jìn)一步實(shí)施例中，壁可動(dòng)地支承在承載件上。
[0017] 根據(jù)本公開(kāi)的示例的用于累系統(tǒng)的方法包括：通過(guò)顆粒壓實(shí)累累送顆粒，顆粒壓 實(shí)累包括累出口；將顆粒從累出口接收到具有壁的導(dǎo)管中；W及使導(dǎo)管的壁W受控制頻率 振蕩。
[0018] 任何前述實(shí)施例的進(jìn)一步實(shí)施例包括針對(duì)導(dǎo)管中的顆粒至少部分地由于顆粒的 壓實(shí)而產(chǎn)生的靜態(tài)橋接部的打破，使所述壁W受控制頻率振蕩，下游止回閥中的限流導(dǎo)致 顆粒的壓實(shí)。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 根據(jù)W下描述，本公開(kāi)的各種特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將變得顯而易見(jiàn)。 伴隨詳細(xì)描述的附圖可如下簡(jiǎn)要描述。
[0020] 圖1為示例氣化器系統(tǒng)。
[0021] 圖2為氣化器系統(tǒng)的示例累系統(tǒng)。
[0022] 圖3A為累系統(tǒng)的導(dǎo)管的立體圖。
[0023] 圖3B為導(dǎo)管的一部分的放大圖。
[0024]圖4示出具有顆粒的靜態(tài)橋接部的導(dǎo)管的橫截面。
[00巧]圖5示出具有至少一個(gè)振蕩性側(cè)壁的導(dǎo)管的橫截面。
[0026] 圖6示出具有振蕩性長(zhǎng)側(cè)壁的導(dǎo)管的另一個(gè)示例。
[0027] 圖7示出具有四個(gè)振蕩性側(cè)壁的導(dǎo)管的另一個(gè)示例。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 圖1示例性地示出含碳?xì)饣飨到y(tǒng)20的選定部分，含碳?xì)饣飨到y(tǒng)20構(gòu)造成使 煤、焦炭或其它基于碳的燃料氣化，W產(chǎn)生合成氣體（還稱為"合成氣"）。在運(yùn)個(gè)示例中， 氣化器系統(tǒng)20大體包括夾帶流氣化器22,或反應(yīng)器容器。氣化器22與低壓料斗24、累系 統(tǒng)26和高壓罐28連接，W將含碳顆粒材料提供給氣化器22。雖然在氣化器系統(tǒng)22的背景 下描述累系統(tǒng)26,但是本文進(jìn)一步描述的累系統(tǒng)26還將可應(yīng)用于其它系統(tǒng)中，W在各種行 業(yè)中運(yùn)送其它類型的顆粒材料，諸如石化、電功率、食品和農(nóng)業(yè)行業(yè)。
[0029] 氣化器22包括噴射器30,W將含碳顆粒材料和氧化劑接收和噴射到氣化器22的 內(nèi)部空間中。作為示例，噴射器30為沖擊類型的射流噴射器。含碳顆粒材料在氣化器22 內(nèi)燃燒，W產(chǎn)生合成氣，合成氣然后可向下游提供給一個(gè)或多個(gè)過(guò)濾器，W進(jìn)一步處理，如 已知的那樣。
[0030] 圖2顯示累系統(tǒng)26的示例的截面圖。累系統(tǒng)26包括顆粒壓實(shí)累32(下文稱為 "累32")，其限定延伸在累入口 36和累出口 38之間的累通道34。"顆粒壓實(shí)累"為構(gòu)造成 使顆粒材料從低壓環(huán)境（諸如低壓料斗24)運(yùn)動(dòng)到高壓環(huán)境（諸如高壓罐28)的累。累32 限制顆粒材料的側(cè)向運(yùn)動(dòng)且從而使顆粒材料壓實(shí)成緊密地壓緊的塞，塞用作密封件W限制 加壓氣體的回流，但是有限量的氣體可通過(guò)壓緊的顆粒之間的開(kāi)放間隙泄漏。塞用作"動(dòng)態(tài) 密封件"，其在顆粒材料壓緊時(shí)持續(xù)運(yùn)動(dòng)，并且補(bǔ)充排出的壓實(shí)的顆粒材料。
[0031] 累通道34具有橫截面面積，其由尺寸34a表示，在運(yùn)個(gè)示例中，其在顆粒累32的 累入口 36和累出口 38之間基本恒定。例如，橫截面面積沿著累通道34的長(zhǎng)度不改變超過(guò) 10〇/〇。
[0032] 在運(yùn)個(gè)示例中，累32為活動(dòng)壁累且包括至少一個(gè)活動(dòng)側(cè)壁32a并且在示出的示例 中包括兩個(gè)活動(dòng)側(cè)壁32曰，其沿著累通道34可動(dòng)。例如，各個(gè)活動(dòng)壁32a為循環(huán)鏈，其承載 用作用于使顆粒運(yùn)動(dòng)通過(guò)累通道34的工作表面的瓦。瓦可交疊，W提供密封且限制顆粒從 累通道34損失到循環(huán)鏈的內(nèi)部區(qū)域或顆粒累32內(nèi)的其它區(qū)域中。
[0033] 導(dǎo)管40聯(lián)接在累32的累出口 38處。在運(yùn)個(gè)示例中，導(dǎo)管40包括分散器 (deconsolidator)42,其構(gòu)造成使接收自累通道34的顆粒團(tuán)塊裂開(kāi)。也就是說(shuō)，分散器42 打破顆粒團(tuán)塊，而非使單獨(dú)的顆粒裂開(kāi)。導(dǎo)管40和/或分散器42可看作顆粒累32的一部 分或可看作與顆粒累32分開(kāi)的部件。
[0034] 圖3A顯示導(dǎo)管40的立體圖，其包括分散器42,而圖3B顯示導(dǎo)管40的一部分的放 大圖（參見(jiàn)圖1中所指示的區(qū)域）。導(dǎo)管40包括導(dǎo)管壁60,其包圍導(dǎo)管通道62。導(dǎo)管通道 62形成累通道34的延續(xù)部，并且至少初始從累出口 38處的導(dǎo)管入口 61沿著中屯、軸線A1 延伸。導(dǎo)管入口 61還可用作刮器，W有利于在從累通道34到導(dǎo)管通道62的過(guò)渡部中從活 動(dòng)側(cè)壁32a移除顆粒。
[0035] 分散器42包括分隔器44,其將導(dǎo)管通道62分成多個(gè)子通道，子通道在運(yùn)個(gè)示例中 遠(yuǎn)離彼此而沿側(cè)向轉(zhuǎn)向，W在顆粒物質(zhì)上產(chǎn)生剪切力和從而使團(tuán)塊裂開(kāi)。在運(yùn)個(gè)示例中，子 通道在相應(yīng)的導(dǎo)管出口 50a/5化處終止。
[0036]導(dǎo)管40進(jìn)一步包括口 64 (圖3A)，其可相對(duì)于導(dǎo)管出口 50a/5化在打開(kāi)和關(guān)閉位 置之間運(yùn)動(dòng)。口 64可響應(yīng)于在出口 50a/5化處流動(dòng)的顆粒和高壓罐28中的壓力之間的壓 力差而被動(dòng)地運(yùn)動(dòng)，出口 50a/5化通到高壓罐28中?？?64因而用作止回閥，W控制顆粒從 導(dǎo)管40的排出。如可理解的那樣，導(dǎo)管通道62的幾何結(jié)構(gòu)可相對(duì)于示出的示例而改變。 在一個(gè)修改的備選方案中，導(dǎo)管通道62可為未分隔的直線或彎曲通道，并且可排除分散器 42,使得導(dǎo)管通道62通過(guò)單個(gè)止回閥排出。也設(shè)想到具有或不具有分散器42或具有或不 具有其它處理機(jī)構(gòu)的運(yùn)些幾何結(jié)構(gòu)的組合。
[0037] 圖4示出可在導(dǎo)管通道中至少部分地由于通過(guò)下游止回閥的顆粒材料的限流或 其它限流而出現(xiàn)的現(xiàn)象。根據(jù)大體在導(dǎo)管通道的出口和導(dǎo)管通道的入口之間的壓力梯度， 下游限流在導(dǎo)管通道內(nèi)產(chǎn)生背壓。如果顆粒具有大體低的空隙空間，則如上面所論述，動(dòng)態(tài) 塞形成為限制加壓氣體逃回到累中。但是，背壓在顆粒上的力可通過(guò)導(dǎo)管通道朝累通道放 大，特別是在導(dǎo)管壁處，在該處，存在摩擦。力可壓緊實(shí)屯、顆粒且形成非瞬態(tài)靜態(tài)橋接部，如 圖4中66處所表示。靜態(tài)橋接部66為弧形顆粒壓緊體，其在其端部處在兩個(gè)相鄰壁之間， 諸如在導(dǎo)管通道的拐角中延伸，或沿著一個(gè)壁的面延伸。在任一種情況下，靜態(tài)橋接部66 可限制顆粒的局部運(yùn)動(dòng)并且在拐角中和/或在導(dǎo)管通道的壁處產(chǎn)生空隙。累可在非設(shè)計(jì)條 件下運(yùn)行，W產(chǎn)生更高的壓縮應(yīng)力，W減少靜態(tài)橋接部和"擠壓"較小的間隙。但是，產(chǎn)生較 高壓縮應(yīng)力的運(yùn)行會(huì)犧牲累效率。
[003引作為額外的