用于進料的制備的系統和方法與流程

本發明所公開的主題涉及用于制備進料的研磨系統。

背景技術：

合成氣體或“合成氣”是一氧化碳(CO)和氫(H₂)以及以更少程度存在的其它成分(如二氧化碳(CO₂))的混合物。合成氣具有許多用途，如用于發電、蒸汽生成、熱生成、天然氣代用品(SNG)生產以及化學合成。可以使用氣化過程產生合成氣，其使用固體、液體和/或氣體含碳燃料源(如煤、焦炭、油和/或生物質量)與氧(O₂)反應以在氣化器中產生合成氣。盡管某些含碳燃料可以直接提供給氣化器，但是固體含碳燃料源常常作為燃料漿提供氣化器，其中固體燃料分散在諸如水的液體內。可以使用液體以便于固體燃料流動到氣化器中以及便于固體燃料分散在氣化器內，從而例如增加氣化效率。不幸的是，與其它更濃縮的燃料源(如液體、固體或氣體進料)相比，液體存在于漿中可能減小每單位重量的進料產生的合成氣的能量含量。因此，期望獲得高固體濃度并且與機組設備的操作范圍兼容。

技術實現要素：

下面總結在范圍上與原始權利要求的主題一致的某些實施例。這些實施例不旨在限制權利要求的主題的范圍，而是這些實施例僅僅旨在提供本發明的可能形式的簡要總結。實際上，本發明可以涵蓋可以類似于或不同于下面所述的實施例的各種形式。

在第一實施例中，一種系統包括可以包括具有室的外殼的固體進料磨機。所述固體進料磨機也可以包括至少部分地布置在所述室的內部的固體破碎組件。另外，所述固體進料磨機可以包括通過所述外殼進入所述室的進料入口。所述固體進料磨機還可以包括從所述室通過所述外殼的多個進料出口。

在第二實施例中，一種系統包括固體進料磨機，所述固體進料磨機包括具有室的外殼。所述固體進料磨機也可以包括固體破碎組件，所述固體破碎組件可以包括布置在所述室的內部的多個球，聯接到延伸到所述室中的桿的驅動器，和聯接到所述桿的多個徑向結構。另外，所述固體進料磨機可以包括通過所述外殼進入所述室的進料入口和從所述室通過所述外殼的多個進料出口。所述多個進料出口可以為非圓形。

在第三實施例中，一種方法可以包括通過進料入口將進料接收到固體進料磨機的外殼的室中。所述方法也可以包括用至少部分地布置在所述室的內部的固體破碎組件破碎進料。此外，所述方法可以包括從所述室通過所述外殼中的多個進料出口輸出進料。

附圖說明

當參考附圖閱讀以下詳細描述時，本發明的這些和其它特征、方面和優點將變得更好理解，在附圖中相似的附圖標記始終表示相似的部分，其中：

圖1是用于產生具有期望固體濃度的進料的系統的實施例的框圖；

圖2是包括控制器的用于產生具有期望固體濃度的進料的系統的實施例的框圖；

圖3是具有用于輸出進料的輸出部分的磨機的實施例的橫截面圖；

圖4是具有圓形輸出部分的磨機的實施例的部分側視圖，所述圓形輸出部分具有用于輸出進料的多個進料出口；

圖5是具有矩形輸出部分的磨機的實施例的部分側視圖，所述矩形輸出部分具有用于輸出進料的多個進料出口；

圖6是具有輸出部分的磨機的實施例的部分側視圖，所述輸出部分具有沿著圍繞磨機的軸向軸線的多個位置布置的多個矩形進料出口；

圖7是具有輸出部分的磨機的實施例的部分側視圖，所述輸出部分具有沿著圍繞磨機的軸向軸線的多個位置布置的多個卵形進料出口；以及

圖8是具有多個進料出口的磨機的排出部分的實施例的俯視平面圖。

具體實施方式

下面將描述本發明的一個或多個具體實施例。為了試圖提供這些實施例的簡潔描述，可能未在說明書中描述實際實現方式的所有特征。應當領會在任何這樣的實際實現方式的開發中，與任何工程或設計項目中一樣，必須進行許多實現方式特定的決策以實現開發者的特定目標，例如遵從可能在不同實現方式之間不同的系統相關或商業相關約束。而且，應當領會這樣的開發工作可能是復雜和耗時的，但是仍然是本領域的普通技術人員利用本發明能夠在設計、生產和制造方面承擔的常規工作。

在介紹本發明的各實施例的元件時，冠詞“一”、“該”和“所述”旨在表示有一個或多個元件。術語“包括”、“包含”和“具有”旨在是包括性的并且表示除了列出的元件以外可以有附加元件。

相比于諸如煙煤或無煙煤的其它煤，低階煤的氣化由于其減小的成本和相對可獲得性而受到關注。然而，低階煤可能包含30％(重量)或更高的水，由于更低的能量含量使加工和氣化低效。例如，在氣化期間，低階煤內的過量水可以被去除(例如，蒸發)，其消耗能量并且減小效率。低階煤可以包括、但不限于亞煙煤、褐煤或它們的組合。為了改善煤漿(例如低階煤漿)的氣化效率，漿中的煤的更高濃度可能是期望的。然而，濃縮漿可能粘性高，其可能難以從磨機排出和從磨機輸送到其它部件(如罐、混合器等)，并且可能導致輸送粘漿的各種部件(如管道、泵等)的磨損。

因此，本實施例提供用于制備具有期望濃度的固體燃料(如煤或石油焦炭(石油焦))用于氣化的進料(例如，漿)的系統和方法。在某些實施例中，系統可以配置成使用煤的細顆粒制備濃縮煤進料。例如，系統可以混合具有第一粒度分布的第一進料(如粗進料或中間尺寸的進料)和具有第二粒度分布的第二進料(如細進料)。例如，在一些實施例中，相對于進料顆粒的基線尺寸(B)，中間尺寸的顆粒(I)可以等于I/B＝0.5到1.5，細顆粒(F)可以等于F/B＝0.01到0.5，并且粗顆粒(C)可以等于C/B＝1.5到5。在一些實施例中，粗顆粒可以比中間尺寸的顆粒和/或細顆粒大大約1.5、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多倍，而細顆粒可以是中間尺寸的顆粒的大約0.05、0.1、0.2、0.3、0.4或0.5。相比于僅僅使用第一進料產生的進料，通過混合第一進料和第二、細進料，由此產生的進料可以具有粘度更低的更高濃度的固體燃料。因此，系統可以通過提供具有在預定閾值下的粘度的濃縮進料改善氣化效率并且減小系統的各種部件上的磨損。

另外，本實施例提供一種包括磨機(如固體進料磨機或磨碎機)的系統，所述磨機包括用于排出進料的多個出口。用于排出進料的橫截面面積在包括多個出口的磨機中相比于包括單個出口的磨機可以更大。增加的橫截面面積可以允許更大體積的進料從磨機排出，并且特別地，可以允許高粘性進料的更快排出速度。此外，多個出口可以增加系統的通用性。例如，從多個出口的每個出口排出的第一進料可以被引導到系統的不同部件。因而，來自磨機的進料可以輸送到多個混合器(例如，以便與不同濃度的附加進料、添加劑、水等混合)、多個罐、多個氣化器或它們的任何組合。

現在參考圖，圖1示出包括配置成輸出多個進料流的磨機12的系統10的實施例的圖示。具體地，系統包括第一進料制備系統14，其可以將第一進料16提供給磨機12。應當領會第一進料制備系統14可以接收至少固體進料以產生第一進料16。也就是說，當在本說明書中使用時，術語進料可以指的是僅僅包括固體的干進料或包括固體和液體的濕進料(例如，漿)。在系統10是氣化系統的實施例中，第一進料制備系統14可以接收固體燃料，所述固體燃料可以包括各種含碳燃料，如煤、生物質量、石油焦炭、任何其它含碳燃料或它們的組合。在一些實施例中，固體燃料可以是亞煙煤(低階煤)，其包含一定量的固有液體(例如，水)。然而，應當領會系統10可以適合于包括磨機的其它系統，例如、但不限于食品生產系統(例如，巧克力生產系統)，化學加工系統，金屬加工系統，或礦物加工系統。因此，第一進料制備系統14可以接收任何合適的固體進料，例如、但不限于可可豆、化學品、金屬或礦物。另外，第一進料制備系統14可以包括壓碎機、研磨機、磨機、混合器和/或任何其它合適的單元以生成第一進料16。

一旦已制備第一進料，第一進料16可以輸送到磨機12。磨機12可以是磨碎機、膠體磨機、球磨機、球和管磨機或任何其它合適的磨機。磨機12可以將(例如，研磨、粉碎等)第一進料16破碎成細顆粒以產生細進料18。特別地，第一進料16可以具有第一粒度，并且細進料18可以具有小于第一粒度的第二粒度。例如，細進料18中的固體進料可以具有比第一進料16中的固體進料的平均粒度小10％到500％之間的平均粒度。在某些實施例中，細進料18可以具有平均粒度比第一進料16中的固體進料的顆粒小20％到400％之間、30％到300％之間、40％到200％之間和/或50％到100％之間的固體進料的細顆粒。在一些實施例中，細進料18可以具有平均粒度是第一進料16中的固體進料的平均粒度的0.01到0.9、0.05到0.8、0.1到0.7、0.2到0.6或0.3到0.5的固體進料的細顆粒。

磨機12包括用于細進料18的至少兩個出口。例如，在所示的實施例中，磨機12包括第一出口20、第二出口22和第三出口24。然而，應當領會磨機12可以包括出口的任何合適數量(例如，2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多)。出口20、22和24可以增加系統10的通用性。特別地，出口20、22和24可以能夠將細進料18輸送到系統10的不同部件，如混合器、罐(例如，儲存罐、保持罐、緩沖罐等)、氣化器、磨機、進料制備系統或它們的任何組合。另外，來自每個出口20、22和24的細進料18可以輸送到不同類型的部件或相同類型的部件。在一些實施例中，來自每個出口20、22和24的細進料18可以用于相同或不同目的。

在某些實施例中，系統10可以包括在磨機12的下游的多個混合器，如第一混合器26、第二混合器28和第三混合器30。例如，來自第一出口20的細進料18可以輸送到第一混合器26，來自第二出口22的細進料18可以輸送到第二混合器28，并且來自第三出口24的細進料18可以輸送到第三混合器30。應當領會出口20、22和24的每一個可以聯接到用于輸送細進料18的相應管路(例如，管道)。另外，每個管路可以包括一個或多個閥、計量裝置和/或一個或多個泵以提供相應管路中的細進料18的流動的獨立測量或控制。

通過將細進料18提供給混合器26、28和30，細進料18可以與一種或多種材料混合以產生具有不同組分的進料(例如，進料的不同百分比，水的不同百分比，添加劑的不同百分比，進料顆粒的粒度的不同分布，不同固體濃度，不同粘度，或它們的組合)。例如，第一混合器26可以輸出具有第一組分的第一混合進料，并且第二混合器28可以輸出具有第二組分的第二混合進料，并且第一和第二組分可以在進料的百分比、水的百分比、添加劑的百分比、進料顆粒的粒度的分布、固體濃度、粘度或它們的組合上不同。在一些實施例中，第一混合器26中的細進料18可以與一種或多種材料(例如，液體，如水)混合以減小細進料18中的固體進料的濃度。第二混合器28中的細進料18可以與一種或多種材料(例如，粒度相等、更大或更小的附加固體)混合以增加細進料18中的固體進料的濃度。另外，第三混合器30中的細進料18可以與一種或多種材料混合以調節細進料18的粘度和/或細進料18中的固體進料的濃度。提供給混合器26、28和30的每一個的一種或多種材料可以是相同類型或不同類型的材料。另外，提供給混合器26、28和30的每一個的一種或多種材料的量可以相同或不同。如將在圖2中所述，將材料輸送到混合器26、28和30可以由控制器控制。

在一些實施例中，混合器26、28和30中的一個或多個可以接收粗進料32。在某些實施例中，第二進料制備系統34可以接收固體進料(例如，燃料，如煤、生物質、石油焦炭、任何其它含碳燃料或它們的組合)以產生粗進料32。粗進料32可以包括與細進料18相同類型的固體進料或不同類型的固體進料。第二進料制備系統34可以包括壓碎機、研磨機、磨機或任何其它合適的部件以生成粗進料32。粗進料32可以具有比細進料18中的固體進料的平均粒度大20％到1000％之間的平均粒度。在某些實施例中，粗進料32可以具有平均粒度比細進料18中的固體進料的顆粒大30％到900％之間、40％到700％之間、50％到500％之間和/或100％到300％之間的固體進料的顆粒。在一些實施例中，粗進料32可以具有平均粒度比細進料18中的固體進料的顆粒大至少0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、1、2、3、4或5倍的固體進料的顆粒。相比于細進料18，通過混合細進料18和粗進料32，由此產生的、混合的進料中的固體進料的濃度可以增加，同時保持由此產生的、混合的進料的粘度低于預定閾值。

另外，混合器26、28和30中的一個或多個可以接收中間尺寸的進料36。中間尺寸的進料36可以由第三進料制備系統38產生。第三進料制備系統38可以包括壓碎機、研磨機、磨機或任何其它合適的部件以從固體進料(例如，燃料，如煤、生物質量、石油焦炭、任何其它含碳燃料或它們的組合)產生中間尺寸的進料36。中間尺寸的進料36可以包括與細進料18相同類型的固體進料或不同類型的固體進料。中間尺寸的進料36可以具有大于細進料18的平均粒度并且小于粗進料32的平均粒度的平均粒度。例如，中間尺寸的進料36可以具有平均粒度比細進料18中的固體進料的顆粒大至少0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、1、2、3、4或5倍、并且是粗進料32中的固體進料的平均粒度的0.01到0.9、0.05到0.8、0.1到0.7、0.2到0.6或0.3到0.5的固體進料的顆粒。相比于細進料18，通過混合細進料18和中間尺寸的進料36，由此產生的、混合的進料中的固體進料的濃度可以增加，同時保持由此產生的、混合的進料的粘度低于預定閾值。

此外，在某些實施例中，混合器26、28和30中的一個或多個可以接收進料40(例如，從進料供給、進料制備系統等)、水42(例如，從水的供給、水罐等)、和/或添加劑44(例如，從添加劑的供給、添加劑罐等)。例如，進料40可以是固體、液體和/或氣體含碳燃料源，如煤、石油焦炭、油和/或生物質量。將進料40加入到細進料18可以增加由此產生的、混合的進料中的固體進料的濃度。水42可以包括淡水、鹽水、循環水、任何其它液體或它們的組合。作為例子，循環水可以包括、但不限于灰水、采出水、鍋爐給水或任何其它合適的循環水源。另外，添加劑44可以包括減摩劑、自由水劑、懸浮劑、相轉移劑和/或粘度調節劑。例如，添加劑44可以包括聚合物，例如、但不限于多糖(polysaccharides)(例如，黃多糖膠(xanthum gum)，纖維素(cellulose)，和它們的衍生物)，聚丙烯酰胺(polyacrylamides)，聚丙烯酸酯(polyacrylates)，多硫酸(polysulfuric acids)，木質素磺酸鹽(lignosulfonates)，或它們的任何組合。將水42和/或添加劑44加入到細進料18可以減小由此產生的、混合的進料中的固體進料的濃度。

在細進料18在混合器26、28和30中與一種或多種期望材料混合之后，來自混合器26、28和30的每一個的混合進料46可以輸送到一個或多個下游系統48。如上所述，取決于在每個混合器26、28和30中與細進料18混合的一種或多種材料，來自混合器26、28和30的混合進料46可以相同或不同。一個或多個下游系統48可以包括一個或多個罐(例如，儲存罐、保持罐、緩沖罐等)，一個或多個混合器、一個或多個氣化器、一個或多個反應器、一個或多個燃燒系統、或任何其它合適的部件。應當領會混合進料46可以輸送到相同或不同下游系統48。例如，在一些實施例中，每個混合進料46可以輸送到不同氣化器、反應器或燃燒系統。

圖2示出包括磨機12和控制器82(例如，電子控制器)的系統80的框圖，所述控制器配置成控制從磨機12排出的進料的混合。如圖所示，系統80可以包括第一進料制備系統84，其配置成接收固體進料86并且破碎(例如，壓碎、研磨、粉碎等)固體進料86以產生第一進料88。固體進料86可以包括固體燃料，如煤、生物質、石油焦炭、任何其它含碳燃料或它們的組合。第一進料制備系統84可以包括壓碎機、研磨機、粉碎機、磨機或用于產生固體進料86的更小顆粒的任何其它合適的部件以生成第一進料88。例如，在某些實施例中，第一進料88中的固體進料86的顆粒可以比固體進料86的顆粒小大約10％到25％之間。在一些實施例中，第一進料88中的固體進料86的平均粒度可以是固體進料86的平均粒度的大約0.5到0.99、0.6到0.95或0.75到0.9。

第一進料88的第一部分可以輸送到第二進料制備系統90。第二進料制備系統90可以包括壓碎機、研磨機、粉碎機、磨機或用于產生第一進料88的更小顆粒的任何其它合適的部件以生成第二進料92。例如，在某些實施例中，第一進料制備系統84可以是配置成將粗顆粒壓碎成中間顆粒的初級壓碎機，并且第二進料制備系統90可以是配置成將中間顆粒壓碎成細顆粒的次級壓碎機。在某些實施例中，第二進料92中的固體進料86的顆粒可以比第一進料88中的固體進料86的顆粒小大約10％到100％之間、20％到75％之間或30％到50％之間。在一些實施例中，第二進料92中的固體進料86的平均粒度可以是第一進料88中的固體進料86的平均粒度的大約0.01到0.9、0.05到0.8、0.1到0.7、0.2到0.6或0.3到0.5。

另外，第一進料88的第二部分可以輸送到第三進料制備系統94。第三進料制備系統94可以包括壓碎機、研磨機、粉碎機、磨機或用于產生第一進料88的更小顆粒的任何其它合適的部件以生成第三進料96。在一些實施例中，第三進料96中的固體進料86的顆粒可以比第一進料88中的固體進料86的顆粒小大約10％到200％之間、20％到150％之間、30％到100％或50％到75％之間。在一些實施例中，第三進料96中的固體進料86的平均粒度可以是第一進料88中的固體進料的平均粒度的大約0.01到0.9、0.05到0.8、0.1到0.7、0.2到0.6或0.3到0.5。

在一些實施例中，第三進料制備系統94可以接收一種或多種附加材料以生成具有期望濃度、粘度或組分的第三進料96。例如，第三進料制備系統94也可以接收附加固體進料86(例如，具有相等、更大或更小粒度的顆粒的固體進料)以增加第三進料96中的固體進料86的濃度。另外，第三進料制備系統94可以接收水100(例如，淡水、鹽水、循環水和/或任何其它液體)和/或一種或多種添加劑102(例如，減摩劑、自由水劑、懸浮劑、相轉移劑和/或粘度調節劑)以調節第三進料96的性質。在某些實施例中，第三進料制備系統94也可以包括一個或多個攪拌特征，例如、但不限于葉輪、超聲系統(例如，配置成生成攪拌顆粒的超聲波的超聲發生器)等，從而將第一進料88的第二部分與固體進料86、水100和/或添加劑102混合以生成第三進料96。第三進料96可以輸送到罐104，如儲存罐、保持罐、進給罐、緩沖罐等。在某些實施例中，罐104可以包括一個或多個攪拌機構，如葉片泵、混合器和/或摻和器，從而保持第三進料96的均勻混合。

如上所述，第三進料96可以至少是第一進料88和固體進料86的混合物。因此，相比于第一進料88，第三進料96可以具有固體進料86的更高濃度(例如，來自固體進料86的顆粒的更高濃度)。例如，在某些實施例中，第三進料96中的固體進料86的濃度可以比第一進料88中的固體進料86的濃度高大約5％到40％之間、10％到30％之間或15％到20％之間。由于固體進料86的更高濃度，第三進料96可以具有比第一進料88的粘度高的粘度。例如，第三進料96的粘度可以比第一進料88的粘度高大約50％到500％之間、大約100％到400％之間或200％到300％之間。

另外，第三進料96可以從罐104輸送到磨機12。如上面在圖1中所述，磨機12可以是磨碎機、膠體磨機、球磨機、球和管磨機或任何其它合適的磨機。磨機12可以配置成破碎(例如，壓碎、研磨、粉碎等)第三進料96中的顆粒以生成第四進料106。例如，在某些實施例中，第四進料106中的固體進料86的顆粒可以比第三進料96中的固體進料86的顆粒小大約10％到500％之間。在一些實施例中，第四進料106中的固體進料86的顆粒可以比第三進料96中的固體進料86的顆粒小大約20％到250％之間、30％到100％之間或50％到75％之間。在一些實施例中，第四進料106中的固體進料86的平均粒度可以是第三進料96中的固體進料86的平均粒度的大約0.01到0.9、0.05到0.8、0.1到0.7、0.2到0.6或0.3到0.5。然而，由于磨機12可以不接收附加固體進料86，因此第四進料106可以具有與第三進料96大約(例如，在1％、2％、3％、4％或5％內)相同的濃度和粘度。

為了調節第四進料106的濃度、粘度和/或組分，第四進料106可以輸送到多個混合器。例如，第四進料106的第一部分可以從磨機12的第一輸出20排出并且輸送到第一混合器26，第四進料106的第二部分可以從磨機12的第二輸出22排出并且輸送到第二混合器28，并且第四進料106的第三部分可以從磨機12的第三輸出24排出并且輸送到第三混合器30。混合器26、28和30可以配置成混合第四進料106和一種或多種材料，如第二進料92、附加固體進料86、水100、一種或多種添加劑102和/或任何其它合適的材料，如來自碾磨單元(例如，磨機、壓碎機、研磨機等)、混合器、罐等的另一進料(例如，中間進料、具有不同粒度的固體顆粒的混合進料)。第一混合器26可以生成第一混合進料108，第二混合器28可以生成第二混合進料110，并且第三混合器30可以生成第三混合進料112。在某些實施例中，第一混合進料108、第二混合進料110和第三混合進料112中的兩種或更多種可以具有相同濃度、粘度和/或組分。在其它實施例中，第一混合進料108、第二混合進料110和第三混合進料112中的兩種或更多種可以具有不同濃度、粘度和/或組分。

另外，第一混合進料108、第二混合進料110和第三混合進料112可以輸送到系統80的任何合適的部件。在一些實施例中，第一混合進料108、第二混合進料110和第三混合進料112中的兩種或更多種可以輸送到系統80的一個或多個相同部件。在其它實施例中，第一混合進料108、第二混合進料110和第三混合進料112中的兩種或更多種可以輸送到系統80的不同部件。在某些實施例中，在第一混合進料108、第二混合進料110和/或第三混合進料112輸送到系統80的另一部件之前，第一混合進料108、第二混合進料110和/或第三混合進料112可以輸送到一個或多個罐(例如，儲存罐、保持罐、緩沖罐等)。例如，如圖所示，第一混合進料108可以輸送到第一罐114，第二混合進料110可以輸送到第二罐116，并且第三混合進料112可以輸送到第三罐118。罐114、116和/或118可以包括攪拌機構，例如、但不限于葉片泵、混合器或摻和器，從而相應地保持第一混合進料108、第二混合進料110或第三混合進料112的均勻混合物。另外，罐114、116和/或118可以用于將第一混合進料108、第二混合進料110或第三混合進料112相應地保持在期望溫度和壓力。

在一些實施例中，第一混合進料108、第二混合進料110和/或第三混合進料112可以從相應的罐114、116和/或118輸送到一個或多個氣化器。例如，第一混合進料108可以從第一罐114引導到第一氣化器120，第二混合進料110可以從第二罐116引導到第二氣化器122，并且第三混合進料112可以從第三罐118引導到第三氣化器124。應當注意氣化器120、122和/或124可以是一個或多個整體氣化聯合循環(IGCC)發電機組或使用或產生合成氣的任何其它各種機組的一部分。氣化器120、122和124使混合進料108、110和112相應地受到氣化條件以產生合成氣。特別地，由于受到這些條件，混合進料108、110和112中的固體進料86(例如，固體燃料)與氧(O₂)和水(H₂O)反應以生成合成氣。一般地，產生的合成氣的量或其產生的效率尤其由氣化器的尺寸以及進入氣化器的固體進料86的量限制。因此，混合進料108、110或112中的固體進料86的更高濃度意味著混合進料108、110或112的更高能量含量，導致產生合成氣中的增加氣化效率。

在一些實施例中，第一混合進料108、第二混合進料110和/或第三混合進料112可以輸送到系統80的一個或多個下游系統126。一個或多個下游系統126可以包括任何合適的部件，如罐、混合器、進料制備系統、水的供給、添加劑的供給、氣化器、燃燒系統等。此外，在某些實施例中，第一混合進料108、第二混合進料110或第三混合進料112可以從第一混合器26、第二混合器28或第三混合器30相應地直接輸送到第一氣化器120、第二氣化器122、第三氣化器124或一個或多個下游系統126。也就是說，在一些實施例中，可以沒有混合器26、28和/或30和氣化器120、122和/或124之間或混合器26、28和/或30和一個或多個下游系統126之間的罐。

在一些實施例中，一個或多個下游系統126可以聯接到磨機12的一個或多個進料出口并且可以接收來自磨機12的第四進料106。也就是說，在一些實施例中，一個或多個下游系統126可以配置成混合第四進料106和一種或多種材料(例如，進料、水、添加劑等)以調節第四進料106的組分。例如，一個或多個下游系統126的第一下游系統可以聯接到磨機12的第一出口20并且可以配置成輸出具有第一組分的第一混合物(例如，第一混合進料)。另外，一個或多個下游系統126的第二下游系統可以聯接到磨機12的第二出口22并且可以配置成輸出具有第二組分的第二混合物(例如，第二混合進料)，第二組分在進料的百分比、水的百分比、添加劑的百分比、進料顆粒的粒度的分布、固體濃度、粘度或它們的組合上不同于第一組分。

在其它實施例中，可以有多個罐和/或其它容器以便將第一混合進料108、第二混合進料110和/或第三混合進料112傳送到氣化器120、122和/或124和/或一個或多個下游系統126。例如，如圖所示，系統80可以包括一個或多個中間罐，例如在第一罐114和第一氣化器120之間的第一中間罐128，在第二罐116和第二氣化器122之間的第二中間罐130，以及在第三罐118和第三氣化器124之間的第三中間罐132。應當領會中間罐128、130和132也可以包括攪拌機構并且可以用于將第一混合進料108、第二混合進料110和/或第三混合進料112保持在期望溫度和壓力。

控制器82可以配置成通過控制遍布系統80的閥、泵或其它流動調節特征控制系統80的部件的操作并且控制第一混合進料108、第二混合進料110或第三混合進料112的濃度、粘度和/或組分。例如，控制器82可以包括一個或多個處理器134和一個或多個存儲裝置136(例如，有形、非臨時、機器可讀介質)，所述存儲裝置存儲由一個或多個處理器134可執行以控制本發明中所述的動作的指令。在某些實施例中，一個或多個存儲裝置136可以存儲指令以控制第一混合進料108、第二混合進料110和第三混合進料112的參數。在一些實施例中，一個或多個存儲裝置136可以存儲指令以控制第四進料106從磨機12的輸出(例如，輸出20、22和24)的輸送。

在一些實施例中，控制器82可以操作流動控制裝置138以控制不同系統部件之間的量和/或流動。流動控制裝置138可以包括閥(例如，電致動閥)、馬達、致動器和/或泵。例如，控制器82可以控制流動控制裝置138以控制固體進料86、水100和/或添加劑102的量和/或流動到第三進料制備系統94。此外，控制器82可以控制第二進料92、第三進料96、固體進料86、水100和/或添加劑102的量和/或流動到混合器26、28和/或30。另外，控制器82可以控制流動控制裝置138以控制第四進料106從磨機12的輸出(例如，輸出20、22和/或24)的量和/或流動到系統80的一個或多個部件，如混合器26、28和/或30，罐114、116和/或118，中間罐128、130和/或132，氣化器120、122和/或124，一個或多個下游系統126，或它們的任何組合。此外，控制器82可以控制流動控制裝置138以控制第一混合進料108、第二混合進料110和/或第三混合進料112從第一混合器26、第二混合器28和/或第三混合器30相應地向系統80的一個或多個部件，如罐114、116和/或118，中間罐128、130和/或132，氣化器120、122和/或124，一個或多個下游系統126，或它們的任何組合的量和/或流動。應當領會系統80可以包括在遍布系統80的任何合適位置的任何合適數量的流動控制裝置118以控制不同量和/或系統80的各種部件之間的流動。

在某些實施例中，系統80也可以包括一個或多個傳感器140以生成傳感器反饋142。控制器82可以使用傳感器反饋142以控制系統80的部件的操作，并且控制第一混合進料108、第二混合進料110和第三混合進料112的濃度、粘度和/或組分。例如，在一些實施例中，控制器82可以使用傳感器反饋142以控制流動控制裝置138的操作從而控制第一混合進料108、第二混合進料110和第三混合進料112的濃度、粘度和/或組分。傳感器140包括流速傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、振動傳感器、速度傳感器、接近傳感器、材料組分傳感器、粘度傳感器、氣化傳感器或任何其它合適的傳感器。另外，傳感器140可以布置在遍布系統80的任何合適位置周圍。例如，一個或多個傳感器140可以布置在一個或多個流動控制裝置138上或與其成一體。在一些實施例中，一個或多個傳感器140可以布置在系統80的管上或內(例如，接近一個或多個流動控制裝置138)。在某些實施例中，一個或多個傳感器140可以布置在系統80的各種部件(如磨機12，混合器26、28和/或30，第一進料制備系統84，第二進料制備系統90，第三進料制備系統94，罐104，氣化器120、122和/或124，其它下游系統126，或系統80的任何其它部件)上、內和/或附近。

現在參考圖3，顯示制備細進料18的磨機12的實施例。在以下論述中，可以參考各種方向或軸線，如沿著磨機12的縱軸線162的軸向方向160，遠離軸線162的徑向方向164，和圍繞軸線162的圓周方向166。在所示的實施例中，磨機12包括外殼168(例如，圓柱形外壁)和布置在外殼168中的室170。外殼168包括可以接收來自進給管線174(例如，管路、管、泵等)的進料(例如，第一進料16、第四進料96等)的至少一個進料入口172。盡管在外殼168的底部示出進料入口174，但是應當注意進料入口174可以位于圍繞外殼168的任何合適位置。例如，在其它實施例中，進料入口174可以位于外殼168的頂部或外殼168的頂部和底部之間的中間點。此外，盡管僅僅示出一個進料入口174，但是應當注意在其它實施例中，磨機12可以包括2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多個進料入口174，其可以布置在圍繞外殼168的相同或不同軸向和/或圓周位置周圍。

磨機12包括至少部分地布置在室170內的固體破碎組件175，其配置成破碎(例如，壓碎、粉碎、研磨等)進料的固體顆粒。在一些實施例中，固體破碎組件175可以包括在軸向方向160上延伸通過室170的軸176(例如，桿)。固體破碎組件175也可以包括聯接到軸176的馬達178(例如，驅動器)，其可以導致軸176圍繞軸線162在圓周方向166上旋轉。在某些實施例中，固體破碎組件175可以包括多個臂180(例如，徑向結構、徑向桿、葉輪、葉片等)，其聯接到軸176并且從其向外延伸。多個臂180可以是任何尺寸、形狀和材料。例如，在一些實施例中，多個臂180可以為圓柱形、矩形、三角形、非對稱和/或無定形。此外，在一些實施例中，尺寸、形狀和/或材料可以在多個臂180中的一個或多個臂之間變化。多個臂180可以至少部分地在徑向方向164上從軸176延伸。在一些實施例中，固體破碎組件175也可以包括布置在室170中的多個球182。多個球182可以是任何合適的尺寸、形狀和材料。例如，在一些實施例中，多個球182可以為球形、卵形、多邊形、非對稱和/或無定形。此外，在一些實施例中，尺寸、形狀和/或材料可以相同或在多個球182中的一個或多個(或所有)球之間變化。例如，多個球182中的球的多個尺寸可以幫助填充室170內的空間并且可以提供運動的隨機性和粉碎。

在操作中，馬達178可以旋轉具有多個臂180的軸176。旋轉多個臂180可以接觸(例如，撞擊)多個球182以將動能傳遞到多個球182。該動能可以將多個球182設置成運動(例如，隨機運動)，并且多個球182可以彼此撞擊、撞擊外殼168的內壁184和布置在室170中的進料以破碎(例如，研磨、粉碎、壓碎等)進料的固體顆粒。磨機12也包括通過外殼168的至少兩個進料出口184，其可以輸出壓碎的進料。如上所述，磨機12可以包括進料出口184的任何合適數量(例如，2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多)。進料出口184均可以布置在圍繞外殼168的任何合適位置周圍，例如外殼168的頂部，外殼168的底部，或外殼168的頂部和底部之間的任何中間位置。此外，進料出口184可以是軸向出口、徑向出口或它們的組合。另外，進料出口184可以是任何合適的形狀，如矩形、方形、圓形、卵形、非圓形、三角形、無定形等，并且形狀可以在進料出口184之間變化。在某些實施例中，可能期望具有矩形或方形進料出口184而不是圓形出口184以增加通過其排出進料的面積，這可以便于排出高粘性進料。此外，進料出口184可以是任何合適的尺寸(例如，橫截面面積)，并且進料出口184中的一個或多個可以是相同尺寸或不同尺寸。在一些實施例中，進料出口184可以包括擋板以調節進料出口184的開口的尺寸。另外，進料出口184可以布置成直接彼此相鄰、彼此間隔開或它們的組合。此外，進料出口184可以軸向地布置或豎直地堆疊、圓周地布置或間隔或它們的組合。另外，進料出口184可以圍繞外殼168的軸線(例如，縱軸線162)對稱地或非對稱地布置。

如上所述，通過提供用于磨機12的兩個或更多個進料出口184，從磨機12排出的進料可以輸送到一個以上下游部件，這增加具有磨機12的系統的通用性。為了便于將進料輸送到不同下游部件，在某些實施例中，每個進料出口184可以聯接到不同管路186(例如，管)并且每個進料出口184可以將壓碎的進料輸出到相應管路186。例如，在所示的實施例中，磨機12包括將壓碎的進料輸出到第一管路190的第一出口188和將壓碎的進料輸出到第二管路194的第二出口192。第一管路190可以將進料輸送到第一下游部件(例如，第一混合器26或任何其它合適的部件)，并且第二管路192可以將進料輸送到不同于第一下游部件的第二下游部件(例如，第二混合器28或任何其它合適的部件)。

在一些實施例中，磨機12可以包括濾網196(例如，篩網、屏障等)以阻止或防止多個球182經由進料出口184離開外殼168。例如，濾網196可以包括尺寸確定成便于進料通過濾網196并且阻止或防止多個球182通過的開口。在某些實施例中，濾網196可以布置在多個旋轉臂180和進料出口184之間。

在某些實施例中，進料出口184可以布置在外殼168的蓋部分198中。蓋部分198可以圍繞外殼168的頂部布置，如圖所示，或者布置在外殼168的底部。蓋部分198可以經由一個或多個緊固件202(如螺栓、螺釘等)固定到外殼168的主體部分200。蓋部分198可以包括圍繞軸176進入蓋部分198處的軸176的一部分的密封件204(例如，墊圈、壓蓋、橡膠等)。密封件204可以允許在磨機排出壓力條件下的軸176的旋轉，同時減小、最小化或阻止軸176進入蓋部分198處的進料的排出。盡管蓋部分198的所示實施例為圓頂形(例如，圓形、凹形或半球形)，但是蓋部分198可以是任何合適的形狀。例如，在其它實施例中，蓋部分198可以為矩形(例如，蓋部分198的頂部分可以是平坦的)。此外，應當注意在一些實施例中，磨機12可以不包括蓋部分198，并且進料出口194可以布置在外殼168的任何合適的軸向和圓周位置周圍。在一些實施例中，蓋部分198可以被改裝以適應僅僅具有一個進料出口的現有磨機。例如，磨機的僅僅具有一個進料出口的排出部分可以被去除，并且蓋部分198可以代替排出部分被改裝以適應磨機。

此外，在一些實施例中，磨機12可以包括一個或多個旋轉臂206以便于通過進料出口184排出進料。一個或多個旋轉臂206可以布置在蓋部分198(如果有的話)中，或布置在鄰近進料出口184的磨機12的另一排出區域中。如上所述，進料(例如，第一進料16、第四進料96等)可以包括固體顆粒(例如，固體進料)的高濃度，原因是濃縮進料可以理想地增加氣化效率。然而，進料中的固體顆粒的高濃度可以導致進料變為高粘性，這可能難以從磨機12排出。因此，一個或多個旋轉臂206可以理想地促進通過進料出口184排出進料以減小、最小化或防止進料積累在磨機12的蓋部分198或排出區域中。

如圖所示，一個或多個旋轉臂206可以聯接到軸176并且可以從軸176向外延伸。可以使用旋轉臂206的任何合適數量，例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多。另外，一個或多個旋轉臂206可以圍繞沿著軸線162的一個或多個軸向位置布置。此外，一個或多個旋轉臂206可以是任何合適的材料、尺寸和形狀(例如，圓柱形、矩形、彎曲、鐮刀形等)。更進一步地，材料、尺寸(例如，長度、直徑等)和/或形狀可以在一個或多個旋轉臂206的臂之間變化。

如圖4中所示，進料出口184可以圍繞磨機12的外殼168(例如，蓋部分198)圓周地布置或間隔。特別地，進料出口184的第一進料出口220、第二進料出口222和第三進料出口224圓周地布置或間隔(即，位置在圓周方向166上變化)。此外，如圖所示，第一進料出口220、第二進料出口222和第三進料出口224均為矩形并且以并排布置彼此直接相鄰地布置。另外，第一進料出口220、第二進料出口222和第三進料出口224具有相同的橫截面面積226。

如上所述，在一些實施例中，蓋部分198可以不為圓頂形。例如，圖5示出包括大致平坦頂表面240和大致圓柱形側壁的磨機12的蓋部分198的實施例。在某些實施例中，具有平坦頂表面240的蓋部分198可以為圓柱形或多邊形。此外，如圖所示，蓋部分198可以包括進料出口184，如相等尺寸的、圓周布置的第一進料出口220、第二進料出口222和第三進料出口224。

圖6示出包括進料出口184的蓋部分198的實施例，所述進料出口在尺寸上變化并且軸向地和圓周地布置或間隔。例如，進料出口184的第一進料出口250具有第一橫截面面積252，進料出口184的第二進料出口254具有第二橫截面面積256，并且進料出口184的第三進料出口258具有第三橫截面面積260。第一橫截面面積252小于第二橫截面面積256，并且第二橫截面面積256小于第三橫截面面積260。另外，進料出口184包括具有第一橫截面面積252的第四進料出口262。如圖所示，第一、第二、第三和第四進料出口250、254、258和262以并排布置彼此直接相鄰地布置。應當注意在其它實施例中，第一、第二、第三和第四進料出口250、254、258和262中的一個或多個可以間隔開。另外，第一、第二、第三和第四進料出口250、254、258和262圓周地布置。蓋部分198也包括軸向布置的進料出口184。特別地，進料出口184的第五進料出口264和第六進料出口266相對于彼此圓周地布置、并且相對于第一、第二、第三和第四進料出口250、254、258和262軸向地布置。另外，第七進料出口268與第一、第二、第三、第四、第五和第六進料出口250、254、258、262、264和266軸向地布置。此外，如圖所示，第五和第六進料出口264和266與第一、第二、第三和第四進料出口250、254、258和262和第七進料出口268間隔開并且布置在其間。另外，如圖所示，第一、第二、第三、第四、第五、第六和第七進料出口250、254、258、262、264、266和268可以以金字塔(例如，金字塔布置)進行布置。

圖7示出包括進料出口184的蓋部分198的實施例，所述進料出口彼此間隔開、圓周地布置并且軸向地布置。特別地，進料出口184的第一進料出口280、第二進料出口282和第三進料出口284相對于彼此圓周地布置。另外，第四進料出口286和第五進料出口288相對于彼此圓周地布置。第一進料出口280、第二進料出口282和第三進料出口284相對于第四進料出口286和第五進料出口288軸向地布置。另外，如圖所示，第一、第二、第三、第四和第五進料出口280、282、284、296和288彼此間隔開。此外，第一、第二、第三、第四和第五進料出口280、282、284、296和288均在形狀上為卵形。

圖8是磨機12的實施例的平面圖，示出可以便于通過進料出口184排出進料的旋轉臂206。在所示的實施例中，進料出口184和旋轉臂206布置在外殼168的排出部分310中。排出部分310可以定位在外殼168的任何合適的軸向位置周圍。例如，排出部分310可以布置在外殼168的主體部分200或外殼168的蓋部分198(如果使用的話)中。如圖所示，四個彎曲旋轉臂206布置在排出部分310中。然而，如上所述，可以使用旋轉臂206的任何數量(例如，1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多)并且旋轉臂206可以是任何合適的形狀，如圓柱形、矩形等。

另外，如圖所示，進料出口184可以包括第一進料出口312、第二進料出口314、第三進料出口316和第四進料出口318。第一、第二、第三和第四進料出口312、314、316和318可以彼此間隔開，如圖所示，彼此直接相鄰地布置，或它們的組合。如圖所示，第一、第二、第三和第四進料出口312、314、316和318可以相等地間隔開(例如，圍繞磨機12的縱軸線162對稱地布置)。在一些實施例中，第一、第二、第三和第四進料出口312、314、316和318之間的間隔可以變化(例如，圍繞縱軸線162非對稱地布置)。

此外，如上所述，進料出口184的橫截面面積可以相同或者可以變化。例如，第一進料出口312具有第一橫截面面積320，第二進料出口314具有第二橫截面面積322，第三進料出口316具有第三橫截面面積324，并且第四進料出口318具有第四橫截面面積326。在一些實施例中，第一、第二、第三和第四橫截面面積320、322、324和326可以相等，如圖所示。在一些實施例中，第一、第二、第三和第四橫截面面積320、322、324和326中的兩個或更多個可以不同。

另外，如上所述，每個進料出口184可以聯接到不同管路186以便于將進料輸送到不同下游部件，其中進料可以用于不同目的。例如，第一進料出口312聯接到第一管路328，第二進料出口314聯接到第二管路330，第三進料出口316聯接到第三管路332，并且第四進料出口318聯接到第四管路334。如圖所示，第一、第二、第三和第四管路328、330、332和334可以是具有圓形出口的錐形管路。在一些實施例中，第一、第二、第三和第四管路328、330、332和334中的一個或多個可以沿著相應管路的長度相對于相應進料出口減小、增加或恒定。此外，第一、第二、第三和第四管路328、330、332和334的出口可以是任何形狀，如圓形、非圓形、矩形、方形等。

如上所述，管路186(例如，第一、第二、第三和第四管路328、330、332和334)可以將壓碎的進料(例如，第四進料104)輸送到一個或多個混合器(例如，第一混合器26、第二混合器28和第三混合器30)，其中進料可以與其它材料混合以調節進料的濃度、粘度和/或組分，所述其它材料例如是一種或多種類型的進料(例如，粗進料32、中間尺寸的進料36、進料40、固體進料86、第一進料88、第二進料92、第三進料96等)，水(例如，水42、水100等)，一種或多種類型的添加劑(例如，添加劑44、添加劑102等)。另外，管路186可以將壓碎的進料輸送到一個或多個下游系統(例如，下游系統48、其它下游系統126等)或一個或多個氣化器(例如，第一氣化器120、第二氣化器122、第三氣化器124等)，其中可以使用進料(例如，用于氣化目的)。此外，在進料輸送到另一部件之前管路186可以將壓碎的進料輸送到用于儲存或保持的一個或多個罐(例如，罐104、第一罐114、第二罐116、第三罐118、第一中間罐128、第二中間罐130、第三中間罐132等)。另外，管路186可以將壓碎的進料輸送到一個或多個進料制備系統(例如，第一進料制備系統14、第二進料制備系統34、第三進料制備系統38、第一進料制備系統84、第二進料制備系統90、第三進料制備系統94等)以便進一步破碎進料中的固體顆粒和/或與其它材料混合。

此外，如上所述，管路186中的兩個或更多個可以將壓碎的進料輸送到不同部件。作為例子，第一管路328可以將進料輸送到混合器，第二管路330可以將進料輸送到氣化器，第三管路332可以將進料輸送到下游系統，并且第四管路334可以將進料輸送到罐。然而，應當注意以上部件的任何組合是可能的。

本發明各·實施例的技術效果尤其包括能夠增加在氣化系統中使用的燃料漿的固體濃度，減小粘度，并且修改漿的其它流變性質。特別地，相比于具有單一粒度的顆粒的進料，混合不同粒度的顆粒以獲得混合進料中的顆粒的更大(例如，更寬)的粒度分布可以增加混合進料中的固體的濃度。實際上，用于生成燃料漿的新進料制備系統的使用可以允許增加氣化器中用于部分氧化的漿中可用的碳和氧的量。因此，典型地僅僅生成低固體濃度的低階煤和其它固體燃料也可以用于生成濃縮燃料漿。此外，本發明各實施例的技術效果尤其包括能夠將來自磨機的進料輸送到多個不同的下游部件。實際上，具有兩個或更多個進料出口的新磨機的使用可以通過使進料能夠從磨機的輸出直接輸送到進料可以用于不同目的的系統的不同下游部件增加具有磨機的系統的通用性。另外，磨機的多個出口可以尺寸確定成并且圍繞磨機定位成便于從磨機排出粘性進料。

本說明書使用例子來公開包括最佳模式的本發明，并且也使本領域的任何技術人員能夠實施本發明，包括制造和使用任何裝置或系統并且執行任何包含的方法。本發明的專利保護范圍由權利要求限定，并且可以包括本領域的技術人員想到的其它例子。這樣的其它例子旨在屬于權利要求的范圍內，只要它們具有與權利要求的文字語言沒有區別的結構元件，或者只要它們包括與權利要求的文字語言無實質區別的等效結構元件。