用于排出气化系统中的渣并脱水的方法和装置的制作方法

专利名称：用于排出气化系统中的渣并脱水的方法和装置的制作方法
背景技术：
在气化设备中，原料与氧气(O2)混合并喷射到气化器中。在气化器内部，原料和O2经受高温高压作用，高温高压使原料和O2反应并形成合成气。不能气化的灰料形成熔融渣作为副产品。从气化器出来的热合成气，或是通过与骤冷室中的水直接接触进行冷却，或是在合成气冷却器中间接冷却来回收过量的热/能。在直接骤冷方式中，从气化器出来的热合成气接触骤冷室中的水，该骤冷室位于气化器容器的底部。将气体冷却并用蒸汽饱和。熔融的灰迅速冷却并固化成各种粒径的不规则形状的颗粒。因此，骤冷室不仅用来使合成气冷却和饱和，而且还用来使渣粒与合成气分离，同时捕集骤冷室中的渣粒。
在合成气冷却器方式中，热的气体在专门设计的热交换器中间接冷却，在该热交换器中产生高压输出的蒸汽。在合成气冷却器出口处，迫使冷却的合成气在它越过称作合成气冷却器槽的水池时迅速改变方向。因此使带进冷却的合成气中的熔融渣和部分固化的渣通过重力和动量的联合作用，与合成气分离。落入合成气冷却器槽水中的渣粒，然后迅速固化成各种粒径的形状不规则的颗粒。
除了H2和CO之外，合成气还含有少量其它气体，如二氧化碳(CO2)、水、氨、甲烷、硫化氢(H2S)、氧硫化碳(COS)、氮、和氩。合成气中存在的H2S和COS其中99％或99％以上可以回收并转化成元素硫，供在肥料工业或化学工业中用。然后用清洁的合成气来发电和生产工业化学药品与气体。
固体原料中存在的大部分灰，作为固态的、玻璃状渣粒，通过一个水密封式的、减压闭锁料斗系统，从气化器中除去。闭锁料斗通常是一种垂直取向的圆筒形容器，同时具有顶部阀和底部阀。这种容器直接位于气化器骤冷室或合成气冷却器槽的下方。
常用的闭锁料斗通过收集方式和倾卸方式循环。在收集方式中，顶部阀—闭锁料斗入口—打开通向气化器，而底部阀—闭锁料斗出口—关闭。在骤冷方式中，整个闭锁料斗都装满水，与骤冷水形成一连续水柱，或者在合成气冷却器方式中，与合成气冷却器槽水形成一连续水柱。因此，在收集方式期间，进入骤冷室或合成气冷却器槽的渣，能够未硬化的向下流过闭锁料口入口阀并进入闭锁料斗容器。
从气化器中的渣收集通常持续15-30分钟。在倾卸方式中，将入口关闭并给闭锁料斗减压。在减压之后，打开底部阀—闭锁料斗出口—一很短的时间，通常只有几秒钟。在这段时间里，用从大过热冲洗水箱出来的大股水流冲洗渣。大量水将渣冲洗出常用的闭锁料斗，或是冲入具有链板运输机的渣槽里，或是冲到一个渣垫上。常用的闭锁料斗依靠在渣槽、链板运输机、和渣垫上，以便使渣脱水并准备将渣运送走。
如果使用渣槽，则链板运输机用一连串的重型螺旋片在一个长的斜坡上缓慢拖运浸水的渣，这些重型螺旋片用若干平行链条连接，排列成看起来像是一架梯子。链板运输机更象一台升降机循环穿过渣槽。渣通过重力驱动式排水进行脱水，就象它被拖拉到斜坡上方越过顶部进入储渣料仓一样。在渣冲出常用的闭锁料斗落在渣垫上的情况下，渣通过重力排出水，就象它座落在斜的混凝土垫顶部一样。定期地，用一前端装料机来舀出脱水的渣，并将它转移到一个储渣料仓中，用于现场处理掉。不管是用渣槽/链板运输机还是用渣垫，通过重力从渣中排出的水都含有细的渣粒，这些细渣粒不归属于较粗的物料。将这种渣水收集在渣水槽中，从渣水槽中将渣水抽出并加工成一种稀浆料，用于另外的分离或过滤。渣槽/链板运输机、渣垫，和类似设备，通常都要求在气化器和闭锁料斗下面的地中，挖掘一个大的基础，以便可以将设备设置在闭锁料斗的底部处。
因为闭锁料斗是带有顶部阀和底部阀的大型细长的圆筒形容器，该闭锁料斗直接位于气化器下方，所以气化器结构必须支承在高空中。由于工业气化设备有相当大的重量和尺寸，所以对在增加高度下支持那种设备的结构，需要对气化过程加很大的费用。由于它的高度，升高的气化器更难以维修保养。
除了与支承升高的气化器有关的低效率之外，在每个倾斜周期中，为把渣冲出常用的闭锁料斗所需的水量，通常是闭锁料斗总容积的2-4倍。这需要一个相当大量的处理设备如渣链板运输机或槽系统，以便处；置渣和水。另外，需要设备来贮存吸入的水，及加工和处置所产生的废水。废水必须进行处理，以便满足环境质量标准。处理废水和加入新吸入水的过程费用极大。此外，为了除去系统内水中的氨通常需要一个价钱很贵的回流汽提塔。在某些系统中，即使在除去氨和大百分率的污染物之后，清洗过的水仍不能满足严格的环境条例。
由于这些原因，发明人已经意识到了需要一种改进的闭锁料斗，以使该改进的闭锁料斗在没有标准的相关设备及在大的垂直闭锁料斗上支承大气化设备所涉及的高费用情况下，和在没有昂贵而费钱的水处理过程和设备的情况下，能够从气化器中排出渣并进行加工。
本发明涉及用于从气化系统中排出渣并进行脱水的装置和方法。尤其是，本发明涉及一种输送闭锁料斗及使用带气化系统的输送闭锁料斗的方法。本发明解决了常用气化系统方面的一些问题，并且克服了常用气化系统的一些缺点。
在本发明的一个方面，公开了一种用于排出渣并进行脱水的装置—此处及由该技术的技术人员叫做闭锁料斗。本发明的闭锁料斗是一种内部具有螺旋推进器或等效输送装置的倾斜式圆筒形压力容器。这种新的闭锁料斗设计，叫做“输送闭锁料斗”，是倾斜式的，优选的是与水平面成一大约在5°和60°之间的角度。输送封锁料斗具有一个入口和一个出口，二者优选的是用阀控制。入口加工成一定形状以便接收来自气化器的渣，而出口加工成一定形状以便将处理过的渣直接排放到适合将渣运走的容器中。输送闭锁料斗是倾斜式的，优选的是在比入口高的高度处具有一个出口。在外壳内的旋转螺旋推进器或其它合适的输送装置，把渣从入口输送到出口。螺旋推进器和外壳的长度，螺旋推进器螺旋片的螺距，和螺旋推进器的旋转速度，在本发明的范围内全都可以改变，以便在所希望的速率下从输送闭锁料斗排放渣，因为输送闭锁料斗只有其中一小部分设置在气化器下方，所以气化系统设备的高度，及因此支承那种设备所需的结构量，都大大减少。
在本发明的另一方面，提供一种改进的气化过程。一般，气化法包括将原料和O2或空气通过一个喷射器加到气化器中；生产合成气，该合成气在骤冷室、合成气冷却器，或其它合成气冷却装置中冷却；将渣副产品转到输送闭锁料斗中；然后通过输送闭锁料斗处理和排放渣。输送闭锁料斗用收集方式和倾斜方式交替操作。在渣收集方式中，关闭输送闭锁料斗的出口阀和打开入口阀，以便渣可以通过一连续的水柱连续地从气化器转入输送闭锁料斗，该连续水柱在合成气冷却装置和输送闭锁料斗之间延伸。
因为在这种方式期间从气化器出来的入口阀仍然打开，所以输送闭锁料斗内的压力，是与气化器内压力相同的压力—通常约为每英寸平方500磅压力计(psig)，不过它可以在300至1500psig范围内。在收集方式期间，该方式通常持续10-30分钟，螺旋推进器恒定地旋转，以便破碎渣，使它与水分离，并将它朝出口方向输送。在倾卸方式中，关闭入口阀并使螺旋推进器停止运转。通过用加压的氮气帽将水推入常压箱，使输送闭锁料斗内的水位降低。在水推进踵形水箱之后，关闭踵形水箱阀和打开通气阀，以便给输送闭锁料斗减压。在减压之后，打开出口阀一个短的时间，通常是1-2分钟，并重新开动螺旋推进器，以便排放渣。脱水的渣然后通过出口阀排放，并放入适合于运送渣的备用容器中。在准备下一个收集周期时，输送闭锁料斗然后用踵形水箱中的水装满，并用惰性气体如氮气加压到气化器的工作压力。通过将水打循环进出踵形水箱，就省去了需要费钱的冲洗闭锁料斗，和那样做的相当贵的设备。
在本发明的另一方面，气化过程的运行，尤其是输送闭锁料斗的运行；是用计算机控制的。将处理机或其它类型的计算机系统连接到输送闭锁料斗上，以便控制收集方式和倾卸方式中的运行。
在本发明的另一方面，提供一种用于移动物料的装置。装置包括一个具有入口和出口的倾斜式输送机，其中通过入口将物料加到输送机上，该输送机将物料朝出口方向运送，并通过出口排出输送机中的物料。
在本发明的另一方面，将一个管道，短管，或其它类型的贮存缓冲器连接到输送闭锁料斗的出口上，以便与一个缓冲器作用，用于在排放之前贮存脱水渣。加一短管确保脱水渣不在输送闭锁料斗的排放端处收集，在这里它会挤压密封件并阻碍螺旋推进器运行。利用短管可以使螺旋推进器能以较高的旋转速度运行，因此减少了扭距相对于电动机所要求的螺旋推进器轴速度的量。而且，一些应用短管的实施例使输送闭锁料斗能连续地收集和处理渣，同时从短管中清洗脱水渣。
因此，本发明提供一种装置和方法，该装置和方法省去了用于从气化系统中除去渣的费用高的过多结构、设备和处理。特点和优点本发明大大降低了高度，该高度是为了设置供气化器用的闭锁料斗而必须将气化器升高的高度。结果，对支承升高的气化器的重型结构的需要大大减少。
本发明省去了从闭锁料斗中排出和加工渣的链板输送机或渣槽系统。因此，不需要有链板运输机或渣槽系统，并且不需要挖掘气化器和闭锁料斗下面的地面来容纳这种设备。
本发明由于省去了相当大量与常用闭锁料斗链板运输机和渣槽水系统有关的处理设备，所以费用利用效率更高。因此，渣处理系统的安装费显著减少。
本发明由于准备将脱水渣直接排入可运输的容器，而简化了处置脱水渣的过程，同时不需要与准备将处理过的渣用于运输有关的人力和维修紧张的操作。
本发明由于降低了脱水渣的总重量，所以大大减少了用于处置从闭锁料斗排放的渣的运输费用。
本发明简化了渣处理操作，如用于降低渣上可浸出金属的浓度的渣洗涤或pH调节。
本发明的另一些特点和优点将在后面的说明书中陈述，并且一部分从说明书中很容易看出，或者可以在本发明的实际应用中知道。


图1是应用常用垂直闭锁料斗的气化系统图。
图2a是应用本发明一个实施例的气化系统图。
图2b是应用本发明一个另外实施例的气化系统图。
图2c是应用本发明一个另外实施例的气化系统图。
图2d是应用本发明的一个另外实施例的气化系统图。
图2e是应用本发明的一个另外实施例的气化系统图。
图3a是本发明其中一个实施例的详图。
图3b是本发明的密封件其中一个实施例的图。
图4是图3a的实施例其中一部分的详图。
图5是图4的实施例其中一部分的详图。
图6是本发明螺旋片几何形状的一个实施例图。
图7是本发明螺旋片几何形状的另一个实施例图。
图8是本发明螺旋片几何形状的另一个实施例图。
图9示出一种适合于本发明用的计算机系统。
首先参见图1，图1示出了一个示例性的气化系统，该气化系统包括一个常用的垂直取向的闭锁料斗5a。图1示出一个气化器1，该气化器1包括一个原料喷入其中的喷射器2。最常采用的原料包括煤、重油、石油焦和天然气。该技术的技术人员应该理解，可以用各种各样的废料、原材料、新型燃料如Orimulsion，和工业副产品作为原料。除了含碳的原料之外，也常常把氧气喷入喷射器2中。
喷射器2引入反应室3中，该反应室3是一种能使含碳原料和O2经受高温高压条件的室，以便将原料裂解成它们的元素组分，并使它们反应生成人工合成气体。最终生成的人工合成气体，或合成气，主要由H2和CO构成，反应室中所产生的合成气非常热，并且必须冷却。冷却合成气的最常用装置是骤冷室和合成气冷却器。一种高效的气化系统采用冷却热合成气的方法来回收过量的热/能量。然后可以使该过量的热/能量再循环供在气化器中使用。
图1示出一种应用骤冷室4的气化系统，该骤冷室4直接位于反应室3的下方。骤冷室通过使热的合成气与水接触直接冷却合成气。因而合成气被冷却并处于蒸汽饱和状态。冷却后的合成气排出气化器1，然后在用来生产有用的终端产品如电力或工业化学药品之前，经受一系列的净化过程，其中包括脱硫。作为骤冷室的替代物，可以采用合成气冷却器，或者类似装置来冷却热的气体。合成气冷却装置不需要回收热/能量供在气化器反应器3中再用。效率较低的气体冷却器简单地将过量的热排入大气或排入一个储槽中。本发明在它的应用中不限定任何特定类型的装置或方法来冷却气体。
除了合成气之外，反应室3还产生一种熔融渣副产品6a，该熔融渣副产品6a由不能气化的灰料和很少量未转化的含碳原料构成。重力使这种熔融的副产品6a落入骤冷室4，如图1所示。在骤冷室4中，副产品6a通过直接接触水而迅速冷却和固化。骤冷的、固化渣6b然后向下流过在骤冷室4和闭锁料斗5a内部形成的连续水柱。
图1示出一种常用的闭锁料斗5a，该闭锁料斗5a通常是一种在气化器1下方垂直取向的圆筒形容器，并且这样完全装满水，以便当入口阀5b打开时在骤冷室4和闭锁料斗5a之间形成一连续的水柱。尽管图1不是按比例给出，但是很显然，常用的闭锁料斗5a可能要求显著地升高气化器1。此外，常规的闭锁料斗不使渣脱水。因此，在闭锁料斗下面必须安装另外的重型机械如带有链板运输机的渣槽或一个渣垫系统(未示出)。而且，冲洗水箱7必须和常用的闭锁料斗系统一起使用，以便提供大量的清洗闭锁料斗所需的冲洗水。
现在转到图2a和2b，在图2a和2b每个图中都部分地示出应用本发明原理的改进气化系统。图2a示出骤冷室4，渣从该骤冷室4转到闭锁料斗系统中。渣从骤冷室4经由入口阀8a转到本发明输送闭锁料斗9的入口8b。如上所述，本发明其中一些优点可以认为与任何特定合成气冷却装置无关。因此，此处所说明的骤冷室仅是用于举例说明的目的，并且不应把本发明说成是仅限于和骤冷室一起使用。而且，本发明不限于排出渣。相反，本发明可以和各种工业副产品或其它类型的材料一起应用。
返回图2a，入口阀8a准许渣进入闭锁料斗9。阀8a可以包括各种众所周知的机械式或计算机调节式阀的任一种。阀8a在渣收集方式期间应当打开，以便能将渣收集在闭锁料斗9内。在倾卸方式期间，当渣清除出闭锁料斗时，用于倾卸方式的部分准备工作通常包括关闭入口阀8a，以便当清洗渣时，没有渣进入闭锁料斗9，而且闭锁料斗9可以在倾卸之前减压。用于从闭锁料斗9倾卸渣的过程，其中包括减压步骤，将在闭锁料斗系统设备说明之后，在下面更详细地加以讨论。
图2a中所示的输送闭锁料斗9的实施例显示闭锁料斗9与水平位置成近似45°角。所述水平位置相应于，当闭锁料斗9如果沿着它的细长侧铺放，以致它的纵向轴垂直于渣从骤冷室4流入入口8b所示线路的位置。输送闭锁料斗9不是必须成45°角设置，事实上，闭锁料斗9一点也不需要倾斜。在优选实施例中，输送闭锁料斗9设置成与水平位置成一个角度，该角度在约5°和约60°之间。
入口8b设置在闭锁料斗9的顶部边缘上，以便接收从骤冷室4出来的渣。在优选实施例中，入口8b成一个角度固定到闭锁料斗9的顶部边缘上，该角度相当于将闭锁料斗9倾斜与水平位置所成的角度。结果，当闭锁料斗9安装在它的倾斜工作位置时，入口8b将垂直取向，也就是说，它将垂直于水平位置，因此从骤冷室4出来的渣可以直接地并以无障碍的方式转入闭锁料斗9中。在优选实施例中，出口10设置在闭锁料斗9底侧上相对的末端处，以便可以排放渣。出口10可以成一个角度安装到闭锁料斗9上，该角度与入口8b的角度相同，以便从出口10排放的渣直接落入一个适合运输处理过的渣的容器，如容器12中。而且，正如入口8b的情况一样，可以用出口阀11来控制处理过的渣流出出口10的流量。
输送闭锁料斗9，将参照图3a、3b、4，和5更详细地加以讨论，该输送闭锁料斗9一般包括一个封装螺旋推进器23的外壳21。螺旋推进器23包括一个旋转轴24和多个螺旋片25，这些螺旋片将渣从入口8b朝出口10方向输送。在本发明的一个实施例中，多个螺旋片25包括至少一个在轴24出口端处的反向螺旋片26。反向螺旋片26也加工成一定形状，以便将渣朝出口方向输送，因此保证没有渣被强制通过出口10进入外壳21的上端。轴24贯穿外壳21的上端，以便它可以与电动机20连结。电动机20，优选的是设置在外壳21的外部和上端处，它可以包括各种众所周知的电动机如液压传动电动机、可变速电动机，和可逆电动机其中任一种。在图2a和2b中还可以看到的是泵19，该泵19用干净的冷凝水清洗在输送闭锁料斗9入口端处的一个轴承。本发明的这方面将在下面更详细说明。
除了入口8b和出口10之外，输送闭锁料斗9可以包括另一些开口如水口13和进氮气口15。就水口13而论，首先，它可以是如图2a所示用水箱阀14控制的阀，该水箱阀14通向踵形水箱16。箱16在优选实施例中是装水，但在本发明的一些可供选择的实施例中可以装入其它在气化系统中达到相同目的的流体。注意水可以朝任何一个方向经由阀14流入或流出箱16。关于氮气口15情况相同，氮气可以流入或流出输送闭锁料斗9，并且也可以用一些阀如氮气入口阀17和通气阀18来调节氮气或其它气体的流动。
为了更清楚地说明水口和氮气口的功能，举出下面的例子。应该理解，将下面说明的详细情况简化，以便说明在过程中所涉及的主要因素。正如该技术的技术人员很明白的那样，另一些次要因素可以影响此过程。这个例子不代表对本发明的任何限制。在合适的地方采用相应的标号。
渣的收集从输送闭锁料斗9开始，该输送闭锁料斗9装满水到水位稍低于出口10的高度。因此，外壳21几乎完全装满水。在入口阀8a打开的情况下，在闭锁料斗9和骤冷室4之间形成一个连续的水柱。因此，在骤冷室4中已与合成气分开的渣粒自由向下流出骤冷室4，并经过阀8a和入口8b流入输送闭锁料斗9。记住，在渣收集方式中，由于输送闭锁料斗处于与骤冷室直接连通的状态，所以输送闭锁料斗中的水和外壳21上端处的压缩气帽(如氮气)二者都是在基本上与骤冷室4和气化器反应室3相同的压力下。
当是排空输送闭锁料斗9的时候时，闭锁料斗9将进入渣倾卸方式。在这种方式中，把入口阀8a关闭，并准备把闭锁料斗9减压。因为在渣收集方式中，从骤冷室4进入输送闭锁料斗9的管路是打开的，所以输送闭锁料斗9应在与骤冷室4和气化器反应室3内大致相同的压力下工作。在优选实施例中，工作压力显著高于外界压力；因此，在打开出口阀11之前要小心给输送闭锁料斗9减压，以免爆炸性的降压。在本发明的一个可供选择的实施例中，气化系统可以在较低压力下工作，或者在接近外界压力的压力下工作。因此，闭锁料斗的减压作用可能不是必需的。然而，优选实施例中，优选的和更有效的是气化器在高压下工作。因此，骤冷室和闭锁料斗也是在高压下工作。
一旦入口阀8a关闭和在出口阀11打开之前，输送闭锁料斗9就准备通过迫使输送闭锁料斗9中存在的一部分水倾卸到箱16中。阀14当然必须打开以便做到这点。水流出输送闭锁料斗9和流入箱16的初始流动将通过在外壳21上部出口端处气帽的降压和膨胀来驱动。最后一部分从输送闭锁料斗9推入箱16的水可以通过将高压氮气通入输送闭锁料斗9驱动，以便把水推入箱16中。氮气流由氮气入口阀17控制。当迫使氮气进入输送闭锁料斗时，必须关闭通气阀18，要不然高压氮气会漏出系统。在迫使水流出输送闭锁料斗9之后，闭锁料斗可以通过关闭水箱阀14和氮气入口阀17，及打开通气阀18减压，以便使外壳21能与外界压力平衡。一旦输送闭锁料斗9减压到一个接近外界空气压力的压力，则打开出口阀11并将输送闭锁料斗9中的渣排放到备用容器12中将是安全的。
水口13和氮气口15不要求设置在图2a所示位置处。该技术的技术人员将理解，这些口的位置可以改变，以便适合本发明的其它表现形式，同时仍然在本发明的范围内。然而，优选的是将水口13靠近外壳21的下端设置，因为只有外壳21内在水口高度上方的那么多水被压出。在外壳21内比水口13高度低的水将留在外壳21内，尽管采用高压气体也是如此。水口的最佳配置将取决于各种因素，其中包括、但不限于，系统中的水量和输送闭锁料斗9的倾斜程度。同样，用于氮气口15的最佳配置将取决于各种因素，这些因素对该技术的技术人员来说应是显而易见的。在优选实施例中，氮气口15靠近外壳21的上端或出口端设置，以便氮气口15将保持在闭锁料斗内水位的上方，即使当外壳21有相当大量水时也是如此。
对该技术的普通技术人员来说，还应显而易见的是，所应用的气体不一定必须是氮气。任何不与输送闭锁料斗9内容物发生不希望有的反应的气体都可以用。有许多因素会被该技术的技术人员选择合适的气体使用时加以考虑。那些因素包括，但不限于，成本、效率、可用性及安全卫生方面。
在图2b所示的本发明一个可供选择的实施例中，除了未用踵形水箱16外，气化系统基本上与图2a所示的系统相同。在这个实施例中，闭锁料斗入口阀8a在渣收集状态结束时保持打开，并用氮气来迫使输送闭锁料斗9中的水向上进入骤冷室4。一旦推出足够量的水，就可以把阀8a关闭和将通气阀18打开，以便使系统减压。在这个实施例中，阀14可以控制生产用水或灰水的流量，该生产用水或灰水可以在重新开始渣收集之前加入输送闭锁料斗中。这个可供选择的实施例可能需要比图2a实施例中更多的氮气，以便迫使水流入骤冷室4。然而，需要更少的设备(亦即，没有踵形水箱16)。
在图2C所示的本发明另一个实施例中，将一个短管加到出口10上。短管60可以加工成形为管道、管子、或其它类型用于提供缓冲存贮器的合适装置。在这个实施例中，没有出口阀11。相反，这个实施例应用一个短管阀62来控制渣的排放。短管60提供在收集方式期间用于脱水渣的缓冲存贮器，同时保存本发明的简单将渣排入备用容器12的优点。通过提供脱水渣可在其中收集的短管60，似乎是少得多的渣将在外壳21的上端处收集，在该上端处，如果不迅速排出渣，则它会堵塞出口10和氮气口15。而且，螺旋推进器23可以在较高的旋转速度下工作，并且用于渣倾卸所需的时间可以减少。通过用短管60来缓冲过量的脱水渣，没有必要计算螺旋推进器的旋转速度，这样当渣收集周期结束时，处理过的渣正好到达螺旋推进器23的顶部。另外，在下面将说明的某些实施例中，当脱水渣是从短管60中清除时，渣收集可以持续进行，因此提供了一个更有效的渣排出过程。
短管60优选的是直径与出口10的直径相同，对于工业设备来说通常在约12英寸和约20英寸之间。该技术的技术人员将会理解，短管60的长度和直径可以在本发明的范围内改变。在选择合适尺寸的短管60时，可能是特别有关的一个因素是每个闭锁料斗周期中所产生的渣体积。优选的是，短管60的体积将足以保持在每个收集周期所产生的渣体积的25％和75％之间。在设计短管60的尺寸时，可能有重要意义的另一个因素是旋转速度，希望是在该旋转速度下操纵螺旋推进器23。例如，短管60的体积可以这样设计，以便对一规定的螺旋推进器速度来说，当收集周期结束时，在短管60中将收集每个收集周期脱水渣的约25％至75％。任何留下的渣都将分布在外壳21的顶部处。这种过量的脱水渣可以在倾卸周期中一很短时间内排放。因此，倾卸周期时间可以显著缩短。此外，短管60的长度应对气化器高度没有显著影响，因为输送闭锁料斗9将减少气化器所需要的总体结构高度，和由于短管60的设置与气化器结构无关。
图2C的实施例应用图2a中气化系统的短管60，其中包括踵形水箱16。在图2d所示的另一个实施例中，短管60与图2b的气化系统一起应用，其中不需要箱16。短管60的使用与对气化系统其它部件所选的结构无关。
在图2e所示的另一个实施例中，短管60和出口阀11一起使用，同时还应用短管阀62。阀11和62二者的存在，使短管60能用与上述相同的方式独立地给外壳21加压和减压。如图2c所示，流入短管60的氮气流由阀65控制。通气阀66可用于减压。图2e所示的实施例有两个主要的优点。首先，外壳21在倾卸渣之前不需要减压。其次，在输送闭锁料斗内的水位不必降低，以便能进行脱水步骤和渣排放步骤。事实上，通过在上端外壳21处保持一个大的、加压气帽，可以始终保持一个低的水位，优选的是闭锁料斗体积的10-50％，以便当渣通过输送闭锁料斗9的干的上部时，渣脱水自然发生。因此，只需要通过阀14重新装水，来补充随表面水与脱水渣一起排放而失去的水。
如果待倾卸的脱水渣全都装在短管60内，则可以关闭出口阀11，并且只有短管60可以减压用于倾卸。因此，氮气消耗显著减少，因为正减压的-短管60-体积比整个输送闭锁料斗9的体积小。而且，倾卸周期的持续时间更短，并且当短管60倾卸时，输送闭锁料斗9可以继续处理渣。在这个实施例中，通过经由阀14加入水及经由阀18放气来增加水位，或是通过经由阀17加入氮气来降低使水反压到骤冷室4中的水位，用阀14、17和18来保持所希望的水位。
现在参见图3a，图3a示出本发明一个优选实施例的详图。在图3a中，示出输送闭锁料斗9，包括外壳21，为清楚起见，该输送闭锁料斗9与水平位置成0°角设置。在优选实施例中，外壳21包括一个细长的圆筒形壳体，该壳体沿着基本上是它的整个长度具有一恒定的直径。当然，恒定的直径不要求认为是本发明的优点，并且对该技术的技术人员来说，可以将直径改变到适合他们的需要。此外，优选实施例的外壳21具有一个长度，该长度至少是它直径的一倍。这个比例在本发明的范围内也可以改变。而且，可以选择各种不同的材料来制造外壳21。最常用的和优选的材料是钢，以便输送闭锁料斗可以经受住重工业处理的严格要求和保持高的气化器压力。
为了举例说明的目的，给出下面的例子。应该理解，下面所说明的详细情况绝对是示范性的，并且不代表对本发明的任何限制。在合适的地方采用相应的标号。外壳21制成长18英尺和直径为18英寸。螺旋推进器23长17英尺，具有一个轴24直径为8英寸，螺旋片25直径为15.5英寸并具有9.5英寸的螺距。各个螺旋片的尺寸沿着螺旋推进器轴的整个长度基本上一致。输送闭锁料斗以渣收集方式运行约15分钟，在这段时间里螺旋推进器23以每分钟4转(rpm)的固定速度旋转，而输送闭锁料斗以1200磅/小时的速率排渣。然后输送闭锁料斗以倾卸方式工作，其中螺旋推进器23以8rpm旋转。闭锁料斗以倾卸方式工作大约2分钟。在收集方式和倾卸方式期间，应用仪表喷嘴38(见图3a)来监测内压、温度和液位。
从图3a，显然可看出，入口8b和出口10如何能以一个角度分别固定在外壳21的顶面和底面上，上述角度相应于输送闭锁料斗9的倾斜角。同样，外壳21可以包括一个支承件，用于在输送闭锁料斗9的工作斜度下支承该输送闭锁料斗9。图3a的实施例示出三个支承件22a、22b、和22c；然而，或多或少的支承件都可以应用。所用的支承件数将取决于各种因素，这些因素包括，但不限于，闭锁料斗的尺寸和重量，倾斜程度，及支承件的尺寸和强度。当输送闭锁料斗9以其工作斜度安装到气化系统上时，入口8b，出口10和支承件22a、22b、22c优选的应是垂直取向。换句话说，入口8b、出口10，和支承件22a、22b、22c优选地将是与水平位置成90°设置。垂直设置入口8b和出口10将使渣能自由进出输送闭锁料斗9。然而，本发明的一些可供选择的实施例可以改变角度，入口8b和出口10由于各种原因而在这些角度下安装，这些原因包括必须适合将输送闭锁料斗9设置在气化器1的下面。
在外壳21内，设置一个螺旋推进器23，以便将渣从入口8输送到出口10。螺旋推进器23包括一个由电动机20驱动的旋转轴24。安装在轴24上的是多个螺旋片25，这些螺旋片25用来沿着轴24的长度输送渣。螺旋推进器23的长度和直径决定外壳21的长度，该螺旋推进器23的长度和直径优选的是设计成对跨越轴24长度均匀分布的负载提供少于1.0英寸的偏转。优选的是，闭锁料斗的直径和螺旋推进器各螺旋片之间的距离如此选定，以便对于一规定的螺旋推进器旋转速率和一规定的渣产生速率来说，每个螺旋片将装满约30％至45％。外壳21和螺旋推进器23的长度可以如此选定，以便对于在渣收集方式期间一规定的旋转速率来说，首先收集的渣将在收集周期结束时刚好接近，但还没有到达出口10。尽管优选实施例应用一个螺旋推进器，但对该技术的技术人员来说，很显然，完成同等结果的任何装置都可以应用；就是说，将渣从外壳21的一端输送到另一端。本发明的一个可供选择的实施例应用一带螺纹的大螺钉安装在轴上。另一个实施例使用一个输送机，该输送机沿着外壳21的长轴纵向旋转，该外壳21具有若干将渣朝出口10方向运送的部分。
在优选实施例中，螺旋片25沿着基本上是轴24的整个长度绕轴24螺旋式设置。优选的是，各螺旋片25的螺距是在外壳直径的0.5倍和1.0倍之间。螺旋片25的螺距和螺旋推进器长度是决定螺旋片数和在渣收集方式和倾卸方式中所要求的旋转速度的因素。螺旋片25的直径优选的是设计成与外壳21的内壁有0.5英寸到1.0英寸的间隙。在本发明的一个实施例中，在刚好在入口8b下方的轴24底部处的螺旋片25比其余螺旋片厚，以便用作大渣粒的破碎机。螺旋片25的厚度可以在轴24上任何位置处改变，以便适合本发明的一些特定实施例。
在本发明的另一方面，螺旋片25可以用各种几何形状制造，其中包括图6、7和8中所示的那些几何形状。在图6中，一个穿孔的螺旋片示出具有若干孔或穿孔60，这些孔60绕螺旋片的中心在径向上设置。这些孔可以用于达到许多目的，其中包括让闭锁料斗内的水通过，因而增强了渣的脱水。同样，图7所示的另一个实施例示出一个带若干槽70的螺旋片，这些槽70绕螺旋片的外部边缘径向上设置。在图8所示的本发明另一个实施例中，示出一种截头的螺旋片，其中除去了相反的实心螺旋片的一部分80。这些孔、槽和截头部分的尺寸、数量和设置都可以改变，以便适合不同的目的。而且，螺旋推进器或等效的输送机构可以沿着它的轴长度应用一种以上类型的螺旋片。图6、7和8的可供选择的螺旋片几何形状，仅是本发明可以应用的各种几何形状之中的的几个。该技术的技术人员将理解，各种尺寸和几何形状的螺旋片都可以应用，它们全都在本发明的范围之内。
在本发明的另一方面，在沿着轴24的某一点处(在图3a中看到的是最好的)，可以应用反向的螺旋片26。优选的实施例在轴24的上端处应用反向的螺旋片26。各反向的螺旋片26这样位于轴24上，以使它们输送渣的方向与各螺旋片25输送渣的方向相反。反向螺旋片26加工成一定形状，以便将渣输送到出口10。反向螺旋片的使用保证碎片不在外壳21的上端处收集。过量的碎片会妨碍轴24的旋转、损坏密封件30，或阻塞渣穿过出口10排出的通道或堵塞氮气口15，因此使电动机20不得不工作更困难来使轴24旋转。反向螺旋片26可以加工成形具有图6、7和8中所示的几何形状其中一种或一种以上，或者具有该技术的技术人员显而易见的其它合适的几何形状。
电动机20优选的是设置在外壳21的外部和上部处。电动机20可以包括用于那种类型的工作设备的各种众所周知的电动机中任一种。一些示范性的电动机包括液压传动电动机、可变速电动机、和可逆电动机。在优选实施例中，应用一种具有齿轮减速系统的液压传动电动机，以便提供在收集方式期间满载渣的情况下，以低速转动螺旋推进器23所要求的高转矩。外壳21具有顶部法兰27和底部法兰28。在优选实施例中，轴24贯穿顶部法兰27中的开口33，以便轴24可以连接到电动机20上。如图3a所示，可以用一种挠性连接将轴24连接到电动机20上。应用挠性连接29，以便减轻振动载荷并防止轴24扭曲。
由于轴24贯穿顶部法兰27，和由于输送闭锁料斗9优选的是在渣收集期间加压，所以优选的是应用一密封件30来密封轴24贯穿的顶部法兰27中的开口33。密封件30可以包括各种众所周知的密封件中的任何一种，但优选实施例应用双面机械密封件或填料密封件，以便让轴24有足够的自由度高效旋转，同时保持外壳21内所希望的压力。双面机械密封件或可快速更换的填料密封件优选的是使闭锁料斗保持在工作压力下。
在本发明的一个实施例中，采用具有冷却剂循环系统的双面机械密封组件。冷却剂循环系统加工成一定形状，以便吸收两个密封件之间内的压力。在另一个实施例中，采用一个高压水清洗系统来洗净与密封件30和开口33接触的螺旋推进器轴24的表面，如图3b中所示。与密封件30接触的轴24表面应保持清除所有渣粒，以防止密封件断裂。优选的清洗系统包括两条水管线50a和50b，水管线50a和50b优选的是直径为0.125英寸至0.50英寸。水管线50a和50b这样穿过预部法兰27，以使它们与顶部法兰27的内表面相切并彼此相对地设置，如图3b所示。因为清洗管线50a和50b与顶部法兰27的内表面相切并间隔180°，所以绕轴24形成水的涡旋运动，因而洗去粘附到轴24上或密封件30表面上的任何固体颗粒。流过水管线50a和50b的水用两个阀50a和52b控制，每条管线上安装一个阀。可供选择地，可以用一个阀连接两条管线。水管线阀52a和52b可以用计算机或机械式控制，以使水对轴24接触密封件30的部分的清洗是在定时的基础上进行。例如，水管线阀52a和52b可以编程序，以便在闭锁料斗运行期间每15至60分钟一次，打开很短的时间1至10秒种。在这一实施例中，很少量的水会进入系统，因而对脱水渣的含水量没有显著影响。通过使轴24接触密封件30的这部分保持没有碎片，可以大大增加密封件的总寿命，因而减少了与维护和更换破裂密封件有关的运行费用和投资费用。
轴承支承螺旋推进器23，同时保证螺旋推进器23高效运行自由。在图3a中，轴承设置在轴24的上端和下端处。在上端处，上轴承31沿着轴24设置在密封件30和挠性连接29之间。在对面一端处，下轴承32设置在轴24与底部法兰28相遇的地方。优选的是，下轴承32焊接到底部法兰28上。在本发明的优选实施例中，上轴承31是一种轴台轴承，它设计成减轻径向载荷和振动载荷，而下轴承32是一种止推轴承。可以应用一个护罩来盖住轴承。在图3a所示的实施例中，护罩34封装下轴承32。护罩34这样用螺栓固定到下面轴承座上，以使它具有很小的间隙，优选的是绕轴24的所有间隙都在0.025英寸和0.25英寸之间。下轴承32特别容易腐蚀和不正常工作，由于它在外壳21内的位置是在下端处，在该下端处将收集渣、水、和其它物料。因此，优选的是一种保护轴承的护罩。可以采用不同类型的轴承，这视所用的本发明确切实施例而定。而且，本发明不限于两个轴承，在螺旋推进器的每一端处设置一个。
图4相当详细地示出输送闭锁料斗的下端。在这个透视图中，在优选实施例中下轴承32的位置是显而易见的。还可以看到的是封装下轴承32的轴承护罩34。图4还示出一个轴承清洗水入口35和一个轴承滑脂塞36。由于下轴承32设置在外壳21内，所以应该设置一个穿过底部法兰28的检修孔，用于下轴承32的常规维护。为了使下轴承32保持处于合适的运行情况，它应该用水定期清洗并用油脂润滑。轴承滑脂塞36能使下轴承32在系统正运行时用油脂润滑。图4和5中的插图，示出护罩34和螺旋推进器轴24之间间隙37的近视图。间隙37，它优选的是绕轴24全都在0.025英寸和0.25英寸之间，该间隙37可以改变，这视该技术的技术人员都显而易见的各种因素而定。主要是，间隙37根据为保持精细微粒进入轴承区所需要的清洗流速决定。下轴承32的清洗是通过将洁净水或生产用水冷凝液经由轴承清洗水入口35加入护罩34中完成。
在提供本发明上述说明的情况下，现在将说明本发明的另一方面，其中本发明的装置和气化系统一起用。为了更清楚地说明本发明的过程，下面的说明用示范性的例子提供。应该理解，将下面所说明的细节简化，以便说明气化作用中所涉及的主要因素。正如该技术的技术人员显而易见的，另一些次要因素可以影响过程。这个例子应不代表对本发明的任何限制。在说明本发明的过程时，图2a和2b特别有用。在合适的地方采用相应的标号。
如上所述，输送闭锁料斗9用两种方式工作渣收集方式和倾卸方式。就图2a而论，在渣收集方式中，入口阀8a打开，出口阀11关闭，和输送闭锁料斗9是处在与气化器大致相同的压力下。收集方式通常是持续10-30分钟，并且在这段时间里，渣穿过在骤冷室4和输送闭锁料斗9之间所形成的共同水柱，连续地向下移动，同时穿过入口8b进入输送闭锁料斗9。在收集方式期间，螺旋推进器23以一个在大约0.25rpm和大约10rpm之间的速度下旋转。旋转速率优选的是为螺旋片25提供装满渣不到100％。在收集期间闭锁料斗中的水位低于出口10，优选的是装满外壳21的约60％至85％。将渣缓慢地往向上的方向上朝出口10输送。螺旋推进器23的收集时间和速度这样设计，以便当收集周期结束时，在收集方式开始时第一螺旋片中所收集的渣输送到外壳21的上端，刚好在出口10的下方。
在一个实施例中，从输送闭锁料斗9中倾卸渣包括四个步骤(1)给闭锁料斗减压；(2)给渣脱水并倾卸渣；(3)用水装满闭锁料斗；和(4)给闭锁料斗加压。完成步骤3和4，以便使闭锁料斗接着进行收集周期作好准备。
随着闭锁料斗减压作用开始，在渣收集方式结束时，闭锁料斗入口阀8a关闭和螺旋推进器停止运转。闭锁料斗中的水位降到刚好在入口8b的上方，优选的是水只装入闭锁料斗的约1％至5％。水位通过用氮气将水推入常压踵形水箱16中来降低。用于使输送闭锁料斗的水移入踵形水箱16的初始驱动力来自氮气帽在外壳21顶部处的降压和膨胀作用。这种降压和膨胀作用在阀14一打开使加压的输送闭锁料斗9与大气踵形水箱16连接时就发生。用于将水移入踵形水箱16的最后驱动力来自加入额外的加压氮气，该加压氮气经由氮气口15进入外壳21，并由氮气入口阀17控制。重要的是在这种操作期间通气阀18关闭。在水已推入踵形水箱16之后。关闭踵形水箱阀14和打开通气阀18，以便给任何留下氮气的外壳21减压。
下一步骤是使渣脱水并倾卸渣。一旦闭锁料斗9中的压力低于约10psig，就打开出口阀11。重新起动螺旋推进器23，优选的是在1和20rpm的速度下重新起动大约1至2分钟。在这段时间里，螺旋推进器23以预定的速率或是连续旋转或是打循环开动和停止。用于螺旋推进器23的通-断周期根据所要求的渣脱水程度决定。在这个步骤结束时，当全部脱水的渣都排出时，关闭出口阀11。在这一步骤期间所排放的渣作为脱水渣直接放入适合于立即运输的容器12中。
在渣脱水和倾卸步骤之后，通过打开箱阀14用箱16中的水重新装满输送闭锁料斗9。水借助重力流入闭锁料斗，而闭锁料斗内的常压氮气经由通气阀18排出。一旦闭锁料斗装满，优选的是装到闭锁料斗容积的60％和85％之间的一个水位，和优选的是，使水位刚好在出口10的下方，然后关闭通气阀18和箱阀14。
在倾卸输送闭锁料斗9并使它准备下一个收集周期中的最后步骤，涉及将外壳21加压到气化器工作压力，优选的是约500psig。将氮气或某种另外的惰性气体经由氮气入口阀17供给到氮气口15中，当气化器和闭锁料斗9之间的压差优选的是小于15psig时，打开入口阀8a，以便开始收集方式，同时让渣借助重力沉降到输送闭锁料斗9中。在整个闭锁料斗运行期间，泵19连续运转，以通过轴承清洗水管线35用洁净的冷凝水清洗下轴承32。
在参照图2b所述的本发明一个可供选择的实施例中，在气化系统中应用输送闭锁料斗9，而没有用分开的箱16。在这个实施例中，闭锁料斗9的操作除了在给闭锁料斗减压和用水装满闭锁料斗所涉及的操作顺序之外，与上述操作十分相似。
关于给闭锁料斗减压，在渣收集方式结束时，入口阀8a仍然打开，以便可以将闭锁料斗中的水推回到骤冷室4中。如上所述，这是用经由氮气口15进入的高压氮气完成的。把闭锁料斗的水位降到刚好在入口8b上方的一个水位，然后关闭入口阀8a。然后打开通气阀18，以便给外壳21减压。关于重新用水装满闭锁料斗的步骤，这个可供选择的实施例不同之处在于，外壳21用生产用水或灰水装满，而不是用箱16中的水装满。操作的其余步骤与上述那些步骤相同。
在图2c和2d的实施例中，短管阀62代替出口阀11。渣的收集手续和倾卸手续基本上与上述手续相同；然而，如果优选的话，可以适应一较长的收集周期，因为短管60起一个脱水渣缓冲器的作用。螺旋推进器的收集时间和速度可以改变，以便达到所希望的渣排放速率，或者适应特别希望的螺旋推进器旋转速率。
在图2e的实施例中，其中短管60和出口阀11及短管阀62一起应用。除了在外壳21中可以保持较低水位以外，渣收集手续与图2c和2d的实施例相同。然而，用于渣倾卸的手续稍有不同。不是给整个输送闭锁料斗9减压，而是通过只给短管60减压倾卸脱水渣。为了给短管60卸料，关闭闭锁料斗出口阀11。将通气阀66打开一个短的时间，以便给短管60减压，优选的是减到低于100psig。在这个操作期间，螺旋推进器23可以和仍然打开的入口阀8b一起连续运转，以便在闭锁料斗中提供伴随的渣收集。当短管60中的压力降到可以接受的水平时，打开短管阀62。将短管60中收集的脱水渣直接倾卸到可运输的容器12中。如果短管60中的压力稍高于外界压力，则这个压差将通过迫使渣出来而增加渣的倾卸，因而减少了排渣所需的时间。在卸完渣之后，关闭阀62。然后必须将短管60加压到输送闭锁料斗和气化器的工作压力。短管60的加压作用可以用一种惰性气体如氮气完成，将氮气经由氮气阀65送入短管60。一旦短管60加压，就可以打开出口阀11，以便再继续收集脱水渣。因为只有短管60必须加压和减压，所以所用的氮气量和完成这些操作所需的时间大大减少。
在本发明的另一个实施例中，本发明的系统和方法由一个计算机系统，如图9所示的计算机系统902控制。在这个实施例中，系统中的各种阀(如阀8a、11、14、17、18、62、65、和66)都加工成一定形状，用于通过计算机用该技术的技术人员已知的方式控制和操作。同样，口13和15，入口8b和出口10可以加工成一定形状，用于通过计算机用该技术的技术人员已知的方式控制和操作。本发明的功能性，及上述方法步骤，都可以用计算机系统进行。而且，观察各种条件，如水位、压力、和温度等的仪表，可以用一计算机系统监测，该计算机系统可以编程序，以便对异常条件或规定的条件自动作出响应。尤其是，可以用计算机系统来控制收集方式和倾卸方式中输送闭锁料斗的操作。
能实施此处所述功能性的计算机系统在图9中更详细地示出。计算机系统902包括一个或多个处理机，如处理机904。处理机904连接到通信总线906上。相关技术的技术人员应该很清楚如何用其它计算机系统和/或计算机总体结构来实施本发明。
计算机系统902还包括一个主存储器908，优选的是随机存取存储器(RAM)，并且还可以包括一个辅助存储器910。辅助存储器910可以包括，例如，一个硬盘驱动器912和/或一个活动存储驱动器914，代表一个软盘驱动器，磁带驱动器，光盘驱动器等。活动存储驱动器914以众所周知的方式从活动存储单元918读出和/或写入活动存储单元918。活动存储单元918，代表软盘、磁带、光盘等，是通过活动存储驱动器914读出和写入。正如将要知道的那样，活动存储单元918包括一个计算机用的存储媒体，该存储媒体已在其中存储计算机软件和/或数据。
在可供选择的实施例中，辅助存储器910可以包括其它类似装置，用于让计算机程序或其它指令输入到计算机系统902中。这些装置可以包括，例如，一个活动存储单元922和一个接口920。这类例子可以包括一个程序盒和盒式接口(如在电视游戏机中所发现的)，一个活动存储器芯片(如一个可擦可编程序只读存储器(EPROM)，或可编程序只读存储器(PROM)和相关的插口，及另一些活动存储器单元922和接口920，该接口920使软件和数据能从活动存储器单元922转移到计算机系统902。
计算机系统902还可以包括通信接口924。通信接口924使软件和数据能在计算机系统902和外部设备之间转移。通信接口924的一些例子可以包括一个现代化的、网络接口(如一个以太网插件)，一个通信端口，一个国际个人计算机协会(PCMCIA)插件槽和插件等。经由通信接口924转移的软件和数据是采取信号926的形式，这些信号926可以是能通过通信接口924接收的电信号、电磁信号、光信号或其它信号。信号926通过一个信道928提供到通信接口上。信道928传送信号926，并可以用金属线或电缆、光纤、电话线、网状电话线路、射频(RF)线路和其它通信信道实施。
在本文中，术语“计算机程序媒体”和“计算机用媒体”用来一般涉及一些媒体如活动存储器装置918、一个安装在硬盘驱动器912内的硬盘，和信号926。这些计算机程序产品是用于给计算机系统902提供软件的装置。
计算机程序(也叫做计算机控制逻辑)存储在主存储器908和/或辅助存储器910中。计算机程序也可以通过通信接口924接收。这些计算机程序，当执行时，能使计算机系统902完成如此处所讨论的本发明的特点。尤其是，这些计算机程序，当执行时，能使处理机904完成本发明的特点。因此，这些计算机程序相当于计算机系统902的控制器。
在用软件实施本发明的一个实施例中，软件可以存储在计算机程序产品中，或是用活动存储驱动器914、硬盘驱动器912或通信接口924输入到计算机系统902中。控制逻辑(软件)，当用处理机904执行时，使处理机904完成如此处所述的本发明的功能。
在另一个实施例中，本发明主要是在硬件中用，例如，硬件部件如一些专用集成电路(ASICs)实施。实施这种硬件状态机器来完成此处所述的功能，对相关技术的技术人员来说，是显而易见的。
在还有另一个实施例中，本发明用硬件和软件二者结合实施。
如上所述，和如上面例子所表明的，本发明提供一种用于气化的系统和方法。很显然，本发明可以用来增加效率及降低设备费用和运行费用，同时达到更理想的结果。结论尽管上面已经说明了本发明的各种实施例，但应该理解，它们仅是当作例子来说明，而不是限制。因此，本发明的广度和范围应不受任何上述示范性实施例限制，而应是只按照下面的权利要求书及它们的相当的东西限定。
权利要求
1.一种供气化系统用的输送闭锁料斗，上述输送闭锁料斗包括一个外壳，上述外壳是细长而倾斜的，具有间隔开的上端和下端；一个入口孔，该入口孔设置在下端处；一个出口孔，该出口孔设置在上端处；一个螺旋推进器，它设置在上述外壳内，上述螺旋推进器加工成一定形状，以便将渣从上述外壳的下端朝上述外壳的上端输送；和其中，渣经由上述入口孔进入上述外壳，上述螺旋推进器将渣朝上述出口孔方向输送，和渣经由上述出口孔排出上述外壳。
2.根据权利要求1所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述外壳基本上是圆筒形形状和上述外壳的长度至少是上述外壳直径的一倍。
3.根据权利要求1所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述入口孔设置在气化系统的下面。
4.根据权利要求1所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述外壳倾斜与水平位置成一个角度。该角度在大约5°和大约60°之间。
5.根据权利要求1所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述外壳能够加压。
6.根据权利要求1所述的输送闭锁料斗，其特征在于，还包括一个电动机，用于旋转上述螺旋推进器；一个轴承，用于支承上述螺旋推进器；和其中，上述螺旋推进器包括一个轴，该轴贯穿上述外壳中的一个开口，上述电动机连接到上述轴上。
7.根据权利要求6所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述电动机是一种液压传动电动机。
8.根据权利要求6所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述电动机是一种可变速电动机。
9.根据权利要求6所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述电动机是可逆的。
10.根据权利要求6所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述轴承包括一个上轴承，用于在上述外壳上端处支承上述螺旋推进器；和一个下轴承，用于在上述外壳下端处支承上述螺旋推进器。
11.根据权利要求10所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述上轴承是一种固定枕形轴承。
12.根据权利要求10所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述下轴承是一种止推轴承。
13.根据权利要求6所述的输送闭锁料斗，其特征在于还包括一个护罩，该护罩基本上封装上述轴承。
14.根据权利要求13所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述轴穿透上述护罩；和在上述轴和上述护罩之间形成一个开口，在此开口处上述轴穿透上述护罩。
15.根据权利要求14所述的输送闭锁料斗，其特征在于在上述轴和上述护罩之间的上述开口，是在大约0.025英寸和大约0.25英寸之间。
16.根据权利要求6所述的输送闭锁料斗，其特征在于还包括一个清洗入口，流体进入该清洗入口，以便清洗上述轴承。
17.根据权利要求6所述的输送闭锁料斗，其特征在于还包括一个润滑剂塞，以便可以将润滑剂加到上述轴承上。
18.根据权利要求6所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述外壳包括一个密封件，在该密封件处上述螺旋推进器的上述轴贯穿上述外壳中的开口。
19.根据权利要求18所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述密封件是一种双面机械密封件。
20.根据权利要求18所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述密封件是一种填料密封件。
21.根据权利要求18所述的输送闭锁料斗，其特征在于还包括一个用于清洗上述密封件的装置。
22.根据权利要求18所述的输送闭锁料斗，其特征在于还包括一个管子，该管子加工成一定形状，以便将流体运送到一个位置，在该位置处，上述螺旋推进器的轴贯穿上述外壳中的开口。
23.根据权利要求1所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述螺旋推进器包括一个旋转轴和多个螺旋片，上述螺旋片在上述轴上加工成一定形状，以便当上述轴旋转时沿着外壳的长度输送渣。
24.根据权利要求23所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述螺旋片的螺距是在上述外壳直径的大约0.5倍和大约1.0倍之间。
25.根据权利要求23所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述螺旋推进器还包括多个在上端处的反向螺旋片，上述反向螺旋片在上述轴上朝与上述螺旋片相反的方向上加工成一定形状。
26.根据权利要求25所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述螺旋片和反向螺旋片二者都加工成一定形状，以便朝上述出口孔方向输送渣。
27.根据权利要求23所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述多个螺旋片包括一种穿孔的螺旋片。
28.根据权利要求23所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述多个螺旋片包括一种槽形螺旋片。
29.根据权利要求23所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述多个螺旋片包括一种有缺口的螺旋片。
30.根据权利要求23所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述多个螺旋片包括一个部分平截的螺旋片。
31.根据权利要求23所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述多个螺旋片包括不同厚度的螺旋片。
32.根据权利要求31所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述多个螺旋片的至少其中之一具有一个厚度，该厚度大于其余螺旋片的厚度；和上述至少一个螺旋片设置在上述轴的下端处。
33.根据权利要求31所述的输送闭锁料斗，其特征在于最靠近下端的一个螺旋片具有最大厚度，最靠近上端的螺旋片具有最小的厚度；和上述各螺旋片的厚度沿着上述轴的长度减少。
34.根据权利要求1所述的输送闭锁料斗，其特征在于还包括一个管道，用于在排渣之前贮存渣。
35.根据权利要求34所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述管道接受来自上述出口的渣。
36.根据权利要求34所述的宾输送闭锁料斗，其特征在于上述管道能够加压。
37.一种供气化系统用的输送闭锁料斗，其特征在于该输送闭锁料斗包括一个外壳，该外壳形状基本上是圆筒形并倾斜，具有间隔开的上端和下端；一个入口孔，该入口孔设置在上述外壳的下端处，并加工成一定形状，以便接受来自气化系统的渣。一个出口孔，该出口孔设置在上述外壳的上端处；一个旋转轴，该旋转轴设置在上述外壳的内部，上述轴包括多个螺纹，这些螺纹在上述轴上加工成一定形状，以便当上述轴旋转时，将渣从上述外壳的下端朝上述外壳的上端方向输送；和其中，渣经由上述入口孔进入上述外壳，上述轴朝上述出口孔方向输送渣，和渣经由上述出口孔排出上述外壳。
38.根据权利要求37所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述外壳的长度至少是该外壳直径的一倍。
39.根据权利要求37所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述外壳倾斜，与水平位置成一个角度，该角度是在大约5°和大约60°之间。
40.根据权利要求37所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述外壳能够加压。
41.根据权利要求37所述的输送闭锁料斗，其特征在于还包括一个电动机，用于旋转上述轴，上述电动机设置在上述外壳的外部；一个上轴承，用于在上述外壳上端处支承上述轴；一个下轴承，用于在上述外壳下端处支承上述轴；和其中，上述轴贯穿上述外壳其中一端中的开口，上述电动机连接到上述轴上。
42.根据权利要求41所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述上轴承是一种固定枕形轴承。
43.根据权利要求41所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述下轴承是一种止推轴承。
44.根据权利要求41所述的输送闭锁料斗，其特征在于还包括一个护罩，该护罩基本上封装上述下轴承。
45.根据权利要求44所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述轴穿透上述护罩，和在上述轴和上述护罩之间形成一个开口，在该开口处上述轴穿透上述护罩。
46.根据权利要求45所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述在上述轴和护罩之间的开口，是在大约0.025英寸和大约0.25英寸之间。
47.根据权利要求41所述的输送闭锁料斗，其特征在于还包括一个清洗入口，液体进入该清洗入口，以便清洗上述下轴承。
48.根据权利要求41所述的输送闭锁料斗，其特征在于还包括一个润滑剂塞，以便可以将润滑剂加到上述下轴承上。
49.根据权利要求41所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述电动机是一种液压传动电动机。
50.根据权利要求41所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述电动机是一种可变速电动机。
51.根据权利要求41所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述电动机是可逆的。
52.根据权利要求41所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述外壳包括在端部处的一个密封件，在该密封件处，上述轴贯穿上述外壳的端部。
53.根据权利要求47所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述密封件是一种双面机械密封件。
54.根据权利要求47所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述密封件是一种填料密封件。
55.根据权利要求47所述的输送闭锁料斗，其特征在于还包括一个用于清洗上述密封件的装置。
56.权利要求47所述的输送闭锁料斗，其特征在于还包括一个管子，该管子加工成一定形状，以便将流体运输到一个位置，在该位置处，上述螺旋推进器的轴贯穿上述外壳中的开口。
57.根据权利要求37所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述螺纹的螺距，是在上述外壳的直径大约0.5倍和大约1.0倍之间。
58.根据权利要求37所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述轴还包括在上端处的多个反向螺纹，上述反向螺纹在上述轴上朝与上述螺纹相反的方向上加工成一定形状。
59.根据权利要求58所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述螺纹和反向螺纹二者都加工成一定形状，以便朝上述出口孔方向输送渣。
60.根据权利要求37所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述多个螺纹包括一种穿孔螺纹。
61.根据权利要求37所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述多个螺纹包括一种槽形螺纹。
62.根据权利要求37所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述多个螺纹包括一种有缺口的螺纹。
63.根据权利要求37所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述多个螺纹包括一种部分平截去的螺纹。
64.根据权利要求37所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述多个螺纹包括不同厚度的螺纹。
65.根据权利要求64所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述多个螺纹的至少其中之一具有一个厚度，该厚度大于其余螺纹的厚度，和上述至少一个螺纹设置在上述轴的下端处。
66.根据权利要求64所述的输送闭锁料斗，其特征在于最靠近下端的一个螺纹具有最大的厚度，最靠近上端的一个螺纹具有最小的厚度，和上述螺纹的厚度沿着上述轴的长度方向减少。
67.根据权利要求37所述的输送闭锁料斗，其特征在于还包括一根管道，用于在排渣之前贮存渣。
68.根据权利要求67所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述管道接收来自上述出口的渣。
69.根据权利要求67所述的输送闭锁料斗，其特征在于上述管道能够加压。
70.一种用于移动物料的装置，其特征在于该装置包括一个输送机，该输送机倾斜并具有间隔开的端部；一个入口，该入口设置在上述输送机的一端处，该入口加工成一定形状，以便接收物料；一个出口，该出口设置在上述输送机的另一端处，该出口加工成一定形状，以便排出上述输送机中的物料；和其中，通过上述入口将物料加到上述输送机中，该输送机将物料朝上述出口方向运输，并经由上述出口排出上述输送机中物料。
71.根据权利要求70所述的装置，其特征在于上述入口加工成一定形状，以便接收来自气化系统的物料。
72.根据权利要求70所述的装置，其特征在于上述输送机包括一个外壳，该外壳是细长的，具有间隔开的端部；一个螺旋推进器，该螺旋推进器设置在上述外壳内，上述螺旋推进器加工成一定形状，以便将物料从上述输送机的入口朝该输送机的出口方向输送；其中，上述入口设置在上述外壳的入口端处，而上述出口设置在上述外壳的出口端处；和其中物料经由上述入口进入上述外壳，上述螺旋推进器将物料朝上述出口方向输送，并且物料经由上述出口排出上述外壳。
73.根据权利要求72所述的装置，其特征在于上述外壳基本上是圆筒形形状，和上述外壳的长度至少是该外壳直径的一倍。
74.根据权利要求72所述的装置，其特征在于上述外壳能够加压。
75.根据权利要求72所述的装置，其特征在于，还包括一个电动机，该电动机加工成一定形状，以便旋转上述螺旋推进器；一个轴承，用于支承上述螺旋推进器；和其特征在于上述螺旋推进器包括一个轴，该轴贯穿上述外壳中的一个开口，上述电动机连接到上述轴上。
76.根据权利要求75所述的装置，其特征在于上述电动机是一种液压传动电动机。
77.根据权利要求75所述的装置，其特征在于上述电动机是一种可变速电动机。
78.根据权利要求75所述的装置，其特征在于上述电动机是可逆的。
79.根据权利要求75所述的装置，其特征在于上述轴承包括一个入口轴承，用于在上述外壳的入口端处支承上述螺旋推进器；和一个出口轴承，用于在上述外壳的出口端处支承上述螺旋推进器。
80.根据权利要求79所述的装置，其特征在于上述入口轴承是一种止推轴承。
81.根据权利要求75所述的装置，其特征在于还包括一个护罩，该护罩基本上封装上述轴承。
82.根据权利要求81所述的装置，其特征在于上述轴穿透上述护罩；及在上述轴和护罩之间形成一个开口，在该开口处上述轴穿透护罩。
83.根据权利要求82所述的装置，其特征在于上述在轴和护罩之间的开口，是在大约0.025英寸和大约0.25英寸之间。
84.根据权利要求75所述的装置，其特征在于还包括一个清洗入口，流体进入该清洗入口，以便清洗上述轴承。
85.根据权利要求75所述的装置，其特征在于还包括一个润滑剂塞，以便可以将润滑剂加到上述轴承上。
86.根据权利要求79所述的装置，其特征在于上述出口轴承是一种固定的枕形轴承。
87.根据权利要求79所述的装置，其特征在于上述外壳包括一个密封件，在该密封件处，上述螺旋推进器的轴贯穿上述外壳中的开口。
88.根据权利要求82所述的装置，其特征在于上述密封件是双面机械密封件。
89.根据权利要求82所述的装置，其特征在于上述密封件是一种填料密封件。
90.根据权利要求82所述的装置，其特征在于还包括一种用于清洗上述密封件的装置。
91.根据权利要求82所述的装置，其特征在于还包括一个管子，该管子加工成一定形状，以便将流体运送到一个位置，在该位置处，上述螺旋推进器的轴贯穿上述外壳中的开口。
92.根据权利要求72所述的装置，其特征在于上述螺旋推进器包括一个旋转轴和多个螺旋片，该螺旋片在上述轴上加工成一定形状，以便当该轴旋转时，沿着外壳的长度运送物料。
93.根据权利要求87所述的装置，其特征在于上述螺旋片的螺距，是在上述外壳直径的大约0.5倍和大约1.0倍之间。
94.根据权利要求87所述的装置，其特征在于上述螺旋推进器还包括多个在上述外壳出口端处的反向螺旋片，这些反向螺旋片在上述轴上朝与上述螺旋片相反的方向加工成一定形状。
95.根据权利要求89所述的装置，其特征在于上述螺旋片和反向螺旋片二者都加工成一定形状，以便朝上述出口方向输送物料。
96.根据权利要求89所述的装置，其特征在于上述多个螺旋片包括一种穿孔的螺旋片。
97.根据权利要求89所述的装置，其特征在于上述多个螺旋片包括一种带槽的螺旋片。
98.根据权利要求89所述的装置，其特征在于上述多个螺旋片包括一种有缺口的螺旋片。
99.根据权利要求89所述的装置，其特征在于上述多个螺旋片包括一种部分平截去的螺旋片。
100.根据权利要求89所述的装置，其特征在于上述多个螺旋片包括不同厚度的螺旋片。
101.根据权利要求100所述的装置，其特征在于上述多个螺旋片其中至少一个具有一厚度，该厚度大于其余螺旋片的厚度；和上述至少一个螺旋片在上述外壳的入口端处设置在轴上。
102.根据权利要求100所述的装置，其特征在于最靠近入口端的一个螺旋片具有最大的厚度，最靠近出口端的一个螺旋片具有最小的厚度，和上述螺旋片的厚度沿着上述轴的长度方向减少。
103.根据权利要求70所述的装置，其特征在于上述输送机这样倾斜，以使上述出口是在比上述入口高度更高处。
104.根据权利要求103所述的装置，其特征在于上述输送机倾斜，与水平位置成一角度，该角度在大约5°到大约60°之间。
105.根据权利要求70所述的装置，其特征在于还包括一个在排放前贮存物料的缓冲器。
106.根据权利要求105所述的装置，其特征在于上述缓冲器接收来自上述出口的物料。
107.根据权利要求105所述的装置，其特征在于上述缓冲器能够加压。
108.一个系统，用于从气化设备中抽出渣并脱水，其特征在于该系统包括一个气化器，用于从原料生产合成气；一个喷射器，用于将原料和氧气喷入上述气化器；一个合成气冷却装置，用于接收和冷却合成气；一个输送闭锁料斗，该输送闭锁料斗加工成一定形状，以便接收来自上述合成气冷却装置的渣，上述输送闭锁料斗以一个斜度加工成一定形状，以便在第一高度处接收来自上述合成气装置的渣，和在一第二高度处排出渣，该第二高度大于第一高度。
109.根据权利要求108所述的系统，其特征在于上述输送闭锁料斗倾斜，与水平位置成一角度，该角度在大约5°和大约60°之间。
110.根据权利要求108所述的系统，其特征在于上述输送闭锁料斗包括一个外壳，该外壳是细长的并倾斜，具有上下间隔开的端部；一个入口孔，设置在下端处；一个出口孔，设置在上端处；一个螺旋推进器，设置在上述外壳内；和其特征在于渣经由上述入口孔进入外壳，上述螺旋推进器朝出口孔方向输送渣，和渣经由上述出口孔排出上述外壳。
111.根据权利要求110所述的系统，其特征在于上述外壳能够加压。
112.根据权利要求110所述的系统，其特征在于上述输送闭锁料斗内的压力大致等于上述气化器内的压力。
113.根据权利要求110所述的系统，其特征在于上述螺旋推进器包括一个旋转轴和多个螺旋片，这些螺旋片在上述轴上加工成一定形状，以便当上述轴旋轴时，沿着上述外壳的长度输送渣。
114.根据权利要求113所述的系统，其特征在于上述螺旋推进器包括多个在上端处的反向螺旋片，这些反向螺旋片在上述轴上朝与上述螺旋片相反的方向加工成一定形状。
115.根据权利要求114所述的系统，其特征在于上述螺旋片和反向螺旋片二者都加工成一定形状，以便朝上述出口孔方向输送渣。
116.根据权利要求113所述的系统，其特征在于上述多个螺旋片包括多个不同厚度的螺旋片。
117.根据权利要求113所述的系统，其特征在于上述多个螺旋片其中至少一个具有一厚度，该厚度大于其余螺旋片的厚度，和上述至少一个螺旋片设置在上述轴的下端处。
118.根据权利要求110所述的系统，其特征在于还包括一根管道，用于在排渣之前贮存渣。
119.根据权利要求118所述的系统，其特征在于上述管道接收来自上述出口的渣。
120.根据权利要求118所述的系统，其特征在于上述管道能够加压。
121.根据权利要求108所述的系统，其特征在于还包括一个处理机，该处理机连接到上述输送闭锁料斗上。
122.一种方法，从气化系统中将渣排出并脱水，其特征在于该方法包括接收从气化系统进入输送闭锁料斗入口的渣；将渣从输送闭锁料斗的入口输送到输送闭锁料斗的出口，其中，出口高度比入口的高度要高；和将渣从出口排放。
123.根据权利要求122所述的方法，其特征在于上述接收渣的步骤包括打开在入口处的一个阀，以便能在输送闭锁料斗中收集渣。
124.根据权利要求122所述的方法，其特征在于上述收集渣的步骤包括关闭出口处的一个阀。
125.根据权利要求122所述的方法，其特征在于在上述接收渣的步骤期间，输送闭锁料斗内的压力与气化系统内的压力大致相同。
126.根据权利要求122所述的方法，其特征在于上述接收渣的步骤包括旋转一个螺旋推进器，该螺旋推进器设置在输送闭锁料斗中，以便将渣从入口输送到出口。
127.根据权利要求126所述的方法，其特征在于上述接收渣的步骤还包括在一个旋转速度下旋转螺旋推进器，该旋转速度在大约每分钟0.25转和大约每分钟10转之间。
128.根据权利要求122所述的方法，其特征在于上述接收渣的步骤包括将渣输送到一个缓冲器中，用于在排放之前贮存。
129.根据权利要求128所述的方法，其特征在于缓冲器接收来自出口的渣。
130.根据权利要求122所述的方法，其特征在于上述排放渣的步骤包括关闭在输送闭锁料斗入口处的一个阀；和打开在输送闭锁料斗出口处的一个阀。
131.根据权利要求122所述的方法，其特征在于上述排放渣的步骤包括迫使流体从输送闭锁料斗进入一个连接到输送闭锁料斗上的箱中。
132.根据权利要求131所述的方法，其特征在于上述排放渣的步骤，还包括用一种惰性气体来迫使流体从输送闭锁料斗进入箱中。
133.根据权利要求132所述的方法，其特征在于惰性气体是氮气。
134.根据权利要求131所述的方法，其特征在于箱是常压踵形水箱。
135.根据权利要求131所述的方法，其特征在于箱是气化系统的骤冷室。
136.根据权利要求131所述的方法，其特征在于箱是气化系统的合成气冷却装置。
137.根据权利要求122所述的方法，其特征在于还包括在上述排放渣步骤之前给输送闭锁料斗减压。
138.根据权利要求122所述的方法，其特征在于还包括从一连接到输送闭锁料斗上的箱中将流体加到输送闭锁料斗上的步骤。
139.根据权利要求122所述的方法，其特征在于还包括将输送闭锁料斗加压到与气化系统内压力大致相同压力的步骤。
140.根据权利要求139所述的方法，其特征在于上述给输送闭锁料斗加压的步骤，用一种惰性气体进行。
141.根据权利要求140所述的方法，其特征在于惰性气体是氮气。
142.根据权利要求122所述的方法，其特征在于上述排放渣的步骤包括关闭在渣贮存缓冲器入口处的一个阀；和打开在渣贮存缓冲器出口处的一个阀。
143.根据权利要求142所述的方法，其特征在于还包括在上述排放渣的步骤之前给渣贮存缓冲器减压。
144.根据权利要求122所述的方法，其特征在于还包括将渣贮存缓冲器加压到与输送闭锁料斗内压力大致相同压力的步骤。
145.根据权利要求144所述的方法，其特征在于上述给渣贮存缓冲器减压的步骤用一种惰性气体进行。
146.根据权利要求145所述的方法，其特征在于惰性气体是氮气。
全文摘要
本发明涉及一种用于从气化系统将渣排出并脱水的装置和方法。尤其是，本发明涉及一和输送闭锁料斗和用该输送闭锁料斗来收集气化系统的气化器中渣和其它废料副产品的方法。输送闭锁料斗加工成一定形状，以便接收来自气化器的渣，同时将渣提取出来并脱水，并将处理过的渣直接排入一备用容器中，该备用容器适合于将处理过的渣运走。外壳倾斜与水平面成一个角度，该角度通常在5°和60°之间，因此出口是处在比入口更高的高度下。在外壳内部，一个螺旋推进器或类似输送机构将渣从入口朝出口方向输送，而同时将渣脱水。结果，在出口处排放的处理过的渣完全处理过并且容易运送走。
文档编号C10J3/52GK1413245SQ00817594
公开日2003年4月23日 申请日期2000年8月31日 优先权日1999年12月21日
发明者约翰·D·温特, 拉贾赛卡·卡马蒂, 托马斯·F·莱宁格尔, 凯瑟琳·S·李, 志豪·M·藏, 巴威·瓦桑塔察 申请人:德士古发展公司