用于将固体燃料块状化的方法和系统的制作方法

专利名称：用于将固体燃料块状化的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及固体燃料的处理，更具体地，涉及利用微波能量处理固体燃料，以去除 污染物(或称杂质)并降低湿气含量。
背景技术：
湿气、灰分、硫和其他材料以各种不同的量存在于固体燃料中，这通常会导致燃料 燃烧参数不一致以及由燃料过程产生的污染。固体燃料的燃烧可导致产生有害气体，例如 氮的氧化物(NOx)和硫的氧化物(SOx)。此外，燃烧固体燃料可导致产生带有额外材料元素 的无机灰分。由于燃烧固体燃料产生的大量二氧化碳(CO2)可能导致全球变暖。根据所用 固体燃料的质量不同，这些副产品中的每一种将以各种不同的程度产生。以不同量存在于固体燃料中的湿气通常会降低固体燃料燃烧时的功率输出。降低 固体燃料的湿气含量可允许提高燃烧时的热效率。提高固体燃料燃烧的热效率可导致产生 功率(或发电)的成本因所需燃料减少而降低。提高热效率还可降低燃烧过程中产生的其 他排放物，例如SO2和NOx的排放物。各种处理过程已被用在固体燃料的处理中，例如洗涤、空气干化、翻甩干化，以及 加热从而去除某些存在于固体燃料中的不希望有的材料。这些处理可能要求固体燃料要被 压碎、粉碎、或通过其他方式处理成对终端用户而言并非最佳的尺寸。为了进一步降低排 放，可在燃烧设施中使用废气洗涤器。需要进一步降低固体燃料的湿气含量和因固体燃料 燃烧产生的有害排放物，降低与这类排放的控制有关的费用。

发明内容
在本发明的实施例中，针对固体燃料的处理描述了改进的能力。方法和系统可包 括提供微波能量源，通过波导装置从微波能量源中引导微波能量，以及将微波腔室内的固 体燃料暴露于微波能量。在一个实施例中，所述方法和系统还可进一步包括监视被暴露的固体燃料的温 度。在一个实施例中，所述方法和系统还可包括监视湿气含量、处理前和处理后固体燃料的 污染物水平、等等。在一个实施例中，微波能量源是125kW的微波发生器。
在一个实施例中，微波能量通过其中流动的波导装置具有11英寸的直径。波导装 置可包括用于极化微波能量的机构。进一步地，该极化可以是线性、圆形、椭圆形或者某种 其他类型的极化。在本发明的一个方案中，热异常固体燃料预确定的方法和系统可包括将 固体燃料输送经过磁检测系统，对包含预定量磁性材料的固体燃料进行检测，以及对所有 至少包含预定量磁性材料的固体燃料采取措施。在所述方法和系统中，该措施可以是用预 定量磁性材料去除固体燃料。在一个实施例中，用于固体燃料热管理的方法和系统可包括将固体燃料输送通过 固体燃料处理设施，利用来自微波系统的能量处理所述固体燃料，以及将固体燃料输送通 过微波系统之间的冷却站。在一个实施例中，所述冷却站可提供冷却化学制品的表面施加， 或者可包括控制固体燃料温度的冷却气体。在一个实施例中，在固体燃料处理设施中进行尘埃控制的方法和系统可包括提供 与所述固体燃料处理设施相关联的尘埃收集设施，利用尘埃收集设施收集在所述固体燃料 处理设施中输送和处理固体燃料产生的固体燃料尘埃，以及在所述固体燃料处理设施中处 理收集到的尘埃。在一个实施例中，可从传送带、腔室环境、固体燃料储存区域或者某种其 他类型的收集设施收集尘埃。在一个实施例中，方法和系统可被提供成用于处理所述固体燃料处理设施中的固 体燃料产品。这些方法可包括利用微波能量源处理固体燃料产品，在处理过程中对固体燃 料进行块团化从而形成块团，以及收集所形成的块团。块团化可以在块团压制机以及某种 其他类型的块团化机器或设备上执行。在实施例中，在块团化前可以磨碎或压碎所述固体 燃料产品。在一个实施例中，方法和系统可被提供成用于在所述处理后对固体燃料进行块团 化。这些方法可包括利用微波能量源处理固体燃料产品，在处理后对固体燃料进行块团化 (或称处理后块团化)以形成块团，以及收集所形成的块团。在本发明的一个方案中，所述 固体燃料产品在块团化前可被磨碎或压碎。在其他实施例中，块团化可以通过利用黏合物(例如淀粉、糖蜜、塑性黏土以及某 种其他类型的黏合物)进行。在实施例中，块团化可以是压力块团化。产品在经过压力块团化压制机或者某种 其他类型的块团化机器时可利用压力将产品颗粒结合在一起。由此，结果形成固体块团。在本发明的一个方案中，圆形极化波导装置的方法可包括在输入极化处提供能量 到极化波导区，所述极化波导区包括极化元件，以致碰到这些元件的微波能量极化被转换 成圆形极化；以及将从极化波导区中出来的能量供给到微波腔室中。在一个实施例中，该方 法可进一步包括将微波腔室中的固体燃料暴露于离开极化波导装置的能量。本发明的一个方案涉及至少部分地基于固体燃料的初始条件来清洁固体燃料。在 实施例中，固体燃料被检测或取样以生成与燃料的起始特性有关的初始数据集。目标或最 终(处理后的)燃料特性可以是已知的，而且处理过程可以根据初始特性和目标特性来配 置、监视和/或调整。这里所述的方法和系统可包括提供起始固体燃料样品数据和期望固 体燃料特性作为输入，以确定产品起始和最终的成分S ；相对于固体燃料处理设施能力比 较和结合这些输入，以便确定出生产期望已处理产品的操作处理参数；以及将所述操作参 数发送到监视设施和控制器，以便控制产品在固体燃料处理设施中的处理。
本发明的一个方案涉及将与已处理的固体燃料有关的信息反馈回所述固体燃料 处理设施，以进一步调整该处理过程。这里公开的方法和系统可包括在进行清洁处理之后 对固体燃料进行检测，然后将关于该检测的信息反馈回处理设施。固体燃料输出参数设施 可从后置处理检测设施中接收最终的已处理固体燃料特性；这些特性可代表最终生产出的 已处理固体燃料；固体燃料输出参数可发送最终的已处理固体燃料特性到监视设施；监视 设施可以对最终的已处理固体燃料特性与期望的固体燃料特性进行比较，以便确定固体燃 料处理操作参数调整；以及对最终的已处理固体燃料特性所作的调整可以是在任何其他固 体燃料操作参数调整之外额外进行的。这里公开的方法和系统可包括由操作参数控制的固体燃料连续送料处理设施。控 制器可将固体燃料处理操作参数提供给连续送料处理设施组件，例如输送带、微波系统、传 感器、收集系统、预热设施、冷却设施，等等。连续送料处理设施传感器可测量固体燃料处理 处理结果、组件操作、连续送料处理设施环境条件，以及发送所测量的信息到控制器和监视 设施。监视设施可将所测量的信息与固体燃料处理操作参数比较并调整操作参数。所调整 的操作参数可被提供给连续送料处理设施控制器。这里公开的方法和系统可包括利用所生成的处理参数和传感器输入来监视和调 整固体燃料的处理。所述方法和系统可包括从参数产生设施接收操作处理参数以便控制 连续送料处理设施内的固体燃料处理。所述方法和系统可包括基于来自连续送料处理设 施传感器的输入来监视和调整操作处理参数。所述方法和系统还包括将已调整的操作处 理参数提供给控制器，该控制器将所述操作参数提供给连续送料处理设施的各组件。这里公开的方法和系统可包括用来测量固体燃料带设施操作性能的传感器。固体 燃料处理带设施的传感器可测量从固体燃料中释放出的产品，例如湿气、硫、硫酸盐、硫化 物、灰分、氯、汞，等等。固体燃料连续送料处理设施的传感器可测量用来处理固体燃料的连 续送料处理设施组件的操作参数。这些传感器可将测量到的信息发送到连续送料处理设施 控制器、监视设施和定价交易设施。被释放产品的传感信息可被监视设施和控制器用来调 整带设施操作参数。组件操作传感信息可被定价交易设施用来确定经营成本。这里公开的方法和系统可包括利用连续实时操作参数反馈回路来控制固体燃料 处理。所述方法和系统可包括向连续送料处理设施控制器提供来自于参数产生设施的组 件参数。连续送料处理设施控制器可应用这些组件参数来操作各种处理组件，以便恰当地 处理固体燃料。带设施传感器可测量各种操作和固体燃料释放产品并将测量信息发送给监 视设施。监视设施可通过比较传感器测量结果和操作要求来调整固体燃料处理参数；而且 监视设施可将调整后的参数发送给控制器。控制器/传感器/监视器调整回路可以是连续 实时反馈回路，以便维持所期望的最终的已处理固体燃料。这里公开的方法和系统可包括监视和控制固体燃料微波系统操作。在处理固体燃 料的过程中，微波系统的一组操作参数例如频率、功率和占空比可由带设施控制器控制。微 波系统的输出和固体燃料释放产品可由传感器测量以确定微波参数的有效性；测量结果可 被发送到监视设施。监视设施可基于对传感器测量信息和所需操作要求(例如参数产生设 施)的比较来调整微波系统操作参数。已调整的微波操作参数可由连续送料处理设施控制 器发送到微波系统。这里公开的方法和系统可包括利用固体燃料连续送料处理设施受控地去除固体燃料释放产品。一组传感器可测量固体燃料释放产品的释放体积或释放率。该组传感器可 将释放产品信息发送到控制器和监视设施，以提供去除率信息。该组传感器可将释放产品 去除率发送到定价交易设施；定价交易设施可以确定释放产品的价值或处置这些释放产品 的成本。本发明的一个方案涉及在连续送料处理设施工作的传送器。所述传送器可以在 固体燃料正在被处理时将所述固体燃料载运通过处理设施(例如将煤载运通过微波能量 场)。提供传送设施的方法和系统可包括使其适合于将固体燃料输送通过处理设施。所述 传送器可包括如下特征的组合，例如低微波损耗、高耐磨性、长期耐高温性、温度隔离、抗烧 穿性、高熔点、无孔性和抗热耗散性。所述传送设施可以是基本上连续的带。所述传送设施 可包括多个隆起节段，这些隆起节段被柔性地耦接起来。本发明的一些方案涉及固体燃料处理方法和系统。本发明的实施例涉及传送带， 其适于使固体燃料(例如煤)运动通过处理设施。在实施例中，所述固体燃料处理设施适 于通过经由微波场处理固体燃料来加工处理所述固体燃料。在实施例中，当与固体燃料处 理工艺结合使用时，所述传送系统被特别地适配成提供可复原性能。本发明的一些实施例涉及将固体燃料输送通过固体燃料处理设施的系统和方法。 所述系统和方法可包括提供传送设施，其适于将固体燃料输送通过固体燃料微波处理设 施。在实施例中，所述传送设施适于具有下列特征的中至少一个或其组合，例如低微波损 耗、高耐磨性、长期耐高温性、局部耐高温性、温度隔离性、抗烧穿性、高熔点、相对于颗粒的 无孔性，相对于湿气的无孔性、抗热耗散性或其他这种创建可复原传送设施的特征。在实施例中，所述传送设施是传送带。所述传送带可以是基本上连续的带。所述 传送带可包括多个柔性地耦连在一起的刚性节段。在其他实施例中，所述传送器是另一种 物理布局结构，其用于将固体燃料传送通过连续或基本上连续的处理过程。在实施例中，所述固体燃料处理设施可以是微波处理设施，而且其还可让固体燃 料经过其他系统得到处理，例如加热、洗涤、气化、燃烧、和蒸制。所述传送设施可由低微波 损耗材料。例如其可被适配成在微波频率约300MHz至约IGHz具有低的损耗。所述传送设 施可抵抗长期高温。例如其可抵抗范围在约200F或以上的长期温度。所述传送设施可抵 抗高的局部温度。例如其可抵抗约600F或以上的局部温度。有许多其他的传送设施属性 和材料以及工艺可用于管理(或称控制)本文描述的传送系统。本发明的一个方案涉及用于操作与连续送料固体燃料处理设施相关联的微波发 生磁控管的改进方法和系统。这里公开的方法和系统可包括通过直接效用高压输电对磁控 管供电，从而避免逐级降压(例如在子站处)然后又回升(例如为了在磁控管处使用)的 步骤。该电力系统可包括提供高压功率变换设施，其可适于接收高压交流电并输出高压直 流电。这里公开的方法和系统可包括直接使用高压电，其是通过如下方式实现的从大 功率配电设施接收高压交流电；从所述高压交流电中直接产生高压直流电；以及将所述高 压直流电施加到与连续送料固体燃料处理设施向关联的磁控管。这里公开的方法和系统可包括直接使用高压电，其是通过如下方式实现的从大 功率配电设施接收高压交流电；将所述高压交流电变换成高压直流电；以及将所述高压直 流电施加到与连续送料固体燃料处理设施相关联的磁控管，所述大功率配电设施可由与高速断路器相关联的非变压感应器设施(non-transforming inductor facility)保护。这里公开的方法和系统可包括利用工艺过程反馈为固体燃料处理进行业务定价。 业务设施可从固体燃料设施系统(例如监视设施、传感器、去除系统，固体燃料输出参数设 施、或等等)中接收固体燃料处理操作信息。所述业务设施可利用上述系统的操作信息来 确定最终处理好的固体燃料的经营成本。所述成本可包括各种固体处理带设施组件的电力 需求、在去除系统中收集的固体燃料释放产品、所用的惰性气体，等等。所述业务设施通过 将所述处理成本加上原始固体燃料的起始成本可确定出已处理固体燃料的最终价格。本文公开的方法和系统可包括对与处理用于专门的终端使用设施的固体燃料相 关联的成本进行建模。所述方法和系统可包括提供数据库，所述数据库包含用于多个固 体燃料样品的一组固体燃料特性；用于由一组终端用户设施使用的固体燃料基质的一组规 格；用来将固体燃料样品转变成由终端用户使用的固体燃料基质的一组操作参数；以及与 所述一组操作参数的实施相关联的一组固体燃料。所述方法和系统可进一步包括识别用 于指定的起始固体燃料样品的固体燃料特性；识别用于由所述终端用户设施使用的固体燃 料基质的规格；从所述数据库中取回与将所述起始固体燃料样品转变成固体燃料基质相关 联的所述一组操作参数；以及从所述数据库取回与所述一组操作参数相关联的所述一组成 本。这里公开的方法和系统可包括如下事务，其包括生产适用于所选终端使用设施的 固体燃料。所述方法和系统可包括从所选终端使用设施获得用于固体燃料基质的规格； 将所述规格与用于起始固体燃料样品的一组特性进行比较；确定操作处理参数，这些操作 处理参数用于处理所述起始固体燃料样品，以便将其转变成符合来自所选终端使用设施的 所述规格的固体燃料基质；根据所述操作处理参数来处理所述起始固体燃料样品，测量所 述固体燃料基质的特性；以及计算所述固体燃料基质的价格。这里公开的方法和系统可包括用于固体燃料处理的数据库；用于多个固体燃料 样品的一组固体燃料特性；用于由一组终端用户设施使用的固体燃料基质的一组规格；以 及用来将固体燃料样品转变成由所述终端用户设施使用的固体燃料基质的一组操作参数。这里公开的方法和系统可包括编译用于固体燃料处理的数据库。所述方法和系统 可包括聚集用于多个固体燃料样品的一组固体燃料特性；聚集用于由一组终端用户设施 使用的固体燃料基质的一组规格；以及聚集用来将固体燃料样品转变成由终端用户使用的 固体燃料基质的一组操作参数。这里公开的方法和系统可包括基于期望的最终处理特性来生成固体燃料处理参 数。所述方法和系统可包括提供所述起始固体燃料样品数据和用于所选终端使用设施的 期望固体燃料特性作为输入；比较和合并与固体燃料处理设施能力有关的输入，以便进行 操作处理参数的确定，从而生产出适用于所选的终端使用设施的已处理固体燃料；以及将 所述操作参数发送到监视设施和控制器，以便控制所述固体燃料处理设施中产品的处理。这里公开的方法和系统可包括生产适用于所选终端使用设施的固体燃料。所述 方法和系统可包括确定用于起始固体燃料样品的第一组特性；识别用于适于所选终端使 用设施的输出固体燃料的一组特性；确定操作处理参数，所述操作处理参数用于处理所述 起始固体燃料样品以将其转变成适于所选终端使用设施的输出固体燃料；以及根据所述操 作处理参数来处理所述起始固体燃料样品，藉此所述起始固体燃料样品可被转变成适于所
8选终端使用设施的输出固体燃料。方法和系统可包括通过选择适于气化的固体燃料进行固体燃料气化；识别所述 固体燃料的与气化有关的特性；基于与气化有关的所述特性来确定用于所述固体燃料的固 体燃料处理操作参数；利用所述操作参数来处理所述固体燃料，从而释放出气体；以及收 集在所述固体燃料处理期间释放的所述气体。可利用微波技术来处理、利用加热技术来处 理、利用压力来处理、利用蒸汽来处理或类似技术来处理所述固体燃料。所述气体可以是合 成气、氢气、一氧化碳、或等等。方法和系统可包括通过选择适于气化的固体燃料来进行固体燃料气化；基于来 自终端用户的气化要求来确定固体燃料处理操作参数；利用所述操作参数来处理所述固体 燃料，从而释放出气体；以及收集在所述固体燃料处理期间释放出的所述气体。所述终端用 户可以是发电设施、化学设施、燃料电池设施、或等等。可利用微波技术来处理、利用加热技 术来处理、利用压力来处理、利用蒸汽来处理或类似技术来处理所述固体燃料。所述气体可 以是合成气、氢气、一氧化碳、或等等。方法和系统可包括通过选择适于气化的固体燃料进行固体燃料气化；基于气化 要求来确定固体燃料处理操作参数；利用所述操作参数来处理所述固体燃料，从而释放出 气体；以及收集在所述固体燃料处理期间释放的所述气体。所述气化要求可包括获得预选 定量的所述气体。所述气化要求可包括获得预选定的气体。可利用微波技术来处理、利用 加热技术来处理、利用压力来处理、利用蒸汽来处理或类似技术来处理所述固体燃料。所述 气体可以是合成气、氢气， 一氧化碳、或等等。方法和系统可包括通过选择适于液化的固体燃料来进行固体燃料液化；识别所 述固体燃料的与液化有关的特性；基于与液化有关的所述特性来确定用于所述固体燃料的 固体燃料处理操作参数；利用所述操作参数来处理所述固体燃料，从而生产出期望的液体； 以及收集期望的液体。所述操作参数可包括利用费-托(Fischer-Tropsch)工艺、利用贝 氏(Bergius)工艺、利用直接氢化工艺、利用低温碳化(LTC)工艺、或类似工艺。方法和系统可包括通过选择用于处理的固体燃料来进行固体燃料处理；识别所 述固体燃料的特性；基于所述特性来确定用于所述固体燃料的固体燃料处理操作参数；以 及利用所述操作参数来处理所述固体燃料，所述操作参数可包括预加热所述固体燃料，而 且所述操作参数可包括对所述固体燃料进行后置加热。用于集成化固体燃料处理的系统可包括固体燃料连续送料处理设施，其从固体 燃料中去除污染物(或称杂质)，从而生产出清洁的固体燃料能量源(例如利用连续送料微 波处理设施来清洁煤)；以及与所述固体燃料处理设施共处一地的固体燃料使用设施(例 如电厂、钢厂等)，其中所述清洁固体燃料能量源被用作所述共处一地的使用设施中的能量 源。所述固体燃料处理设施可将处理后的固体燃料直接提供到所述固体燃料使用设施、所 述固体燃料使用设施、所述固体燃料使用设施、或类似设施。所述固体燃料处理设施可将处 理后的固体燃料间接地提供到所述固体燃料使用设施、所述固体燃料使用设施、所述固体 燃料使用设施、或类似设施。所述固体燃料使用设施可能需要来自所述固体燃料处理设施 的特定固体燃料处理。所述特定固体燃料处理可生产出一类用于固体燃料使用设施的固体 燃料能量源。所述特定固体燃料处理可生产出一类用于固体燃料使用设施的非固体燃料 产品。所述特定固体燃料处理可在所述固体燃料中产生一特别的特性。所述固体燃料能量源可以是合成气、氢气、或等等。所述固体燃料能量源可以是固体燃料使用设施优化的固体 燃料。所述非固体燃料产品可以是灰分、硫、水、硫、一氧化碳，二氧化碳，合成气，氢气、或等 等。所述固体燃料使用设施可以是发电设施、轧钢机，化学设施、填埋场、水处理设施、或类 似设施。这里公开的方法和各个系统可包括提供与待被固体燃料处理设施处理的固体燃 料的一个或更多个特性相关的起始固体燃料样品数据；提供期望固体燃料特性；将与一个 或更多个特性相关的所述起始固体燃料样品数据与所述期望固体燃料特性比较，从而确定 固体燃料成分δ ；至少部分地基于所述固体燃料成分δ来确定操作处理参数，所述操作处 理参数用于所述固体燃料处理设施的操作以清洁所述固体燃料；以及监视在所述固体燃料 处理期间从所述固体燃料中排放出的污染物，并且相对于其来调整所述操作处理参数，从 而生产出清洁固体燃料。所述固体燃料处理设施可以是微波固体燃料处理设施。所述固体 燃料可以是煤。所述固体燃料样品数据可以是数据库。所述固体燃料特性可以是水湿气百分比、灰分百分比、硫百分比、固体燃料的类 型、或类似特性。所述操作处理参数可以是微波功率、微波频率、微波应用的频率、或类似参数。所述污染物可包括水、氢气、羟基、含硫气体、液态硫，灰分、或等等。排放的污染物可由固体燃料设施传感器监视。所述传感器可提供用于调整所述操 作处理参数的反馈信息。所述方法和系统可进一步包括如下步骤从公共输电线路将高压电直接提供给处 理设施中的微波发生器，其中所述公共输电线路可适于输送高压电(例如15kv以上)。所述方法和系统可进一步包括如下步骤提供多层化的传送带，以将固体燃料载 运通过处理设施，其中所述多层化的传送带可适于让微波能量大部分穿过所述带，但具有 可抵抗磨损的顶层和可抵抗高温的第二层。热异常固体燃料预确定的方法和系统可包括利用微波能量来预加热固体燃料，检 测固体燃料温度是否在预定温度之上，以及对处于预定温度之上的固体燃料采取措施。所 述方法和系统可进一步包括去除超温固体燃料并且熄灭超温固体燃料的措施。在所述方法 和系统中，所述能量是高能量微波、长持续时间微波、不同微波频率，等等。热异常固体燃料预确定的方法和系统可包括将固体燃料输送通过磁源，以及利用 所述磁源去除包含磁性材料的固体燃料。所述方法和系统可进一步包括使所述固体燃料 经过磁体，以使所述固体燃料内的任何金属化材料磁化，并且利用所述磁源去除被磁化的 固体燃料。热异常固体燃料预确定的方法和系统可包括将固体燃料输送通过金属探测器，检 测出包含预定量金属性材料的固体燃料，以及对包含至少预定量金属性材料的固体燃料采 取措施。所述方法和系统可进一步包括去除带有预定量金属性材料的固体燃料的措施。热异常固体燃料预确定的方法和系统可包括将固体燃料输送通过质谱仪，检测出 包含预定量金属性材料的固体燃料，以及对包含至少预定量金属性材料的所有固体燃料采 取措施。所述方法和系统可进一步包括去除带有预定量金属性材料的固体燃料的措施。热异常固体燃料预确定的方法和系统可包括将固体燃料输送通过磁共振成像MRI 设施，检测出包含预定量金属性材料的固体燃料，以及对包含至少预定量金属性材料的所有固体燃料采取措施。所述方法和系统可进一步包括去除带有预定量金属性材料的固体燃 料的措施。热异常固体燃料预确定的方法和系统可包括将固体燃料输送通过线圈绕组设施， 检测因所述固体燃料穿过线所述圈绕组设施而感应出的电流，以及对感应出预定量电流的 所有固体燃料采取措施。所述方法和系统可进一步包括去除带有预定量金属性材料的固体 燃料的措施。热异常固体燃料检测的方法和系统可包括将固体燃料输送通过固体燃料处理设 施，利用热像仪设施检测出超过预定温度的固体燃料，以及对超过预定温度的所有固体燃 料采取措施。热异常固体燃料检测的方法和系统可包括将固体燃料输送通过固体燃料处理设 施，利用红外IR设施检测出超过预定温度的固体燃料，对超过预定温度的所有固体燃料采 取措施。热异常固体燃料去除的方法和系统可包括将固体燃料输送通过固体燃料处理设 施，利用检测设施检测出已经超过预定温度的固体燃料，所述检测设施将检测出的固体燃 料的位置信息提供给机器人装置，以及利用机器人装置去除检测出的固体燃料。所述方法 和系统可进一步包括将所述被检测出的固体燃料从固体燃料处理设施中去除，去除所述被 检测出的固体燃料并将其加入到接受非微波处理的固体燃料库存中，以及去除所述被检测 出的固体燃料并将其加入到不再接受进一步处理的固体燃料库存中。热异常固体燃料抑制的方法和系统可包括将固体燃料输送通过固体燃料处理设 施，利用检测设施检测出已经超过预定温度的固体燃料，所述检测设施将检测出的固体燃 料的位置信息提供给液体喷洗设施，以及用液体对检测出的固体燃料进行喷洗以抑制检测 出的固体燃料。在所述方法和系统中，所述液体可以是水、冷却液，等等。热异常固体燃料抑制的方法和系统可包括将固体燃料输送通过固体燃料处理设 施，利用检测设施检测出已经超过预定温度的固体燃料，所述检测设施将检测出的固体燃 料的位置信息提供给液体喷洗设施，以及在所述固体燃料处理设施内预定位置处，将燃烧 抑制材料流到检测出的固体燃料上。在所述方法和系统中，所述燃烧抑制材料可以是水、 氮、惰性气体，等等。热异常固体燃料抑制的方法和系统可包括将固体燃料输送通过固体燃料处理设 施，以及在所述固体燃料处理设施内预定位置处去除空气以至少产生局部真空，所述局部 真空熄灭了已经超出预定温度的固体燃料。热异常固体燃料管理的方法和系统可包括将固体燃料输送通过固体燃料处理设 施，利用来自微波系统的能量处理所述固体燃料，通过利用微波占空比控制微波能量的大 小来防止已处理的固体燃料内的热异常固体燃料发展。在所述方法和系统中，所述占空比 是脉冲调制所述微波系统，所述占空比是导通或关断所述微波系统，等等。热异常固体燃料管理的方法和系统可包括将固体燃料输送通过固体燃料处理设 施，利用来自微波系统的能量处理所述固体燃料，以及将固体燃料输送通过微波系统之间 的冷却站。在所述方法和系统中，所述冷却站是微波站之间的非微波站。在所述方法和系 统中，所述冷却站包括较低温度的空气以控制固体燃料温度，包括惰性气体以控制固体燃 料温度，包括氮以控制固体燃料温度，等等。
热异常固体燃料管理的方法和系统可包括将固体燃料输送通过固体燃料处理设 施，利用来自微波系统的能量处理所述固体燃料，检测出超过预定温度的固体燃料，以及当 已经检测到预定温度时，降低微波系统能量。传输固体燃料的方法和系统可包括提供传送系统，以将固体燃料输送通过固体 燃料处理设施，所述传送系统基本上是微波能量可透过的；在所述固体燃料处理期间支持 所述固体燃料的重量和温度；以及将所述固体燃料输送通过所述固体燃料处理设施，其中 利用微波能量处理所述固体燃料。在所述方法和系统中，所述传送系统是以下至少之一 柔韧传送带、多层传送带、一组独立的传送带、滑动粘附传送器，螺旋拔塞器式传送器、气 垫传送器、涂层传送器、石棉传送带、冷却带、和一次性传送带。在所述方法和系统中，所 述固体燃料重量可以是约501bs/ft3。在所述方法和系统中，所述固体燃料温度可以是约 250° F-6000 F。配置多层传送带的方法和系统可包括提供多层传送带，用于将固体燃料输送通过 固体燃料处理设施，其中所述多层中的每一层包括至少一种材料；在固体燃料处理期间将 所述传送带暴露于微波能量；将传送带各层配置在一个组合式传送带系统中以提供耐磨损 性、耐热性和强度。在所述方法和系统中，多传送带层可包括覆盖层、耐热层和加强层。在 所述方法和系统中，所述材料可以是以下至少之一硅酮、阿法拉斯(aflas)、玻璃纤维、硅 石、陶瓷、凯夫拉尔(Kevlar)、戈尔(gore)、PTFE玻璃纤维、特氟隆石棉、EPDM橡胶、聚酯，尼 龙、丁基橡胶、以及RTV。修理传送带的方法和系统可包括提供传送带系统用于将固体燃料输送通过固体 燃料处理设施，确定所述传送带系统是否需要修理，以及利用修理技术修理所述传送带系 统。在所述方法和系统中，修理的确定可以在所述传送带处于所述固体燃料处理设施内时 作出。在所述方法和系统中，所述修理的确定可以在所述固体燃料处理设施之外作出。在 所述方法和系统中，所述修理技术可以是利用RTV橡胶来修理传送带系统的孔洞。在所述 方法和系统中，所述修理技术可以是通过拼接至少一段新的传送带到所述传送带系统来更 换所述传送带系统的一段。冷却传送带的方法和系统可包括提供传送带系统以便将固体燃料输送通过固体 燃料处理设施，利用至少一个带轮来驱动所述传送带系统，所述带轮被构造成在所述带轮 内提供冷却通道，让冷却剂流过带轮冷却通道从而提供被冷却的带轮，以及通过提供所述 传送带和所述被冷却带轮之间的接触表面，将热量从所述传送带传递到所述被冷却带轮。 在所述方法和系统中，所述冷却剂可以是以下至少之一空气、气体、惰性气体、水、水基冷 却液、油基冷却液、防冻液。所述方法和系统可进一步包括在固体燃料温度抑制器或熄灭器 中使用所述冷却剂。冷却传送带的方法和系统可包括提供传送带系统以便将固体燃料输送通过固体 燃料处理设施，利用至少一个带轮来驱动所述传送带系统，所述带轮被构造成提供了大表 面面积，以及通过提供所述传送带和所述带轮之间的接触表面，将热量从所述传送带传到 大表面面积的带轮。冷却传送带的方法和系统可包括提供传送带系统以便将固体燃料输送通过固体 燃料处理设施，利用至少一个带轮来驱动所述传送带系统，所述带轮是用导热材料制成的， 以及通过提供所述传送带和所述带轮之间的接触表面，将热量从所述传送带传到大表面面积的带轮。在所述方法和系统中，所述导热材料可以选自铜、钢和铝。增加传送带寿命的方法和系统可包括提供传送带系统以便将固体燃料输送通过 固体燃料处理设施，利用至少一个带轮来驱动所述传送带系统，以及通过采用大曲度带轮 来降低弯曲力，从而提高所述传送带的寿命。在所述方法和系统中，所述带轮的曲度可以是 基于所述传送带的构造材料确定的。在实施例中，可以提供用于固体燃料热管理的方法和系统。这些方法可包括利用 微波能量源处理固体燃料，以及将已处理的固体燃料混和到较低温度的所述固体燃料。在 实施例中，所述固体燃料可以是煤。在实施例中，带有不同尺寸、形状和某种其他类型特性 的同类煤可被用来混和，从而降低煤的温度。在实施例中，可以提供在固体燃料处理设施中形成固体燃料混合物的方法和系 统。这些方法可包括利用微波能量源处理所述固体燃料，混和已处理的固体燃料来形成固 体燃料混合物，以及收集所形成的固体燃料混合物。在实施例中，所述固体燃料可以是煤。 来自不同源(例如来自不同煤矿，本地储煤库)的煤，以及带有矿物质含量的煤可被用来形 成煤混合物。在实施例中，所述固体燃料可以是木屑、木质球团、农业林业球团以及某种其他类 型的基于木材的球团。在实施例中，可以提供在固体燃料处理设施中形成固体燃料团块的方法和系统。 所述方法可包括利用微波能量源处理固体燃料，对已处理的固体燃料进行团块化，从而形 成固体燃料团块，以及收集所形成的固体燃料团块。在实施例中，所述固体燃料可以是煤。 在实施例中，所述团块化可以是化学团块化。在实施例中，进行团块化以便保护已处理的固 体燃料产品免受风化。进一步地，所述团块化可帮助减少与所述固体燃料相关联的细粉和 尘埃。处理固体燃料的方法和系统可包括提供微波能量源，通过波导装置从微波能量 源中引导微波能量，在微波能量通过波导装置的极化区并进入微波腔室时，使微波能量极 化，以及将微波腔室内的固体燃料暴露于极化的微波能量。所述方法和系统可进一步包括 监视被暴露的固体燃料的温度。所述方法和系统可进一步包括监视处理前和处理后的固体 燃料的湿气含量。所述方法和系统可进一步包括监视处理前和处理后固体燃料的污染物 水平。所述方法和系统可进一步包括捕获处理时从所述固体燃料中释放的湿气。在所述方 法和系统中，所述微波能量源可以是125kW的微波发生器。在所述方法和系统中，所述极化 可以是以下至少之一线性的、圆形的、和椭圆的。处理固体燃料的方法和系统可包括提供微波能量源，将来自微波能量源得微波 能量发射到微波腔室中，以及将微波腔室内的固体燃料暴露于极化的微波能量。所述方法 和系统可进一步包括通过波导装置将微波能量引导到微波腔室中。所述方法和系统可进一 步包括在微波能量通过波导装置的极化区并进入微波腔室时，使微波能量极化。在所述方 法和系统中，所述极化可以是以下至少之一线性的、圆形的、和椭圆的。在所述方法和系统 中，微波能量源可以是125kW微波发生器。提高固体燃料热效率的方法和系统可包括提供固体燃料，将固体燃料暴露于微 波能量，以便去除固体燃料内的一部分湿气。在所述方法和系统中，所述微波能量可被极 化。在所述方法和系统中，所述极化可以是以下至少之一线性的、圆形的、和椭圆的。
13
处理固体燃料的方法和系统可包括提供微波发生器，将来自发生器的微波能量 发射到圆形极化波导装置中，以极化所述微波能量，以及将腔室中的固体燃料暴露于圆形 极化微波能量。在所述方法和系统中，所述圆形极化波导装置可包括整体式极化元件。在所 述方法和系统中，波导装置中的极化元件可以使微波倾斜45度，从而使得微波开始转动。 在所述方法和系统中，所述极化元件可以是以下至少一种矩形的、椭圆形的、非对称的、对 称的、和圆柱形的。在所述方法和系统中，所述圆形极化波导装置可以通过挤压成形制成。 在所述方法和系统中，所述波导装置可以一角度耦接到所述腔室。在所述方法和系统中，所 述波导装置可具有以下至少一种形状椭圆形、圆锥形、圆形、圆柱形、抛物线形、正方形、矩 形、和三角形。所述方法和系统可进一步包括在所述圆形极化波导装置和所述腔室之间提 供波导装置。将处理物暴露于微波能量的方法和系统可包括提供微波发生器；将来自微波发 生器的微波能量发射到极化波导装置中，以极化所述微波能量；将椭圆形号角辐射器(其 中号角辐射器也称为喇叭形辐射器)耦连到所述波导装置，以将极化的微波能量分配到包 含处理物的腔室中；以及将腔室中的处理物暴露于极化的微波能量。在所述方法和系统中， 所述处理物可以是固体燃料。所述方法和系统可进一步包括提供椭圆形号角辐射器阵列， 以便将微波能量分配到腔室中。所述方法和系统可进一步包括将辐射器阵列布置成图案模 式。所述方法和系统可进一步包括将所述椭圆形号角辐射器布置成相对于彼此成一角度。 在所述方法和系统中，所述角度为90度。在所述方法和系统中，所述阵列还可包括非椭圆 形号角辐射器。在所述方法和系统中，所述极化可以是以下至少之一线性的、圆形的、和 椭圆的。在所述方法和系统中，所述辐射器可以一角度耦连到所述腔室。在所述方法和系 统中，所述波导装置可为以下形状至少之一椭圆形、圆锥形、圆形、圆柱形、抛物线形、正方 形、矩形、和三角形。将处理物暴露于微波能量的方法和系统可包括提供微波发生器；将微波能量从 发生器发射到椭圆形号角辐射器中；将所述椭圆形号角辐射器耦连到所述腔室，以及将腔 室中的处理物暴露于微波能量。在所述方法和系统中，所述处理物可以是固体燃料。所述方 法和系统可进一步包括提供椭圆形号角辐射器阵列以将微波能量分配到所述腔室中。所 述方法和系统可进一步包括将辐射器阵列布置成图案模式。所述方法和系统可进一步包括 将所述椭圆形号角辐射器布置成相对于彼此成一角度。在所述方法和系统中，该角度可以 是90度。在所述方法和系统中，所述阵列还可包括非椭圆形号角辐射器。在所述方法和系 统中，所述极化可以是以下至少之一线性的、圆形的、和椭圆的。在所述方法和系统中，所 述辐射器可以一角度耦连到所述腔室。在所述方法和系统中，所述微波能量可被极化。将处理物暴露于微波能量的方法和系统可包括提供微波发生器；将来自发生器 的微波能量发射到极化波导装置中，以极化所述微波能量；将抛物面反射器耦连到所述波 导装置，以将极化的微波能量分配到包含处理物的腔室中；以及将腔室中的处理物暴露于 极化的微波能量。在所述方法和系统中，所述处理物可以是固体燃料。所述方法和系统可 进一步包括提供抛物面反射器阵列，以将微波能量分配到所述腔室中。所述方法和系统可 进一步包括将反射器阵列布置成图案模式。所述方法和系统可进一步包括将所述抛物面反 射器设置成相对于彼此成一角度。在所述方法和系统中，该角度可以是90度。在所述方法 和系统中，所述阵列还可包括非抛物面反射器。在所述方法和系统中，所述极化可以是以下至少之一线性的、圆形的、和椭圆的。在所述方法和系统中，所述反射器可以一角度耦连到 所述腔室。在所述方法和系统中，所述波导装置的形状为以下至少之一椭圆形、圆锥形、圆 形、圆柱形、抛物线形、正方形、矩形、和三角形。将处理物暴露于微波能量的方法和系统，包括提供微波发生器；将来自发上去 的微波能量发射到抛物面反射器；将抛物面反射器发射到包含处理物的所述腔室；以及将 腔室中的处理物暴露于微波能量。在所述方法和系统中，所述处理物可以是固体燃料。所 述方法和系统可进一步包括提供抛物面反射器，以将微波能量分配到所述腔室中。所述方 法和系统可进一步包括将反射器阵列布置成图案模式。所述方法和系统可进一步包括将反 射器阵列布置成图案模式。所述方法和系统可进一步包括将所述抛物面反射器设置成相对 于彼此成一角度。在所述方法和系统中，该角度可以是90度。在所述方法和系统中，所述 阵列还可包括非抛物面反射器。在所述方法和系统中，所述极化可以是以下至少之一线性 的、圆形的、和椭圆的。在所述方法和系统中，所述天线可以一角度耦连到所述腔室。在所 述方法和系统中，所述微波能量可被极化。将处理物暴露于微波能量的方法和系统可包括提供微波发生器；将来自发生器的 微波能量发射到极化波导装置，以极化微波能量；将锥形号角天线耦连到所述波导装置，以 将极化的微波能量分配到包含处理物的腔室中，以及将腔室中的处理物暴露于极化的微波 能量。在所述方法和系统中，所述处理物可以是固体燃料。所述方法和系统可进一步包括 提供锥形号角天线阵列，以将微波能量分配到所述腔室。所述方法和系统可进一步包括将 所述天线阵列布置成一图案模式。所述方法和系统可进一步包括将锥形号角辐射器设置成 相对于彼此成一角度。在所述方法和系统中，该角度可以是90度。在所述方法和系统中， 所述阵列还可包括非锥形号角天线。在所述方法和系统中，所述极化可以是以下至少之一 线性的、圆形的、和椭圆的。在所述方法和系统中，所述天线可以一角度耦连到所述腔室。 在所述方法和系统中，所述波导装置的形状可为以下至少之一椭圆形、圆锥形、圆形、圆柱 形、抛物线形、正方形、矩形、和三角形。将处理物暴露于微波能量的方法和系统可包括提供微波发生器；将来自发上去的 微波能量发射到极化波导装置，以极化所述微波能量；将锥形号角天线耦连到所述波导装 置，以将极化的微波能量分配到包含处理物的腔室中；以及将腔室中的处理物暴露于极化 的微波能量。在所述方法和系统中，所述处理物可以是固体燃料。所述方法和系统可进一 步包括提供抛物面反射器阵列，以将微波能量分配到所述腔室。所述方法和系统可进一 步包括将反射器阵列布置成图案模式。所述方法和系统可进一步包括将所述抛物面反射器 设置成相对于彼此成一角度。在所述方法和系统中，该角度可以是90度。在所述方法和系 统中，所述阵列还可包括非抛物面反射器。在所述方法和系统中，所述极化可以是以下至少 之一线性的、圆形的、和椭圆的。在所述方法和系统中，所述天线可以一角度耦连到所述腔 室。在所述方法和系统中，所述微波能量可被极化。对分配至固体燃料的微波能量进行优化的方法和系统可包括设计带有可变特征 的微波天线，以便将微波能量分配到包含固体燃料的腔室中；模拟由微波天线在所述固体 燃料中产生的电场图案；以及验证所述微波天线的性态。所述方法和系统可进一步包括修 改变量并执行电场图案的模拟。在所述方法和系统中，所述性态可以是性能。在所述方法 和系统中，所述性态可以是可靠性。所述方法和系统可进一步包括模拟天线阵列产生的电场图案。所述方法和系统可进一步包括模拟由不同布局的天线阵列产生的电场图案。在 所述方法和系统中，可变特征可以是尺寸。在所述方法和系统中，可变特征可以是至所述腔 室的耦接器的形状。在所述方法和系统中，可变特征可以是功率。在所述方法和系统中，可 变特征可以是成本。在所述方法和系统中，可变特征可以是成分。在所述方法和系统中，可 变特征可以是极化能力。在所述方法和系统中，可变特征可以是所述天线中的弯曲部。在 所述方法和系统中，可变特征可以是至所述固体燃料的距离。在所述方法和系统中，可变特 征可以是插入到所述腔室的角度。所述方法和系统可进一步包括在所述模拟中改变所述腔 室。在所述方法和系统中，所述腔室的宽度是可变的。在所述方法和系统中，所述腔室的尺 度是可变的。在所述方法和系统中，所述腔室的气氛是可变的。在所述方法和系统中，所述 模拟可以是波谱图。在所述方法和系统中，所述模拟可以是电场图案。在所述方法和系统 中，所述模拟可以是回波损耗测量。将微波能量均勻地分配至腔室中的固体燃料的方法和系统可包括提供微波发生 器；产生微波能量并将所述微波能量传送到所述腔室中；以及将所述腔室中的固体燃料暴 露于所述微波能量，其中所述固体燃料已经被过滤成去除掉了小于阈限尺寸(或称定值粒 度)的固体燃料颗粒，从而优化了微波能量至所述固体燃料的分配。在所述方法和系统中， 优化微波能量的分配可进一步包括改变所述微波发生器的功率。将微波能量均勻地分配至腔室中的固体燃料的方法和系统可包括提供微波发生 器；产生微波能量并将所述微波能量传送到所述腔室中；以及将所述腔室中的固体燃料暴 露于所述微波能量，其中所述固体燃料已经被分配在所述腔室内成一密度以优化至所述固 体燃料的微波能量的分配。在所述方法和系统中，所述固体燃料的分配可以是均勻的。在 所述方法和系统中，优化微波能量的分配可进一步包括改变所述微波发生器的功率。微波能量均勻地分配至腔室中的固体燃料的方法和系统可包括提供微波发生 器；产生微波能量并将所述能量传送到所述腔室中；以及将所述腔室中的固体燃料暴露于 所述微波能量，其中所述固体燃料已经按一图案模式分配在所述腔室中，以优化至所述固 体燃料的微波能量的分配。在所述方法和系统中，所述固体燃料的分配可以是均勻的。在 所述方法和系统中，优化微波能量的分配可进一步包括改变所述微波发生器的功率。将微波能量均勻地分配至腔室中的固体燃料的方法和系统可包括提供微波发生 器；产生微波能量并将所述能量传送到所述腔室中；以及将所述腔室中的固体燃料暴露于 所述微波能量，其中传送到所述腔室中的所述微波能量的形状被优化为均勻地将微波能量 分配至所述固体燃料。在所述方法和系统中所述微波能量的形状可由波导装置的形状确 定。在所述方法和系统中，优化微波能量的分配可进一步包括改变所述微波发生器的功率。将微波能量均勻地分配至腔室中的固体燃料的方法和系统可包括提供微波发生 器；产生微波能量并将所述能量通过波导装置传送到所述腔室中；以及将所述腔室中的固 体燃料暴露于所述微波能量，其中所述波导装置的形状被优化成将微波能量均勻地分配到 所述腔室中的固体燃料。在所述方法和系统中，优化微波能量的分配可进一步包括改变所 述微波发生器的功率。将微波能量均勻地分配至腔室中的固体燃料的方法可包括提供微波发生器；产 生微波能量并将所述波能量通过波导装置阵列传送到所述腔室中；以及将所述腔室中的固 体燃料暴露于所述微波能量，其中所述波导装置的布局结构被优化为将微波能量均勻地分配到所述腔室中的固体燃料。在所述方法和系统中，所述布局结构可以是图案。在所述方 法和系统中，所述布局结构可以是插入到所述腔室的角度。在所述方法和系统中，所述布局 结构可以是相对于另一波导装置的定位角。在所述方法和系统中，优化微波能量的分配可 进一步包括改变所述微波发生器的功率。将微波能量均勻地分配至腔室中的固体燃料的方法和系统可包括提供微波发生 器；产生微波能量并将所述能量通过极化波导装置传送到所述腔室中；以及将所述腔室内 的固体燃料暴露于极化的微波能量，其中所述微波能量的极化被优化为将微波能量均勻地 分配到所述腔室中的固体燃料。在所述方法和系统中，优化微波能量的分配可进一步包括 改变所述微波发生器的功率。在将能量分配至腔室中的固体燃料时最小化回波损耗的方法和系统可包括提供 微波发生器；产生微波能量并将所述能量传送到所述腔室中；以及将所述腔室中的固体燃 料暴露于所述微波能量，其中所述固体燃料在所述腔室中的图案模式被优化为最小化了回 波损耗。在所述方法和系统中，最小化回波损耗可进一步包括改变所述微波发生器的功率。在将能量分配至腔室中的固体燃料时最小化回波损耗的方法和系统可包括提供 微波发生器；产生微波能量并通过波导装置将所述能量传送到所述腔室；以及将所述腔室 中的固体燃料暴露于所述微波能量，其中所述波导装置被进行阻抗匹配至所述腔室，以最 小化回波损耗。在所述方法和系统中，最小化回波损耗可进一步包括改变所述微波发生器 的功率。处理固体燃料的方法和系统可包括提供固体燃料；将固体燃料输送到微波腔室 的内部，其中所述煤是躺置着的，，并且沿着带任选地输运；提供微波发生器；通过波导装 置来导引来自发生器的微波能量；将所述波导装置耦连到所述微波腔室；以及将腔室中的 固体燃料暴露于来自所述波导装置的微波能量。所述方法和系统可进一步包括极化微波能量。在本发明的一个方案中，预确定热异常固体燃料的系统和方法可包括将固体燃 料输送经过X光机，检测出包含预定量金属性材料的固体燃料，以及对包含着至少预定量 金属性材料的固体燃料采取措施。在所述方法和系统中，所述措施可以是去除带有预定量 金属性材料的固体燃料。所述固体燃料可以由机器人装置(或称自动机械装置)来去除。 在本发明的一个方案中，预确定热异常固体燃料的系统和方法可包括将固体燃料输送经 过材料分析系统，检测出包含预定量金属性材料的固体燃料，以及对所有包含着至少预定 量金属性材料的固体燃料采取措施。在所述方法和系统中，所述措施可以是去除带有预定 量金属性材料的固体燃料。所述固体燃料可以由机器人装置莱去除。在本发明的一个方案中，预确定热异常固体燃料的系统和方法可包括将固体燃 料输送经过电磁波散射系统，检测出包含预定量金属性材料的固体燃料，以及对所有包含 着至少预定量金属性材料的固体燃料采取措施。在所述系统和方法中，所述措施可以是去 除带有预定量金属性材料的固体燃料。所述固体燃料可以由机器人装置莱去除。在本发明的一个方案中，预确定热异常固体燃料的系统和方法可包括将固体燃 料输送经过磁检测系统，对包含预定量磁性材料的固体燃料进行检测，以及对所有至少包 含预定量磁性材料的固体燃料采取措施。在所述系统和方法中，该措施可以是用预定量磁 性材料去除固体燃料。所述固体燃料可以由机器人装置莱去除。
在本发明的一个方案中，对固体燃料进行热管理的系统和方法可包括将固体燃 料输送通过固体燃料处理设施，利用来自微波系统的能量处理所述固体燃料，以及将固体 燃料输送通过微波系统之间的冷却站以冷却已处理的固体燃料。在所述系统和方法中，所 述冷却站可提供冷却化学制品的表面施加，以便控制固体燃料温度。在所述系统和方法中， 所述冷却站可施加控制固体燃料温度的冷却气体。在所述系统和方法中，所述冷却站可以 是被冷却了的传送设施。在本发明的一个方案中，对固体燃料进行热管理的系统和方法可包括利用微波 能量源来处理所述固体燃料，以及将已处理的固体燃料与带有较低温度固体燃料的固体燃 料混合，从而降低已处理的固体燃料的温度。在所述系统和方法中，已处理的固体燃料和较 低温度的固体燃料可以是相同类型的。在所述系统和方法中，已处理的固体燃料和较低温 度的固体燃料可以是不同类型的。在所述系统和方法中，已处理的固体燃料和较低温度的 固体燃料可以是一种或更多种尺寸的。在所述系统和方法中，已处理的固体燃料和较低温 度的固体燃料可以为一种或更多种形状。在所述系统和方法中，混合可以在所述固体燃料 被处理后进行。在所述系统和方法中，混合可以在所述固体燃料处理期间进行。在本发明的一个方案中，在固体燃料处理设施中形成固体燃料混合物的系统和方 法可包括利用微波能量源来处理所述固体燃料，以及将已处理的固体燃料与至少一种在 至少一个特性方面不同的固体燃料混合以形成固体燃料混合物。在所述系统和方法中，所 述特性可以是固体燃料源。在所述系统和方法中，所述特性可以是处理状态。在所述系统 和方法中，所述特性可以是固体燃料类型。在所述系统和方法中，所述特性可以是尺寸。在 所述系统和方法中，所述特性可以是形状。在所述系统和方法中，混合可以在所述固体燃料 被处理后进行混合成固体燃料。在所述系统和方法中，混合可以在所述固体燃料处理期间 进行。在本发明的一个方案中，形成固体燃料块团的系统和方法可包括利用微波能量 源来处理固体燃料，以及对所述固体燃料进行块团化，以形成固体燃料块团。所述系统和方 法可进一步包括在进行块团化之前磨碎(亦称碾碎)所述固体燃料。在所述系统和方法 中，块团化可以在所述固体燃料处理期间进行。在所述系统和方法中，块团化可以在所述固 体燃料处理后进行。在所述系统和方法中，块团化可包括添加黏合物到固体燃料产品中。 所述黏合物可以是淀粉。所述黏合物可以是糖蜜。在所述系统和方法中，块团化可包括在 进行块团化期间施加压力。在所述系统和方法中，所述固体燃料是木片(或称木花)。在所 述系统和方法中，所述固体燃料是木球团。在所述系统和方法中，所述固体燃料是农林业球 团。在所述系统和方法中，所述固体燃料是煤。在本发明的一个方案中，一种系统和方法可包括将固体燃料输送到微波腔室内 部，其中所述固体燃料躺置着，且任选地沿带传送，将从微波发生器发射的微波能量导引通 过多个波导装置，所述多个波导装置中的每一个被布置成将所述微波能量的实质部分引导 到所述带的不同部分，以及将所述腔室内的固体燃料暴露于从所述多个波导装置中出来的 微波能量。在所述方法和系统中，所述带可具有基本上垂直于其主行进方向的侧向尺寸。在 所述方法和系统中，所述多个波导装置中的每一个可进一步被布置成将微波能量的实质部 分引导到所述带的相对于所述侧向尺寸的不同部分，从而使得处于所述侧向尺寸内的基本 上所有的固体燃料暴露于至少一些微波辐射。虽然每一波导装置可将微波能量的实质部分引导到所述带的不同部分，但是可以存在基本上重叠的部分，从而使得固体燃料从所述多 个波导装置的每一个中接收微波能量。在所述方法和系统中，每个所述波导装置可提供线 性极化的微波能量。在所述方法和系统中，每个所述波导装置可提供圆形极化的微波能量。 在所述方法和系统中，至少一个所述波导装置可提供圆形极化的微波能量。在所述方法和 系统中，至少一个所述波导装置可提供线性极化的微波能量。在所述方法和系统中，至少一 个所述波导装置可与基本上椭圆形的出口部分相关联。在所述方法和系统中，至少一个所 述波导装置可与基本上抛物线形的出口部分相关联。在所述方法和系统中，至少一个所述 波导装置可与基本上锥形的出口部分相关联。 在本发明的一个方案中，形成固体燃料块团的系统和方法可包括将固体燃料输 送通过连续送料固体燃料处理设施；在所述固体燃料通过所述处理设施时，利用来自所述 固体燃料处理设施的电磁能量系统的能量来处理所述固体燃料；以及通过利用块团化设施 对已处理的固体燃料施加压力来将已处理的固体燃料块团化，从而形成固体燃料块团。所 述系统和方法可进一步包括在进行块团化之前减小所述固体燃料的尺寸。减小所述尺寸可 包括在固体燃料进入处理设施之前，磨碎(亦称碾碎)和/或压碎所述固体燃料。减小所 述尺寸可包括将所述固体燃料磨碎和/或压碎到小于1/8英寸。黏合物可被添加到固体燃 料中。所述黏合物可以是以下至少一种淀粉、麦淀粉、玉米淀粉、糖、糖蜜、锯屑、硬浙青、地 浙青、松香、塑料、瓜尔胶、木质素、以及PET。所述黏合物可以在改变固体燃料尺寸之前被 添加。所述黏合物可以在改变所述固体燃料尺寸之后但在处理之前被添加。所述黏合物可 以在处理之后但在块团化之前被添加。在所述方法和系统中，所述固体燃料可以是以下至 少之一基于木材的产品、农林产品、生物质能产品，和煤。所述煤可以是以下至少之一亚 烟煤、褐煤、泥炭、无烟煤、冶金煤和烟煤。所述煤可以是煤粉。所述煤粉尺寸可以小于28 网目。所述煤粉可煤粉处于浆料、泥料或糊料至少之一中。所述煤粉可来自冶金煤洗涤处 理。所述煤粉可来自废煤区或拦蓄。在所述方法和系统中，所述电磁能量是微波能量。在 所述方法和系统中，所述电磁能量是RF能量。在所述方法和系统中，所述电磁能量可以工 作于约900至930MHz之间的频率。在所述方法和系统中，所述电磁能量可以工作于约50kW 或更高的功率。在所述方法和系统中，所述块团化设施调整至少选自以下的一个或更多个 属性滚转力矩、扭转力矩、滚转力和扭转力。所述方法和系统可进一步包括在所述固体燃 料进入所述块团化设施时提高所述固体燃料的温度。所述温度可为至少60° F。当所述固 体燃料为亚烟煤时，所述温度可为至少150° F。当所述固体燃料为烟煤时，所述温度可为 至少200° F。在所述方法和系统中，所述固体燃料在进入所述块团化设施之前被处理成具 有期望湿气含量。所述湿气含量可低于12%。当所述固体燃料为亚烟煤时，所述湿气含量 可低于10%。当所述固体燃料为亚烟煤时，所述湿气含量可为2%以上。当所述固体燃料 为烟煤时，所述湿气含量可低于5%。所述方法和系统可进一步包括为所述块团增加覆盖 层。所述覆盖层可以是蜡。所述方法和系统可进一步包括将额外的固体燃料材料与已处理 的固体燃料材料混合。所述额外的固体燃料材料可以是以下至少之一亚烟煤、褐煤、泥炭、 无烟煤、冶金煤和烟煤。所述额外的固体燃料材料已被利用来自电磁能量系统的能量处理 过。所述方法和系统可进一步包括处理后将所述块团置于室外环境中并且保护所述块团免 受环境湿气侵袭。在所述方法和系统中，黏合物和覆盖层两者可被增加到所述块团。所述 黏合物是以下物质中的至少一种锯屑、淀粉、麦淀粉、玉米淀粉、糖、糖密、硬浙青、地浙青、松香、塑料、瓜尔胶、木质素、以及PET。所述覆盖层可以是蜡。根据后文对优选实施例的详细描述以及附图，本领域技术人员将明了本发明的这 些和其他系统、方法、目标、特征、和优势。在此通过引用方式将本文提到过的所有文献的全 部内容并入本文。


通过参考以下附图，可理解本发明及后文对其某些实施例所作的详细描述图1示出了固体燃料处理设施总系统架构的一个实施例；图2示出了固体燃料处理设施与已处理的固体燃料终端用户之间关系的一个实 施例；图3示出了带有多层构造的传送带的一个实施例；图4示出了在无覆盖层情况下的传送带的一个实施例；图5示出了一个并入有由耐热材料制成的中间插入层的传送带；图6示出了并入有多层构造的传送带的一个实施例，其中该多层构造可包括耐热 材料；图7示出了带有覆盖层的传送带的一个实施例；图8示出了不带有覆盖层的传送带的一个实施例；图9示出了带有中间耐热材料层的传送带的一个实施例；图10示出了带有组合层的传送带的一个实施例；图11示出了模块化互连传送带的一个实施例；图12和13示出了空气垫传送带的一个实施例；图14示出了在固体燃料带设施利用不同传送带的一个实施例；图15示出了传送带冷却系统的一个实施例；图16示出了大直径辊子的一个实施例；图17示出了热交换和冷凝系统的一个实施例；图18示出了可用作固体燃料处理设施微波系统一部分的磁控管的一个实施例；图19示出了用于磁控管的高压供电设施的一个实施例；图20示出了无变压器高压输入传输设施的一个实施例；图21示出了带有变压器的高压输入传输设施的一个实施例；图22示出了带感应器的无变压器高压输入传输设施的一个实施例；图23示出了带有变压器的直流DC高压输入传输设施的一个实施例；图24示出了带有变压器隔离的高压输入传输设施的一个实施例；图25示出了矩形波导装置中的线性极化；图26A、图26B和图26C示出了圆形极化器的横截面、端视图和俯视图；图27示出了矩形至圆形变压器；图28示出了圆形极化器的圆柱段；图29示出了弯曲的波导装置；图30示出了在带设施处极化器的布置；图31示出了圆形极化器组件；
图32示出了圆形极化器组件的辐射方向图；图33示出了圆形极化器组件阵列的辐射方向图；图34示出了锥形号角(或称喇叭)天线组件；图35示出了锥形号角组件的辐射方向图；图36示出了锥形号角组件的替代性构造；图37示出了锥形号角组件的辐射方向图；图38示出了椭圆形号角天线组件；图39示出了椭圆形号角天线组件的辐射方向图；图40示出了多个椭圆形号角天线组件的辐射方向图；图41示出了椭圆形号角天线组件的辐射方向图；图42示出了抛物面反射器组件；图43示出了抛物面反射器组件的辐射方向图；图44示出了带有延伸的抛物形表面的抛物面反射器组件；以及图45示出了用于带有延伸的抛物形表面的抛物面反射器组件的辐射方向图。图46示出了固体燃料处理设施的构造。
具体实施例方式在本公开的所有内容中，短语“比如”意指“比如而且是非限制性的”。在本公开的 所有内容中，短语“例如”意指“例如而且是非限制性的”。在本公开的所有内容中，短语“在 一个例子中”意指“在一个例子中而且是非限制性的”。在本公开的所有内容中，短语“在另 一个例子中”意指“在另一个例子中而且是非限制性的”。一般性地，任何、所有例子可被提 供成用于解释说明的目的，不是限制性的。图1示出了本发明的各个方面，这些方面涉及固体燃料处理设施132，其利用电磁 能量通过加热固体燃料中所含产物来从固体燃料中去除产物，以提高固体燃料的性能。在 一个实施例中，固体燃料处理设施132可被用来处理任何类型的固体燃料，包括(例如且非 限制性的)煤、焦炭、木炭、泥炭、木材、煤饼，生物质能燃料、可生物降解的废料、木屑、木质 球团(或称木质颗粒燃料)、农业林业球团、活的或死去不久的生物材料，生物质能作物例 如芒属、柳枝稷、大麻、玉米、杨木、柳木、竹、高梁、桉木、马尾松、椰子、向日葵、椰子、甘蔗、 海藻、甘蔗渣、麦秆、草，蔬菜残渣、有机垃圾，等等。虽然本发明的许多实施例将会结合煤 的处理来公开，但是应该理解，这样的实施例可以适用于其他形式的固体燃料处理，例如焦 炭、木炭、泥炭、木材、块团，生物质能燃料、可生物降解的废料、木屑、木质球团，农业林业球 团，活的或死去不久的生物材料，生物质能作物例如可为芒属，柳枝稷，大麻，玉米，杨木，柳 木、竹、高梁、桉木、马尾松、椰子、向日葵、椰子、甘蔗、海藻、甘蔗渣、麦秆、草，蔬菜残渣、有 机垃圾，等等。如图1所示，固体燃料处理设施132可被用作独立式设施，或者可与煤矿102、煤储 存设施112或类似设施相关联。如图2中更详细地示出的，固体燃料处理设施132可与如 下用煤设施相关联，例如煤燃烧设施200，煤转化设施210、煤副产品设施212、煤运送设施 214、煤储存设施218，或类似设施。在实施例中，固体燃料处理设施132可被用来通过去除非煤产品来改善煤的品
21质，这些非煤产品可能阻碍了特定类型的煤表现出最佳燃烧特性。非煤产品可包括湿气、 硫、硫酸盐、硫化物、灰分、氯、汞、水、氢气、羟基、挥发物、或等等。所述非煤产品(例如水) 可降低煤的BTU/lb燃烧特性，因为需要进行BTU在煤能够燃烧之前加热和去除非煤产品， 或者这样的产品(例如灰分)可能在燃烧过程中阻碍空气流入煤的结构中。煤可具有多个 等级，这些等级可根据煤中非煤产品(例如水、硫、氢气、羟基以及灰分)的量来评定。在一 个实施例中，固体燃料处理设施132可通过执行多个用来在从煤中去除非煤产品的处理步 骤来处理煤。在一个实施例中，从煤中去除非煤产品的方法可通过如下方式实现，即加热 煤中的非煤产品从而使非煤产品从煤中释放出来。所述加热可通过如下方式实现，即利用 微波或无线电波能量(微波)形式的电磁能量来加热非煤产品。在实施例中，可用输送系 统来处理煤，从而使煤运送通过至少一个微波系统148和/或其他处理步骤。参见图1，固体燃料处理设施132的各方面被示为带有固体燃料处理设施132的实 施例，而且其具有其他相关联的煤处理组件。固体燃料处理设施132可从至少一个矿102 或煤储存设施112接收煤。有许多数据库可跟踪和存储原始开采的煤的煤特性和特定类型 的煤或特定批次的煤的期望煤特性122。固体燃料处理设施132可具有多个系统和设施来 支持煤的处理，它们可确定操作参数，监视和修改操作参数、将煤输送通过用于处理煤的腔 室，从腔室中去除非煤产品，收集和处置非煤产品，输出处理好的煤，等等。在已根据本文所 述的系统和方法处理了煤之后，煤可被转送到用煤设施，如图2所示。此外，在对已处理的 煤进行检测(或称试验)的过程中产生的数据和其他有关信息可被传送给用煤设施，如图 2所示。参见图2，示出了固体燃料处理设施132处理了煤之后煤使用的各方面。固体燃料 处理设施132可通过去除非煤产品来改善煤的品质，其可让使用该煤的各种用煤设施改善 燃烧率并减少了副产品。用煤设施可包括但不限于煤燃烧设施(例如发电、加热、冶金)、 煤转化设施(例如气化)、煤副产品设施、煤运送设施、煤储存设施，等等。通过使用来自固 体燃料处理设施132的已处理的煤，用煤设施可使用更低等级的煤，具有更少的副产品，具 有更低的排放，具有更高的燃烧率(例如BTU/lb)，等等。例如，根据具体用煤设施所需煤量 的不同，固体燃料处理设施132可设置成与用煤设施直接相关联，或者固体燃料处理设施 132可设置成远离用煤设施。在一个高的层次上，固体燃料处理设施132可包括多个组件，它们可提供本发明 的各方面；这些组件中的一些可包含额外的组件、模块、或系统。固体燃料处理设施132的 组件可包括参数产生设施128、进料设施124、监视设施134、气体发生设施152、防点燃设 施154、带设施130、容纳设施162、处理设施160、处置(或称处置)设施158、冷却设施164、 出料设施168、试验设施170，等等。带设施130可额外地包括预热设施138、控制器144、 微波/无线电波系统148、参数控制设施140、传感器系统142、去除系统150，等等。固体燃 料处理设施132可接收来自至少一个煤矿102或煤储存设施112的煤，并且可将处理后的 煤提供给至少一个煤燃烧设施200，煤转化设施210、煤副产品设施212、煤运送设施214、煤 储存设施218，等等。再次参考图1，固体燃料处理设施132可从多个不同的原始煤源例如煤矿102或 煤储存设施112接收原煤。固体燃料处理设施132的输出可送到多个不同的用煤企业，例 如煤燃烧设施200、煤转化设施210、煤副产品设施212、煤运送设施214、处理后的煤储存设施218，等等。在固体燃料处理设施132中处理煤可以在处理过程开始时输入原煤，执行多 个处理过程(加热、冷却、非煤产品收集)，以及将处理后的煤输出到用于分配的出料设施 168。固体燃料处理设施132可与煤源(例如煤矿或储存设施)相关联，可以是独立式设施， 可与用煤设施相关联、或等等。在实施例中，固体燃料处理设施132可位于煤源处，从而允许煤源为其所生产的 煤提供最佳的煤特性。例如，煤矿可能开采出具有高湿气含量的低等级煤。煤矿可开采出 这些煤并在同一地点对这些煤进行处理，因而能够提供特定等级煤的最高等级。另一个例 子可能是一个具有不同等级煤的煤矿102，在该例中，煤矿102可通过在固体燃料处理设施 132中处理煤，从而将各种不同等级的煤处理成具有类似属性。这可使煤矿102具有简化的 储存系统，因为煤矿能够储存单一等级的煤而不是在很多场所储存各种不同等级的煤。这 种单一煤等级储存还可使煤矿102能够向其用户提供始终一致的高品质单一等级煤。这还 简化了客户的煤燃烧要求，因为仅仅需要对单一的煤等级品质进行管理。煤供应的一致性 可提高用煤效率，这将在下文结合图2进行介绍。在实施例中，固体燃料处理设施132可以是独立式设施，其可从多个独立煤矿102 和煤储存设施112中接收原煤，并将煤处理成更高品质等级的煤用于再次出售。独立式固 体燃料处理设施132可就地储存很多不同的原煤以及处理后的煤。例如，基于客户的要求， 所述固体燃料处理设施可选择某一等级的原煤，并且将这些煤处理成一定的规格，以便交 付给客户。固体燃料处理设施132还可处理和储存客户可能经常要求的多种类型和等级的 某。与用煤企业相关联的固体燃料处理设施132可从多个煤矿102和煤储存设施112 接收原煤以便根据它自己的需要来处理原煤，这将在下文结合图2更详细地描述。以这种 方式，用煤企业能够将煤处理成它所要求的规格。用煤企业还可具有专用的固体燃料处理 设施132，例如，如果该企业需要大量的已处理煤的话。如图1所示，可从煤矿102直接获得原煤。煤矿102可以是露天矿或地下矿。煤 矿102可具有不同等级的相同类型的煤，或者在单一煤矿102中可具有各种不同类型的煤。 在煤开采出后，煤矿102可将这些原始开采出的煤储存在现场的煤储存设施104，该煤储存 设施可以储存不同类型的煤和/或可以储存各种不同等级的煤。在开采出后，可对原煤进 行试验，以确定原煤的特性110。煤矿102可用标准煤试验设施来确定煤的特性110。煤的 特性可包括湿气百分比、灰分百分率、挥发物百分比、固定碳百分比，BTU/lb, BTU/lb M-A Free、硫的形式、哈氏可磨性指数(HGI)、总汞、灰熔温度、灰分矿物分析、电磁吸收/反射、 介电性，等等。可用标准试验来检测原煤，例如ASTM标准D 388 (《煤级分类》)，ASTM标准 D 2013 (《分析煤样制备方法》)，ASTM标准D 3180 (《从所测得的到不同化合物的煤和焦炭 分析计算用标准实施规程》)，美国地质调查局1823 (《煤的采样和无机分析方法》)，等等。煤储存设施104还可对从煤矿102接收的煤进行分拣(或称筛分)或调整大小。 开采出的原煤的尺寸或形状可能并不符合再出售给用煤企业的要求。如果希望调整大小的 话，煤储存设施104可通过使用粉磨机、煤压碎机、球磨机、粉碎机或类似装置来调整原煤 的大小。在调整了原煤大小后，可根据尺寸对煤进行分拣以便储存，或者煤可被储存为如从 调整大小处理过程中接收到的一样。不同的用煤企业可发现有利于它们的煤燃烧过程的不 同煤尺寸；固定床煤燃烧220可能需要燃烧时间长的较大的煤，粉碎煤燃烧222可能需要非常小的煤尺寸以便快速燃烧。利用原煤特性110，煤矿102储存设施104能够根据原煤分类来储存原煤，以便将 其运送到煤处理设施或用煤企业。运送设施108可与煤储存设施108相关联，以便将原煤 运送给客户。运送设施108可以是通过铁路、船舶、驳船等等的；这些设施可被单独或结合 地使用以便将煤运给客户。煤储存设施104可使用输送(或称输运)系统，其可包括传送 带300、推车、轨道车、卡车、拖拉机、等等，从而使分好类的煤输送到运送设施108。在一个 实施例中，至少有一个煤输送系统将原煤输送给运送设施108。煤储存设施112可以是一个独立的煤储存企业，其可从多个煤矿102接收原煤以 便储存和再次出售。从煤矿102接收的原煤可以原始开采出的煤、调整大小之后的煤、经过 分拣的煤、等等。煤矿102可具有先前检测的煤特性110，并且可将煤特性提供给煤储存设 施112。煤储存设施112可以是从煤矿102购煤以便配销给多个客户，或者可以与煤矿102 相关联的远程储存设施112。作为煤储存设施112的一部分，可对原煤进行检测以确定其特性。煤储存设施112 可使用标准的煤检测设施来确定煤的特性。煤特性可包括湿气百分比、灰分百分率、挥发 物百分比、固定碳百分比、BTU/lb、BTU/lb M-A Free、硫的形式、哈氏可磨性指数(HGI)、总 汞、灰熔温度、灰分矿物分析、电磁吸收/反射、介电性，等等。可用标准试验来检测原煤，例 如“ASTM标准D 388” (《煤级分类》)，ASTM标准D 2013 (《分析煤样制备方法》)，ASTM标 准D 3180 (《从所测得的到不同化合物的煤和焦炭分析计算用标准实施规程》)，美国地质 调查局1823 (《煤的采样和无机分析方法》)，等等。煤储存设施112还可对从煤矿102接收的煤进行分拣(或称筛分)或调整大小。 开采出的原煤的尺寸或形状可能并不符合再出售给用煤企业的要求。如果希望调整大小的 话，煤储存设施104可通过使用粉磨机、煤压碎机、球磨机、粉碎机或类似装置来调整原煤 的大小。在调整了原煤大小后，可根据尺寸对煤进行分拣以便储存，或者煤可被储存为如从 调整大小处理过程中接收到的一样。不同的用煤企业可发现有利于它们的煤燃烧过程的不 同煤尺寸。例如，在煤燃烧中，固定床煤燃烧220系统可能需要燃烧时间长的较大的煤，而 其他系统可能需要非常小的煤尺寸以便快速燃烧。利用原煤特性，储存设施104能够根据原煤分类来储存原煤，以便将其运送到煤 处理设施或用煤企业。运送设施118可与煤储存设施114相关联，以便将原煤运送给客户。 运送设施118可以是通过铁路、船舶、驳船等等的；这些设施可被单独或结合地使用以便将 煤运给客户。煤储存设施114可使用输送系统，其可包括传送带300、推车、轨道车、卡车、 拖拉机、等等，从而使分好类的煤输送到运送设施118。在一个实施例中，在一个实施例中， 至少有一个煤输送系统将原煤输送给运送设施118。来自煤矿102和煤储存设施112的煤特性110可被储存在煤样品数据设施120。 煤样品数据设施120可包含用于具体煤额量(coal lot)、批次、等级、类型、出货、等等的所 有数据，它们用参数表征，这些参数可包括湿气百分比、灰分百分率、挥发物百分比、固定 碳百分比，BTU/lb，BTU/lb M-A Free、硫的形式、哈氏可磨性指数(HGI)、总汞、灰熔温度、灰 分矿物分析、电磁吸收/反射、介电性，等等。在实施例中，煤样品数据设施120可以是独立的计算机装置或者是一组计算机装 置以便存储和跟踪煤特性110。计算机装置可以是桌面计算机、服务器、网络服务器、膝上型计算机、⑶装置、DVD装置、硬盘驱动器系统、等等。计算机装置可全都相对于彼此位于本地 或者可以分布在处于远程位置的许多计算机装置上。计算机装置可由LAN、WAN、因特网、内 联网、P2P或者使用有线或无线技术的其他类型的网络连接。煤样品数据设施120可包括一 数据汇集，其可以是数据库、关系数据库、XML、RSS、ASCII文件、平面文件、文本文件、等等。 在一个实施例中，煤样品数据设施120是可检索的，以便取得煤的所需数据特性。煤样品数据设施120可位于煤矿102、煤储存设施112，固体燃料处理设施132、或 者可以位于远离所有这些设施之处。在一个实施例中，这些设施中的任一个可以利用网络 连接访问煤特性数据。更新和修改访问可被授权给所连接设施中的任一个。在一个实施例 中，煤样品数据设施120可以是存储和分发煤特性数据的独立的企业。煤样品数据设施120可提供基准信息给参数产生设施128、煤期望特性设施122、 和/或定价/交易设施178。在实施例中，所述基准信息不可被这些设施修改，但是可以被 它们使用，例如，以便确定用于固体燃料处理设施132的操作参数、调取初始煤特性、或者 计算该批煤的价格。在煤期望特性设施122中确定煤的期望特性。煤期望特性设施122可以是独立的 计算机装置或一组计算机装置，用来为被标识的煤存储最终的期望煤特性。计算机装置可 以是桌面计算机、服务器、网络服务器、膝上型计算机、CD装置、DVD装置、硬盘驱动器系统、 等等。计算机装置可全都相对于彼此位于本地或者可以分布在处于远程位置的许多计算机 装置上。计算机装置可由LAN、WAN、因特网、内联网、P2P或者使用有线或无线技术的其他类 型的网络连接。煤期望特性设施122可包括一数据汇集，其可以是数据库、关系数据库、XML、RSS、 ASCII文件、平面文件、文本文件、等等。在一个实施例中，煤期望特性设施122是可检索的， 以便取得煤的期望数据特性。在一个实施例中，煤期望特性122可由固体燃料处理设施132确定和维护，例如， 对于该设施可处理的每一类型和等级的煤，可确定和维护最终处理的煤的期望特性。这些 特性可被存储在煤期望特性设施122中，并且可被参数产生设施128与来自煤样品数据设 施120的信息结合使用，从而形成用于固体燃料处理设施132的操作参数。在一个实施例中，可以有多个煤期望特性122数据记录；对于固体燃料处理设施 132可处理的每种煤类型和煤等级，可以有一数据记录。在一个实施例中，对于固体燃料处理设施所接收的每批煤，可以有一煤期望特性 122数据记录。可以有一些煤期望特性122由固体燃料处理设施132基于所收煤的品质和 由固体燃料处理设施132影响产生的变化来制定或形成的。例如，固体燃料处理设施132 仅可将硫或灰分的量减少一定的百分比，因此可基于起始的硫和灰分百分比并且考虑到固 体燃料处理设施132能够造成的变化来制定或形成煤期望特性122。在一个实施例中，可基于客户的要求来制定或形成煤期望特性122。煤期望特性 122可被制定成改善了燃烧特性、降低某些排放、等等。基于煤样品的特性和来自期望特性设施122的数据，可确定出用于在固体燃料处 理设施132处理煤的操作参数。这些操作参数可被提供给带设施130控制器144和监视设 施134。所述操作参数可被用来控制带设施130气体环境、进煤量、预加热温度、所需传感器 设置、微波频率、微波功率、微波占空比(例如脉冲或连续的)、出料量、冷却率、等等。
在实施例中，参数产生设施128可为固体燃料处理设施132的各种设施和系统生 成基本操作参数。参数产生设施128可以是独立的计算机装置或一组计算机装置，用来为 被标识的煤存储最终的期望煤特性。计算机装置可以是桌面计算机、服务器、网络服务器、 膝上型计算机、或类似装置。计算机装置可全都相对于彼此位于本地或者可以分布在处于 远程位置的许多计算机装置上。计算机装置可由LAN、WAN、因特网、内联网、P2P或者使用有 线或无线技术的其他类型的网络连接。所述参数产生设施128可将基本操作参数存储成数 据库、关系数据库、XML、RSS、ASCII文件、平面文件、文本文件、等等。在一个实施例中，所存 储的基本操作参数是可检索的，以便取得煤的期望数据特性。为了开始参数产生过程，固体燃料处理设施132可标识出可被处理的某一批煤， 并且请求参数产生设施128生成用于这一批煤的操作参数。固体燃料处理设施132可进一 步指示所需的最终被处理煤参数。参数产生设施128可查询煤样品数据设施120和煤期望 特性设施122，以取得生成所述操作参数所需的数据。从煤样品数据设施120，可请求原煤特性110的数据来确定煤的起始特性。在一个 实施例中，对于特定的某批煤，可以有多于一条的数据记录。参数产生设施128可选择最后 特性，对特性进行平均，选择最早的特性、等等。可以提供算法来确定出合适的数据以用于 来自煤样品数据120的起始煤特性。从煤期望特性122，用于最终已处理煤的数据可被选择。在一个实施例中，固体燃 料处理设施132可能已经选择了特定的煤期望特性122。在一个实施例中，参数产生设施 128可基于与固体燃料处理设施132所需的最终已处理煤参数最好匹配的特性，选择出煤 期望特性122记录。参数产生设施128可向固体燃料处理设施132提供所选煤期望特性 122的指示，以便在进行操作参数生成之前得到批准。在一个实施例中，参数产生设施128可使用一计算机应用程序，该应用程序可应 用处理原煤的规则来形成最终已处理的煤。这些规则可以是应用程序的一部分或者可以作 为数据存储。应用程序所应用的这些规则可确定出固体燃料处理设施132处理煤所需的操 作参数。得到的数据集可被创建，该数据集可包含固体燃料处理设施132的基准操作参数。在一个实施例中，对于某些特定煤的处理，可以有一组预定的基准操作参数。参数 产生设施128可在煤样品数据120、煤期望特性122和预设参数之间进行最佳匹配，以便确 定基准操作参数。参数产生设施128还可确定出操作参数容差，其可被维持成用来将煤处理成所需 的最终已处理煤特性。一旦确定了基准操作参数，参数产生设施128可将操作参数提供给控制器144和 监视设施134，以便控制固体燃料处理设施132。如图1所示，待由固体燃料处理设施132处理的煤，从原煤变成最终已处理的煤， 可经历一组处理过程，例如进料124，在带设施130中的处理，在冷却设施164中的处理，以 及输出到外部位置。在带设施130内，可以进行很多煤处理过程，例如对煤进行预加热，用 微波处理煤，收集非煤产品(例如水、硫、氢气、羟基)，等等。在一个实施例中，待处理的煤 可被进行一些或所有可用的处理，对于某种特定类型的煤而言，一些处理可被重复多次，而 另一些处理可被跳过。所有处理步骤和处理参数可由参数产生设施128确定，并且可被提 供给用于控制这些处理的控制器144和用于根据传感器142的反馈来修订这些操作参数的
26监视设施134。监视设施134还可被传送一组传感器参数，这些传感器参数可被用来确定煤 处理过程是否正在按照要求来处理煤。在实施例中，固体燃料处理设施132中的固体燃料产品在处理过程中可被进行块 团化步骤。块团化可以也可在固体燃料处理之后执行，这将在后文进一步描述。该块团化 步骤可以在固体燃料产品离开传送带设施之前或者在固体燃料产品正在传送带设施上被 处理时执行。在一个实施例中，可用微波能量源来处理所述固体燃料产品。在处理过程中， 固体燃料产品可被块团化，从而形成块团。参见图46，在一个实施例中，在固体燃料处理设施132中用电磁辐射对固体燃料 进行处理之后(其可包括将固体燃料干燥到一特定湿气水平或范围，或者可包括在固体燃 料中获得一温度水平或范围)，可马上对固体燃料进行块团化。电磁能量可以是RF或微波 能量。例如，微波能量源4602的工作频率可为900-930MHZ之间。微波能量源4602可以是 高功率微波系统(例如50kW以上，IOOkff以上，等等)。任意固体燃料可被块团化。在一个 实施例中，固体燃料可以是煤。例如，固体燃料可以是亚烟煤、泥煤、烟煤、无烟煤、褐煤、煤 粉、冶金煤、等等。在该例中，煤粉可来自冶金煤洗涤处理、废煤储存区域，等等。煤粉可小 于28网目，小于100网目，可处于浆料、泥料或糊料形式中，可在煤废料区或拦蓄区等等之 中。通过利用电磁辐射进行处理来去除湿气可使得能够进行块团化步骤。如果固体燃 料中的湿气水平太高，是不能形成块团的。但是，通过充分去除湿气(例如利用电磁辐射进 行处理)使得能够进行块团化。在一个实施例中，当固体燃料已达到特定湿气水平和/或 温度时，可开始进行块团化步骤。例如，微波能量源可被调成特定的能力曲线和持续时间， 从而使得在与该微波源相关联的传送设施上正被处理的固体燃料达到特定的湿气水平和/ 或温度。一旦达到特定的湿气水平和/或温度，固体燃料可被以某一路径传送到(或称路 由到)块团化设施4604。在一个实施例中，在处理后，随即对固体燃料进行块团化。例如， 煤的湿气含量可被处理成在2-9%之间或小于12%、等等。在另一个例子中，亚烟煤的湿气 含量可被处理成在5-7%之间、或小于10%、或2%以上、等等。在另一个例子中，烟煤的湿 气含量可被处理成小于5 %、等等。在一个实施例中，固体燃料进入块团化设施4604时的温度可被提高。以某一特定 温度来提高固体燃料的温度有利于块团化的进行，该特定温度例如可为至少60华氏度、 60华氏度至约400华氏度之间、或160华氏度至约240华氏度之间、至少150华氏度、对于 亚烟煤至少150华氏度、对于烟煤至少200华氏度、等等。该温度可由任意的加热、冷却、或 温度维持设施保持。能够保持或调节该温度使得能够获得更高品质的块团。在一个实施例中，固体燃料进入块团化设施时的蒸汽或水蒸汽的量可被维持。维 持这一蒸汽或水蒸汽的量可能有利于块团化。该蒸汽或水蒸汽的量可由任意的加热、冷却、 或温度维持设施保持。在用电磁能量处理了固体燃料之后对其进行的块团化能够形成符合一定期望特 性的块团。例如，对已处理的固体燃料进行块团化可改善固体燃料的强度特性。块团化可 提供免受环境侵袭的保护。块团化能够实现期望的形状。例如，块团化能够获得半丸式形 状。在实施例中，可设置块团化参数来获得任意尺度的块团。在一个实施例中，块团可被形成于用电磁能量处理之前，在粉碎之前或之后，在添加黏合物之前或之后，等等。在本发明的一个方案中，可通过用粉碎设备进行粉碎或压碎来改变固体燃料产品 的尺寸，其中粉碎设备例如为粉碎机、碾磨机、或者某种其他类型的粉碎设备。可在块团化 之前在粉碎设施4608中改变固体燃料的尺寸。在一个实施例中，可在固体燃料暴露于电磁 能量之前将其粉碎。粉碎设施可位于固体燃料处理设施之外，或者可位于固体燃料处理设 施内，如图46所示。在电磁处理之前粉碎固体燃料可导致很少的热异常固体燃料，而且由 于提高了输入产品的温度因而提高了电磁能量处理的效率，由于降低了颗粒尺寸因而可提 高干燥干燥处理的效率，等等。在一个实施例中，固体燃料可在用电磁能量处理之后在粉碎 设施4608中被粉碎。在一个实施例中，固体燃料可被粉碎成小于1/8英寸。在于粉碎设施4608内进行了粉碎之后，所述固体燃料产品可在块团化设施 4604中被块团化，从而形成固体块团例，其中所述块团化设施例如为团压机、滚转力矩 (roll-torque)块团机，扭转力矩(screw-torque)块团机，或者某种其他类型的块团化机 器或设备。块团化设施调整选自以下的一个或更多个属性滚转力矩、扭转力矩、滚转力和 扭转力。在实施例中，所述块团可通过施加压力来形成。块团化参数是可变的，以便获得期 望特性的块团。所述固体燃料产品可被送过压力团压机或者某种其他类型的块团化机器， 从而用压力使固体燃料产品颗粒结合。用于块团化的材料可被人工地、或者通过筛选器、或 者通过输送系统等等送入进行块团化处理。在实施例中，永驱搅拌器和独立控制螺旋送料 器可将材料输送到压制机构。材料可在团压机被预压紧。之后可进行制造块团的主处理过 程。随后可形成固体块团。在实施例中，可以通过将黏合物加入固体燃料产品中来促进块团的形成和性能， 其中所述黏合物例如为淀粉，糖、糖密、塑性黏土、小麦淀粉、玉米淀粉，锯屑、硬浙青、地浙 青、松香、塑料、瓜尔胶、木质素、PET、或者某种其他类型的黏合物。黏合物的添加可在用电 磁能量处理之前进行，或者在改变固体燃料尺寸之前进行，或者在改变固体燃料尺寸之后 但在处理之前进行，或者在处理之后但在块团化之前进行，等等。在处理之前将黏合物加入 固体燃料中可提高煤和黏合物的温度。此外，在处理之前将黏合物加入固体燃料中可让处 于一定温度并具有蒸汽或蒸气形式的水的固体燃料和黏合物进入块团机。在一个实施例 中，黏合物的添加可在处理之后但在块团化之前进行进行。在一个实施例中，黏合物的添加 可在粉碎固体燃料之前进行。粉碎机可被用来混合固体燃料和黏合物。任意混合器(例如 粘土拌合机)可被用来将黏合物混入固体燃料中。黏合物可被定量成保持恒定的黏合物百 分比。黏合物可以是固体黏合物。黏合物可在块团化之前被粉碎。黏合物可以是液体黏合 物。黏合物可以锯屑(其可被施加成占2-4%之间)，硬浙青或地浙青(其可被施加成占
2-3%之间)，松香(其可被施加成占0. 25-2 %之间)，塑料和/或PET ((其可被施加成占
3-10%之间)、纤维植物材料、小麦淀粉，等等。可在块团上添加涂层来保护其免受外部环境 的侵袭。该涂层可以在块团经过处理还热乎时施加。在一个实施例中，涂层和黏合物两者 都可被添加到所述块团。通过这添加额外的固体燃料材料到已处理的固体燃料材料中可促进块团化。在 一个实施例中，所述额外的固体燃料材料可以是任意固体燃料，例如泥煤、褐煤、亚烟煤、烟 煤、无烟煤、基于木材的产品、农林产品、生物质能燃料、等等，它们或者是被处理过的或者 是未被处理过的。例如，亚烟煤可与烟煤混合。这种混合可改进块团性能，能够生产出具有
28期望性能或属性的混合煤。例如，在该混合物中科使用12. 5-50%之间的烟煤。在另一实施 例中，亚烟煤可与褐煤混合。这种混合可改进块团性能，能够生产出具有期望性能或属性的 混合煤。一种这样的性能可以是降低了块团的成本。例如，可在该混合物中使用12. 5-50% 之间的褐煤。在一个实施例中，所述额外的材料也可是被处理后的。在一个实施例中，可在块团模具上使用脱模剂，以帮助块团化之后的块团脱离。脱 模剂可以是粉状石墨、硼砂、油、等等。在一个实施例中，所述块团可被提供一段时间进行固化。所述块团可在块团模具 中固化，或者在脱离块团机之后被固化。在实施例中，块团的强度和和/或耐水性可在它们已被块团化之后再对其进行额 外的处理来提高。在一个实施例中，使所述块团恢复平衡可提高块团的强度和和/或耐水 性。在另一实施例中，所述块团可被放置在室外环境或某种其他环境中，其中所述块团的温 度可降低，而且其中要保护所述块团免受降水和湿气侵袭。使所述块团返回平衡可在块团 化后利用湿度腔室(或称湿度箱)来实现。在一个实施例中，在固体燃料仍然热着时进行块 团化可提高无黏合物块团的强度和/或耐水性。块团化可以在穿过微波系统后立即进行。 替代性地，电磁能量可被加到块团机的供料斗。在一个实施例中，在块团化后增加热处理工艺可以提高块团的强度和和/或耐水 性。例如，在块团化之前将蒸汽注入处理设施中可以提高块团的强度和和/或耐水性。对 块团进行热处理或退火处理可提高块团的强度和和/或耐水性。热处理可包括让所述块团 达到某一温度并保持在该温度一段时间。例如，让温度达到350华氏度或更高10小时的时 间可进行退火。在烤炉中加热块团可模拟退火环境。在一个实施例中，热处理可包括将热 的块团置于密封容器4620 (例如，桶，窖坑，等等)中。该环境可以是非氧化环境。该容器 可以是被隔离的。在密封之前，可将氮气覆盖层加入该容器，以避免燃烧。所述块团可被保 持在这些条件下一段时间，例如10小时或更长。在这些条件下，体燃料可出现自热。自热 可以是放热反应，其中由固体燃料释放的一氧化碳驱动了加热出处理过程。通过抽真空让 空气排出该容器可终止自热反应。最好为容器增加热量来促进热处理。在一个替代性实施 例中，通过在非氧化炉或微波中加热所述块团，或者在块团化之前预加热固体燃料、等等使 得能够进行热处理。这种热处理能够提高固体燃料的防水性和强度。在热处理后就生产出 了新的产品。这些变化可以发生在碳素晶格的级别上，不会限制这种产品的性质。固体燃 料可在内部形成密封了空隙的熔融炭(melted char)。在一个实施例中，亚烟煤类型的煤可 变得更加像烟煤。这种转变可以发生在固体燃料温度已达到400华氏度时。由于烟煤已经 是可防水的，因而这种处理对于亚烟煤而言是有用的。在一个实施例中，用某种材料来涂覆块团可提供免受外界环境侵袭的保护。例如， 涂覆可包括将粉末与所述块团分离，从而使得涂层仅仅被施加在所述块团上。这可利用分 级处理来实现，在该分级处理中，第一级处理去除粉末，第二级处理施加涂层。替代性地，可 在块团机之后立即用筛子来分离粉末。在一个实施例中，涂覆所述块团可通过浸渍浴(dip bath)来实现。在一个实施例中，块团的涂覆可用喷溅来实现。例如，块团可被传送并被上 上下下地喷溅，从而实现完全覆盖。通过沿网孔带传送器来传送所述块团可帮助在底面上 进行喷溅。在一个实施例中，可用压带轮(Pinch roller)来涂覆块团，从而施加上涂层。在 一个实施例中，涂层材料可以是泡沫化的，而且所述块团可被输送经过待涂覆的泡沫。在任何情况下，所有未被所述块团吸收的和所有未沉积到所述块团上的涂覆材料都可在后续的 涂覆处理中循环使用。在一个实施例中，块团涂层材料可以是蜡。所施加的蜡可为块团重量的 0. 1% _2%。加热该蜡可允许更少的蜡被施加，而且可以提高蜡的喷溅能力，降低蜡的粘滞 性，等等。在一个实施例中，可将一种化学品加入蜡中，以便降低蜡的粘滞性或降低成本。在一个实施例中，固体燃料块团可在暴露于电磁能量之前形成。用电磁能量进行 处理可提高块团的性能。用电磁能量进行处理可降低团块内的湿气，从而提高块团的能值。 在一个实施例中，电磁能量可以是RF或微波能量。微波能量的工作频率可在900-930MHZ之 间，或者在2400至2500MHz之间，等等。微波能量可以是大功率微波系统，例如在15kW以 上。在一个实施例中，电磁能量在块团化后直接施加。在另一实施例中，在块团化和施加电 磁能量之间可以有段时间。在一个实施例中，将固体燃料混合物暴露于电磁能量之前，可将某一材料加入固 体燃料中，从而导致固体燃料成块。该材料可以是淀粉。加入的淀粉可在0.5-5wt%之间。 其他材料可包括小麦淀粉、玉米淀粉、淀粉、糖、糖密、硬浙青、地浙青、松香、塑料、PET，瓜尔 胶、木质素，等等。在一个实施例中，该材料与固体燃料均勻地混合。在一个实施例中，电磁 能量可以是RF或微波能量。该微波能量的工作频率可在900-930MHZ之间，等等。该微波能 量可以是大功率微波系统，例如在IOOkW以上。任意固体燃料可被成块。在一个实施例中， 固体燃料可以是煤。例如，固体燃料可以是亚烟煤、烟煤、泥煤、无烟煤、褐煤、煤粉、等等。在一个实施例中，固体燃料可以使用黏合物又使用涂层来来保护各元素或组成部 分。在一个实施例中，固体燃料可以是煤。煤可以是亚烟煤。例如，煤可被处理成湿气含量 在2-9%之间。植物材料可以是锯屑。所用的锯屑可为2-4wt%之间。覆盖层可以是蜡。所 用的蜡可在0.1-2%之间。该蜡可以是蜡乳化液，举例而言，例如是带有锯屑的乳化液。块 团具有的能值可在10，500至12，000BTU/lb之间，等等。块团具有的压碎强度可在100至 eooibs之间。块团尺度可通过施加黏合物和涂层而被改变。有很多种传送器配置可被用来将固体燃料输送通过固体燃料处理设施132。在实 施例中，传送器可以是标准型易弯传送带、多层带、用于不同加热条件的一组独立的带、滑 动粘附传送器、螺旋拔塞器式传送器、气垫传送器、涂层传送器、石棉传送带、冷却带、或等 等。用在固体燃料处理设施132中的这类传送器可能要求支持热固体燃料的能力，并且可 是微波透射的，微波透射时的损耗因数很小(例如，吸收的微波能量很小)。在另一实施例中，传送带130可以是一次性材料制成的，其可以是廉价的，并且一 旦使用过，可将传送带130卷在处理段末端的卷轴上卷走。在一个实施例中，一次性传送带 130可被用于一次处理作业运行，有限次数的处理作业运行，其可在每次处理作业运行后被 检查，以确定它是否能够被再次使用，或者使用一次性传送带的其他技术。在一个实施例中，滑动粘附传送器可包含支持固体燃料的固体表面，所述滑动粘 附传送器利用通过使整个传送器表面以慢速地水平前进并急回来使固体燃料运动。利用这 种运动，滑动粘附传送器在使固体燃料运动通过固体燃料处理设施132时对固体燃料的冲 击很小。在一个实施例中，螺旋式传送器可包括一个螺旋钻式的螺杆来让材料运动通过固 体燃料处理设施132。随着螺旋器的转动，固体燃料可被向前运动通过固体燃料处理设施132。参见图6，现在将详细描述易弯传送带600。在一个实施例中，用于固体燃料处理 设施132的一般性的传送带600要求可以有传送带600是微波透射的(例如不吸收微波 能量)，支持温度在250° F-300。F，极端温度在400° F_600° F的固体燃料，抗拉伸性， 耐磨性、支持501bs/ft3的固体燃料的强度，由带轮系统驱动，包含护栏以在传送器区中容 纳固体燃料，等等。抗拉伸性可包括高达501bs/ft3的固体燃料的载荷下不被拉伸，从而在 带的温度从热到冷以及从冷到热的转变中保持带的形状，或者在所述传送带在带轮上或绕 带轮运动时防止拉伸、等等。耐磨性可被要求抵抗固体燃料的运道纹理，其既使固体燃料在 固体燃料处理设施132内运动又抵抗固体燃料置放在传送带600上时的磨损。传送带600 可具有横跨所述固体燃料处理设施的单一宽度，可以设置横跨固体燃料处理设施132宽度 的多个带或等等。传送带600可被用于固体燃料处理设施132的整个长度，可有多个传送 带或等等被用于固体燃料处理设施132的长度，一个带为另一带传送进料。此外，在整个固 体燃料处理设施132中，可使用不同的传送系统。例如，可在需要控制固体燃料冲击的位置 上使用滑动粘附系统，而在其他位置使用易弯传送带。应该理解的是，在固体燃料处理设施 132中，可以使用很多种不同的传送带系统组合，或者可以使用单一的传送系统。在一个实施例中，传送带600可以是单层带或可以是多层带。在实施例中，多层带 可包括覆盖层602、耐热层604、加强层608、以及任何其他在固体燃料处理设施132中处理 固体燃料时所需的用来支持固体燃料的层。在实施例中，不同的层可由不同材料制成，这些 不同材料可为每一层提供期望特性。例如，传送带600的顶层可能需要耐热以支持热的固 体燃料，而底层可能需要耐磨，以在带绕着带轮和辊子以及在它们上运动时提供良好的耐 磨特性。覆盖层602可以是传送带600的最顶层，并且可具有如下特性，例如无孔，耐热， 耐磨，等等。在一个实施例中，无孔特性可以防止固体燃料尘埃穿过传送带600 ；固体燃料 尘埃应该包含在传送带的顶层内，从而可以根据需要去除掉。在一个实施例中，在固体燃 料被微波系统148、空气加热系统、辐射加热系统或等等加热时，耐热层604可被要求大约 800° F以支持固体燃料。在一个实施例中，材料例如硅酮、阿法拉斯(一种氟橡胶)、高温 聚酰胺涂层、或等等可被用在覆盖层602中。覆盖层602还可由如下材料制成，该材料使得 能够容易地修补传送带600中的孔洞和凹陷，其处，可用相容的补片材料来修补固体燃料 造成的烧穿。耐热层604可是多层传送带的另一层。在一个实施例中，耐热层604的特性使其 成为加强层608的绝热层，从而防止传送带600被烧穿。耐热层604烧穿可使高温固体燃 料危及加强层608的安全，缩短传送带600的寿命。制成耐热层604的材料可以是例如玻 璃纤维、硅石、陶瓷、或等等。加强层608可以是与传送带驱动系统相接触的那一层，因而必须在它被输送穿过 固体燃料处理设施132时抵抗住固体燃料的重量而不破损，而且同时能绕所述驱动系统弯 曲、同时能够在传送带设施130的各种辊子上运动，等等。在一个实施例中，加强层608可 包括材料凯夫拉尔，戈尔材料(比如PTFE玻璃纤维和特氟隆)、或等等。可以理解的是，可以有额外的带层，它们或者是用于与f固体燃料处理有关的独 立的目的，或者是使用不同材料的多层相同的层(例如多于一个的耐热层604)，以便为带层提供完全的功能。例如，有一类带可被用在固体燃料处理设施132的起始处，该处可能有 高的微波能量，但是固体燃料由于在其中存在着水可能没有变得非常热。用在处理过程结 束处的段可能需要更加耐热，因为随着固体燃料变得较干燥，可能出现更多的热异常固体 燃料。此外，在固体燃料处理设施132的可能没有任何微波能量存在的段中，可以使用不能 透射微波的传送带600，例如金属传送器，金属化涂层带、或等等。在一个实施例中，可用如下方法来拼接传送带600，例如热封重叠拼接法、热封平 接拼接法、鳄式拼接法(alligator splice)、纤维销拼接法、或其他可以将传送带600各末 端连结在一起并可支持固体燃料载荷和处理温度的拼接技术。在一个实施例中，随着传送 带600在固体燃料处理(例如燃烧、蚀损、拉伸、磨蚀)过程中磨损，可以通过在磨损处进行 拼接来修复该带，可以去除掉磨损区域并拼接进一段新的带来修复该带、或等等。该带可以 在处于固体燃料处理设施132中时被拼接、可以在固体燃料处理设施132之外被拼接、可以 在某个独立的设施处被拼接、或等等。在一个实施例中，可以用任何可提供固体燃料处理设 施132的强度和耐热性要求的拼接技术来拼接传送带600。如先前所述，固体燃料处理设 施132的不同部分可以用不同方式(例如不同级别的微波能量)来处理固体燃料，而且在 传送带600上所用的拼接法可以根据特定固体燃料处理段中的固体燃料处理方法来选择。 例如，在固体燃料处理设施起始处所用的拼接法可能需要支持较低温度的固体燃料，而在 固体燃料处理设施132结束处，那儿热异常固体燃料存在的可能性更高。用于各种带层的材料可能需要从基本上微波透射的材料组中选择。特别地，覆盖 材料可能需要防止尘埃被俘获在传送带中、防止尘埃穿过传送带、或等等。在一个实施例中，陶瓷材料可被用作覆盖层602，以便提供高达3000° F耐温性。 陶瓷覆盖层可以具有额外的涂层(例如阿法拉斯或丁基橡胶)，以提高耐磨性以及提供非 渗透表面，以便密封住陶瓷表面免受固体燃料尘埃侵袭。在另一实施例中，乙烯丙烯二烯单体橡胶(EPDM)可被用作传送带层或用作单层 传送带。EPDM可提供耐热性，而且还可以提供对固体燃料和传送器带轮的耐磨性。此外，聚 酯和/或尼龙可与EPDM带一同使用，以提供额外的带强度。在一个实施例中，另一种带组合可以是聚酯和丁基多层传送带。用于加强层608 的聚酯可为带提供强度，而用于覆盖层602的丁基可以提供耐热性和非渗透表面。在一个实施例中，另一多层带组合可以是凯夫拉尔和丁基传送带。凯夫拉尔可为 带提供强度和耐高温性，而丁基可提供耐热性和非渗透表面。在一个实施例中，另一带组合可以是玻璃纤维和硅树脂的组合，硅树脂可以被涂 覆在玻璃纤维带上或者可以是独立的层。这种层组合可用来形成薄的传送带，该传送带提 供了强度和约1600° F的热防护性。在一个实施例中，石棉可被用作传送带600、传送带600内的一层、用作传送带层 的一部分、等等，以便为带或层提供耐热性。在一个实施例中，覆盖层602材料(例如硅树脂和EPDM)中的一些可以是用RTV材 料修复的，RTV修复可提供约500° F的耐热性。例如，如果覆盖层602材料由于支持(或 称支撑)着热异常固体燃料而出现坑洞时，可用RTV材料来修复传送带600上局部的坑陷 或烧穿部分。在一个实施例中，这种修复技术可允许传送带被修复而不用将传送带600从 固体燃料处理设施132中移除。例如，在处理设施132的起始处或结束处，可能有一定长度的传送带600能够用RTV材料来对传送带600进行检查和修复。在另一个例子中，为了检 修传送带600，可以定期地将传送带600从处理设施132中移除。在一个实施例中，处理设 施132可具有多个可互换的传送带600，从而允许一个传送带600被进行修复，而另一传送 带仍被用在处理设施1232中。如本文中表明的，固体燃料处理设施132可用传送带600 (例如，元件600A，600B， 600C和600D，如本文结合图7-10所述的)来将固体燃料输送通过带设施130。带设施130 中的处理步骤可包括RF微波加热、洗涤、气化、燃烧、蒸制、收回，等等。这些固体燃料处理 步骤可在固体燃料处于传送带600上时被执行。处理步骤可将传送带600暴露于例如RF 微波发射、高温、磨损等等的条件下，而且可能不得不在延长的操作时间范围下承受这些条 件。传送带600可以是连续的柔性结构、铰链式叠折结构或其他传送器结构，而且在各实施 例中需要进行独特的设计以便经受得住带设施130的环境条件。这种传送带可能需要面对 例如RF微波发射、高温、磨损等等之类的环境条件。在铰链式叠折结构的情况下，环境条件 可能出现一些与铰链结构有关的问题，例如材料塞满会塞满铰链空间，微波吸收等等。通过 适当地选择用于传送带600的材料和结构，这些情形对传送带600的影响可被最小化。带设施130的环境条件可要求传送带600与如下多个特性相关联，例如，低微波损 耗、高结构整体性、高强度、耐磨性、持续的耐高温性、局部提高的耐高温性、隔温性、抗烧穿 性、高熔点、对于颗粒和湿气的无孔性、耐热耗散性、能够输送流体、等等。传送带600可被要求具有低的微波损耗。固体燃料处理设施132可用微波来加热 固体燃料。传送带600可吸收微波能量并变热。如果构成传送带600的材料不具有低的微 波损耗，传送带600随着不断地使用可变热并且损毁。带设施130的微波系统148可用的 RF微波频率可在600MHz到IGHz的范围内，而且可用让传送器具有低微波损耗的RF频率。 带设施130的某些操作条件可导致传送带600吸收的微波能量变大。例如，当固体燃料是 干燥的时，或者当传送带600上的固体燃料量减少时，只有很少的材料需要吸收微波能量。 因此，传送带600可能会吸收较多的微波能量。传送带600可被要求承受带设施130的操作温度造成的持续高温。这些持续温度 可以达到150° F、200° F、250° F等等。传送带600可能必须在延长的操作时间范围上承 受这些高温。此外，传送带600可被要求承受局部高温，该局部高温超出了带设施130持续 操作温度。这些局部高温可能是由于各单块固体燃料变到500° F, 600° F，700° F等温度 导致的。这些局部热点可能烧穿传送带600，这可能导致固体燃料处理设施132操作中断。传送带600可能需要承受来自固体燃料处理过程的持续磨损。例如，固体燃料可 能从一英尺、二英尺、三英尺等高度跌落到传送带600上。另一例子可能是在固体燃料从传 送带600滑落时固体燃料摩擦传送带600。传送带600可能需要在延长的时间范围上承受 持续磨损。传送带600可能需要是对微粒、湿气等无孔或不渗透的。如果固体燃料微粒在有 的地方落下来穿过了传送带600，这些微粒可能会使传送带600的性能退化。例如，如果固 体燃料在有的地方不断落下穿过传送带600进入到带系统130的机械部分，那么带系统130 的机械部分可能阻塞或卡住，这可能导致固体燃料处理设施132操作中断。此外，吸收到传 送带600中的湿气可增加传送带600吸收的微波能量的量。微波能量的吸收可能导致传送 带600变热，从而可能缩短传送带600的寿命。
33
为了满足带设施130的环境条件所需的要求，传送带600的配置可采用多种材料。 在实施例中，为了让传送带600能够承受带设施130的环境条件，所用的材料可以是块状形 式的、混合物形式的、合成物形式的、层形式的、泡沫形式的、涂层形式的、作为添加剂、或者 以任何其他本领域已知的组合方式。材料可包括白丁基橡胶、编织聚酯、氧化铝、聚酯、玻 璃纤维、凯夫拉尔、诺梅克斯、硅树脂、聚亚安酯、多股材料、陶瓷、高温塑料、它们的组合、等 等。在实施例中，传送带600被构造成层的形式，例如顶层、结构层、中间层、股线层、编织 层、毡层、底层、阻热层、低微波损耗层、无孔层、或类似层。在进一步的实施例中，该层是可 去除的，以方便更换、修理、补充等。在实施例中，传送带600A可承受例如图7中所示的多层配置的带设施130的环境 条件。在这一实施例中，下层是结构层710，其由基质材料702制成，该基质材料利用股式结 构的结构绳704而被加强。这一结构层710可满足例如高结构整体性、高强度等要求。可 被组合用来制造结构层710的材料组合的一个例子可以是白丁基橡胶基体702，而且带有 编织聚酯作为结构绳704。可被用作基体702材料的其他材料可以是天然橡胶、合成橡胶、 碳氢化合物的聚合物等等。可被用作结构绳704的其他材料可以是凯夫拉尔、诺梅克斯、金 属、塑料、聚碳酸酯、聚乙烯对苯二甲酸酯、尼龙、等等。在这一实施例中，上层是能够承受非 常高温度的覆盖层708。覆盖层708还可具有隔热属性，以便将热的固体燃料与下层隔离 开。覆盖层708可不要求强度属性，但可能要求耐磨属性，要求具有低微波损耗因子、要求 具有防止出现热跑道的热属性、或等等。上覆盖层708的各种例子可以是玻璃纤维、低损耗 陶瓷例如氧化铝、光纤，刚玉，有机纤维、碳纤维、复合材料、或等等。在实施例中，覆盖层708 可被实施为紧密编织产品或呈泡沫的形式。覆盖层708材料的另一例子可以是硅树脂。硅 树脂能够处理高温，但可能并不耐磨。在该例中，可在硅树脂顶上加一涂层，例如聚亚安酯 或加入硅树脂中的添加剂，以便提高耐磨性。在实施例中，覆盖层708可被设计成是容于去除的，这使得覆盖层708能够被更 换、修理或补充等。在该例中，耐磨性和无孔性方面的要求可放宽。在一个实施例中，可以 辊制形式来施加覆盖层708，该辊制形式是进料辊在传送带600系统的一侧，而引出辊在出 口侧。在实施例中，传送带600B(如图8所示)可在没有覆盖层708的情况下承受带设 施130的环境条件。这可通过如下方式实现，即将高温材料成分引入基体702材料中，其 将使基体702材料(例如白丁基橡胶)更能抵抗带设施130的高温环境条件。在实施例中， 通过插入耐热材料的中间层902，结构层710可防止高温固体燃料烧穿传送带300C，如图9 所示。这种中间层902的一个例子可以是凯夫拉尔、诺梅克斯、金属、陶瓷，玻璃纤维、或等 等。在这种配置中，结构层710的上部可能被熔掉，但是传送带600C仍可使用，一直到对结 构层710的上部进行了修复。在实施例中，传送带600D可承受带有图10所示多层配置的带设施130的环境条 件，其中层的组合与本文先前所述的相同。这些额外的层可增加传送带600D的强度，并且 进一步降低了高温固体燃料烧穿带的可能性。可有一顶覆盖层708，其可以是耐热的、抗磨 的、可去除的，等等。还可有带有中间层902的结构层710A。这一复合层被示为带中的居间 层，但是在某些实施例中也可以是顶层、居间层、底层，等等。可以有一结构层710B。结构 层710B被示为底层，但在某些实施例中也可以是居间层或顶层。其他由多层构成的实施例
34多层并不仅限于图10所示的组合。例如，某一实施例可由以下层组合构成，其中在结构层 710A内没有中间层902，或者在复合层内存在不同数量的层，或者复合层由多个子层制成， 等等。虽然图10示出了带有多层和复合层的结构，但其他多层结构对于本领域任何技术人 员而言将变得明显，而且应被并入本发明中。参见图11，示出了模件式互连带1102的一个实施例。在一个实施例中，互连带 1102可允许在处理过程期间从固体燃料下方提供冷却；这避免了热异常固体燃料的发展。在图12-13中，在一个实施例中，示出了气垫传送器。该气垫传送器可以是任何类 型的用空气1202将固体燃料悬浮起来的传送系统。在实施例中，空气1202可以将固体燃 料直接悬浮起来，或者固体燃料可被由气垫1202支撑的带1302悬浮起来、或等等。除了在 处理期间支撑固体燃料外，气垫1202可向传送带1302和固体燃料提供冷却，该冷却可被合 并到固体燃料冷却系统中，以避免热异常固体燃料发展。在一个实施例中，可将图11的互 连带1102与气垫1202系统结合。参见图14A和14B，其为在固体燃料处理设施132的不同位置处使用不同类型的 传送带1402,1404的实施例。如图14A所示，可以在固体燃料处理设施132处使用一种类 型的带1402，在固体燃料处理设施132之间使用其他类型的传送带1404。固体燃料处理设 施132之间的传送带1404可以是输送带、冷却距离520、或等等。在一个实施例中，在传送 器1404处可以有一设置在固体燃料处理设施132之间的拾/放机器人512。如图所示，带 1402，1404，1408可以使用不同尺寸的辊子来提供固体燃料处理设施132之间的高差，提供 改善的冷却，提供改善的带抓牢力、或等等。参见图15和图16，在一个实施例中，可通过如下措施提高传送带的耐热性，S卩提 供传送带辊子1502 (其提供了吸热设备例如冷却辊子)，提供大直径辊子1602以增大表面 面积，提供带来导热性的材料、或等等。可以理解的是，根据传送带和固体燃料的冷却要求 的不同，这些冷却方法可被独立使用或可被结合使用，以提供传送带特定节段所需的排热。 在一个实施例中，这些吸热设备辊子1502可以是驱动带轮，在固体燃料处理设施132内支 撑传送带的支撑辊子、或等等。在一个实施例中，冷却辊子1502可以具有冷却剂1504例如在辊子1502内流动的 液体或气体，以保持辊子1502比传送带更冷，从而用作吸热设备。辊子或带轮可包含双壁 或其他可让液体或气体流进流出辊子1502的中空设计，以为辊子1502或带轮to提供热交 换和冷却。在一个实施例中，液体可以是水、水基冷却液、油基冷却液、防冻液、或等等。在 一个实施例中，气体可以是空气、气体(例如氮)、惰性气体(例如氩)、或等等。例如，冷却 水可流过该辊子，从而使该辊子比带更冷。在另一个例子中，辊子可让冷却空气或气体例如 氩流过其中从而冷却该辊子。在一个实施例中，流过辊子1502的液体或气体还可用作热异常固体燃料熄灭设 施的一部分。例如，水可流过辊子1502，以提供冷却，然后如先前所述，这些水可被用作洒水 或水流，以熄灭热异常固体燃料或防止热异常固体燃料发展。在一个实施例中，大直径辊子1602可被用来为传送带130提供大的接触表面面 积，从而好在传送带130与辊子接触时提供冷却。大直径辊子1602还可具有与传送带130 不接触的大的表面面积，辊子的这一非接触部分可为辊子1602提供了在与辊子1602接触 之后进行冷却的时间。在一个实施例中，可在传送带130上使用多个大表面面积辊子1602，以为传送带130提供支撑和冷却。在一个实施例中，导热辊子可由提供热导性的材料例如铜、钢、铝等制成。导热辊 子可为传送带130和热的固体燃料提供吸热设备。在一个实施例中，导热辊子也可具有大 的接触面积，以便帮助从传送带130中排除热。在一个实施例中，导热辊子可能并不是微波 透射的，因而可被用在微波处理节段的外部例如作为传送带辊/带轮驱动器。在一个实施例中，带轮的形状和表面纹理特性可影响传送带130的寿命。例如，带 轮可被设计成具有大直径，其可降低带轮和传送带130之间的摩擦。减少摩擦由于减少了 带上的磨损可提高传送带130的寿命，可允许使用具有较低耐磨性的更廉价的带材料，可 以降低带轮上的重量载荷应力从而提高带轮的寿命、或等等。在一个实施例中，在带轮半径 和传送带130寿命之间可存在一定的关系。在另一带轮实施例中，带轮驱动表面可涂覆有为传送带130提供额外抓牢力的材 料。额外的抓牢力可降低带轮和传送带130之间的滑移量，可导致传送带130的磨损量降 低。当与大半径的带轮一起使用时，在传送带130上减少磨损由于在带上降低了磨损可提 高传送带130的寿命，可允许使用耐磨性较低的更廉价的带材料、或等等。在一个实施例 中，带轮可涂覆有粘性材料，该粘性材料可在传送带130上提供良好的抓牢力，同时在传送 带130绕在带轮周围或在带轮上运动时不会增加传送带130的磨损。例如，带轮可被涂覆 有EPDM橡胶，其可提供良好的耐热性和良好的耐磨性。在实施例中，可采用其他防止高温固体燃料烧穿的方法。替代性方法的一个例子 可以是利用热像仪来对固体燃料高温块体部位成像。在确定了固体燃料高温块体部位之 后，冷却喷洒可被用来降低其温度，或者可用扫除机在这些块体尚未对传送带600造成损 坏之前去除掉这些块体。替代性方法的另一个例子可以是在固体燃料块体进入带系统130 时测量所有块体的介电性，并且如果确定了它们为高温的话，就将它们去除掉。替代性方法 的另一例子可以是在一其构造中合并有流化床的传送带600上输送固体燃料，由此使所有 块体的温度相等，从而从传送带600中消除孤立的固体燃料高温块体。如图3所示，在行进通过固体燃料处理设施132的传送带130上的固体燃料302 的分布内，固体燃料可能并不包含材料的同质组合。固体燃料在不同批次的固体燃料中甚 至在同一批次的固体燃料中可包括不同百分比的灰分、硫、湿气，金属，等等。此外，随着固 体燃料被处理，整个固体燃料中的各材料百分比可变化。例如，在处理期间，由于从固体燃 料中去除了湿气和硫，因而剩余材料在剩余固体燃料中所占百分比将变大。随着固体燃料 成分在处理过程中变化，固体燃料可对微波系统提供的微波能量呈现不同反应。此外，如图所示，固体燃料302可以不按均勻尺寸分布在传送带130上。当从原始 固体燃料处理获得固体燃料时，固体燃料可被处理成不同的尺寸。不同尺寸可能是固体燃 料内不同类型材料造成的。在一个实施例中，固体燃料的各种尺寸和各种成分在固体燃料 沿传送带304运动到固体燃料处理设施132中时可提供不均勻的加热。较小的固体燃料块 体可在较大块体之间被完全处理，因而在固体燃料处理中可能变得更热。在一个实施例中， 固体燃料尺寸的均勻分布可由尺寸排除技术获得。例如，在将固体燃料放置到带设施130 上之前，可用筛分和分拣设施的尺寸排除筛选器将装载的固体燃料分成不同尺寸的。然后， 在将筛分好的固体燃料放置到带设施130上之前，可将筛分好的固体燃料重新混合，以获 得固体燃料尺寸的均勻分布。
36
固体燃料材料可被视为带有相关联的相关介电常数的介电材料。较高介电常数材 料可具有较大的微波能量吸收，因此在固体燃料处理期间可吸收微波能量从而变热。可以 理解的是，固体燃料在整个固体燃料中不可能具有一致的介电常数，介电常数会因固体燃 料内不同的材料浓度而变化。例如，水可具有某一介电常数，而硫可具有另一介电常数。固 体燃料内不同介电常数的组合可使固体燃料具有一总体介电常数。此外，由于材料被去除 掉，固体燃料的总体介电常数在处理期间可变化。例如，由于从固体燃料中去除了高介电常 数的水，固体燃料的总体介电常数可变化。在一个实施例中，带有低湿气含量的固体燃料可 是对微波能量相对地透射的。可以理解的是，介电常数可表示为ε ‘加上ε ”，其中ε ‘表示电磁波在不同材 料界面间运动时电磁波的压缩，ε ”表示电磁波在材料内的损失。ε”与ε'之比可为材 料的损耗因数δ。图4示出了一组曲线，它们示出了两种不同类型的固体燃料在处理期间的反应。 如果在系统414中按时间绘出了切线损失402，那么可看出，具有低吸收412的固体燃料 (例如碳)随时间的反应可具有较低的切线损失402，因而温度不会随时间持续增高。相反， 包含带有较高微波吸收材料410 (例如铁氧化物)的材料的固体燃料，切线损失在固体燃料 被被处理412的时间期间会增加，因此固体燃料在处理循环期间可持续吸收微波能量从而 持续变热。在固体燃料被处理时，较高介电常数的材料可吸收微波能量从而变热。例如，当固 体燃料中的水吸收了微波能量408时，它会变热并变成蒸汽，蒸汽从固体燃料中逸出，导致 固体燃料在固体燃料处理期间变干。此外，固体燃料中的水在处理期间可吸收来自固体燃 料中其他材料的热108，这些其他材料可被微波能量加热但是并不会转变成允许这些材料 从固体燃料中去除掉的材料状态。例如，当固体燃料中的不同金属被微波能量加热时，固体 燃料中的水可从金属吸收热408。在一个实施例中，如果固体燃料 的处理在热吸收材料(例 如水)已经从固体燃料中逸出后继续进行，那么其他材料可在固体燃料内继续变热。在一 个实施例中，如果固体燃料中的热吸收材料410具有足够高的浓度，固体燃料可超出固体 燃料的期望控制温度局部地变热(600° F至1500° F)。在一个实施例中，固体燃料内局部 地变热的部位可能在固体燃料内引起不期望的燃烧，该燃烧可以是仅仅导致冒烟的低级别 燃烧，或者可以是产生火焰的高级别燃烧。在固体燃料处理期间燃烧的固体燃料可被称为 热异常固体燃料。在实施例中，固体燃料内的材料例如氧化铁(赤铁矿)410可吸收能量，从而在固 体燃料处理期间可提供固体燃料内的局部变热部位和燃烧。氧化铁可与其他材料例如硫混 合或者可自包含在固体燃料内。在一个实施例中，具有高介电常数的任何材料是能量吸收 性的，可提供处理期间固体燃料内的局部变热部位。在所述固体燃料处理设施内，热异常固体燃料对于固体燃料的成功处理可具有许 多负面问题，例如烧穿传送带130，导致其他非常靠近的相关联非热异常固体燃料燃烧，导 致处理完成后的固体燃料的某个部位燃烧、或等等。热异常固体燃料可在传送带130中烧出孔洞，传送带中的这些孔洞可能会由于将 微波能量集中到局部孔洞而干扰固体燃料的处理，可能会削弱传送带130，可能会使固体燃 料集中在孔洞中，或者等等。在一个实施例中，传送带130可能并不是微波可完全透射的，该带可能由若干不同的层制成，且不同的层具有不同的介电常数。当一层受损被热异常固 体燃料烧出孔洞时，下一层可能会更多地吸收微波能量，并且可能将微波能量集中在传送 带的孔洞位置，因而可能干扰可用来处理固体燃料的微波能量的均勻分配(或称分布)。现参见图5，可有不同的策略用来检测热异常固体燃料或潜在的热异常固体燃料， 例如在进入所述固体燃料处理设施的微波能量区段前预先检测502潜在的热异常固体燃 料，在固体燃料变热时检测微波能量区段内的热异常固体燃料，提供在处理期间在固体燃 料内不产生局部热点的微波能量应用、或等等。预先检测502的方法可包括预微波站以将固体燃料预加热，从而识别热异常固体 燃料，使用磁体以除去含有各种浓度氧化铁的固体燃料，采用金属探测器来识别和除去含 有各种浓度金属的固体燃料，采用质谱来识别和除去含有可能会导致热流失的材料的固体 燃料，磁化固体燃料内的氧化铁并采用磁检测来识别和除去该固体燃料，采用MRI (磁共振 成像)来检测可能导致热流失的材料，传递固体燃料通过线圈绕组并测定电流从而检测含 有氧化铁的固体燃料，或者其他识别所述固体燃料处理设施中可导致热流失的材料的方 法。在微波处理区除去热异常固体燃料的方法可包括用于检测和除去热异常固体燃 料的热像仪508，红外(IR)热异常固体燃料检测510和除去，在检测之后用机器人除去热异 常固体燃料512，在检测之后用水或其他液体喷洒热异常固体燃料，采用防火系统504 (例 如水，氮，除去空气，惰性气体)、或等等。微波能量应用的方法可以是脉冲微波，在微波站之间公共冷却站，在检测热异常 固体燃料时降低微波功率，等等。现在更详细地描述热异常固体燃料预先检测502的方法。在一个实施例中，在固 体燃料可能暴露于微波能量之处可能设置有预处理微波站来识别潜在的热异常固体燃料。 在该预检测站502处，固体燃料可暴露于单独或组合使用的高能量微波、长时间持续的微 波、不同的微波频率、等等以加热固体燃料，从而允许识别固体燃料内潜在的热异常固体燃 料。就在进入所述固体燃料处理设施之前，该微波预处理可在微波设施中，在一个单独的设 施中，在固体燃料来源位置进行，或等等。该微波预处理可包括向固体燃料施加微波能量和 采用热检测方法，例如热像仪508，IR检测510、或等等来识别比正常的固体燃料更热的固 体燃料，其可能是潜在的热异常固体燃料。一旦微波预处理识别出潜在的热异常固体燃料， 可由拾/放机器人508除去该潜在的热异常固体燃料，该潜在的热异常固体燃料可从传送 带130转移出，或者采用可能选择和除去个别或一系列潜在的热异常固体燃料的任何除去 方法转移出。在一个实施例中，可设置一个完整的检测和去除系统，该系统可包括微波能量 系统，识别系统(例如热像仪，IR)和除去方法。一旦识别和除去潜在的热异常固体燃料， 可以将热异常固体燃料丢弃，返还到未接收处理的固体燃料源，应用到将接收非微波处理 的固体燃料库存中，或等等。在另一种预确定502的实施方式中，热异常固体燃料预确定可以是一磁体，用于 除去含有各种浓度氧化铁的固体燃料，氧化铁可以是表明固体燃料是热异常固体燃料的指 示。在一个实施例中，磁体可以是永磁体、电磁体、永磁体和电磁体的组合，或等等。磁体预 处理可在进入固体燃料处理设施132之前的某一设施中，在一个单独的设施中，或在固体 燃料来源位置进行，等等。在这一实施例中，固体燃料可经过磁体且如果固体染料含有各种
38浓度的氧化铁时可由磁体挑拣。在固体燃料经过磁体时，含有各种浓度氧化铁的固体燃料 可被吸到磁体上并从非氧化铁固体燃料中除去。在一个实施例中，作为分批处理方法的一 部分，固体燃料可经过传送带130上的磁体，同时移动穿过储料斗，等等。在采用磁体的预 确定502的另一实施例中，与企图挑拣浓缩有氧化铁的固体燃料所不同的是，在固体染料 从一个边缘落下，如从储料斗中出来时在对固体燃料施加磁体。当固体燃料从边缘落下时， 磁体可被用来将浓缩有氧化铁的固体燃料转移到单独的传送带、位置、或收集器等等。无论 采用哪一实施例，一旦潜在的热异常固体燃料已经被识别和除去，可将热异常固体燃料丢 弃，返还到不接受处理的固体燃料源，应用到将接收非微波处理的固体燃料库存中，等等。在另一预确定502的实施例中，热异常固体燃料预确定可以是可被用来检测含有 各种浓度金属的固体燃料的金属探测器；某种浓度的金属可以是热异常固体燃料的来源。， 金属探测器预处理可以在进入固体燃料处理设施132之前的一个设施中，在单独的设施 中，在固体燃料来源位置处进行，等等。在这一实施例中，固体燃料经过金属探测器，并可被 识别为含有各种浓度的金属的固体燃料金属。一旦金属探测器识别出有浓缩有金属的固体 燃料，可由拾/放机器人512除去潜在的热异常固体燃料，可采用可能选择和除去单个或一 组潜在的热异常固体燃料的任何去除方法将潜在的热异常固体燃料从其他固体燃料转移 出来。在一个实施例中，作为分批处理方法的一部分，固体燃料可经过传送带上的金属探测 器，同时移动穿过储料斗，等等。在另一实施例中，金属检测可由一系列的步骤进行。例如，固体燃料可放在经过金 属探测器的传送带130上。当金属探测器确定存在有浓缩金属的固体燃料，检测区域中的 固体燃料可从传送带130转移到第二传送带。在该第二传送带上，设置有第二金属探测器 来检测浓缩有金属的固体燃料。被金属探测器检测的该区域内的固体燃料可再次被转移到 第三传送带上以进行固体燃料的进一步提炼。可继续进行该选择提炼直至可接受量的浓缩 有金属的固体燃料从非金属固体燃料中除去。在提炼步骤中，由于确定了固体燃料不含有 各种浓度的金属，可将非金属固体燃料返还到将由所述固体燃料处理设施进行处理的固体 燃料中。采用这些金属检测实施例中的任何一种，一旦潜在的热异常固体燃料被识别出和 除去，则可将热异常固体燃料丢弃，返还到不接受处理的固体燃料源，应用到将接收非微波 处理的固体燃料库存中，等等。在另一预确定502的实施例中，热异常固体燃料预确定可由质谱进行，该质谱可 被用来检测可能含有各种浓度与热异常固体燃料有关的材料的固体燃料。质谱预处理可在 进入固体燃料处理设施132之前的某个设施中，在一单独的设施中，或在固体燃料来源位 置进行，等等。在这一实施例中，可选择样品用于质谱分析。在另一实施例中，质谱检测可 与其他检测方法合并使用以提供对固体燃料的最终分析。例如，质谱可与金属检测实施例 合并使用，其中一旦分离处固体燃料的样品，则可采用质谱对固体燃料进行检测。一旦潜在 的热异常固体燃料被识别出和除去，则可将热异常固体燃料丢弃，返还到不接受处理的固 体燃料源，应用到将接收非微波处理的固体燃料库存中，等等。在一个实施例中，质谱可被 用来检测氧化铁可被用来找出可能表明氧化亚铁存在的其他材料。在另一预确定502实施例中，磁体可被用来磁化固体染料供料中的氧化铁，然后 该磁化的固体燃料可被磁力计检测到。磁力计预处理可在进入固体燃料处理设施132之前的一设施中，在一单独的设施处，或在固体燃料来源位置处进行，等等。在一个实施例中，固 体燃料可经过磁体以磁化可能存在于固体燃料中的氧化铁。在一个实施例中，磁体可以是 永磁体或电磁体。一旦固体燃料已经被磁化，则磁力计可通过固体燃料以检测具有预定水 平磁性的固体燃料。一旦磁力计已经识别出磁化固体燃料，则拾/放机器人512可除去潜 在的热异常固体燃料，该潜在的热异常固体燃料可从其它的固体燃料中转移走，或采用任 何其他任何可以选择和除去单个或成组的潜在的热异常固体燃料的除去方法进行。一旦潜 在的热异常固体燃料已经被识别出和除去，则可将热异常固体燃料丢弃，返还到不接受处 理的固体燃料源，应用到将接收非微波处理的固体燃料库存中，等等。在另一预确定502实施例中，磁共振成像(MRI)装置可被用来确定固体燃料供料 的内部结构。MRI预处理可在进入固体燃料处理设施132之前的一个设施中，在一个单独 的设施处，或在固体燃料来源位置处进行，等等。在一个实施例中，MRI装置可经过固体燃 料，可在固体燃料内部确定各种浓度的材料。一旦MRI装置已经识别出感兴趣的固体燃料 结构，拾/放机器人512可除去潜在的热异常固体燃料，潜在的热异常固体燃料可从其他固 体燃料转移出，或者可采用任何可以选择和除去单个的或成组的潜在的热异常固体燃料的 分和除去方法进行。一旦潜在的热异常固体燃料被已被识别出和除去，则可将热异常固体 燃料丢弃，返还到不接受处理的固体燃料源，应用到将接收非微波处理的固体燃料库存中，寸寸。在另一预确定502实施例中，热异常固体燃料预确定可以是电流计，在固体燃料 穿过线圈绕组时，其可被用来检测浓缩有氧化铁的固体燃料。浓缩有氧化铁的固体燃料穿 过线圈绕组，氧化铁可引起绕组中的电流，该电流可由电流计检测出。电流计预处理可在进 入固体燃料处理设施132之前的一设施中，在一个单独的设施处，或在来源位置处进行，等 等。在这一实施例中，固体燃料可穿过线圈绕组，可识别出引起绕组中的电流的固体燃料。 一旦电流计已经识别出浓缩有金属的固体燃料，可由拾/放机器人512除去潜在的热异常 固体燃料，潜在的热异常固体燃料可从其他固体燃料转移走，或者可采用可以挑拣和除去 单个或成组的潜在的热异常固体燃料的任何除去方法。在一个实施例中，作为分批处理方 法的一部分，固体燃料可经过传送带130上的线圈绕组，同时移动经过储料斗，等等。在另一实施例中，可由一系列的检测步骤进行电流计检测。例如，固体燃料可放置 在经过线圈绕组的传送带130上。当电流计确定存在浓缩有氧化铁的固体燃料时，检测区 域中的固体燃料可从传送带130转移到第二传送带。在第二传送带上，可设置第二线圈绕 组来再次检测浓缩有氧化铁的固体燃料。电流计检测区域内的固体燃料可又被转移到第三 传送带以进一步提炼固体燃料。这一选择提炼可继续，直到从固体燃料中除去可接受量的 浓缩有氧化铁的固体燃料。在该提炼步骤中，当固体燃料被确定为不含各种浓度的氧化铁 时，非金属固体燃料可被返还到将被所述固体燃料处理设施处理的固体燃料中。除了对热异常固体燃料的预检测502之外，或者不同于对热异常固体燃料的预检 测502，可在固体燃料处理设施132内检测热异常固体燃料。在多个实施例中，一旦被检测 到，热异常固体燃料可从处理设施中除去，或者也可在处理设施中使其消失和继续对其处 理。在处理设施内，可采用热像仪设施508检测热异常固体燃料，该热像仪设施508可 能能够识别所述固体燃料处理设施内的热点；这些热点可能是被处理的固体燃料内存在热
40异常固体燃料的表征。在一个实施例中，热像仪设施508可能能够提供包含温度梯度信息 在内的图像、数据等等，对于某一视域，温度梯度可被解释成实际温度或相对温度。例如，当 固体燃料沿着传送带130移动和被处理时，固体燃料内的热异常固体燃料可能会扩展。在 固体处理设施132中可放置至少一个热像仪设施508来扫描固体燃料被微波系统148处理 的区域。在一个实施例中，热像仪设施508可包括多于一个的热像仪508以提供对热异常 固体燃料的三维定位识别。在一个实施例中，可以有软件应用，硬件应用，固件应用等等，其 可以识别热像仪设施508提供的热像内的热点位置；该应用可以向可对热异常固体燃料采 取行动的装置提供热点坐标。在一类似的方式中，热异常固体燃料可由红外(IR)检测设施514识别。IR检测 设施514可能能够确定在所述固体燃料处理设施内被处理的固体燃料内部的热点。在一个 实施例中，IR检测设施514可能能够提供包含温度梯度信息在内的图像、数据等等，对于一 个视域，温度梯度可被解释成实际温度或相对温度。例如，当固体燃料在传送带130上向前 移动并被处理时，固体燃料内的热异常固体燃料可能会扩展。可在固体燃料处理设施132 中放置至少一个IR检测设施514，来扫描固体燃料被微波系统处理的区域。在一个实施例 中，IR检测设施514可包括多于一个的IR检测装置，以提供对热异常固体燃料的三维定位 识别。在一个实施例中，可以有软件应用，硬件应用，固件应用等等，其可能能够识别IR检 测设施514提供的IR图像内的热点；该应用可能能够向可对热异常固体燃料采取措施的装 置提供坐标。在一个实施例中，检测设施510通过感知烟、热、或等等，可被用来检测所述固体 燃料处理设施内的热点。在一个实施例中，热检测设施510可以提供能提供温度梯度信息 的数据；对于所述固体燃料处理设施的某一区域，温度梯度可被解释成实际温度或相对温 度。例如，当固体燃料在传送带130上向前移动并被处理时，固体燃料内的热异常固体燃料 可能会扩展。可在固体燃料处理设施132中放置至少一个热检测设施510来检测固体燃料 被微波系统148处理的区域。在一个实施例中，热检测设施510可包括多于一个的热检测 装置510以提供对热异常固体燃料的三维定位识别。在一个实施例中，可以有软件应用，硬 件应用，固件应用等等，其从热探测器提供的信息可能能够识别热点；该应用可能能够向可 对热异常固体燃料采取措施的其他装置提供坐标。在一个实施例中，检测设施510可被用来检测所述固体燃料处理设施内的热异常 固体燃料。在一个实施例中，烟检测设施510可能能够提供可表明固体燃料处理设施132内 存在热异常固体燃料的数据。例如，当当固体燃料在传送带130上向前移动并被处理时，固 体燃料内的热异常固体燃料可能会扩展；热异常固体燃料可放出烟，烟可以被热异常固体 燃料检测设施510检测出来。可在固体燃料处理设施132中放置至少一个烟检测设施510 来感测固体燃料被微波系统148处理的区域。在一个实施例中，热异常固体燃料检测设施 510可包括多于一个的烟检测装置以提供对热异常固体燃料的三维定位识别。在一个实施 例中，在一个实施例中，可以有软件应用，硬件应用，固件应用等等，其从烟探测器提供的信 息可能能够识别热点；该应用可能能够向可对热异常固体燃料采取措施的其他装置提供坐 标。在多个实施例中，可以有许多不同方法对潜在的热异常固体燃料或实际的热异常 固体燃料采取措施，例如采用拾/放机器人512除去热异常固体燃料，在热异常固体燃料上
41喷洒液体，采用抑制系统504来熄灭热异常固体燃料，减小微波功率以停止热异常固体燃 料的增加，等等。拾/放机器人512可从任何热异常固体燃料识别设施接收热异常固体燃料位置信 息，从而允许机器人512定位热异常固体燃料或潜在的热异常固体燃料，以及从固体燃料 接收处理132除去热异常固体燃料。在一个实施例中，一旦热异常固体燃料被拾起来，可将 热异常固体燃料放入固体燃料库存，该固体燃料库存不接受处理、或接受不包括微波能量 的处理，等等。例如，机器人可从预确定金属探测器、质谱装置、磁识别、MRI、线圈绕组、热像 仪508、IR 514、热探测器510、烟探测器510等等接收热异常固体燃料定位信息。在另一实 施例中，检测装置例如热像仪508、IR设施514等等可安装在拾/放机器人512上；这些检 测装置可直接向拾/放机器人512提供热异常固体燃料信息，提供拾拣热异常固体燃料的 指导。这些装置和设施可提供位置信息，从而允许精确确定热异常固体燃料，这使得机器人 512能从固体燃料中拾拣出单个的或成组的热异常固体燃料，并从被处理的固体燃料中除 去热异常固体燃料。在一个实施例中，在固体燃料处理设施132之前和/或在固体燃料处理设施132 内，可放置多个机器人512，用于除去热异常固体燃料。在一个实施例中，液体喷洒系统518可被用来喷洒液体到将在所述固体燃料处理 设施中进行处理的热异常固体燃料上。与拾/放机器人512相类似地，喷洒系统518可从 热像仪508、IR设施514、热探测器510、烟探测器510等等接收热异常固体燃料位置信息。 在一个实施例中，一旦热异常固体燃料被检测到，则可向喷洒系统518提供该位置信息，喷 洒系统518可引导液体流到固体燃料处理设施132内的热异常固体燃料上，以熄灭热异常 固体燃料。在一个实施例中，液体可以是可被用来熄灭热固体燃料的任何液体，例如水、水 基冷却液、油基冷却液等等。在多个实施例中，一旦液体已被喷洒到热异常固体燃料上，热 异常固体燃料可继续经历固体燃料处理，可被拾出/放置离开固体燃料、等等。在采用水的 一个例子中，热异常固体燃料可由检测系统510识别出，可向水喷洒系统518提供处理区 域内热异常固体燃料的坐标，可将水喷洒系统引导至所提供的坐标处以熄灭热异常固体燃 料。在这一实施例中，被喷了水的热异常固体燃料可继续经历固体燃料处理，作为固体燃料 处理设施132处理方法的一部分，可除去喷洒系统中多余的水。在一个实施例中，固体燃料 处理设施132内可有多于一个的喷洒系统518，例如设置在每个微波系统148处。固体燃料处理设施132内也可以有抑制系统504，以采用有广泛基础的系统，如用 液体浸泡大面积、用气体(例如氮)填充处理设施的某一区域或整个区域、排出处理设施某 一区域内的空气、将惰性气体流引导到处理设施的某一区域等等来熄灭热异常固体燃料。 在一个实施例中，采用惰性气体，例如氮来处理热异常固体燃料可能产生作为副产品的氧。 在一个实施例中，大气的体积可小于100%体积的惰性气体，但对熄灭热异常固体燃料可仍 然是有效的。在一个实施例中，有广泛基础的系统可以设置在处理设施132内热异常固体 燃料易于扩展的位置，例如处理线路的端部附近，且在检测到热异常固体燃料时运用的有 广泛基础的系统可能是活性的，或者有广泛基础的系统当被用作处理序列的一部分时是预 防性的，以阻止热异常固体燃料扩展。在一个实施例中，有广泛基础的系统可被用来冷却非 热异常固体燃料。活性的广泛基础的抑制系统504可接收热异常固体燃料正处于活性的抑制系统504所覆盖的区域内的指示，活性系统可被活化而熄灭热异常固体燃料。在一个实施例中， 当热异常固体燃料被熄灭之后，热异常固体燃料可继续在固体燃料处理设施132中进行处 理，可利用前述方法从固体燃料处理设施132中转移出，等等。预防性的广泛基础的抑制系统504可被并入到固体燃料处理设施132中可预期热 异常固体燃料扩展的位置以阻止热异常固体燃料发生扩展。例如，通过将预防性的系统并 入到微波系统148中，作为一个单独的系统放置在微波系统148之后，放置在微波系统148 之前，等等，可将预防性的系统与微波系统148关联起来。此外，预防性的抑制系统504可以和活性系统组合。这一组合可提供所述固体燃 料处理设施内的总体预防动作，也可以提供熄灭可能会在预防性的抑制区域内发生扩展的 热异常固体燃料的活性系统。例如，在微波系统148处，可以设置气体预防系统来阻止热异 常固体燃料的扩展，但也可以设置用水浸泡的活性系统来熄灭任何可能会在预防性的抑制 区域进行扩展的热异常固体燃料。应该理解的是，任何或所有的抑制系统504都可以并入到完全的活性系统中，完 全的预防系统中，作为组合的活性和预防系统，等等。例如，用液体浸泡和排出空气可被组 合到抑制系统504中。根据固体燃料处理设施132内的位置，不同的系统可单独使用或组 合使用来提供整体的热异常固体燃料抑制系统504。抑制系统504可采用单个控制系统协 调，被分别控制，被单个控制系统和各个系统的组合控制，等等。现在将更详细地描述抑制系统504，这里所描述的这些抑制系统504可以是预防 性的或者是活性的。在一个实施例中，采用液体浸泡这种方式可提供稳定的液体流来冷却 正在被处理的固体燃料，或用来阻止热异常固体燃料的扩展。在一个实施例中，液体可以是 水，水基冷却液、油基冷却液、液氮或任何其他可用来熄灭或防止热异常固体燃料扩展的液 体。例如，水可被用来立即浸泡微波处理后的固体燃料以保持固体燃料的温度低于其可能 发展成热异常固体燃料的温度。在一个实施例中，可采用控制系统控制液体的流速，液体 的流速可能取决于所感测到的固体燃料的温度。在多个实施例中，固体燃料的温度可通过 空气温度，热像仪508，IR设施514，热探测器510，热异常固体燃料探测器510等等测定。 例如，浸泡系统可在特定的固体燃料处理设施微波站处提供预定的液体流，但如果感测到 温度上升，则控制系统可增加液体流来防止热异常固体燃料的扩展或者熄灭热异常固体燃 料。在一个实施例中，固体燃料处理设施132的至少一个区域可填充气体以防止热异 常固体燃料的扩展或者熄灭热异常固体燃料。在一个实施例中，供给稳定的气体流可在固 体燃料处理设施132中形成可防止氧化进而防止热异常固体燃料扩展的环境。在一个实施 例中，气体可以是惰性气体例如氩，非惰性气体例如氮，或者任何其他可起到氧化防止作用 的气体。在一个实施例中，气体流速可由控制系统控制，且气体流速可取决于感测到的固体 燃料的温度。在多个实施例中，固体燃料的温度可通过空气温度，热像仪508，IR设施514， 热探测器510，热异常固体燃料探测器510等等测定。例如，气体系统可在特定的固体燃料 处理设施微波站处提供预定的气体流，但如果感测到温度上升，则控制系统可增加气体流 来防止热异常固体燃料的扩展或者熄灭热异常固体燃料。在一个实施例中，可将固体燃料处理设施132的至少一个区域中的空气排出以防 止热异常固体燃料扩展或扑灭热异常固体燃料。在一个实施例中，排出一个区域内的空气可在所述固体燃料处理设施中形成完全或局部真空，可防止氧化并进而防止热异常固体燃 料扩展。在一个实施例中，空气排出率可通过控制系统控制，且空气排出率可取决于所感测 到的固体燃料的温度。在多个实施例中，固体燃料的温度可通过空气温度，热像仪508，IR 设施514，热探测器510，热异常固体燃料探测器510，χ射线，材料分析，检测涡电流的电磁 波散射，磁检测等等测定。例如，空气排出系统可在特定的固体燃料处理设施132微波站处 形成预定的真空，但如果感测到温度上升，则控制系统可加强空气排出的程度来增加真空 度，从而防止热异常固体燃料扩展或者熄灭热异常固体燃料。抑制系统的另一种方法可以是降低与被检测到的热异常固体燃料起反应的微波 功率。如先前所述，在固体燃料处理期间，热异常固体燃料可能接收微波能量而扩展。在固 体燃料处理期间，传感器142例如空气温度计，热像仪508，IR设施514，热探测器510，热异 常固体燃料探测器510等等可检测微波系统148区域内的热异常固体燃料。在一个实施例 中，传感器142可向微波系统148提供热异常固体燃料已经扩展的指示，且微波控制器可通 过关掉微波、改变功率水平、改变频率、脉冲微波等等方式来改变微波的模式，从而改变施 加到固体燃料的微波能量。在一个实施例中，微波模式改变可以与一种抑制系统504(例如 液体浸泡，填充气体，排出空气)，一种动作方法(例如拾/放机器人512，喷洒液体518)等 等组合使用，以除去或熄灭热异常固体燃料。在一个实施例中，如果传感器142提供热异常 固体燃料已经被扑灭的信号，则微波可返回到标准操作模式。不同于改变微波模式的作用方式，可以管理微波系统148能量以防止热异常固体 燃料扩展。在多个实施例中，微波系统148可间隔一定距离设置以允许热异常固体燃料在 被另一微波系统148处理之前冷却，固体燃料可以破坏热异常固体燃料扩展的速度供料， 当湿度较大时在处理设施的起始处提供更多的微波能量以防止热异常固体燃料扩展，在所 述传送带的不同侧和沿着处理设施的长度提供不同水平的微波能量来管理施加到固体燃 料上的能量的量，采用不同的波导出口在固体燃料内部产生不同的微波能量场以提供平均 的能量分布进而减少微波能量的热点，在处理固体燃料期间微波系统改变能量水平的情况 下采用脉冲或占空比传递微波能量，采用多个较短长度的固体燃料处理设施使得固体燃料 在各个微波处理站之间获得冷却时间，等等。可以理解管理微波能量施加的这些预防性方 法可单独应用或组合应用。现在将更详细地描述预防性的微波能量管理方法。在一个实施例中，固体燃料处 理设施132可包括多个微波系统148。当固体燃料在传送带130上移动时，固体燃料可从 多个微波系统148接收微波能量。如先前所述，如果含有吸能材料的固体燃料接收到过多 的能量，则该固体燃料可能会变为热异常固体燃料。在一个实施例中，通过在各个微波系统 148之间提供冷却距离520而允许固体燃料在各个微波处理之间得到冷却，可控制施加到 固体燃料的能量，并且可以防止热异常固体燃料扩展。在一个实施例中，各微波系统之间的 冷却距离520可以是相同的距离，也可以是不同的距离，等等。例如，在所述固体燃料处理 设施的起始处设置较短的冷却距离520，而在处理设施的终止处设置较长的冷却距离520， 可以获得变化的冷却距离520。通过这种方式，当固体燃料含有更多的湿气而不易发生热异 常固体燃料扩展时可将更多的微波能量施加到固体燃料上。当固体燃料变得更干时，可加 长冷却距离520以允许固体燃料获得更长的冷却时间，并防止热异常固体燃料在处理结束 时发生扩展。
44
另一种预防性的微波能量管理方法可以是以可破坏热异常固体燃料扩展的速度 进行固体燃料的供料。在一个实施例中，固体燃料以允许固体燃料在各微波系统之间进行 冷却的较慢速度供料。在另一实施例中，固体燃料以较快速度供料而在每个微波系统处均 提供较少的将被吸收的微波能量；这种方式下在任何一个微波系统处均仅向固体燃料中输 入较少的微波能量。在另一实施例中，固体燃料可以以不同的速度移动从而控制施加到固体燃料上的 微波能量的量和提供在各微波系统之间的充分冷却时间。这种方法的一个实施例可以是在 微波系统148处的供料速度较快，而在各微波系统148之间的供料速度较慢。这一采用变 化的供料速度的方法可与传送带130上的固体燃料的不平均分布结合应用(传送带130上 的固体燃料之间有间隔的情况下)。通过这种方式，在经历微波系统148的处理时固体燃料 可更快地移动，在各微波系统之间可冷却下来的距离520处则移动较慢。变化固体燃料供 料速度的另一实施例可以是连续地加快和降低固体燃料供料速度以提供脉冲的固体燃料 的供料速度。另一种预防性的微波能量管理方法可以是在固体燃料处理设施132的起始处提 供较多的微波能量，而在处理设施的终止处提供较少的能量。通过这种方式，当处理起始处 的固体燃料含有较多湿气时，它可接收更多的微波能量而不会变成热异常固体燃料，而当 固体燃料变得较干而易于变成热异常固体燃料时，则施加较少的能量。可通过间隔设置微 波系统148，在处理过程开始时施加较多微波能量而在处理过程结束时施加较低能量，等等 可改变微波能量。在一个实施例中，施加到固体燃料的微波能量的量可依据放置在固体燃 料处理设施132内的湿气传感器的输入值变化。在一个实施例中，传感器142可向微波系 统148提供可指示从固体燃料的湿气去除率何时为降低的去除率的数据。根据这一接收的 传感器数据，微波系统148可基于湿气去除率确定施加到固体燃料上的微波能量的量。例 如，随着固体燃料移动通过处理设施132，它可能变得更干，而湿气去除率可能降低，当传感 器142感测到较少的湿气时，微波系统148可降低施加到固体燃料上的能量水平。采用降 低沿着所述固体燃料处理设施长度上的微波能量水平的这种方法，可减少固体燃料处理设 施132中所述固体燃料处理设施中热异常固体燃料的扩展。另一种预防性的微波能量管理方法可以是在承载固体燃料穿过所述固体燃料处 理设施148的传送带130的不同侧上提供不同的微波能量。在一个实施例中，随着固体燃 料沿着固体燃料处理设施132向下移动，微波波导出口可设置在跨过固体燃料的不同位置 处，其中在一个微波波导出口设置在固体燃料的一侧而第二微波波导出口设置在固体燃料 的不同侧。通过这种方式，在固体燃料处理设施132内的一点处，固体燃料的第一侧可接收 较大百分比的总微波能量，而第二侧则可接收较小百分比的总微波能量。在该第一位置， 固体燃料的第一侧可接收最多的微波能量热，而第二侧可从微波能量接收较少的热。在这 种配置中，第二侧可被考虑作为固体燃料处理设施132内冷却下来的位置。在一个实施例 中，随着固体燃料沿处理设施132向下移动，较高百分比和较低百分比的微波能量可能会 改变，以及传送带上的固体燃料可能会在高能量位置和低能量位置之间改变。在一个实施 例中，固体燃料在高能量位置处可变得更热，而在仍然接收微波能量的同时，固体燃料在低 能量位置处能够冷却。这种改变高低能量位置的方法可防止固体燃料处理设施132内部热 异常固体燃料扩展。在一个实施例中，在固体燃料处理设施132的长度上，在不同位置处可
45采用不同的能量水平，从而微波能量可从一侧改变到另一侧，且能量水平可沿着固体燃料 处理设施132的长度改变。此外，微波能量可不仅从固体燃料的一侧交替变换到另一侧，而且也以递增的方 式穿过固体燃料。例如，第一微波出口可设置在固体燃料的第一边缘处。第二位置的第二 微波出口可设置为离来固体燃料的第一边缘而接近固体燃料的中心。第三位置的第三微波 出口可设置为离开中心位置而朝向固体燃料的第二边缘。第四位置的第四微波出口可设置 在固体燃料的第二边缘处。在一个实施例中，随着固体燃料移动通过固体燃料处理设施，这 种微波能量渐进移动通过固体燃料可连续地改变微波能量的浓度并允许固体燃料内的不 同位置变得较冷，同时使处于微波能量集中之处的固体燃料变得更热。这种微波能量浓度 的连续变动可以防止热异常固体燃料扩展。可以理解在固体燃料的处理期间，微波能量跨 过固体燃料的渐变可以根据需要多次重复。除了改变施加到固体燃料不同侧的微波能量之外，随着固体燃料从一条传送带 130移动到另一条，固体燃料可被旋转或混合以将固体燃料从传送带130的一侧移动到传 送带130的另一侧。在一个实施例中，这可通过采用储料漏斗从第一传送带130接收固体燃 料而实现，该储料漏斗可在将固体燃料堆放到第二传送带130之前使固体燃料进行混合。 在另一实施例中，固体燃料可直接从第一带旋转或混合到另一条带上。在多个实施例中，固 体燃料可在微波系统148之间，在微波系统148内部，或在既在微波系统148之间又在微波 系统148内部进行旋转和混合，等等。在多个实施例中，已处理的固体燃料产品可以被混合或混杂以获得定制的固体燃 料混合物。例如，处理过的煤产品可以被混合以产生定制的煤混合物。在多个实施例中， 可在混合设施中进行混合。在多个实施例中，混合设施可以与固体燃料处理设施132相关 联。在多个实施例中，所述固体燃料产品的混合可以在传送带之间进行，或者在固体燃料产 品离开传送设施132时进行，或者从微波系统148显露出来时进行。在另一些实施例中，混 合可以在微波系统148之间进行。例如，为了混合产生定制的煤混合物，可采用不同来源的 煤，例如来自不同矿的煤，本地存货以及具有不同矿物质含量的煤。例如，可在烟煤和褐煤 之间进行混合。在另一个例子中，可将来自不同矿坑的煤相混合。类似地，可采用具有相似 或不同类型特性的煤进行混合。在多个实施例中，所述固体燃料产品可被混合或混杂在一起以降低固体燃料的温 度。在多个实施例中，可采用微波能量源处理固体燃料。通过处理，固体燃料可以被混合。 固体燃料产品的混合可降低固体燃料的温度。相似或不同类型的固体燃料可用于混合。例 如，可在烟煤和褐煤之间进行混合。在另一个例子中，来自于两种不同矿坑的煤可以混合在 一起。在其他实施例中，类型相同但大小、形状以及某种其他类型的特性不同的煤可用于混 合，以降低煤的温度。在另一些其他的实施例中，预处理的煤可用于混合以降低煤的温度。另一种预防性的微波能量管理方法可以是提供不同形状的波导出口以在固体燃 料内部产生不同的微波能量场。在一个实施例中，不同的波导结构可提供不同的微波能量 分布。例如，圆形的波导出口可产生基本上为圆形的能量图案。在多个实施例中，波导出口 的形状可以为圆形、椭圆形、方形、三角形、长方形等等，因此向固体燃料提供形状化的微波 能量。此外，波导可相对于固体燃料的平面成一定角度。具有角度的波导可改变微波能量 分布，例如从圆形变化到椭圆形。在一个实施例中，采用不同形状或角度的波导可提供不同
46的能量分布，其可可被用来防止固体燃料中出现热异常固体燃料。波导可具有一定的形状和角度以提供均勻分布的微波能量和避免微波能量内出 现热点。在一个实施例中，在固体燃料处理设施132的长度上设置不同的波导出口来提供 不同的微波能量分布。不同的能量分可在固体燃料内部形成比其他位置更热的多个位置， 因此在已处理的固体燃料内部形成了各个较热和较冷的位置，这与前述的微波系统的定位 位置相类似。在一个实施例中，较冷的位置可作为固体燃料变得相对较冷的冷站点，从而防 止热异常固体燃料扩展。除了波导形状和角度之外，波导能量可被极化而引导微波能量。极化器可以与波 导形状相组合来进一步分布微波能量进而控制加热固体燃料和防止固体燃料内部的热异 常固体燃料扩展。此外，波导和极化器中的任何一个或两者可以被旋转以提供振荡的微波能量分 布，其中微波能量在固体燃料穿过波导时可绕着固体燃料旋转。另一种预防性微波能量管理方法可以是提供微波系统148，其能向固体燃料提供 各种水平的能量。在一个实施例中，微波能量系统可以是脉冲的或者具有占空比，其中输出 能量随着时间而发生变化。例如，如果能量水平被描述为处于1至10之间(10为最大能 量)，则微波能量可随着时间在5至10之间变化，或者为有高能量和低能量的一些其他组 合。当处于10的设定值时，这一类型的能量波动可用于加热固体燃料，而当处于5的设定 值时允许固体燃料冷却。可以理解这仅是一个示例性的实施例，可以采用不同的占空比，其 可被用来改变来自微波系统的能量水平。微波能量的占空比通过改变对固体燃料的加热和 冷却，使得产生热异常固体燃料所要求的总能量在能量水平降低之前不被施加到固体燃料 上并允许固体燃料冷却，从而可防止热异常固体燃料扩展。在一个实施例中，占空比可以与时间，传送带130的速度，传送带130上固体燃料 的体积，固体燃料的温度等等相关。例如，微波系统的功率水平可依据固体燃料移动通过固 体燃料处理设施132的速度而变化。另一种预防性的微波能量管理法可以是提供多个长度较短的固体燃料处理设施 132，其可允许固体燃料在微波处理站之间获得冷却时间。在一个实施例中，长度较短的固 体燃料处理设施可包含少数几个微波站，其可将降低量的能量输入到每个较短的处理设施 内的固体燃料中，该降低的能量通过提供比产生热异常固体燃料所要求的能量更少的微波 能量，可防止热异常固体燃料。例如，如果典型的固体燃料处理设施132有十个微波站，较 短长度的固体燃料处理设施132可仅包括五个微波站。在一个实施例中，可设置多个较短 长度的固体燃料处理设施132来提供按照希望方式处理固体燃料所需要的总量微波能量。 在一个实施例中，多个较短的固体燃料处理设施之间的距离可以是冷却距离520或冷却站 以允许固体燃料在多个固体燃料处理设施之间进行冷却。在冷却距离520或冷却站处，可 设置冷却设施，其提供用于防止热异常固体燃料扩展的环境，例如冷空气流，局部真空，完 全真空，惰性气体流，气体流，液体的施加，等等。此外，如先前已讨论的，可在较短的固体燃 料处理设施132之间的站处设置单独的组合的预确定和活性热异常固体燃料降低装置。在一个实施例中，在热处理期间扩展的热异常固体燃料的量可以通过对小尺寸的 固体燃料进行处理而得以降低。例如，可通过将固体燃料的尺寸控制为约一英寸的直径而 非约三英寸，从而降低热异常固体燃料的量。在一个实施例中，固体燃料的尺寸(质量)和固体燃料变成热异常固体燃料的趋势(其可被称为热惯性)之间可能存在一定关系，其中 较小的固体燃料可不含会吸收足够能量而变成热异常固体燃料的临界质量的氧化亚铁。此 外，较小的固体燃料尺寸可提供在传送带130上更均勻分布的固体燃料，进而可向固体燃 料提供更均勻分布的微波能量。可以理解小尺寸的固体燃料可与任何前述的预确定、去除 系统或抑制系统组合而在所述固体燃料处理设施内防止和抑制热异常固体燃料。在一个实 施例中，通过仅局部处理大尺寸的固体燃料，可使热处理期间扩展的热异常固体燃料的量 得以降低。在多个实施例中，可通过根本不处理大尺寸的固体燃料而仅仅将较大尺寸未处 理的固体燃料和小尺寸处理过的固体燃料相混合，可使在热处理期间扩展的热异常固体燃 料的量得以降低。在一个实施例中，扩展的热异常固体燃料的量可通过减少固体燃料湿气而得以控 制。如先前所述，较多的固体燃料湿气可防止被处理的固体燃料内的热异常固体燃料扩展。 可仅通过将固体燃料处理至可防止固体燃料扩展的某个湿气水平，来降低热异常固体燃料 的量。例如，固体燃料的起始湿气水平为28%以上，在固体燃料处理设施132进行固体燃料 处理使湿气百分比低于17%，这可引发已处理的固体燃料内部的热异常固体燃料扩展。在 一个实施例中，所述固体燃料处理设施可仅将固体燃料处理至热异常固体燃料通常会发生 的湿气百分比。在一个实施例中，一旦固体燃料到达热异常固体燃料可能发生的某一湿气 百分比，可停止对固体燃料的微波处理，可采用先前所述的一种微波处理方法来调整微波 处理以减少热异常固体燃料的发生，可采用另一种湿气除去的方法(如加热)来处理固体 燃料，等等。再次参考图1，在多个实施例中，控制器144和监视设施134可具有反馈回路系统， 控制器向固体燃料处理设施132和带设施130提供操作参数，监视设施134从带设施130 传感器142接收数据以确定所述操作参数是否要求调整来获得所要求的处理煤。在煤处理 期间，可以对固体燃料处理设施132和带设施130的操作参数进行连续应用和调整。再次参考图1，控制器144可以为计算机装置，其可为桌面计算机、服务器、万维网 服务器、膝上型计算机等等。计算机装置可全都相对于彼此位于本地或者可以分布在处于 远程位置的许多计算机装置上。计算机装置可由LAN、WAN、因特网、内联网、P2P或者使用有 线或无线技术的其他类型的网络连接。控制器144可以是可商购得到的机器控制器，其被 设计用于控制各种装置，或可以为客户设计的控制器144。控制器144可以是全自动的，可 以具有操作参数，超驰控制，可以是手动控制的，可以是局部控制的，可以是遥控的等等。控 制器144被示为带设施130的一部分，但可以不处于相对于带设施130的要求位置上；控制 器144可位于带设施13的起始端或终端或其间的任何一个地方。控制器144可远离带设 施130。控制器144可具有用户界面；用户界面在控制器144处可看到，以及可在远离与控 制器144网络相连接的计算机装置的位置可以看到。控制器144可向带设施130和固体燃料处理设施132系统提供所述操作参数，固 体燃料处理设施132系统可包括入口进料124，预热138，参数控制140，传感器控制142，去 除系统150，微波系统148，冷却设施164，出料设施168，等等。可设置与传送操作参数的控 制器144和传送实际操作值的各种系统和设施进行通信的双重通信系统。控制器144可提 供用户界面，用于显示所述操作参数和实际操作值。控制器144可不能对操作参数进行自 动调节，操作参数调节可由监视设施134提供。
48
监视设施134可以为计算机装置，其可以是桌面计算机、服务器、万维网服务器、 膝上型计算机等等。计算机装置可全都相对于彼此位于本地或者可以分布在处于远程位置 的许多计算机装置上。计算机装置可由LAN、WAN、因特网、内联网、P2P或者使用有线或无线 技术的其他类型的网络连接。监视设施134可具有与控制器144相同的操作参数，并可从 各种设施和系统接收相同的操作参数。监视设施134可具有比较所述参数产生设施128提 供的要求传感器参数和传感器142提供的实际操作值的运算法则，并确定是否要求改变操 作参数。例如，监视设施134可比较在特定带设施130位置处的实际蒸汽传感器值和要求 的传感器值，并确定微波功率是否需要增加或减少。如果操作参数的变化要求调整，可将调 整后的参数传送到控制器144，以被应用到合适的装置或设备中。监视设施134可继续监视 固体燃料处理设施132和带设施130系统，以进行参数调整。作为一个更完全的例子，控制器144可为带设施参数控制器140提供操作参数，以 进行各个带设施130系统的操作。在煤处理进行中，监视设施134可监视传感器142以确 定被处理的煤是否满足为获得希望的被处理煤的传感器要求。如果在所要求的传感器读数 和实际传感器读数之间存在的δ超过可接受的限值，监视设施134可调节一个或更多个所 述操作参数，并将新的操作参数提供给控制器144。控制器144可接收新的操作参数并将该 新的参数传送到参数控制器140以控制各个带设施130系统。监视设施134也可从反馈设施174和煤输出参数设施172接收来自煤处理过程终 端的反馈信息。这两个设施可接收处理煤的最终特性并将此信息传递给监视设施134。监 视设施134可比较最终已处理煤特性和煤期望特性122，以确定是否要求调整操作参数。在 一个实施例中，监视设施134可采用合并实际操作值和最终已处理煤特性的运算法则以确 定对操作参数进行调整。调整可然后传送到控制器144中，以修正操作固体燃料处理设施 132系统。图1中所示的各个煤处理设施132系统和设施的功能和相互作用可通过利用固体 燃料处理设施132进行处理的煤的一个例子来阐述。在该例子中，固体燃料处理设施132的操作者可为将特殊处理过的煤送到客户而 选择在固体燃料处理设施132中进行处理的原煤。固体燃料处理设施132可为最终的已处 理煤选择起始煤和煤期望特性122。如前所述，所述参数产生设施128可产生进行对选定的 煤进行处理的操作参数。参数可包括要处理的煤的体积比，空气环境，传送带速度，煤温，微 波功率，微波频率，要求的惰性气体，要求的传感器读数，预热温度，冷却温度，等等。所述参 数产生设施128可将操作和传感器参数传送到监视设施134和控制器144 ；控制器144可 将操作和传感器参数传送到参数控制器140和传感器系统142。继续该例子，进料设施124可从向固体燃料处理设施132供应煤的煤矿102或煤 储存设施112中的一个接收原煤。原煤可以从位于固体燃料处理设施132处的一个存储区 域供应。进料设施124可具有输入段、过渡段、适配器段，其可接收和控制可进入固体燃料 处理设施132的煤的流动和煤的体积。进料设施124可具有进料系统，如传送带300、推进 加料器等等，其可将原煤送入到带设施130中。在一种示例性实施例中，进料设施可根据控制器144提供的所述操作参数控制输 入到带设施中的原煤的体积比。进料设施可以根据控制器144提供的参数来改变进料系统 的速度。在一个 施例中，进料设施124可以以持续的比率将原煤供应给带设施130，或者可以以变化的或者脉冲的比率按照煤的批次向带设施130供应原煤；煤批次之间可具有预 定的间隙。在该示例中，带设施130可从进料设施124接收原煤，以将原煤输送通过各煤处理 过程。煤处理过程可包括预热138处理，微波系统148处理，冷却处理164，等等。带设施 130可具有输送系统，该输送系统被包含以形成可处理煤和实施方法的腔室。在多个实施例中，输送系统可以为传送带300，一系列单个的容器，或其其他可用 开移动煤通过处理过程的输送方法。输送系统可由能支撑高温处理煤的材料(例如金属或 高温塑料)的材料制成。输送系统可允许非煤产品从煤中以气体或液体形式释放出；释放 出的非煤产品可能需要由带设施130收集。输送系统速度可由控制器144操作参数变化地 控制。带设施130输送系统的运转速度可以和进料设施124的速度相同以保持煤输入量的 平衡。在带设施130腔室内，可保持空气环境，其可被用来帮助释放非煤产品，防止早熟 的煤点燃，提供气流以将非煤产品气体移动到合适的去除系统150中。空气环境可以是干 空气(低湿度或无湿度)以帮助从煤中除去湿气，或者可被用来引导任何形成于腔室壁上 的冷凝湿气到液体收集区。带设施130腔室可具有惰性或局部惰性的气体氛；惰性的气体氛可防止在高温期 间煤被点燃，而高温是除去一些非煤产品(例如硫)所需要的。惰性气体可由反点燃设施154供应，该反点燃设施154可存储向带设施130腔室 供应的惰性气体。惰性气体包括氮，氩，氦，氖，氪，氙和氡。氮和氩可以是用于提供非燃烧 性气体氛的最普通惰性气体。防点燃设施154可具有气体供应罐，其中装有供给腔室的惰 性气体。输入惰性气体以产生合适的气体环境，这可有控制器144操作参数进行控制。控 制器144可采用来自腔室内的传感器(传感器可测定实际的惰性气体混合物)的反馈来调 节惰性气体流。在传感器142的基础上，控制器144可增加或减少惰性气体流而保持由控 制器144和参数产生设施128提供的气体氛操作参数。如果带设施130腔室采用氮作为惰性气体，可在气体发生设施152现场产生氮。例 如，气体发生设施152可采用压力回转吸收(PSA)方法来提供带设施130腔室所要求的氮。 气体发生设施152可向防点燃设施供应氮用于插入到腔室中。进入腔室的氮流可由控制器 144控制，如前所述。采用正压或负压施加任何一个所供应的气体环境，从而提供腔室内的气体流。可 采用正压将气体输入到腔室内，使气体流过带设施130煤并从腔室内的出口区域流出。在 一种类似的方式中，可提供负压以将气体引入到腔室中和越过煤。可采用任一种方法来收 集非煤产品释放气体到去除系统150中。在示例性的实施方式中，通过测定气体速度，气体方向，输入压力，输入压力等等， 控制器144可控制腔室中的气体流。控制器144通过改变带设施内的风扇和送风机可提供 对气流的控制和调节。在带设施130腔室内可保持真空或局部真空来进行煤的处理。真空环境对从煤中 除去非煤产品可提供额外的帮助，通过除去有利于煤点燃的环境，也可防止煤被点燃。随着煤在带设施130中的继续处理，煤可以首先进入预热设施138。预热设施138 可将煤加热到操作参数规定的温度；所述操作参数可由控制器144提供。煤可被预热而从煤中除去表面湿气和正好在表面下方的湿气。除去这一过量的湿气可允许将随后被使用的 微波系统148更有效，理由是吸收微波能量的表面湿气量为最小。预热设施138可包含和带设施130的其余部分相同的气体氛，或可包含不同的气体氛。预热设施138可使用和带设施130的其余部分相同的输送设施，或可具有其自身 的输送设施。如果预热设施具有自身的输送设施，其可由控制器144控制并可改变其速度 以确保在预热期间除去适当的湿气。湿气的除去可由水蒸汽传感器感测，或者可由煤之前 和之后的重量来确定已经被预热设施138除去的湿气体积。在一个实施例中，传感器142 可按照处理中的规模在预热之前和预热之后测定煤的重量。关于从煤中除去的有效量的湿 气，可对控制器144进行反馈，且控制器144可根据需要调节预热设施138输送系统的速度 进行补偿。在预热设施138之后，煤可继续在带设施130中的煤处理过程，采用至少一个微波 /无线电波系统(微波系统)148来处理煤。微波系统148电磁能量可由装置，例如磁控管， 速调管，振动陀螺仪、等等产生。微波系统148可将微波能量输入到煤中而加热非煤产品和 从煤中释放非煤产品。由于加热煤中的非煤产品，煤可被加热。非煤产品的释放可在存在 从固体到液体、液体到气体、固体到气体的材料相变化或其他允许非煤产品从煤中释放出 的相变化时发生。在带设施130中，在可采用多于一个的微波系统148的情况下，微波系统148相对 于输送系统可以是并联定位的，串联定位的，或者串并联组合定位的。如以下更详细讨论的，微波系统148可以是平行的，其中可以有多于一个的微波 系统148组合在一起形成单一的微波系统148处理站。该单一的站可允许采用几个较小的 微波系统148，允许在单一站点采用不同的频率，允许在不同站点采用不同功率，允许在单 一站点采用不同占空比，等等。在沿着带设施130设置多于一个的微波系统148站的情况下，微波系统148也可 串联安装。串联的微波系统148站既可以是分开的微波系统148也可以是一组平行的微波 系统148。串联的微波系统148站可允许煤在沿着带设施130的不同序列的1微波系统148 站处进行不同的处理。例如，在微波系统148的第一站处，可试图从煤中除去水湿气，这可 能需要某种功率、频率和占空比。在微波系统148的第二站处，可尝试从煤中除去硫，这可 能要求不同的功率、频率和占空比。例如，带设施130可包括沿带设施130全程设置的十个 或更多的微波系统148，它们可以是并联的、串联的、交错的等等，并且在任何布置中沿着带 设施130的数目可以是增加的或减少的。本领域的技术人员应该理解可沿着带设施130设 置任何数量的微波系统148，带设施130可为任意长度，固体燃料处理设施132中可包含任 意数量的带设施130。利用一系列微波系统还可允许在微波系统148之间设置其他的处理站，例如让 非煤产品完全释放的等待站、非煤产品去除系统150站，记录非煤产品释放的传感器系统 142，等等。微波系统148站系列可允许在带设施130的不同阶段释放和除去非煤产品。这可 有利于保持除去的非煤产品被分开并被合适的去除系统150收集。这也允许将一个微波系 统148映射到一个处理步骤或一系列的处理步骤，从而特殊的微波系统148可被用来进行
51特殊的处理步骤或一系列处理步骤。因此，例如，微波系统148仅为那些需要进行的处理步 骤而激活。在该示例中，如果无需进行处理步骤，则无需激活关联的微波系统148 ；如果需 要重复处理步骤，则可再次激活关联的微波系统148，例如为除去在第一次激活之后尚未完 全除去的非煤产品。在该示例性实施例中，对微波系统148的控制可包括一系列的控制步骤，例如传 感、监视煤处理过程的状态，调节操作参数，以及将新的操作参数应用到至少一个微波系统 148。如将被进一步讨论的一样，为向微波系统148提供操作参数的控制、调节和反馈过程 在基本同一时候可适用于一个或更多个微波系统。至少一个微波系统148可由控制器144控制。在多个实施例中，控制器144可提 供控制微波频率、微波功率、微波占空比(例如脉冲或连续的)的操作参数。控制器144可 已经从参数产生设施128接收初始操作参数。对微波系统148的控制可实时进行，例如，可 将操作参数应用到微波系统148，传感器142提供处理值，监视设施134接收和调节操作参 数，操作参数的反馈被提供至控制器144，然后必要时重复控制循环。控制器144可将操作参数应用到一个或更多个微波系统148。通过应用控制器144 命令的功率、频率和占空比，微波系统148可进行响应，从而根据控制器144命令在特殊站 点处处理煤。微波系统可要求用于处理煤的大量功率。为进行固体燃料处理设施132的微波系 统148的某些实施例，所要求的微波功率可能至少为15kW，频率为928MHz或更低；在其他 实施例中，所要求的微波功率可能为75kW，频率为902MHz。微波系统148的功率可以由高 压输入传输设施182供给。设施182可以逐步增加或降低电源的电压以满足微波系统148 的要求。在多个实施例中，微波系统148可具有多于一个的微波发生器。功率输入系统180 为达到电压要求可提供对高压输入传输设施182的连接。如果固体燃料处理设施132位于 发电设施204处，功率输入180可直接从发电设施204提供的电力功率取得。在其他实施 例中，功率输入180可从当地的电力网获得。如本文所述，固体燃料处理设施132可利用磁控管1800来产生处理固体燃料(例 如煤)的微波。图18示出了磁控管，其可被用作固体燃料处理设施132的微波系统148的 一部分。在多个实施例中，磁控管1800可以是大功率真空管，其产生相干的微波。一个空穴 磁控管1800可由充当阴极1814的热灯丝组成。例如110安培的大电流可通过灯丝。磁控 管700可通过高压直流(DC) 1902电源保持在高的负电势下。阴极1814可设置在抽空的、 浅裂的、圆形腔室的中心处。腔室的外部浅裂部分可以充当阳极1810，吸引从阴极发射出的 电子。可采用磁体或电磁体施加磁场，从而导致从阴极1814发射出的电子沿着圆形路径向 外盘旋。浅裂的空穴1808沿着其长度方向开口，如此连接到共同的空穴1812空间。当电 子掠过这些开口时，电子可在共同的空穴1812中诱导共振高频无线电场，其反过来使电子 聚束。共振频率可以为915MHz。无线电场可保持电子处于电磁体内部。该场的一部分被连 接到波导装置的短天线抽出。波导装置可引导和/或启动RF能量从磁控管抽出而到达固 体燃料，从而加热和处理固体燃料，如前所述。替代性地，来自磁控管的能量可直接从天线 传递到固体燃料，而不采用波导装置。在一个实施例中，可包括阳极、灯丝/阴极、天线、磁体的磁控管可以是IOOkW或更 大功率的，例如为125kW。在磁控管的任意实施例中，高功率的微波发生器可产生过量的热。
52较高功率的磁控管可由改进的水冷却设施启动。改进的水冷却可包括有位于磁控管周围或 内部，有水流过的脉管。在一个实施例中，较高功率的磁控管也可由灯丝周围的改进结构启 动以控制发射的微波能量。在一个实施例中，可采用改进的空气冷却设施启动较高功率。例 如，空气处理器可从气体氛中抽取空气来冷却发生器壳体，然后空气又排出回到气体氛中。 进入发生器的空气可以是经过预先冷却的。进入发生器的空气可被过滤，例如HEPA-过滤。 在一个替代性实施例中，风扇可从发生器抽取热空气，并从热交换器排出空气进入到发生 器壳体中。在一个实施例中，施加到磁控管1800的大电势可导致DC电压间隙。电压离DC越 近，则从磁控管获得的性能越好。电势差区别可足够大，使得电极在烧灯丝的时候将越过电 压间隙。为了控制这种现象，磁控管可包括灯丝变压器或PWM调制控制器，作为磁控管的控 制手段。在一个实施例中，磁控管1800可具有陶瓷拱顶，该陶瓷拱顶能够冷却磁控管。在一个实施例中，从磁控管发射的微波能量可直接辐射到腔室中，而不使用波导 装置。磁控管可被相对于所述腔室定位成使得能量的发射可被送至所述腔室，而不用任何 中间结构。例如，磁控管可被定位在腔室的室顶上，而天线可被定位成邻近室顶中的一个开 口或室顶中的微波透射材料。通过天线从磁控管发射的微波能量可进入波导装置。由于微波能量不可能穿过实 心导体，所以天线将RF功率辐射到波导装置中，波导装置可将微波能量从其源传送到腔室 内。波导装置可以是中空结构，该中空结构可让能量传播通过其中并且反射离开波导装置 的内部部分。在实施例中，天线可将微波能量发射到波导装置中，波导装置可以是矩形的、 圆形的，圆柱形，卵形，方形，椭圆形，三角形，抛物线形，圆锥形，或任何其他形状或几何学 形状。所述波导装置的形状可以改变波导装置的能量传播特性，或影响通过波导装置传播 的能量的能量分布模式。根据微波的频率，波导装置可以由导电材料或介电材料，如黄铜、 铝等等来构造。在一个实施例中，波导装置的尺寸可以是变化的。例如，波导装置可以是曲线状 的，弯曲的，直的等等。波导装置可为任意长度。例如，位于邻近腔室的平坦表面上的磁控 管可具有垂直于磁控管运转的波导装置，可朝向腔室弯曲，在进入腔室之前在腔室的顶部 处再次弯曲。输运参见图25，矩形波导装置有利于微波能量传播穿过波导装置的这一部分。在 一个实施例中，微波能量被辐射进入矩形波导装置，能量波以从沿着Z字形从波导装置内 壁一侧反射到另一侧的方式行进通过矩形波导装置。矩形波导装置中的Z字形图案可由波 导装置的宽度确定。例如，图25A中所示的波导装置比图25B中的装置更窄。随着能量行 进通过较窄的波导装置，入射角可以小于较宽波导装置的入射角。在多个实施例中，微波能 量可继续传播通过如图25中所示的波导装置直至其进入波导装置的另一部分，进入极化 镜组件，进入腔室，等等。在一个实施例中，辐射通过矩形波导装置，例如TElO波导装置的 微波能量可被线性极化。在多个实施例中，从天线接收 动能量的波导装置可与另一波导装置相连接，其 中极化可保持不变，也可被改变。可用于本发明中的极化可以是线性极化，圆形极化，椭圆 形极化等等。在线性极化中，电场矢量中两个正交的(垂直的)分量处于同相。在线性极化的情况下，两个分量的强度比是恒定的，因此电场矢量的方向(这两个分量的矢量和)是 恒定的。由于矢量尖端的轨迹是平面内的一条单线，这一特定的例子被称为线性极化。该 线的方向取决于电场矢量的这两个分量的相对幅度。在圆形极化中，电场矢量的两个正交 分量具有刚好相同的幅度，正好为90度异相。在此情况下，一个分量为0，此时另一个分量 处于最大或最小幅度。有两种满足这一要求的可能的相关系x分量可以在y分量之前90 度，或落后于y分量90度。在这一特定情况下，电矢量的轨迹是平面内的圆，因此这一特定 情况被称为圆形极化。电场旋转的方向取决于存在哪一个两相关系。根据电矢量以何种方 式旋转，这些情况被称为右手圆形极化和左手圆形极化。所有其他的情况，即电场矢量的两 个分量不同相，且任何分量都不具有相同的幅度和/或并非90度异相的情况被称为椭圆极 化，理由是电矢量的轨迹是平面内的椭圆(极化椭圆)。在多个实施例中，对本发明而言，一 类极化可优于另一类极化。例如，圆形极化的微波能量可用于获得电场在垂直和水平方向 上平衡的分量，并能改善跨过煤的能量分布。参见图26，图中示出了圆形极化器的横截面图(图26A&B)和仰视图(图26C)。在 该实例中，从矩形波导装置过渡到圆形波导装置。联接器2604或矩形至圆形变压器包括矩 形凸缘2602以连接到矩形波导装置，还包括形成从矩形凸缘2602到圆形凸缘2608的光滑 过渡的一部分。在多个实施例中，联接器2604使由例如矩形波导装置提供的输入波导装置 与圆形波导区相匹配。凸缘对阻抗匹配是很重要的。参见图27，其公开了联接器2604的一 个实施例。当辐射通过联接器2604时，微波能量可进入极化波导装置2610。在多个实施例 中，可不存在将联接器2604连接到极化波导装置2610的凸缘，相反，极化波导装置2610和 联接器可连续形成为单件。在任何情况下，联系在一起的联接器2604和极化波导装置2610 可被称作极化组件2600。参见图26B，仰视图示出了从极化组件2600的端部来看，极化部 件2612，2614放置在极化波导装置2610中。在一个实施例中，极化波导装置2610的尺寸可被设定为便于以特定频率例如 915MHz进行操作。例如，剖面长度，圆柱形剖面长度，变压器长度，以及凸缘厚度都可被修改 以便于使极化组件在特定的无线电频率下进行操作。参见图28，途中公开了圆形极化波导 装置2610的一个实施例。在一个实施例中，极化波导装置2610可修改进入的微波能量的极化。继续参见图 26，极化元件2612，2614可被设置在极化波导装置2610内或与极化波导装置2610集成为 一体。例如，极化元件2612，2614可被塑形以呈现为当微波能量辐射穿过波导装置2610时 微波能量所行进的路径中的障碍。当微波能量遭遇极化元件2612，2614时，能量的反射可 被改变，从而微波能量变成被圆形地极化。在多个实施例中，在波导装置中可只设置一个极 化元件2612，或者波导装置中可有多个元件。在多个实施例中，极化元件2612，2614可以是 相同的，或者其被不同地塑形。例如，一个极化元件2612可比第二个极化元件2614更大。在一个实施例中，极化元件2612,2614的形状可以是绕穿过其中心的平面成对称 形状。在一个实施例中，极化元件2612，2614可根本不具有不对称性。在另一个例子中，极 化元件可以是不对称的，例如通过具有一个凸起或升高的部分。极化元件2612，2614可被 塑形成以特殊频率例如915MHz操作。例如，可设定总长度、端部间隔，以及中间部分长度的 尺寸，以便于以特殊频率操作。极化元件2612，2614可包括凸缘或其他附连手段以允许将
54极化元件附接到波导装置。在一个实施例中，极化波导装置2610可以是挤出的，从而极化 元件2612，2614和波导装置整体成形。在一个实施例中，圆形极化波可提供对存在于中的湿气成分进行加热的有效方 法。煤裂缝内的湿气成分是水。水是通过在一端带正电荷另一端带负电荷的形成的电偶 极。当交变的电场，例如由圆形极化无线频率波形成的电场被施加到水电偶极时，其试图让 其自身和电场对准。然而，由于交互电场，水分子进行随机运动。进一步地，随机运动产生 了热，因此煤裂缝内的湿气成分也被加热。波导装置内的圆形极化能量可加热煤裂缝的湿 气成分。即时当无线频率波不是圆形极化时，湿气成分仍然可以被加热，但这种加热的效率 可能降低。因此，对最大程度地加热煤裂缝，可采用圆形极化。圆形极化产生了恒定变化的 电场，其随着时间描绘出一个圆形。微波能量通过多个波导装置可从磁控管1800传播到装有固体燃料的腔室2900， 例如图29中所示。在这一实施例中，微波能量可首先传播通过波导装置到达矩形波导装置 2902的笔直部分，然后被矩形波导装置2904的弯曲部分改变方向。矩形波导装置2904的 弯曲部分然后以界面方式连接到极化组件2600，如本文所述。微波能量可然后通过开口进 入腔室内，在此微波能量可能以圆形极化的微波能量形式出现在2910中。在此例子中，圆 形极化的微波能量然后向固体燃料呈现恒定地改变其极化方向的微波能量。这可有助于增 加用于加热固体燃料的微波能量的有效性，因为碰撞到固体燃料的微波能量现在均通过所 有极化方向进行循环，从而允许独立于固体燃料的取向进行加热。在多个实施例中，进入腔 室2910中的微波能量可以为任何极化方向的，例如直线的，圆形，椭圆等等。进入腔室2910的微波能量可被固体燃料吸收，或从其反射出，此时仅有吸收的能 量对加热固体燃料有贡献。因此被反射的能量，其有时也被称为返回的能量，可代表“损 失”的能量，如此会导致固体燃料处理设施132中的能量低效。因此，返回的能量的百分比 可称为回波损耗。回波损耗可被规定为百分比，如10%回波损耗，即是说90%被辐射进入 腔室2910的能量被固体燃料吸收而10%被反射回。另一种规定回波损耗的方式是将百分 比转换为分贝。例如，分贝，在本例中为等于所返回的百分比的对数值(底为10)的10倍。 也就是说，10 %回波损耗等于0. 1的log值的10倍，即为-10dB。类似地，1 %回波损耗等 于-20dB，2%回波损耗等于-17dB，等等。或者，通过将分贝值除以10然后进行反对数计 算，分贝值可以转换回到百分比回波损耗，例如_15dB可大致等于3. 2%回波损耗。在实施 例中，回波损耗可被用来比较呈现来自磁控管1800，进入腔室2910，以及被固体燃料吸收/ 反射的微波能量的多个不同结构。在实施例中，回波损耗可以是未被固体燃料吸收的能量，可能需要被其他设施吸 收以最小化被反射回到的微波能量，出口波导装置随后又将能量引导回到磁控管1800。在 一个实施例中，反射的能量可被水循环器等等吸收。此外，可以设定波导装置，腔室2910以 及固体燃料的结构特性，其可帮助将回波损耗降至最低，例如腔室2910的图案(pattern)， 腔室2910中固体燃料的图案，波导装置的出口的形状(波导装置的出口将微波能量引到腔 室2910中)，出口波导装置和腔室2910的阻抗匹配，等等。在多个实施例中，回波损耗的最小化可以是在确定波导装置和腔室的最佳物理结 构以及波导装置和腔室之间的界面时最主要的考虑。波导装置可以具有多种形状，例如椭 圆形、圆锥形、圆形、圆柱形、抛物线形等等，此时波导装置的形状可以影响从磁控管到腔室的微波能量的传播效率和极化方向。波导装置也可具有多个插件，其也可影响微波能量的 传播效率和极化方向，其中插件对极化图案的改变、阻抗匹配、测试点等等可以是特殊的。 插件可以为多种形状中的任何一个，例如矩形、卵形、对称的、不对称的等等。此外，从波导 装置到腔室2910的出口孔形状可以为多种形式和形状，例如形状可以为椭圆、圆、抛物线、 狭长切口、十字切口等等，以及三维形状可以为球形、椭圆体、抛物面等等。在多个实施例中，波导装置、波导装置中的极化元件、从波导装置至腔室2910的 出腔室2910等等的形状可提供传递到固体燃料上的能量的不同能量效率，且进一步地，可 以用回波损耗来表征。此外，波导装置、波导装置的插入件、从波导装置到腔室2910的形 状、腔室2910等等的形状，可提供穿过腔室2910内固体燃料的不同空间覆盖图案，其可包 括改变跨越覆盖图案的功率强度。在多个实施例中，功率效率(其可最大化传送到腔室 2910的能量)，以及空间覆盖图案(其可最大化传递跨越腔室2910内固体燃料样品的功 率)，都可以是所选择的波导装置_出口-腔室结构的重要考虑因素。在多个实施例中，不同的空间覆盖图案可满足固体燃料处理设施132的各种需 要，例如提供跨过固体燃料样品区的宽的平均覆盖，在固体燃料样品在出口孔下传递时提 供跨过带600的窄条覆盖，提供沿着传送带的一群出口孔以最大化整体覆盖等等。例如， 图30示出了沿着传送固体燃料的带600的出口孔3002阵列3000。在该示例中，固体燃料 从左侧进入，在带600的承载下穿过腔室2910。阵列3000的第一出口孔3002A处于带的 顶部附近，可向沿着带的那一部分行进的固体燃料样品提供微波辐射。然而，可从第一出口 孔3002A得到的最大功率强度可能提供给中心处以及朝向带底部的样品。但随着传送带 600穿过腔室行进到右面，来自另外的出口孔3002的微波辐射可向中间和底部的那些样品 提供更大的功率强度。例如，第二出口孔3002B可向图中带底部的样品提供辐射，出口孔 3002E可向图中朝向带中间的样品提供辐射，等等，另外的出口孔可以提供集料中的总覆盖 面积的方式设置，从而在固体燃料的样品已经到达图中的极右端时它已经被提供了充足的 辐射以满足固体燃料处理设施132的要求。在多个实施例中，出口孔，不管是作为阵列3000的一部分，还是设置为单独作用， 可根据它们不同的物理结构而产生不同的辐射方向图，例如由圆形极化器、角状天线、椭圆 形带脚天线，抛物面反射器等等产生的图案。此外，这些结构图案可以例如在阵列3000中 组合，以多种方式中的任何一种组合以获得对传送通过腔室2910的固体燃料的全面覆盖。在多个实施例中，与出口孔3002相关的一种结构可以是如本文所述的圆形极化 器组件2600。图31示出了一个该类的圆形极化器组件2600结构，其由波导装置2902的矩 形部分送入，其沿着轴向输出辐射进入腔室2910。图32示出一种可能的辐射方向图，可从 出口孔3002碰撞到腔室内的带上，其可由这类圆形极化组件2600得到。图33示出了一种 可从一列圆形极化器组件2600出口孔3002得到的辐射方向图。注意这仅仅是多个可能的 阵列结构中的一个，其可包括不同数量的出口孔、不同取向的圆形极化器、不同尺寸的出 口孔、不同类型的辐射器结构等等。在实施例中，一个与出口孔3002相关联的结构可以是角形天线3402，如图34所 示。在该例中，角形天线3402显示为锥形，并且由此可使碰撞辐射场更均勻。图35示出了 一种可能的辐射方向图，可从出口孔3002碰撞到腔室2910中的带上，，这可由这种锥形号 角天线3402导致。图36示出了利用锥形号角天线的一种替代性构造，其中在锥形号角天线3402和矩形波导装置2902之间设置有椭圆形隔膜3404。图37示出了一种可能的辐射 方向图，从该类替代性构造的出口孔可碰撞在腔室2910内的带上。在多个实施例中，与出口孔3002相关的一种结构可以是椭圆形号角天线3902，如 图38所示。在此情况下，椭圆形号角天线3902的宽高比为2 1。图39示出一种可能的 辐射方向图，可从出口孔3002碰撞腔室2910内的带上，其可以是从这类椭圆形号角天线 3902获得的。图40示出了一种可从一列椭圆形号角天线出口孔3002获得的辐射方向图， 其中两个出口孔3002V在图中为垂直取向，而第三个出口孔3002H则为水平取向。注意这 仅是多个可能的阵列结构中的一个，其可包括不同数量的出口孔、不同方向的椭圆号角天 线、不同尺寸的出口孔、不同类型的辐射器结构等等。作为辐射器的尺寸可如何改变辐射方 向图的一个示例，图41示出了宽高比为1.5 1的椭圆形号角天线的辐射方向图。在图41 中的场区开始显示分离时，注意图39和图41之间的图案的不同。在多个实施例中，与出口孔3002有关的一个结构可以是抛物面天线4202，如图42 所示。在该例中，矩形波导装置被示出为沿着腔室2910的平面取向，并终止于抛物线形的 反射表面，在该表面的下方是出口孔3002的开口。在这种配置中，沿矩形波导装置2902向 下行进的辐射可通过抵达出口孔3002的开口而引出到腔室内。此外，辐射可被反射离开抛 物面天线4202的表面而进入腔室2910。图43示出了一种可能得到的辐射方向图，如可以 从出口孔3002碰撞到腔室2910内的带上，这可由该类抛物面天线4202获得。注意辐射方 向图是如何在传播方向上被拉平，抵达出口孔3002紧邻区域外的区域。在多个实施例中，与出口孔3002有关的结构可以是具有延伸的抛物线表面4202 的抛物面天线，如图44。在该例中，矩形波导装置被显示为沿着腔室2910的平面取向，并终 止于延伸的抛物线形的反射表面，在该表面下是出口孔3002的开口。在这种配置中，沿矩 形波导装置2902向下行进的辐射可通过抵达出口孔3002的开口而引出到腔室内。此外， 辐射可被反射离开延伸的抛物面天线4202的表面，并进入腔室2910。图45示出了一种可 能得到的辐射方向图，如可从出口孔3002碰撞到腔室2910内的带上，这可从该类延伸的抛 物面天线4202获得。尽管某些实施例已被用于阐述可获得的到固体燃料上的辐射的可能图案，但应该 理解的是，多个结构中的任何一个，包括多种形状辐射器的阵列3000，可用来帮助建立碰撞 到固体燃料上的辐射方向图。还应该理解的是，尽管改变功率水平可能影响辐射器结构的 功率密度，但分配的形状可保持相同。此外，固体燃料内的能量分布可作为固体燃料分布形 状、传输到固体燃料上的辐射的复合形状、耦合的模式等等的函数而进行变化。在实施例中，系统的有效性和效率可被监视，例如监视固体燃料的温度、向磁控管 1800t的输入电压、通过波导装置组件的能量损失、通过波导装置内的功率耦合器测定的传 输辐射强度、通过出口孔附近波导装置内的功率耦合器测定的反射辐射强度等等。此外，固 体燃料在带600上的分布可影响吸收的辐射，例如固体燃料的厚度、固体燃料的密度、所采 用的筛选器或格栅、，固体燃料的颗粒尺寸和空间分布等等。因此，对系统的输入功率可作 为带600上的固体煤的分布的函数而被调节。图19示出了磁控管1800的高压供电设施。通过导线提供给空穴磁控管1800来 进行固体燃料处理的高压DC 1902可以为高压，例如5，000VDC, 10，000VDC,20, 000VDC, 50，000VDC等等。在实施例中，高压的典型范围可以是20，000-30，000VDC。该高压DC 1902
57可从电力设施得到，形式为单相或多相交流电(AC)功率180电压，并通过高压输入传输设 施182转换为高压DC 1902。供应AC电压功率180的电力设施例如可以为公共操作的设 施，也可以是私下操作的设施。由电力设施提供的AC电压功率180可以是120VAC，240VAC, 480VAC, 1000VAC, 14，600VAC, 25, 000VAC等等。在多个实施例中，现场采用的典型电压可以 是160kV AC，且可典型地为三相。由于可能有必要将设施AC电压功率180转换为磁控管所 采用的高压DC1902，由于高压输入传输设施182的电低效可导致一些电功率损失。可以希 望减少与高压输入传输设施182有关的这些电功率损失，以便将与固体燃料处理设施132 有关联的设施的经营成本减至最小。高压输入传输设施182的结构中可利用多个实施例。图20示出了无变压器高压输入传输设施2000，其是高压输入传输设施182的一 个实施例。无变压器高压输入传输设施2000可将高压AC功率180，在本实施例中可以 为14，600VAC，直接转换为磁控管1800所要求的高压DC 1902，在多个实施例中，这可以为 20, OOOVDC0通过将高压AC电源直接转换成高压DC 1902，可淘汰一些中间步骤，这可允许 功率效率得以改善，并因此降低固体燃料处理设施132的操作成本。在实施例中，淘汰步骤 可包括采用变压器将设施高压AC功率180逐步降低到低压AC，整流以产生低压DC，然后再 次用升压变换器将DC逐渐调回到磁控管所要求的高压DC 1902A的过程。通过淘汰高压输 入传输设施182中的这些中间阶段，效率和可靠性都得以改善，同时也减少了资金和维护 成本。无变压器高压输入传输设施2000的第一阶段引入高压AC功率180并将其传递通 过高速高电流断路器2002 (有时也称为断续器)。断路器是自动操作的电开关，其被设计用 来保护电路不会因为过载或短路而被破坏。从该设施为输入高压AC电源功率180的每一 相设置一个高速高电流的断路器2002。该高速高电流的断路器2002应该足够快，从而在无 变压器高压输入传输设施2000内的短路条件发生时打开电路，以保护设施的电分配系统。 该高速高电流的断路器可提供对设施的电分配系统的电绝缘和保护，否则可由其他部件， 如变压器2102提供。采用高速高电流断路器2002替代变压器2102可允许获得更大的电 功率效率，因为变压器2102由于低效会造成电功率损失，而高速高电流断路器则不会。该 高速高电流断路器2002也可用于保护系统中的磁控管1800。电压的波动或尖峰可瓦解磁 控管1800的电场。这可导致系统损失传递到固体燃料的微波功率，并可能导致磁控管被破 坏。无变压器高压输入传输设施2000的第二阶段引入从高速高电流断路器输出的高 压AC 2010并将其传送通过整流器阶段2004，其在此转换成高压DC 1902。整流器2004为 电装置，包括设置为将AC电压转换为DC电压的一个或更多个半导体装置，例如二极管、闸 流管，SCRs, IGBTs，等等。非常简单的整流器2004的输出可描述为半-AC电流，其随后被 过滤成为DC。实际的整流器2004可以是半波的、全波的、单向桥、三相3脉冲、三相6脉冲 等等，其在与滤波组合时产生各种量减少的残留AC波纹。得到的整流器2004的输出高压 DC1902也可以是可调节的，例如通过改变SCR的点弧角。该输出的高压DC 1902可被调节 至输入AC电压功率180的理论上最大的峰值。作为一个示例，14，600VAC的输入AC功率电 压180理论上可满足要求的20，OOOVDC0如果高压DC 1902满足到磁控管1800的输入高 压DC 1902A的要求，则如图20中虚线所示的最终DC-DC变换器2008阶段可以不需要。由 于DC-DC转换器的效率可能为80%，85%，95%等等，通过淘汰对它们的需要，可获得对固体燃料处理设施132的进一步的电功率效率。如果需要，无变压器高压输入传输设施2000的第三阶段是DC-DC变换器2008。在 这一实施例中，可能仍然需要设置在整流器2004阶段和磁控管1800之间的DC-DC变换器 2008，如果从整流器输出的高压DC 1902不够高，难以满足磁控管1800的高压DC 1902A输 入的要求。DC-DC变换器2008是电路，其将DC源从一个电压转换为另一电压。一般而言， DC-DC转换器进行转换的方式是通过施加DC电压通过感应器或变压器达一定时间，例如在 IOOkHz至5MHz的范围内，这导致电流流过它并有磁力地存储能量。然后可关掉电压，使得 已存储的能量以受控制的方式转移到电压输出。通过调节开关时间的比率，即使是电流要 求变化时也可调节输出电压。在这一实施例中，DC-DC变换器的需要可取决于供给的高压 AC电源功率180的电压水平。例如，在12，740VAC设施分配电压功率180的情况下，整流器 2004可提供的最大高压DC 1902小于18，OOOVDC0如果磁控管1800要求的高压DC 1902A 为20，000VDC,则在该例中，需要DC-DC变换器2008阶段来将电压升至较高的电压DC 802A 以满足磁控管1800的要求。在无变压器的功率变换设施2000中包括高速高电流断路器也可保护电力设施的 电系统在固体燃料处理设施132中不发生非电故障。除了由于设备故障而发生点短路之 外，由于磁控管1800内的电场瓦解，磁控管1800可能会断掉电弧。这一断开电弧的条件可 导致从设施的电系统中的电流急速流动。在实施例中，高速高电流断路器可保护设施的电 系统免受高故障电流的伤害。可导致磁控管1800断开电弧的条件的一个示例是过量的反 射功率回到磁控管1800。在操作期间通常会有反射回到磁控管1800，将磁控管1800的循 环器(隔离器)被设计为通过将反射的功率吸收到在循环器中循环的水中，而保护磁控管 1800不受由该反射功率的伤害。在一些实施例中，带设施130装配有射束分离器以将分离 从施用装置逃逸到循环器中的任何微波能量。循环器可以是被动式的非往复装置，其采用 三个或更多的端口沿特定方向传输微波能量。此外，循环器可被用来从磁控管防止反射微 波能量，防止磁控管过度加热或跳模。隔离器也可以是循环器，在端口处附连有吸收载荷， 用于传输从磁控管产生并被传输到负载端口和被吸收的反射能量。然而，循环器的故障可导致磁控管1800断掉电弧。因此尽管系统是设计为容忍反 射功率的，系统内的故障仍然可导致与磁控管1800断掉电弧有关的电流急速流动。这是可 能导致从设施的电系统急速流出电流的条件的一个示例。在持续超过60Hz的几个循环的 任何高电流条件下，输入设施的功率分配系统可经历会潜在地导致断路器跳闸的故障向后 通过设施的分配和传输系统，可能是一直回到设施发电能力。甚至固体燃料处理设施132 内的产品流的变化可导致大的反射并导致电弧断掉。可能会导致急速流出的高电流的另一 种故障情形对本领域的技术人员而言是显而易见的。这种以及所有其它高电流故障情况可 在存在高速高电流断路器时得以消除。无变压器高压输入传输设施2000可提供最大的电 功率效率和故障保护，理由是淘汰或减少了高压输入传输设施182内的低效。图21示出了带有变压器的高压输入传输设施2100，其是高压输入传输设施182的 一个实施例。用于将高压DC传送到磁控管1800的该功率变换结构分三步进行。在第一步 骤中，高电压AC电源功率180被变压器2102转换成低电压AC 2010。变压器2102可以是 通过磁耦合将能量从一个电路转移到另一电路的电装置。变压器2102包括两个或更多个 耦合的线圈绕组，并也可具有磁芯以集中磁通量。在图21中，输入的AC电压功率180被施加到一个被称为主线圈的一个线圈上，在芯中产生了随时间变化的磁通量，其引导AC电压 2010到另一个被称为副线圈的线圈中。变压器2102被用来在电压之间转换，改变阻抗，以 及提供电路之间的电绝缘。例如，图2中的高压AC电源功率180输入可以是14，600VAC，而 低压AC 2010输出可以是480VAC。除了这些AC电压可以不同之外，它们还是彼此电绝缘 的。变压器2102可以是一个单相变压器，多个单相变压器，组合的一组变压器，一个多相变 压器等等。进一步地，变压器可由电力设施提供。变压器可具有与从一个电压到另一电压 的转换相关联的电功率低效，这种低效可以和变压器2102输入和输出的电压和电流相关。在带有变压器的高压输入传输设施2100配置的第二步骤中，低压AC 2010经过整 流器2004阶段以产生等价的低压DC 1902。作为一个示例，480VAC的输入AC电压2010理 论上可产生高达677VDC的输出DC电压1902。677VDC的电压可足以提供磁控管的高压DC 需要。在此情况下，可要求进行第三DC-DC变换器2008阶段，在此阶段采用DC-DC变换器 2008将来自整流器2004的低电压DC 1902被逐步升高到要求的高压DC 1902A。带有变压器的高压输入传输设施2100的实施例可利用可从设施得到的标准三 相、低电压变压器布局结构的优点。这一布局结构的一个示例是三相、4线、480/277V的变 压器，其可通常向大型建筑物和商业中心提供电力功率。480V被用来运转马达，而277V则 被用来操作设施的荧光灯。对于120V简易出口，可要求单独的变压器，其可从480V的线路 提供。标准的三相电压的另一些例子可利用575-600V，而非480V，其可减少对第三DC-DC 变换器2008阶段的需要。这些例子并不是限制性的，对本领域技术人员而言，其他结构是 显而易见的。利用标准的应用变压器可淘汰设施中对特殊设备的需要，并可因此降低该实 施例的初始成本。然而，与变压降低AC电压并又反过来转换升高DC电压相关的操作功率 损失可能是不希望的，因为这会增加固体燃料处理设施的经营成本。图22示出了带感应器的无变压器高压输入传输设施2200，其是前面讨论的无变 压器的功率变换设施2000的一种变型，是高压输入传输设施182的一个实施例。这个实施 例与无变压器高压输入传输设施2000相似，因为其不具有变压器2102，而是通过高速高电 流断路器输入高压AC电源功率以进行保护，高压AC电源功率直接输入到整流器2004中。 与在无变压器的功率变换设施2000中的情况一样，整流器2004输出的高压DC 1902是足 够的，从而可不需要DC-DC变换器2008。无变压器高压输入传输设施2000中高速高电流断 路器2002的一个目的是在固体燃料处理设施132内发生短路的情况下对设施的电分配系 统提供保护。高速高电流断路器2002可提供比电源设施所通常提供的更快的响应断路器。 由于缺少隔离变压器，更快速可能是需要的。带感应器的无变压器高压输入传输设施2200 提供另一种短路保护元件，即与磁控管1800串联的高电流感应器2202。感应器2202使短 路响应时间变慢，为标准应用的低速应用断路器提供充分的响应、打开和保护公共输配电 系统的时间。DC条件下的感应器并不影响电路，并充当线路中的实际短路。但如果固体燃 料处理设施132内存在短路条件时，感应器将起作用而减慢电流响应，延缓了短路的影响。 这一延缓可允许获得充足的时间，从而标准应用断路器可被利用，这可消除对高速断路器 2002的需要。图23示出了带有变压器的直流DC高压输入传输设施2300，其是高压输入传输设 施182的一个实施例。将高压DC 1902输送到磁控管1800的这一功率变换结构分两步进 行。在第一步骤中，可采用变压器2102使高电压AC电源功率180可按照需要逐步增加或降
60低。变压器的输入输出电压比可由可获得的输入高压AC电源功率和所要求的磁控管1800 采用的输出高压DC 1902来确定。在第二步中，从变压器2102输出的高压AC 2010被传送 通过整流器2004阶段。整流器2004将输入的高压AC 2010转换为磁控管1800所要求的 高压DC1902。可基于输入的高压AC电源功率180和输出到磁控管1800的高压DC 1902的 要求来选择变压器2102的电压比和对整流器2004的输出调节。例如，固体燃料处理设施 132可处在能获得设施供应的高压AC电源180分配电压80，000VAC的地理区域。如果磁控 管1800要求20，000VDC的高压DC 1902，则输入到整流器2004的高压DC 2010可被选择为 能产生最小输出电压波动，或者对整流器2004有最大转换效率的电压水平。这一选择的输 入高压DC 2010可以例如为16，000VDC。在该例中，对变压器的变压比可以为5 1，这代 表变压器2102的主线圈和副线圈的比率。80，000VAC的高压AC电源功率180输入可随后 逐渐下降到16，000VAC的高压AC 2010。16，000VAC的高压AC 910然后可由整流器2004 转换成高压DC 1902，并被提供给固体燃料处理设施132的磁控管1800。该实施例也允许 与保持高压贯穿的高压输入传输设施182相关联的较高效率，同时保持由变压器2102提供 的故障隔离。这些是几个示例性的实施例，但本领域的技术人员能意识到各种变型，而这类 变型由本发明意图涵盖的。图23示出了带有变压器隔离的高压输入传输设施，其是高压输入传输设施182的 一个实施例。将高压DC 1902A传输到磁控管1800的该功率变换配置结构利用变压器2102 使高压输入传输设施182和设施的高压AC电源180分配系统中电绝缘。在该配置中，变压 器2102可仅充当电绝缘器，而并不进行电压功能的改变。向变压器2102输入的高压AC电 源180与从变压器输出的高压AC 2010具有相同电压。高压AC 2010作为变压器2102的 结果未改变，磁控管1800所要求的将电压水平改变成高压DC 1902A的功能可主要由DC-DC 变换器2008完成。在变压器输出端的高压AC 2010被传送通过整流器2004，高压AC 2010 在此被转换为高压DC 1902。作为整流的结果，高压DC 1902的电压水平可比整流器输入 端的高压AC 2010稍高一些，但可限于小百分比的增幅。如果高压DC 1902不满足磁控管 1800所要求的高压DC 1902A,则DC-DC变换器2008可充当高压输入传输设施182中提供 大部分电压改变功能的部件。在多个实施例中，这一配置可向高压输入传输设施182提供 一种方式，该方式向磁控管1800提供高压DC 1902A，但与设施的高压AC电源180电绝缘。 采用该配置，可降低由于变压器而造成电源低效。在多个实施例中，对固体燃料处理设施132的电源功率要求可能较高，并可能要 求高压线，例如，160kV功率的传输线。该电源功率要求可高得足以在固体燃料处理设施 132现场调整电源子站的设计和构造。这些电源子站可以是为固体燃料处理设施132独特 设计的，如此可允许选择能最好适应磁控管的电压要求的高压水平。在此情况下，可不需要 对DC-DC变换器2008的要求。在多个实施例中，当变压器2102用在任何高压系统中时，可设置关联的电安全性 和电源管理电路系统。再次参考图1，当微波系统148对特定的煤处理站用功率，频率和占空比时，非煤 产品可从煤中释放出来。传感器系统可被用来确定非煤产品的除去比率，完成非煤产品的 除去，环境设定，实际的微波系统148输出，等等。传感器系统142可包括针对水蒸汽、灰分、 硫、挥发物或其他从煤中释放出的物质的传感器。此外，传感器系统142可包括针对微波功率、微波频率、气体环境、煤温、腔室温度、传送带速度、惰性气体等等的传感器。传感器可按 照要求被组成组，或者可沿着带设施130间隔设置来感测煤处理过程。对于同一测定值，可 设置多个传感器。例如，可在微波系统148站处设置水湿气传感器，在微波系统148站之后 还可设置另一个水湿气传感器。在本例中，传感器布局结构可允许感测从微波站148本身 除去的水蒸气的量，以及煤离开微波系统站148时除去的残留水蒸汽的量。在例如本例的 设置中，第一传感器可用来确定是否采用了合适的功率水平、频率和占空比，第二传感器可 确定是否进行冗余的微波系统148处理来从煤中充分地除水。可利用传感器系统142的任 何其他传感器使用类似方法。参数控制设施140可接收传感器读数，参数控制设施140可具有针对传感器系统 142所采用的每一类型的传感器的传感器界面。参数控制设施140既能读取数字传感器读 数，也能读取模拟传感器读数。参数控制设施140可采用从模拟到数字的变换器(ADC)来 将任何模拟读数转换为数字格式。在接收传感器数据之后，参数控制设施140可将传感器 读数传送到控制器144和监视设施134。控制器144可使用传感器读数来在其用户界面上 显示实际煤处理数据，在界面处用于可以看到数据和和实际设定的对比情况，并手动操控 至获得合适的操作参数。在示例性的实施例中，监控设施134可接收实际煤处理数据并将其和要求的煤处 理参数进行比较以确定煤处理过程是否获得了煤期望特性122。监视设施134可保留至少 两组煤处理参数，已经由参数产生设施128提供的目标参数和由参数控制器140提供的实 际煤处理数据。监视设施134可比较所要求的参数和实际参数来确定煤处理操作参数是否 获得煤期望特性122。所述参数产生设施128也可向监视设施134提供必须由煤处理过程 保持的一组容差，以获得煤期望特性122。监视设施134可采用一组运算法则来确定是否需 要进行任何操作参数调整。运算法则可比较实际传感器142数据，基本操作参数和操作参 数容差，来确定任何对操作参数的调整。此外，监视设施134可从反馈设施174接收最终处理的煤数据，反馈设施174可含 有从煤输出参数172设施到试验设施170的数据。监视设施134运算法则可使用从反馈设 施174接收的数据以及从传感器系统142接收的处理过程数据来调整煤处理操作参数。监视设施134可实时地调整带设施130的操作参数中的一个或全部。在监视设施134调整操作参数之后，监视设施134可将经调整的操作参数储存为 新的操作参数，然后将该新的操作参数传送到控制器144。控制器144可确定已经从监视设施134接收到至少一个新的操作参数，并可将该 新的操作参数传送到可包括微波系统148的各个带设施130装置中。采用前述提供操作参数，感测实际处理值，解释实际处理值，按要求调整操作参 数，以及将该调整的操作参数传送到带设施130，某些实施方式可提供能为改变煤处理过程 内的条件而进行连续调整的实时反馈系统。有本领域知识的人应该理解b上述反馈系统可被应用到带设施130的任何系统和 设施中。在示例性的煤处理过程中，非煤产品从煤中可以气体或液体的方式释放出来。去 除系统150可负责从带设施130中移出非煤产品；去除系统150可去除非煤产品，例如水， 灰分、硫、氢气、羟基挥发物，等等。去除系统150和控制器144可从传感器系统142接收有
62关可从煤处理过程中释放的非煤产品的体积的传感信息。带设施130中可设置多于一个的去除系统150以除去气体和/或液体。例如，可 在微波系统148站处设置一个水蒸汽去除系统150，而在微波系统148站之后设置另一个去 除系统150来收集可从微波系统148站之后继续释放出的剩余水蒸汽。或者，在另一个例 子中，一去除系统150可除去水蒸汽，而另一去除系统150可除去灰分、硫、或其他材料。控制器144可向去除系统150提供操作参数以控制风扇速度，泵速度等等。去除 系统150可利用和前述微波系统148反馈系统相似的反馈系统。在该类反馈中，传感器可 向参数控制器140和监视设施134提供信息，以向去除系统150提供实时反馈而有效地除 去非煤产品。去除系统150可从带设施130收集煤处理释放的气体和液体，并将收集的非煤产 品转移到容纳设施162中。容纳设施162可从带设施130收集非煤产品，装入至少一个容 纳罐或容器中。监视设施134可监视容纳设施162以确定非煤产品的水平和可将该信息提 供该用户界面，该用户界面可在接入固体燃料处理设施132的计算机装置处看到。监视设 施134也可确定容纳设施162在何时是很满的，应将罐和容器中所装的物质转移到处理设 施160中。参见图17，在固体燃料处理设施132中处理固体燃料的一个结果可以是从固体燃 料中释放出水蒸气形式和/或液体形式的水。当固体燃料存在一些表面水时，在固体燃料 结构内部也会捕集水，其可在固体燃料被微波能量加热时释放出来。当固体燃料在数百万 年前形成的时候，在固体燃料内捕集的水就已存在。当水被释放时，穿过固体燃料的各个空 穴可自然地过滤所释放的水蒸汽。在一个实施例中，所释放的湿气可以是适于饮用的，因此 可被用作饮用水，释放到环境中，用作固体处理设施132中的冷却水，等等。不管所释放的适于饮用的水的最终用途是什么，在再利用于其他目的之前，所释 放的水需要被捕集、冷凝和处理(例如过滤)。在一个实施例中，可通过将含有所释放的水 蒸汽气体的空气循环进入到入口中然后从固体燃料处理区除去，可捕获水蒸气。在一个实 施例中，水蒸汽可循环到冷凝设施1704处，水蒸汽可在此被冷却和冷凝称为液态水。在水蒸汽冷凝之前和/或之后，可设置过滤设施1702以除去残留的固体燃料材料 (例如固体燃料颗粒、硫、金属)，这些残留材料可能是水蒸汽在从固体燃料释放出的期间 所携带的。在一个实施例中，冷凝设施1704可包括过滤设施1702，或者过滤设施1702可以 是单独的设施。在一个实施例中，当水蒸汽被运送到冷凝设施1704时，可设置空气过滤器， 其可从水蒸汽气体中除去大颗粒。空气过滤器可由泡沫、折叠纸、纺成的玻璃纤维、纤维、 带静电荷的元件、纸、棉或其他材料构成，其将除去颗粒并允许水蒸汽继续进入到冷凝设施 1704 上。在一个实施例中，冷凝设施1704可接收水蒸汽并采用水冷凝器从空气中除去水； 冷凝器可以采用液体溶液、吸收性材料(例如硅胶或活性氧化铝)、壳管对流或其他从空气 中除去水的方法吸收水蒸汽。水冷凝器可将冷凝水输送到另一个过滤设施1702中，液体水 在此可被进一步过滤。所采用的过滤器类型可由水的最终用途确定。例如，如果水将被用 作饮用水1710，则过滤器可包括活性碳以除去微细颗粒和其他污染物。如果水将被用作固 体燃料处理设施132的冷却液体，水可仅接受除去可能会破坏冷却系统的颗粒的过滤。在一个实施例中，从冷凝设施得到的干空气1712可被循环回到固体燃料处理设施和用作吸收更多水蒸汽的干空气。通过这种方式，空气在闭环系统中循环，其中空气用来 吸收从固体燃料释放的水蒸汽，将水蒸汽运送到过滤设施1702和冷凝设施1704，然后将被 循环回来以吸收更多的含水湿气。与释放水蒸汽一起，固体燃料也可释放液体水，或液体水可在固体燃料处理设施 132的壁、地板以及天花板的表面被冷凝。在一个实施例中，液态的水可被收集到罐设施中。 液态水可从该罐设施运输到前述的滤水设施中。在一个实施例中，在水处理完成之后，可对将用作饮用水1710的水进行瓶装，在 固体燃料处理设施内部使用，运输(例如通过管道运输)到本地的水供应系统(例如城镇 饮用水系统)、等等。在一个实施例中，在完成水处理之后，将用于固体燃料处理设施132冷却的水可 被用来扑灭热异常固体燃料，控制热异常固体燃料扩展，循环到冷却辊子/带轮1502，用于 冷却微波系统148、等等。在这一实施例中，水可被连续循环到所述固体燃料处理设施中，用 于冷却，然后又在热交换设施设施1708中被冷却，之后被循环回到所述固体燃料处理设施 冷却系统。在一个实施例中，在水处理完成之后，水可被排放到溪流、江、河、海、洋、当地废水 系统等等而进入环境。再次参考图1，处理设施160可负责分离各种收集的非煤产品，这些非煤产品可以 共存在容纳设施162罐或容器内。在一个实施例中，可在煤处理期间将多于一个的非煤产 品收集在容纳设施罐或容器内。例如，在一个微波系统148处理期间，灰分可与水和硫一起 释放出，从而收集的产品会包括与水和/或硫共存的灰分。处理设施160可从容纳设施162接收非煤产品以分离成单独的产品。处理设施 160可采用多个过滤和分离处理，可包括沉积，絮凝，离心，过滤，蒸馏，色谱分离，电泳，萃 取，液-液萃取，沉降，分级冷冻，筛分，风选等等。监视设施134可监视处理设施160进行适当的操作和分离。处理设施160可具有 其自身的传感器以将数据送至监视设施134或处理设施160可用传感器系统142来监测处 理过程。一旦处理设施160已将非煤产品分离成各个产品，各个产品可被转移到处置设施 158中，以从固体燃料处理设施132中除去。监视设施132可监视处置设施158产品水平以 确定何时应该处置产品。监视设施134可提供将处理设施的信息提供给固体燃料处理设施 132内的用户界面。从处置设施158进行的处置可包括释放无害产品(例如水和水蒸汽)， 垃圾填埋(land file)转移(例如灰分)，销售产品，或者基于商业费用的处置。在一个实 施例中，在处置设施158处收集的非煤产品可用于其他企业(例如硫)。当煤完成在带设施130中进行处理之后，可行进到冷却设施164，在此可控制将煤 从处理温度到环境温度的冷却。在离开带设施130后在进行已处理固体燃料的冷却，可能 会最大成堆的已处理固体燃料的稳定性并防止出现热点。类似于带设施130，冷却设施164 可采用控制气体氛，运输系统，传感器，等等来控制煤的冷却。可对煤的冷却进行控制，例如 防止再吸收湿气和/或防止其他可能在冷却过程中发生的其他化学反应。控制器144可被 用来保持冷却设施164系统和设施，例如输送速度，气体氛，冷却速度，空气流等等。冷却设 施164可采用与前述带设施130所采用的实时反馈系统相同的设施来控制操作参数。在一
64个实施例中，对处理过的固体燃料的冷却可采用冷却传送器运输，曝露到强迫通风中，曝露 到施加到固体燃料的表面的降低其温度化学物质中，穿过冷却气体，等等来进行。例如，冷 却传送器可具有冷却表面，以使热离开已处理的固体燃料。出料设施168可从冷却设施164和带设施130接收最终处理过的煤。出料设施 168可具有输入段，过渡段和适配器段，其可接收和控制可从固体燃料处理设施132出来的 煤的流量和体积。最终已处理煤可离开固体燃料处理设施132进入煤燃烧设施200，煤转化 设施210，煤副产品设施212，运送设施214，煤储存设施218、等等。出料设施168可具有进 料系统例如传送带300，推进加料器等等可以将成品已处理煤从固体燃料处理设施132进 料到外部位置。基于控制器144提供的操作参数，出料设施168从可控制带设施130输出的成品 已处理煤的体积比率。出料设施168可以能够根据控制器144提供的参数改变出料设施的速度。此外，出料设施168可向提供试验设施170提供测试样品以检测最终的已处理煤。 煤样品的选择可自动或手动选择；煤的选择可以预定次数进行，随机进行，按照统计学方式 进行，等等。煤试验设施170可检测最终的已处理煤特性，该最终的已处理煤特性将和煤期望 特性122进行比较来作为已处理煤的最终质量测试。试验设施可位于固体燃料处理设施 132当地，远离固体燃料处理设施132，或者可以是标准的商业化煤测试实验室。在图1中， 示出的试验设施处于所述固体燃料处理设施的本地。对最终已处理煤的测试可提供的煤 特性可包括湿气百分率、灰分百分率、挥发物百分比、固定碳百分比，BTU/lb, BTU/lb M-A Free、硫的形式、哈氏可磨性指数(HGI)、总汞、灰熔温度、灰分矿物分析、电磁吸收/反射、 介电性，等等。可用标准试验来测试最终处理的煤，标准试验例如为ASTM标准D 388 (《煤 级分类》)，ASTM标准D 2013 (《分析煤样制备方法》)，ASTM标准D 3180 (《从所测得的到 不同化合物的煤和焦炭分析计算用标准实施规程》)，美国地质调查局1823(《煤的采样和 无机分析方法》)，等等。一旦试验设施170已经测定最终已处理煤的特性，该特性可以被传送至煤输出参 数设施172和/或与最终已处理煤的装运一起提供。与装运一起提供的测试特性可允许用 煤设施知悉煤特性和调整煤的使用特性以与最终已处理煤特性向匹配。与煤期望特性设施122相类似地，煤输出参数设施170可存储特性数据煤，在该情 况下为最终已处理煤特性。煤输出参数设施172可以是各个计算机装置或一组计算机装置 以存储被标识煤的最终期望煤特性。计算机装置可以是桌面计算机，服务器，万维网服务 器，膝上型计算机，CD装置，DVD装置，硬盘驱动器系统、等等。计算机装置可全都相对于彼 此位于本地或者可以分布在处于远程位置的许多计算机装置上。计算机装置可由LAN、WAN、 因特网、内联网、P2P或者使用有线或无线技术的其他类型的网络连接。煤输出参数设施172可包括收集的数据，其可为数据库、关系数据库、XML、RSS、 ASCII文件、平面文件、文本文件、等等。在一个实施例中，煤输出参数设施172可以检索和 取回煤的希望数据特性。根据出料设施168和试验设施170提供的测试样品的数目，可以有存储在煤输出 参数设施172中的多个煤输出参数。
从试验设施170接收每个煤特性数据记录后，煤输出参数设施172可存储该接收 的数据和/或将该接收的煤特性数据记录传送到反馈设施174。煤输出参数设施172可仅 传送新接收的煤特性数据记录，传送所有被标示煤的数据记录(例如多个测试结果)，传送 被标识煤的数据记录的平均值，传送被标识煤的统计数据，等等。煤输出参数设施172可将 所述数据记录的任何组合传送至反馈设施174。反馈设施174可从煤输出参数设施172接收煤输出参数。反馈设施174可以是单 个的计算机装置或一组计算机装置以存储被标识煤的最终期望煤特性。计算机装置可以是 桌面计算机，服务器，万维网服务器，膝上型计算机，CD装置，DVD装置，硬盘驱动器系统、等 等。计算机装置可全都相对于彼此位于本地或者可以分布在处于远程位置的许多计算机装 置上。计算机装置可由LAN、WAN、因特网、内联网、P2P或者使用有线或无线技术的其他类型 的网络连接。反馈设施174可向煤输出参数设施172询问正在固体燃料处理设施132中进行处 理的被标识煤的数据。在多个实施例中，当监视设施134要求数据时，当煤输出参数设施 172发送新的记录时等等，反馈设施174可以设定的时间间隔周期性地向煤输出参数设施 172进行询问。反馈设施174可仅接收新接收的煤特性数据记录，可接收所有被标识煤的全部数 据记录(例如多个测试数据)，接收被标识煤的数据记录的平均值，接收被标识煤的统计数 据、或等等。反馈设施174可具有总计所接收的最终处理煤特性，将其作为传送到监视设施 134的输入值的运算法则。反馈设施174可将最终煤特性数据记录，被标识煤的全部数据记 录(例如多个测试结果)，被标识煤的数据记录的平均值，被标识煤的统计数、或等等传送 到监视设施134。煤输出参数设施172可将煤特性传送到定价交易设施178中。定价交易设施178 可确定从接收到的原煤到最终已处理煤的煤处理的价格和成本。定价交易设施178可从煤 样品数据设施120取得接收的煤数据，该设施可以存储所接收到的煤的成本(例如每吨煤 的成本)。定价交易设施178可从煤输出参数设施172取得数据，所述煤输出参数设施172 可包含与煤处理成本有关的数据。定价交易设施178可具有应用软件，该应用软件可基于 从煤样品数据设施120和煤输出参数设施172获取和得到的成本数据确定处理过的煤的最 终价格。如图2所示，煤应用的某些方面与在固体燃料处理设施132对煤进行处理是一致 的。如上所述，固体燃料处理设施132可改善煤的品质，使煤更适合于各种用途。在多个实 施例中，固体燃料处理设施132可包输出设施168，通过其可将根据本文所述系统和方法处 理的煤传送到如图2所述的那些应用设施处。在多个实施例中，固体燃料处理设施132可 包括如上详述的试验设施170。如前所述，在试验设施170中检测的煤的结果可被传送至如 图2所述的那些应用设施处，以便于应用设施可更好地利用依据本文所述的系统和方法处 理的煤的特殊属性。图2示出了可利用由本文所述系统和方法处理的煤的示例性设施，包括但不限于 煤燃烧设施200和可燃烧煤的煤储存设施202，煤转化设施210，煤副产品设施212，煤运送 设施214以及在运输中装载煤的煤储存设施218。在多个实施例中，煤从出料设施168被船 运或运输到用煤设施。应该理解固体燃料处理设施132可邻近用煤设施，或者两者可相互远离。参见图2，由本文所述系统和方法处理的煤的燃烧可在煤燃烧设施200中进行。煤 燃烧200包括在氧的存在下进行煤的高温燃烧以产生光和热。在发烧燃烧之前，煤必须被 加热到着火温度。煤的着火温度是固定碳成分的着火温度。煤的挥发性组分的着火温度比 固定碳的着火温度更高。在燃烧期间，汽化产物被蒸馏出。当燃烧开始时，有可燃碳的氧化 产生的热可在合适的条件下保持足够高的温度，以支持燃烧。煤燃烧200设施中使用的煤 可以直接运输到使用设施，或者可存储在与煤燃烧200设施有关的储存设施202中。如图2所示，煤燃烧200可提供发电204。发电系统包括固定床燃烧系统220，粉 碎煤燃烧系统222，流化床燃烧系统224和组合燃烧系统228，其采用可再生的能量源与煤 燃烧相结合。在多个实施例中，固定床220系统可与根据本文所述的系统和方法进行处理的煤 一起使用。固定床220系统可采用团块煤供料，煤的粒度范围为约l-5cm。在固定床220系 统中，煤进入炉子时被加热，从而可排出湿气和挥发性材料。随着煤移动到将被点燃的区域 内，煤床内的温度升高。有许多不同类型的固定床220系统，包括静态炉篦，下给加煤机，链 式炉篦，移动炉篦和抛煤机炉排系统。链式和移动炉篦炉具有类似的特性。煤块被送到运 动炉篦或链上，同时空气在其顶上被抽吸通过炉篦以及通过煤床。在抛煤机炉排中，高速马 达将煤抛入运动炉篦上方的炉子中，以使燃料分布得更均勻。加煤机炉子通常被表征为火 焰温度在1200-1300摄氏度之间以及相当长的停留时间。固定床220系统中的燃烧相对地较不均勻，以致于在燃烧过程期间可能间歇性地 排放一氧化碳、氮的氧化物(“N0X”)以及挥发性物质。燃烧的化学性质和温度在燃烧炉篦 上可以很大地变化。SO2的排放将取决于送入的煤的硫含量。由于效率相对差的燃烧以及 由于为煤中的碳含量提供的氧气有限，残留的灰分可具有高的碳含量(4-5%)。 领域技 术人员将会理解的是，特定的属性可允许煤在固定床220系统中有利地燃烧。因此，根据本 文所述系统和方法处理的煤可被特别地设计成用于固定床220系统的燃烧。在实施例中，粉碎煤燃烧(PCC) 222可被用作发电204的燃烧200的方法。如图2 所示，PCC 222可与根据本文所述系统和方法处理的煤一起使用。对于PCC，煤可被打碎(粉 碎)成细粉。利用部分用于燃烧的空气将粉碎的煤通过一系列的燃烧器喷嘴吹到锅炉中。 也可增加第二级或第三级空气。各单元以接近于大气压的压力工作。在温度为1300-1700 摄氏度之间时发生燃烧，这取决于煤的品级。对于烟煤，燃烧温度被保持在1500-1700摄氏 度之间。对于更低品级的煤，这个范围为1300-1600摄氏度。用在粉碎煤处理中的煤的粒 度范围从约10至100微米。颗粒停留时间典型地为1-5秒，而且这些颗粒的尺寸必须被制 成使得它们在这一时间内完全燃烧。该处理过程中产生的蒸汽可驱动蒸汽发电机和涡轮机 进行发电204。粉碎煤燃烧装置222可配置有壁火式或切向炉火式燃烧器。壁火式燃烧器可安装 在燃烧装置的壁上，而切向炉火式可安装在拐角上，且火焰朝向锅炉的中心，由此在燃烧期 间对气体施加一旋流运动，从而使得空气和燃料被更加有效地混合。锅炉可被称为液态排 渣锅炉或固态排渣锅炉，这取决于灰分是否是以溶渣形式落到底部还是以干的固态物形式 被移除。有利地，PCC 222产生细飞灰。通常，PCC 222可导致65%-85%飞灰，灰分的残留 物为较粗底灰(在固态排渣锅炉中)或炉渣(液态排渣锅炉)的形式。
在实施例中，用无烟煤作为燃料的PCC 222锅炉可采用下射喷燃器布局结构，由 此煤-空气混合物被向下送到锅炉基座处的圆锥形体中。这一布局结构允许更长的停留时 间，其保证了更完全的碳燃烧。另一布局结构被称作蜂窝式燃烧器，其包括两个或三个圆形 燃烧器，它们结合成产生致密强烈火焰的单一立式组件。但是来自这一燃烧器的高温火焰 可导致更多的NOx形成，使得这一布局结构的优势较少。在实施例中，对于具有低灰熔温度的煤而言，利用PCC 222可能存在一些困难，此 时可采用漩风燃烧锅炉锅炉。旋风炉具有设置在锥形主燃烧器外部的燃烧腔。主燃烧空气 将煤颗粒携带到该炉中，而第二级空气被切向地注入该旋风中，从而形成强的旋流，将较大 的煤颗粒抛向炉壁。第三级空气直接进入旋风的中心漩涡，以控制该炉内燃烧区域的中心 真空(central vacuum)和位置。较大的煤颗粒被捕集在覆盖着旋风内表面的熔化层中，然 后可被循环利用，以便进行更加完全的燃烧。较小的煤颗粒进入到漩涡的中心进行燃烧。这 一系统使得在炉内形成了强热，以致煤在极其高温下燃烧。燃烧气体、残余的烧焦物和飞灰 进入到锅炉腔中进行更完全的燃烧。熔灰在重力作用下流到该炉的底部以便移除。在一个旋风锅炉中，80-90%的灰分作为溶渣留在锅炉底部，以致很少有飞灰穿过 锅炉的传热区段排放出。这些锅炉运行于高温(从1650至2000摄氏度以上)，且采用接近 大气压的压力。高温导致产生的NOx较多，这是这类锅炉的主要缺点。旋风燃烧锅炉可使 用具有如下某些关键特性的煤挥发物大于15% (干基)，对于烟煤灰分含量在6-25%之 间或对于亚烟煤灰分含量在4-25%之间，而且对于烟煤湿气含量小于20%或对于亚烟煤 湿气含量小于30%。灰分必须具有特定的熔渣粘滞性特性；灰熔渣性态对于这类锅炉的功 能而言特别重要。可在这类锅炉中燃烧高湿气的燃料，但在设计上需要有所改变。本领域技术人员应理解的是，特殊的属性允许煤在PCC 222系统中有利地燃烧。 因此，根据本文所述系统和方法处理的煤可被更特殊地设计用于在PCC 222系统中的燃
；Bs
JyCi。PCC可与亚临界或超临界蒸汽循环结合使用。超临界蒸汽循环是一种工作于水的 临界温度(374华氏度)和临界压力(22. ImPa)之上的蒸汽循环，其中气和液相的水不再存 在。亚临界系统典型地达到33-34%的热效率。超临界系统可达到比亚临界系统高3% -5% 的热效率。本领域技术人员将会意识到，提高煤燃烧200的热效率会导致发电204成本降低， 因为需要的燃料更少。热效率提高还降低了燃烧期间产生的其他排放物，例如SO2和NOx的 排放物。燃烧较低品级的煤的较老较小型的设备具有的热效率可能低达30%。对于用亚临 界蒸汽锅炉燃烧较高品质的煤的较大型电站而言，热效率的区间为35-36%。利用了超临界 蒸汽的设施，其总热效率的范围为43-45%。用较低等级的煤和较低品级的煤所能达到的最 大热效率可小于用较高等级和较高品级的煤所能达到的最大热效率。例如，对一座新的烧 褐煤的电站(例如，在欧洲有这样的电站)所预计的最大效率可以是大约42%，而相当的新 烟煤电站可达到约45%的最大热效率。使用烟煤和其他最优建造材料的超临界蒸汽电站可 产生45-47%的净热效率。因此，根据本文所述系统和方法处理的煤可被有利地设计成使热 效率最优化。在实施例中，流化床燃烧(FBC)224系统可与根据本文所述系统和方法处理的煤 一起使用。FBC224系统基于流化原理进行工作，一个情形就是使固态材料具有像流体一样
68的自由流动性态。当气体向上穿过固体颗粒床时，气流会产生倾向于使颗粒彼此分离的力。 在FBC 224系统中，煤在由向上的流化气流悬浮着的一床热的不可燃颗粒中燃烧。FBC 224 系统中的煤可与吸附剂例如石灰石混合，该混合物在燃烧过程期间被流化，以便允许进行 完全的燃烧以及去除含硫气体。本领域技术人员应理解的是，特定的属性使煤可在FBC 224 系统中有利地燃烧。因此，根据本文所述系统和方法处理的煤可以被特别地设计成用于在 FBC 224系统中燃烧。FBC 224系统的示例性实施例将在后文更加详细地描述。对于发电204而言，FBC 224系统主要与亚临界蒸汽涡轮机一起使用。大气压力 FBC 224系统可以是沸腾式或循环式的。加压式FBC224系统(目前仍处于初期研发节段) 主要使用沸腾床，并且可以利用气体和蒸汽涡轮机在一个复合循环中来发电。相对较粗的 煤颗粒(尺寸大约为3mm)可被使用。处于大气压力的FBC 224可用于高灰分的煤和/或 具有可变特性的煤。发生燃烧的温度为800-900摄氏度之间，明显小于NOx形成的阈值，从 而使得这些系统与PCC 222系统相比具有较低的NOx排放。沸腾床具有低的流化速度，使得煤颗粒被保持在约Imm深的具有可识别表面的床 中。当煤颗粒被燃烧掉变得越来越小时，它们最终会随煤气体一起被带走，从而作为飞灰去 除掉。循环床使用了较高的流化速度，使得煤颗粒悬浮在烟气中，并穿过主燃烧腔进入旋风 中。较大的煤颗粒被从气体中取出，并被重新循环到燃烧腔中。个别颗粒可以被重新循环 10-50次，这取决于它们的燃烧特性。在整个燃烧过程中，燃烧条件相对较为一致，存在大量 的颗粒混合物。尽管煤固体被分布在整个设备中，但较低的炉子中仍然需要密相床在燃烧 期间混合燃料。对于一床燃烧的烟煤而言，该床的碳含量为大约1%，其余由灰分和其他矿 物质构成。循环式FBC 224系统可被设计成用于特定类型的煤。在实施例中，这些系统特别 适用于低等级高灰分的煤，而这样的煤很难被精细粉碎并且可具有可变的燃烧特性。在实 施例中，这些系统对于与其他燃料(例如生物质能燃料)或组合式燃烧228系统中的废物 共同燃烧的煤也是有用的。一旦FBC 224单元建成，其即可利用其已被设计好的应该使用 的燃料来最有效地工作。可采用多种设计。循环FBC 224的热效率通常在一定程度上低于 相当的PCC系统。使用具有可变特性的低等级的煤可更大地降低热效率。加压系统中的FBC 224可用于低等级的煤以及具有可变燃烧特性的煤。在加压 系统中，燃烧装置和气体旋风全都被封装在一个压力容器中，其中煤和吸附剂被跨过压力 边界送入系统中，灰分跨过压力边界被去除。当使用硬煤时，可用25%的水将煤和石灰石 混合在一起并以糊状物形式送入系统中。系统的工作压力可以为l_1.5MPa，燃烧温度在 800-900摄氏度之间。该燃烧会加热蒸汽(像传统锅炉一样)，而且还可产生热气体来驱动 燃气轮机。加压单元被设计成具有40%以上的热效率，并具有低的排放。将来的各代FBC 系统可包括进行改进以使热效率大于50%。如图2所示，煤燃烧200可被用于冶金目的208，例如熔炼钢铁。在某些实施例 中，具有某些属性的烟煤可适于用来进行熔炼，而不用先进行焦化。作为一个示例，适于用 于冶金目的208的煤可具有如下属性例如熔度，以及其他因素(包括高固定碳含量，低灰分 (<5%)，低硫，以及低方解石(CaCO3)含量)的组合。具有适合冶金目的208的属性的煤 可比用于发电204的煤贵15-50%。本领域技术人员应理解的是，特定属性可使煤在冶金 208系统中有利地燃烧。因此，根据本文所述系统和方法处理的煤可被更加特别地设计成用于在冶金208系统中燃烧。参见图2，用本文所述系统和方法处理的煤可被用在煤转化设施210。如图2所示， 煤转化设施210可将煤的复杂的碳氢化合物转化成其他产物，这是通过利用用于如下功能 的系统来实现的，例如，气化230，合成气生产和转化234，焦化和纯净碳形成238以及碳氢 化合物形成240。本领域技术人员应理解的是，特定的属性可使煤在煤转化设施210中被有 利地使用。因此，根据本文所述系统和方法处理的煤可被更加特别地设计成用于煤转化设 施 210。在实施例中，由本文所述系统和方法处理的煤可用于气化230。气化230包括将煤 转变成可燃气体、挥发性材料、烧焦物和矿物残留物(灰分/熔渣)。气化230系统通过在 压力下加热(通常是在存在蒸汽的情况下进行)将碳氢化合物燃料材料(如煤)转变成它 的气态成分。进行这一处理的装置被称为气化器。气化230不同于燃烧，因为它发生时仅 有有限的空气或氧气可用。因此，仅有一小部分燃料完全燃烧。燃烧的燃料为其余燃料的 气化230过程提供了热量。在气化230期间，大多数碳氢化合物给料(例如煤)被化学地分解成多种其他物 质(统称为合成气)。合成气主要是氢气、一氧化碳以及其他气态化合物。然而，基于所用 给料的类型和采用的气化条件，合成气的成分可不同。给料中剩余的矿物质并不会像含碳 材料一样气化，这使得可将它们分离出并去除掉。煤中的硫杂质可形成硫化氢，用硫化氢可 生产出硫或硫酸。由于气化是在还原条件下发生的，因此通常不会形成NOx而是形成氨。如 果在气化230期间使用的是氧气而不是空气，那么二氧化碳会被产生在浓缩气体蒸汽中， 其是可分离的从而避免作为污染物进入大气中。气化230可能能够使用那些难于在燃烧200设施中使用的煤，例如具有高硫含量 或高灰分含量的煤。在气化器中使用的煤的灰分特性会影响该处理过程的效率，这不但是 因为它们影响了熔渣的形成，而且因为它们会影响合成气冷却器或热交换器中固体的沉 积。在处于较低温度(例如固定床和流化气化器中的温度)时，如果形成焦油就会带来一些 问题。本领域技术人员应理解的是，特定属性可使煤在气化230设施中被有利地使用。因 此，根据本文所述系统和方法处理的煤可被更加特别地设计成用于气化230设施中。在实施例中，有三类可用的气化器系统固定床、流化床，以及喷流(entrained flow) 0固定床单元(通常并不用来发电)使用块状煤。流化床使用尺寸为3-6mm的煤。与 流化床系统(约900摄氏度)相比，喷流单元使用粉碎的煤。喷流单元运行于较高的操作 温度(约1600摄氏度)。在实施例中，气化器可运行于大气压力下或者可被加压。利用加压的气化，可跨过 压力屏障引入给料的煤。笨重昂贵的闭锁式料斗系统可被用来引入这些煤，或者这些煤可 被作为基于水的浆料送入。随后副产品流可被卸压，以便将其跨过压力屏障去除掉。内部 地，用于合成气的热交换器和气体清洁单元也可被加压。虽然人们均能理解气化230设施可以不包括燃烧，但是尽管如此，在某些实施例 中，气化230可被用来发电。例如，在其中进行发电的气化230设施可采用一种集成的气化 复合循环(IGCC) 232系统。在IGCC系统232中，气化期间产生的合成气可被清除掉杂质 (硫化氢，氨，颗粒物，等等)，并且被燃烧以驱动燃气轮机。在IGCC系统232中，来自气化 过程的排出气体还可与水进行热交换，从而产生驱动蒸汽涡轮机的过热蒸汽。由于IGCC系
70统232使用了组合的两个涡轮机(气体燃烧涡轮机和蒸汽涡轮机)，这种系统也被称为“复 合循环”。通常，多数功率(60-70%)来自于这一系统中的燃气轮机。与煤燃烧系统相比， IGCC系统232是以更高的热效率来产生功率。本领域技术人员应理解的是，特定属性可使 煤在IGCC 232设施中被有利地使用。因此，根据本文所述系统和方法处理的煤可被更加特 别地设计成用于IGCC 232设施。在实施例中，由本文所述系统和方法处理的煤可被用来生产合成气234或将其转 化成多种其他产物。例如，利用本领域技术人员熟悉的工艺，其成分像一氧化碳和氢气可被 用来生产范围很广的液态或气态燃料或化学品。作为另一示例，在气化期间产生的氢气可 被用作燃料电池的燃料，或者也可能用于氢气涡轮机或混合动力燃料电池_涡轮机系统。 从气体流中分离出的氢气也可被用作如下精炼厂的给料，该精炼厂用氢气来生产升级的石 油产品。合成气234也可被转化成各种可用作燃料或用于进一步处理的碳氢化合物。例如 采用费_托催化剂，可将合成气234缩合成轻质碳氢化合物。轻质碳氢化合物可然后进一 步转化为汽油或柴油燃料。合成气234也可以被转化成甲醇，其可被用作燃料、燃料添加剂 或用于汽油生产的构件块。本领域技术人员应理解的是，特定的属性允许煤被有利用于合 成气生产或转化234设施中。因此，根据本文所述系统和方法处理的煤可被更特定地设计 为用在合成气生产或转化234设施中。在实施例中，由本文所述系统和方法处理的煤可被转化238为焦炭或纯化的碳。 焦炭238是一种由煤衍生的固态含碳残留物，它的挥发成分通过在高温炉(高达1000摄氏 度)中烘烤而被除去。在这些温度下，固定的碳和残留的灰烬相互熔合在一起。形成焦炭 的原料典型地是低灰分，低硫的烟煤。焦炭可被用作燃料，例如在鼓风炉中熔铁期间。焦炭 也可用作该类方法的还原剂。将煤转化成焦炭也产生了副产品，例如煤焦油，氨，轻质油和 煤气体。由于在制焦炭的过程238中除去了煤的可挥发性成分，焦炭是条件不适合于燃烧 煤自身的炉子的理想燃料。例如，焦炭在燃烧条件下可产生较少的烟或不产生烟，而如果采 用烟煤本身的话则会导致大量的排放物。在煤能用作制造焦炭的煤之前，希望煤必须满足湿气含量，灰分含量，硫含量，挥 发性成分，焦油和塑性方面某些严苛的标准。本领域技术人员应理解的是，特定的属性允许 煤被有利地用于焦炭生产设施238中。因此，根据本文所述系统和方法处理的煤可被更特 殊地设计以用于生产焦炭238。在实施例中，无定形的纯碳238可通过在空气有限的环境中将煤加热至约 650-980摄氏度的温度而使得不出现完全燃烧的情况下获得。无定形碳238是由微观碳结 晶体组成的碳同素异形体石墨的形式。无定形碳238因而具有许多工业用途。例如，石墨 可用作电化学元件，活性炭用于水和空气净化，碳黑可被用来增强轮胎。本领域技术人员应 理解的是，特殊属性允许煤被有利地用在纯化碳的生产设施238中。因此，根据本文所述系 统和方法处理的煤可被更特殊地设计而用于生产纯化碳238。在实施例中，焦炭生产238的基本方法可被用来制造含碳氢化合物240的气体混 合物，该气体混合物可被用作燃料(“民用燃气”)。民用燃气可包括例如约约51%的氢气， 15%的一氧化碳，21%的甲烧，10%的二氧化碳和氮，以及约3%的其它链烷烃。其它的方 法，例如Lurgi法和Sabatier合成采用低质量的煤来生产甲烷。
在多个实施例中，用本发明描述的系统和方法处理的煤可被转化成碳氢化合物产 物240。例如液化将煤转化成液态碳氢化合物240产品，其可用作燃料。煤可通过直接方法 或间接方法进行液化。任何将煤转化为碳氢化合物240燃料的方法必须向含有碳氢化合物 的煤中加入氢气。可利用四种类型的液化方法(1)高温分解和碳氢化，其中煤在缺乏空气 或在存在氢气的情况下被加热；(2)溶剂提取，其中煤碳氢化合物从煤中选择性地溶解出 并加入氢气；(3)催化液化，其中催化剂影响煤碳氢化合物的氢化；以及(4)间接液化，其中 一氧化碳和氢气在催化剂的存在下化合。作为一个示例，费_托工艺是一个催化化学反应， 其中一氧化碳和氢气被转化为不同形式的液体碳氢化合物240。由该方法产生的物质可包 括合成的石油代用品，其可用作润滑剂油或燃料。作为另一个例子，低温碳化可用来从煤制造液态碳氢化合物240。在该方法中，煤 在450-700°C之间(与冶金焦炭的800-1000°C相比)被焦炭化238。这些温度优化煤焦油 的生产，使得轻质碳氢化合物240中富含的煤焦油比其他正常的煤中的煤焦油更多。然后 将煤焦油进一步处理成燃料。本领域技术人员应理解的是，特殊的属性允许煤被有利地用 于碳氢化合物产品的形成240。因此，根据本文所述系统和方法处理的煤可被更特殊地设计 用于生产碳氢化合物240。例如，可根据本发明所述的系统和方法，采用电磁能量处理冶金 或次冶金级别的煤，以产生处理过的冶金煤。经过处理的冶金煤可以具有一致的组成(例 如碱，挥发物，湿气等等)，一致的密度和易碎性，一致的湿度等等中的至少一个。如与本文 所述的其他固体燃料的处理一样，对冶金煤的处理可例如通过连续或分批的模式用于降低 煤中的湿气含量和降低其他污染物，例如挥发物。在一个实施例中，冶金煤的湿气含量的变 化可以很小或冶金煤属性没有变化。处理冶金煤的连续或分批模式方法的一些参数可包括 床深，停留时间，微波渗透程度，平均粒度分布，出口温度，出口湿度，能量强度(例如每平 方英尺的能量，每吨煤的能量)等等。例如，在整个处理中冶金煤的温度可保持在100摄氏 度或更低。如本发明所述采用电磁能量处理冶金煤可使较低的湿气水平进入炼焦炉中，并 更精确地控制炼焦炉的操作，进而能由于较高和更一致的填充密度和更低的携带水含量而 获得增大的产出。处理冶金煤包括改进选自以下组中的炼焦炉的至少一个方面产出率，循 环时间和能量效率。较低的携带水含量可能是由于下列原因中的至少一个填充密度较高、 更均勻一致的组成、除去或减少作为炼焦操作中高温塑性阶段的水进一步有利于降低收率 损失(高收率)，等等。能够更精确地控制炼焦炉操作可进一步使在随后的熔化和合金操作 过程中能获得更好的生产一致性和填充密度，尤其是对钢和各种级别的碳钢而言。另外，可 降低初始加热固体燃料所需要的能量。在一个实施例中，可根据规模对冶金煤进行连续的 或分批处理。如与本文所述的其他固体燃料的处理一样，在一个实施例中，处理过的冶金煤 可被传送到炼焦炉中。在一个实施例中，冶金煤的处理设施可在炼焦炉或焦炭电池4614之 前进行整合。如与本文所述的其他固体燃料的处理一样，在一个实施例中，将冶金煤曝露于电 磁能量中可改善从洗煤厂的一致性。可在洗煤厂的操作快结束处将冶金煤曝露于电磁能量 中，这可除去煤中的湿气同时保留或改善其他的冶金煤属性。在一个实施例中，冶金煤的 处理设施可以整合为洗煤厂操作的一部分。洗煤厂4618可以洗去煤(冶金级或非冶金级 的)中的土壤和岩石。洗过的煤可被运送到固体燃料处理设施132而被曝露到电磁能量系 统4602。在多个实施例中，之后可将煤在块团化设施4604中进行块团化，转移到容器4620
72中，等等。在多个实施例中，洗过的煤在处理之前可放在地面上，在曝露到电子能量之前先 进行块团化，可加入黏合物，等等。如与本文所述的其他固体燃料的处理一样，在一个实施例中，用电磁能量处理冶 金煤的系统和方法可包括在处理之前测定冶金煤的湿气含量和岩理学属性。所测定的属 性可包括湿气、硫、汞，碱，BTU，强度，氧化状态，显微属性，等等。冶金煤可沿着传送设施被 运送通过固体燃料处理设施。冶金煤可在连续的基础上曝露到预定功率水平的电磁能量并 保持预定的带速从而获得输出系统的冶金煤的预定属性结果。任选地，处理过的冶金煤可 被传送到炼焦炉中。该方法可以按规模工作。电磁能量可以是高功率能量。电磁能量可以 是无线电频率或微波。例如，电磁能量的频率可以为约890MHz-940MHz。如与本文所述的其他固体燃料的处理一样，在一个实施例中，对冶金煤的处理可 包括除去湿气，同时保持或改善煤的其他属性，例如硫，汞，碱，BTU，强度，等等。例如，系统 可包括湿气范围降低能力。如与本文所述的其他固体燃料的处理一样，在一个实施例中，冶金煤在出系统时 可保存在低温下。这可通过将冶金煤运送通过例如如前所述的冷却设施而实现。如与本文所述的其他固体燃料的处理一样，在一个实施例中，控制反馈可被用来 在方法结束时测定期望的属性并调整方法参数以获得期望的结果。例如，可对电磁能量的 水平、带速、空气温度等等进行调整，以获得期望的结果。通过连续调整输入产品中的变化， 调整可传递一致的终产物。如与本文所述的其他固体燃料的处理一样，在一个实施例中，空气系统可被用来 在该方法中除去湿气和其他污染物。例如，可将预加热的空气注入到空气系统中。如与本文所述的其他固体燃料的处理一样，在一个实施例中，该方法产生的废热 可被用来提升该方法的效率。废热可被用来预热冶金煤。废热可用于空气系统输入空气。如与本文所述的其他固体燃料的处理一样，在一个实施例中，可在冶金煤处理过 程中采用尘埃收集设施4610，例如袋式集尘室收集尘埃和其他污染物。在一个实施例中，可 采用空气处理设施4612在冶金煤处理过程中从空气系统出口处除去湿气。在一个实施例 中，流入系统的热异常冶金煤的影响可被本发明所述的各种系统和方法减轻。在一个实施 例中，冶金煤可在处理前或处理后当它离开系统时被块团化，如图46所示。参见图2，由本文所述系统和方法处理的煤可用于煤副产品设施212中。如图2所 示，煤副产品设施210可将煤转化为煤燃烧副产品242和煤蒸馏副产品244。在实施例中，可获得各种煤燃烧副产品242。例子为煤燃烧副产品242可包括挥 发性碳氢化合物，灰分、硫、二氧化碳，水，等等。可进一步处理这些副产品而获得经济利益。 本领域技术人员应理解的是，特殊的属性允许煤被有利地用于产生有经济效益的燃烧副产 品。因此，根据本文所述系统和方法处理的煤可被更特殊地设计用于生产游泳的燃烧副产品O作为一个示例，挥发物是一种煤燃烧副产品242。挥发物包括除湿气之外的在加 热期间以气体或蒸汽释放出的那些产物。对于煤，挥发物百分比由首先将煤加热到105摄 氏度以除去湿气，然后将煤加热到950摄氏度并测定重量损失而确定。挥发物可包括短链 和长链碳氢化合物加上其他气体包括硫的混合物。因此挥发物可包括气体、在冷却时冷凝 成油的低沸点有机化合物以及焦油的混合物。煤中的挥发物随着煤级别的降低而增加。而且，具有高含量挥发物的煤在燃烧期间活性更高，更易于点燃。另外一个例子是，煤灰是煤燃烧副产品242。煤灰是由飞灰(从烟囱除下的废物) 和底灰(从锅炉和燃烧室获得)组成。粗颗粒(底灰和/或炉渣)放置到燃烧室底部，细 的部分(飞灰)通过烟道选出，并被归还和回收。煤灰可含有各种浓度的痕量元素和重金 属，包括Al，As，Cd，Cr，Cu，Hg，Ni, Pb，Se, Sr，V和Zn。在煤燃烧之后回收的灰可用作水泥 产品的添加剂，用作挖掘或土木工程的添加剂，用作土壤改善剂，以及用作其他产品，包括 涂料、塑料、油漆和粘结剂的组分。在另一个例子中，硫是煤燃烧副产品242。煤中的硫在燃烧期间可作为硫的氧化物 释放出来，或者通过与矿物杂质中所含的碱性氧化物反应而保留在煤灰中(已知为硫自保 持的方法)。硫自保持中最重要的碱性氧化物是CaO，其是CaCO3的分解产物也是含钙有机 组物质的燃烧产物。煤的燃烧以两个连续的步骤进行脱挥发和炭燃烧。在脱挥发期间，可 燃烧的硫被转化为S02。在炭燃烧期间，SO2的形成过程，硫酸盐化和CaSO4分解同时发生。在多个实施例中，可获得多种煤蒸馏产物244。对煤的破坏性蒸馏244产生了煤焦 油和煤气，另外还有冶金焦。冶金焦和煤气的利用之前已经作为煤转换的产物讨论过。煤 焦油这一第三种副产品具有广泛的其他商业用途。本领域技术人员应理解的是，特殊的属 性允许煤被有利地用于生产来来经济效益的蒸馏副产品244。因此，根据本文所述系统和方 法处理的煤可更特殊地设计用于产生副产品244。煤焦油是煤蒸馏副产品244的一个例子。煤焦油是碳氢化合物物质的复杂混合 物。其组成的主体是芳香族不同组成的碳氢化合物和挥发物，从最简单和挥发性最大的 (苯)到多环的不挥发性大分子量物质。煤焦油中的碳氢化合物大部分是基于苯的、基于萘 的、基于蒽的或基于菲的。也可能存在变化数量的脂肪族碳氢化合物，石蜡和烯烃。此外， 煤焦油含有少量的简单酚类，例如石碳酸和氧茚。也可能发现有硫化合物和氮化的有机化 合物。煤焦油中的氮化合物是碱性的，属于吡啶和喹啉家族，例如苯胺。在多个实施例中，煤焦油可进一步被级份分馏而产生许多有用的有机化学物质、 包括苯、甲苯、二甲苯、萘、蒽和菲。这些物质被称作煤焦油粗油。它们形成了合成众多产品， 如染料、药物、调味品、香料、合成树脂、油漆、防腐剂和炸药的基础。在对煤焦油原油进行级 份分馏之后，留下了浙青残留物。该物质可例如用在屋顶、铺路、绝缘、防水用途中。在多个实施例中，煤焦油也可以以其自然状态应用而不进行级份分馏。例如，在使 用前，煤焦油可被加热到某一程度以除去其挥发性成分。自然状态的煤焦油可被用作防腐 剂。煤焦油也已经被用作屋顶材料。煤焦油可作为燃料燃烧，尽管它在燃烧中释放有害气 体。焦油燃烧产生大量被称作黑烟的烟灰。如果收集该烟灰，则其可用于制造电化学用的 碳、打印墨、染料等等。参见图2，由本文所述系统和方法处理的煤可在运送设施214中运输或在储存设 施218中储存。本领域技术人员应理解的是，特殊的属性允许煤被安全有效地运输和储存。 因此，根据本文所述系统和方法处理的煤可被有利地设计以便于运输和储存。在多个实施例中，煤可以从开采地运输到使用地。可在运送设施214中进行煤输 送。在运输之前，可先对煤进行清洁，分拣和/或压碎成特定的尺寸。在某些情况下，发电 厂可位于向工厂供煤的煤矿本地或靠近煤矿。对于这些设施，煤可以通过传送器等等进行 运输。然而，在多数情况下，发电厂和其他用煤设施远离煤矿。从煤矿向远方的设施运输煤
74的主要运输方法铁路。也可以采用驳船和其他海运工具。采用卡车的高速路运输是可行 的，但可能并非是经济的，尤其是路程超过50英里的情况下。煤浆管道运输悬浮在水中的 粉煤。本领域技术人员应理解的是，特殊的处理属性便于运送设施214中的煤输送。因此， 根据本文所述系统和方法处理的煤可更特殊地设计以便于运输。在多个实施例中，煤可以存储在储存设施218中，可以在其将被使用的地点，也可 在将被运送到使用地点的某一遥远的地点。在多个实施例中，例如煤燃烧设施200和其他 用煤工厂，可进行煤的现场储存。作为一个示例，对于发电厂204，可以储存10%或更高比 例的年度用煤量。然而，过多储存煤可能会造成与自燃风险、损失挥发性材料和损失发热量 有关的问题。无烟煤存在的风险比其他级别的煤的风险小。例如，无烟煤可能不会遭遇自 燃，因此每一煤堆可以存储不限量的煤。相反，烟煤如果堆得过大的话可能会自燃，而且可 能还会碎裂。在储存的煤中可能会发生两种类型的变化。无机材料例如黄铁矿可能会氧化，而 煤中的有机材料本身会可能氧化。当无机材料氧化时，煤的体积和/或重量可能增加，且煤 可能会碎裂。如果煤物质本身发生氧化，变化可能不是能被立即感知的。煤中有机材料的 氧化涉及煤中的碳和氢气的氧化，以及氧被不饱和碳氢化合物吸收，可能造成发热量损失 的变化。这些变化也可能导致自燃。本领域技术人员应理解的是，煤的特殊属性将存储在 储存设施218中的煤的有害变化降至最低。因此，根据本文所述系统和方法处理的煤可被 更特殊地设计用于允许其被安全地储存在储存设施218中。现在将对固体燃料处理设施的各个部件、其输入、输出以及相关方法和系统进行 更详细的描述。煤是由植物在缺乏空气并在湿气影响、升高的压力和升高的温度下分解而形成 的。形成煤有两个步骤。第一步骤是生物步骤，其中纤维素转化成泥煤。第二步骤是物理 化学步骤，其中泥煤被转化成煤。形成煤的地质学过程被称为煤化。随着煤化的进行，煤的 化学组成逐步地变成了高碳含量和低氢含量的化合物，如可在芳香环结构中发现的一样。煤的类型或煤的级别表明已经发生的煤化程度。煤的级别，从高到低排列，包括无 烟煤，烟煤，亚烟煤，和褐色煤/褐煤。随着煤化程度的增加，挥发物的百分含量降低而发热 量增加。因此，较高级别的煤含有较少的挥发物，而发热量较高。一般而言，随着煤的级别 升高，煤中含有较少的湿气、较少的氧以及更多的固定碳，更多的硫和更多的灰分。术语“级 别”从灰分和硫含量区分两种煤。所有的煤都含有矿物质。这些矿物质是煤中发现的无机物质。被整合到煤物质中 的矿物成分本身被称为包含的矿物质。从煤基体中分离处的矿物成分被称为抽提的矿物 质。抽提的矿物质可以均勻分散在煤颗粒中，或者由于采用从邻近矿层中抽取的采矿技术 而不经意地存在。煤中的无机材料在煤燃烧或煤转换之后变成灰分。煤中未被化合的碳被称为固定碳含量。某一数量的总碳和氢气化合而作为碳氢化 合物燃烧。这与其他加热煤时形成的气体一种形成了煤中的挥发物。固定碳和挥发物形成 了可燃烧物。挥发物中含有的氧和氮被包括称为可燃烧物的一部分，可燃烧物被理解为煤 中不含湿气和灰分的煤量。除了可燃烧物之外，煤还含有湿气和各种形成灰分的矿物质。美 国煤的灰分含量可以为约3% -30%。湿气含量可能占煤总重量的0. 75% -45%。不希望煤中含有大量的灰分，因为灰分降低了煤的燃烧值，也因为灰分会阻塞炉
75子中的空气通道而干扰燃烧。如果煤还具有高硫含量，则硫可能会和灰分组合而形成可融 合的灰渣，这会进一步阻碍炉子内的有效燃烧。煤中的湿气可能会给燃烧过程造成困难，原 因是它蒸发时吸收热量，从而降低了炉温。尽管本发明中讨论的技术用于用煤作为单一燃料的举例性目的，但应该理解该技 术也可采用采用本领域技术人员所熟知的技术将煤和其他燃料，如生物质能燃料或废品一 起组合而应用本发明的技术的场合。有两种基本的采煤方法102，表面采煤和底下采煤。表面采煤方法可包括表面开 采，陡坡开采以及露天开采。表面煤矿可能被称为表土层的非煤材料覆盖，表土层可在开采煤之间现行去除。 表面开采可以在平坦地形处找到，陡坡开采可能沿着小山或山峰的煤缝进行，而露天开采 则是在煤峰很厚且可能有几百英尺深的地方进行。表面矿中可采用的设备可包括朔挖掘 机，铁铲，推土机，前端装载机，斗轮挖掘机和卡车。从地下煤矿102提取煤有三种基本方法房柱式开采，长壁式开采，以及标准的爆 破和搬运煤开采。房柱式开采可由通过采矿机连续地击碎煤，将煤往复运动到传送带上搬 走的步骤组成。在经过特定距离之后，支撑住天花板，然后重复该妇女广发。长壁式开采由 移动采矿机经过长的连续煤壁，采用传送带系统搬运煤的步骤组成。可采用作为长壁采矿 机的一部分的钢柱支撑矿顶。标准的爆破和搬运采矿法可采用爆炸物爆破煤，然后用标准 设备(如传送带系统、铁路、拖拉机)搬运煤。煤矿102可由一个以上的煤层组成，所述煤层可以是煤的连续系。煤矿102可包 含多个不同的煤类型，一个煤矿和/或煤层内具有已知的特性110。一定义的一些煤类型可 包括泥煤，褐色煤，褐煤，亚烟煤，烟煤和无烟煤。煤矿102可检测煤矿和/或煤层内的特性 110。特性110的测试可以采样、周期性、连续性等方式进行。煤矿可在现场检测煤以确定 煤特性110，也可将煤样品送到外部试验设施。采矿操作可勘察煤矿以对煤矿所含的煤进行 归类来确定煤矿何处由煤，由何种类型的煤。不同的煤类型可依据湿气含量，矿物质，以及 材料如硫，灰分，金属等等而具有标准分类110。某一类煤中的湿气和其他材料的百分比可 影响煤的燃烧特性和热值(BTU/lb)。煤矿102的经营者可从煤矿选择性地采煤，以便于保 持向哭和供应统一类型的煤，开采市场上更易于接受的一类煤，向市场和客户提供最普通 的煤，等等。在一个实施例中，带有较少湿气的煤，例如烟煤和无烟煤，可提供更好的燃烧和 加热特性。在一个实施例中，煤开采102设施可包含对开采的煤进行处理的煤分选，储存104 和运输108设施。煤分选设施可用于将原始开采的煤称为更理想形状和尺寸的煤。煤可以在矿表面 的设置中通过粉磨机、碎煤机、球磨机、或粉碎机等等进行分选。可采用从矿里出来的传送 带系统或用卡车等等将煤提供给煤分选设施。煤分选可以以连续送料方法进行，或者也可 采用分批方法来调整煤的大小。储存设施104可在将煤运输到顾客之前被用来暂时存储原煤或通过煤分选设施 调整大小后的煤。储存设施104可包含另外的分拣设施，原煤或调整大小后的煤可进一步 根据煤的大小进行分类。储存设施104可以是房屋、棚、机动轨道车、或开放区域等等。通过靠近煤输送方法，可使储存设施104与运送设施108关联起来。运送设施108可采用铁路、卡车等等来将煤从煤矿102运送到顾客。运送设施108可采用传送带300、卡 车、装载机等等，或者单独使用，或者组合使用，来将煤送到煤输送方法处。根据煤矿的容 量，运送设施108可以所是连续装载的操作，也可以以根据请求的方法进行煤的运输。煤储存设施112可以是为至少一个遥远的煤源设置的煤转售站，可以购买、存储 不同的煤类型和转售给不同顾客。煤储存设施112的煤源可以是煤矿102或另一个煤储存 设施112。煤储存设施112可从多个遥远地方的煤源接收和存储多种煤。在一个实施例中， 煤储存设施112可根据煤的类型来存储煤。煤的类型可包括但不限于泥煤、褐色煤、褐煤、 亚烟煤、含浙青煤以及无烟煤。煤储存设施可包括储存设施114、运送设施118或者其他用 于处理、储存和运输煤的设施。在一个实施例中，煤储存设施112可根据规格从遥远地方的 煤矿购买煤以用于后来的转售。煤储存设施112可从遥远地方的煤源接收煤；煤的类型和特性110可由煤源提供。 储存设施112也可进行另外的煤测试以验证收到的煤特性或对煤进一步分类；煤储存设施 112可为不同的煤顾客存储亚煤类型。亚煤类型可以是根据煤特性110对进行的进一步分 类。储存设施112可能具有现场煤检测设施或者可采用标准的煤测试实验室。储存设施114可被用来在将煤运输到顾客之前存储来自遥远地方的煤源的煤。储 存设施114可包含另外的分拣设施，煤在该分拣设施处可根据煤的大小或煤的特性110进 一步分类。该另外的分拣设施可采用粉磨机、碎煤机、球磨机、粉碎机等等进一步分选煤。储 存设施114可以是房屋、棚、机动轨道车、开放区域等等。通过靠近煤输送方法，可使储存设施114与运送设施118关联起来。运送设施118 可采用铁路、卡车等等来将煤从煤存储设施114运送到煤的顾客。运送设施118可采用传 送带300、卡车、装载机等等，或者单独使用，或者组合使用，来将煤送到煤输送方法处。根据 储存设施的容量，运送设施118可以所是连续装载的操作，也可以以根据请求的方法进行 煤的运输。煤样品数据120可以是煤的分类110的数据的储存位置。煤样品数据120可以是 数据库、有关的数据库、表格、文本文件、XML文件、RSS、平面文件等等，其可用来存储煤的特 性110。数据可存储在包括服务器、网络服务器、桌面计算机、膝上型电脑、手持式电脑、PDA、 闪存等等计算机装置上。在一个实施例中，煤特性110数据可与纸件、电子形式、数据库等 的煤装运文件一起运输。如果煤特性与纸件一起输送，则可将特性数据以计算机装置上的 合适煤样品数据格式输入。在一个实施例中，煤特性110数据可通过电子邮件、FTP、英特网 连接、WAN、LAN、P2P等等由煤矿102、煤储存设施112等等传送。煤样品数据120可由煤矿 102，煤储存设施112，接收设施等等保存。可通过包括英特网在内的网络获得煤样品数据 120。煤样品数据120可包括发货煤矿的名称、储存设施的名称、煤的最终用途、期望的 属性、可能的最终属性、煤特性(例如湿度)，使用的煤试验设施、煤测试日期、接收后测试 或干燥、电磁吸收/反射、验证测试设施、验证测试日期等等。在一个实施例中，每一个煤样 品至少有一个特性测试数据和测试日期。在一个实施例中，存储在煤样品数据120中的煤特性可以由标准实验室(例如美 国西弗吉尼亚的Standard Laboratories of SouthCharleston)提供。该标准实验室可 提供煤特性，该煤特性可包括湿气百分比、灰分百分率、挥发物百分比、固定碳百分比，BTU/lb, BTU/lbM-A Free、各种形式的硫、哈氏可磨性指数(HGI)、总汞、灰熔温度、灰分矿物分 析、电磁吸收/反射、介电性，等等。在一个实施例中，该标准实验室可对煤进行原样或干燥 测试。在一个实施例中，原样测试可以是在原煤被收到而不进行任何处理的状态进行。在一 个实施例中，干燥测试可以是对进行处理去除残余水后的煤进行。标准试验室可以利用标 准对煤进行分类，所用标准例如为ASTM标准D 388 (《煤级分类》)，ASTM标准D 2013(《分 析煤样制备方法》)，ASTM标准D 3180 (《从所测得的到不同化合物的煤和焦炭分析计算用 标准实施规程》)，美国地质调查局1823 (《煤的采样和无机分析方法》)，等等。在一个实施例中，可以在煤样品数据中为每批煤存储至少一个数据记录。如果该 批煤在开采，储存或运输过程中经历了随机或定期检查，那么可存在多于一个的数据记录。 在一个实施例中，对一批煤进行的每次测试可令煤特性存储在煤样品数据120中。煤特性 测试可按煤矿102、储存设施112或接收设施等的要求进行。煤期望特性122可以是某一用煤设施所需的已处理煤燃烧特性的数据库。煤期望 特性122可以是可存储用于特定用煤设施的煤的所需燃烧特性的数据库、关系数据库、表、 文本文件、XML文件、RSS或平面文件等。煤期望特性122数据可存储在计算机装置上，所述 计算机装置可包括服务器、网络服务器、桌面计算机、膝上型计算机、手持式计算机、PDA或
闪存等。在一个实施例中，对于特定用煤设施可存在至少一个煤期望特性122数据。对于 固体燃料处理设施132接收或储存的每一类型的煤可存在煤期望特性122数据。在一个实 施例中，固体燃料处理设施132可接收或储存多种煤类型，其可包括泥煤、褐色煤、褐煤、亚 烟煤、烟煤和无烟煤。每类煤对于所述用煤设施可具有不同的期望特性122，期望特性122 可基于改变所接收或存储的煤特性110的能力。在一个实施例中，接收或存储的煤特性可 被存储在煤样品数据120中。煤期望特性122可基于固体燃料处理设施132的性能参数，例如系统容量，煤尺 寸，处理腔的类型，传送系统尺寸，传送系统流率，电磁频率，电磁功率级别，电磁功率持续 时间，功率透入煤中的深度，等等。这些参数类型和值可根据输入的煤特性的不同而变化。 在一个实施例中，固体燃料处理设施132可知道哪种煤类型可被所述用煤设施使用，适当 的参数可从煤期望特性122中被选择出，以生产出用于所述用煤设施的已处理煤。在一个实施例中，为了满足效率或环境要求，用煤设施可要求某种煤操作参数，例 如BTU/lb、硫百分比、灰百分比、金属百分比，等等。煤期望特性112可基于这些参数；维持 这些参数可使用煤设施满足煤燃烧排放要求。在一个实施例中，煤期望特性122可以特定的煤燃烧属性为目标，例如BTU/lb、湿 气、硫、硫酸盐、硫化物、灰分、氯、汞，等等。在一个实施例中，特定的煤燃烧属性可以仅仅受 限于测量该煤处理属性的煤处理设施能力。例如，如果固体燃料处理设施132仅仅能够测 量湿气和硫排放物，那么目标性的特定煤燃烧属性可仅仅包含湿气和硫目标。固体燃料处理设施132 (设施)可被用来通过去除非煤产品(比如湿气、硫、硫酸 盐、硫化物、灰分、氯、汞、水、氢、羟基以及可成为煤一部分的类似物)来改进煤的等级。固 体燃料处理设施132可用微波能量和/或其他手段从煤中去除非煤产品。固体燃料处理设 施132可包括多个装置、模块、设施、计算机装置等，以便对煤进行处置、使其运动、进行处 理。固体燃料处理设施132可以是模块化的、可变规模的、移动式的或固定式的等等。
在一个实施例中，固体燃料处理设施132可以是模块化设施，其具有装置、模块、 设施、计算机装置等等，它们被设计成完全独立的单元，这些单元可以预定方式或非预定方 式彼此关联。在一个实施例中，固体燃料处理设施132对于连续流处理以及批次性处理都是可 变规模的。对于连续流，固体燃料处理设施132可改变输入、处理腔、输出等的规模，以匹配 特定设施所需的量。例如，发电设施与冶金设施相比可能需要更高体积的已处理煤，因此 固体燃料处理设施132可被改变规模，以处理所需量的煤。煤的连续流处理可包括具有带 的腔，所述带用于使煤穿过某些处理。腔和带系统可被改变规模，以提供该设施每次所需的 量。在一个实施例中，固体燃料处理设施132可采用批次处理，而且批次处理腔、输 入、输出等等可被改变规模以适应需要被处理的煤的量。煤的批次处理可包括封闭的腔，其 在每一周期中可处理一定量的煤。在一个实施例中，该腔的尺寸可被设计成便于在固体燃料带设施130上实现优化 的能量分布。通过增加腔的宽度，对于煤上的能量分布可能有所改善，并且具有较好的机 会获得基于尺寸的平均能量暴露。例如，将腔的宽度从62英寸增加到70英寸可获得改进 的能量分布，例如对整个量的煤具有极化多样性的场，功率更加均勻地分布及热点更少，等 等。例如，具有三个极化器的腔(如图30所示)可提供更少的热点。在另一个例子中，具 有四个极化器的腔(如图30所示)可提供均勻的总场分布。 在一个实施例中，该腔可被构造成不让能量选出。在一个实施例中，该腔的尺寸可 被设置成可容纳大量的微波发生器。该腔还能容纳使能(enable)微波发生器所需的配电 和冷却系统。在一个实施例中，该腔室可包括水与空气的热交换器。热交换可允许进行废能回 收。回收的能量可被用来对固体燃料进行表面湿气预干燥。在一个实施例中，该腔室可包括蒸馏器，以从腔内空气中去除湿气。固体燃料处理设施132可以是移动式的，利用这个能力可在多个设备之间移动或 移动到设备内的多个位置。例如，单个企业可具有多个需要已处理煤的设备，并且可拥有单 个固体燃料处理设施132来处理煤。固体燃料处理设施132可在每一企业设备处花一定量 的时间以在移到下一企业设备之前提供一堆已处理的煤。在另一个例子中，储存设施112 可具有单个固体燃料处理设施132，其在储存设施112内的多个位置间移动，以便处理可储 存于储存设施112的多种煤类型。在一个实施例中，通过使其为移动式的，固体燃料处理设 施132还可是模块化的，从而允许设施132易于重新部署。固体燃料处理设施132可以是固定式结构，其在某一设备处保持在适当位置。在 一个实施例中，该设备可能需要一定量的已处理煤，这要求固体燃料处理设施132生产出 连续流的已处理煤。例如，发电设施可需要连续量的已处理煤，其可能需要专用的固体燃料 处理设施132。在一个实施例中，固体燃料处理设施132可以是在线式或离线式安装的。固体燃 料处理设施132可以是在线式安装的，以便为用煤设施内的处理提供连续的处理煤流。例 如，发电装置可让固体燃料处理设施132直接对锅炉送料来产生蒸汽。固体燃料处理设施 132可以是相对于设备为离线式的，其处理煤并将其输出到至少一个储存位置。例如，发电
79设备可具有这样的固体燃料处理设施132，其在煤被处理时储备不同类型的煤。已处理的煤 然后根据需要可被送到传送带300系统上，从而送到发电设备上。固体燃料处理设施132可包括多个装置、模块、设施、计算机装置等等，例如参数 产生设施128、进料设施124、监视设施134、气体发生设施152、防点燃设施154、处置设施 158、处理设施160、容纳设施162、带设施130、冷却设施164、出料设施168，以及试验设施 170。所述参数产生设施128可以是计算机装置，例如服务器、网络服务器、桌面计算 机、膝上型计算机、手持式计算机、PDA或闪存等。参数产生设施128可生成并提供操作参 数给固体燃料处理设施132，以便处理所接收到的或储存的煤。参数产生设施128可计算和 存储用于所述设施的操作参数。在一个实施例中，参数产生设施128可利用来自煤样品数 据120和煤期望特性122的数据来产生操作参数。在一个实施例中，煤样品数据120和煤 期望特性122信息可通过LAN、WAN、P2P、CD、DVD或闪存等获得。在一个实施例中，待由设施132处理的煤可被固体燃料处理设施132的操作者识 别。在一个实施例中，煤可由如下信息标识，即类型、批次、测试号或标识号等等。参数产生 设施128可访问用于被标识煤的储存在煤样品数据120和煤期望特性122数据中的煤试验 信息。在一个实施例中，参数产生设施128可从煤样品数据120中取得接收到的或存储的 煤测试数据。在一个实施例中，参数产生设施128可从煤期望特性122中取得期望的已处 理煤特性。在一个实施例中，对于每一接收到的或存储的煤测试数据，可存在至少一组期望 的已处理煤特性。在有多于一组的数据对于煤测试数据和期望煤特性可用的情况下，参数 产生设施可对这些数据进行平均、使用最后的数据、使用第一条数据、或使用这些数据的统 计值、等等。在一个实施例中，基于煤试验信息和期望的已处理煤特性，所述参数产生设施可 为所述设施确定出起始操作参数。所述操作参数可被用来设置固体燃料处理设施132各种 装置和设施的参数，以产生出期望的煤特性。参数产生设施128确定的参数可包括带速度、 每一时间周期的煤量、微波频率、微波功率、煤表面温度、传感器基本读数、空气流率、惰性 气体的使用、进料速率、出料速率，预热温度、预热时间、冷却速率，等等。在一个实施例中， 设施处理期望煤所需的所有参数皆可由所述参数产生设施确定。在一个实施例中，微波频率参数可具有多种设置，其可包括单一频率、分段频率 (例如从一个频率转变到第二个频率)、用于多个微波的频率、连续频率、脉冲频率、脉冲频 率占空比、等等。在一个实施例中，微波功率参数可具有多种设置，其可包括连续功率、脉冲功率、 分段功率(例如从一个功率转变到第二个功率)、用于多个微波的功率，等等。在一个实施例中，根据煤类型以及待从煤中去除的非煤产品的不同，煤表面温度 可被监视。参数产生设施128可确定出在煤处理期间待被监视的煤表面温度。在一个实施 例中，在煤处理过程的不同时间可能需要不同的煤表面温度以便去除非煤产品。例如，一个 温度可被要求用来从煤中去除湿气，而第二温度可被要求用来从煤中去除硫。因此，所述参 数产生设施可确定在煤处理过程中待被监视的多个煤表面温度。在一个实施例中，各种煤 表面温度参数可被提供给传感器设施，所感测的温度的范围可从环境温度到250摄氏度。 在一个实施例中，煤由于微波系统148的微波能量加热非煤产品因而可被加热到某一内部和表面温度。进料设施124可从煤矿102或煤储存设施112接收煤到固体燃料处理设施132中， 煤储存设施112可与固体燃料处理设施132处于同一场所，或者可以是远程的煤储存设施 112。进料设施124可包括尘埃收集设施、筛分和分拣设施、输入段、过渡段，和适配器段，等 等。在一个实施例中，进料设施可控制进入带130进行处理的煤量。例如，进料设施可通过 限制或打开门，或者输入螺旋推进器的速度等来控制穿过其中的煤量。煤可通过传送带300系统、卡车、前端装载机，后端装载机等提供到进料设施124。在一个实施例中，将煤送入进料设施124的动作可能会产生不可接受的煤尘量， 因此可提供尘埃收集设施。在一个实施例中，煤尘可被收集到容器中，从而从进料设施中去 除掉。在一个实施例中，收集到的尘埃可被重新注入到固体燃料微波处理中。如果提供到带130的煤尺寸一致，那么固体燃料处理设施132处理煤的效率更高； 一致的煤尺寸可优化微波对煤的加热。进料设施124可将输入煤分拣或筛分成多种尺寸。 在一个实施例中，可有多个带来处理不同尺寸的煤。可用分级格筛来分拣煤，或者可用不同 高度的门将煤转移到另一带等等来分拣煤。在一个实施例中，进料设施124可利用多个段(其可包括输入段、过渡段、适配器 段等)将煤从输入源移到带130上。在一个实施例中，输入段可接收原煤到进料设施中；这 一段可足够大，以便为煤提供一缓冲区，防止煤溢流或煤落出来。在一个实施例中，过渡段 可以是一个通道或管道，以将煤从输入段移到适配器段；过渡段可以是锥形的，以便适当地 配合不同尺寸的输入段和适配器段。在一个实施例中，适配器段使煤从过渡段运动到处理 带130 ；这一段的出口处与带具有相同的尺寸。在一个实施例中，螺旋式传送器可将煤从输入源移到传送带。在煤沿螺旋式传送 器运动时，将干空气吹至其上，从而对煤进行预暖和预干。在一个实施例中，如果要进行煤分拣或筛分，可设置多于一个的输入段、过渡段和 适配器段。监视设施134可监视固体燃料处理设施132的多个设施、系统和传感器。监视设 施134可接收和提供信息给传感器、控制器、处理设施，等等。在一个实施例中，监视设施可 基于来自各种传感器和设施的输入对煤处理过程进行过程内(in-process)的调整。例如， 监视器可从湿气传感器和重量传感器接收信息，以确定是否从煤中去除了正确量的湿气； 可基于这些信息来调整操作参数。在一个实施例中，监视设施134可改变这些设施操作参数，以调整固体燃料处理 设施132内煤的处理。在一个实施例中，对所述操作参数的改变可被提供给其他设施，这些 其他设置可包括带控制器144、处理设施160、容纳设施162、反馈设施174、或防点燃设施 154等等。在一个实施例中，监视设施134可包含计算机装置，例如服务器、网络服务器、桌 面计算机、膝上型计算机、手持式计算机、PDA、或闪存等等。在一个实施例中，监视设施134 可利用LAN、WAN、P2P、CD、DVD、或闪存等等与各种设施和传感器通信。在一个实施例中，监 视设施可利用算法来确定固体燃料处理设施132的操作参数的变化。防点燃设施154可以是防止煤在煤处理过程中点燃的气体源。由于非煤产品的加 热，煤处理过程可将煤加热到接近煤着火温度的温度以便去除非煤产品。为了防止煤处理
81过程中煤提前点燃，惰性气体可被用来提供惰性气体氛围到煤处理腔中。惰性气体包括氮、 氩、氦、氖、氪、氙和氡。氮和氩可能是用来提供非燃烧气体氛围的最普通的惰性气体。惰性气体可通过管线、卡车/罐车或现场气体发生器等等供应给防点燃设施154。 在一实施例中，如果使用了卡车/罐车供应系统，那么气体供应可通过卡车/罐车提供到现 场储气罐中，或者卡车可将罐拖车留下来用作临时储气罐。在一个实施例中，来自防点燃设施154的惰性气体可与空气氛围结合使用，或者 可以是煤处理腔的整个氛围。为了向防点燃设施154供应氮，固体燃料处理设施132可使用现场氮发生设施 152，以产生煤处理腔所需的氮。在一个实施例中，可利用商业上可用的压力摆动吸收(PSA) 工艺来产生氮。气体发生设施的尺寸可被适当地设置成产生固体燃料处理设施132所需量 的氮。功率输入180可以是连到可被用来向固体燃料处理设施132供电的输电线路的电 功率连接；固体燃料处理设施132功率要求可包括微波系统148。功率输入可来自设备外 部的输电线路，或者可来自设备内部的输电线路(如果该设备是发电设施的话)。高压输入传输(或高压输电)设施182可提供适当的功率梯级，以便供应固体燃 料处理设施132所需的适当的功率水平。高压输入传输设施可以非常高的高压接收功率输 入180，这种高压需要在设施182中降低下来以便使用。在一个实施例中，高压输入传输设 施182可包括所需的组件和装置，以便将供应的功率降为可用于固体燃料处理设施132的 适当的功率水平。高压输入传输设施可提供输电线路到固体燃料处理设施132中，以将固 体燃料处理设施132连接到功率输入180。带设施130可将煤输送通过煤处理过程，以便去除非煤产品；煤的输送可以是连 续送料。带设施130可从进料设施124接收煤，将煤输送通过至少一个煤处理过程，并将已 处理的煤送到冷却设施164。在一个实施例中，带设施130可包括输送设施(例如传送带)， 多个独立的煤保持斗，或其他保持装置，以使煤运动通过至少一个煤处理过程。输送设施可 以由那些设计成适用于已处理煤的温度的材料制成，例如金属或高温塑料等。带设施130可包含多个设施和系统，其可包括预热设施138、参数控制系统140、传 感器系统142、去除系统150、控制器144、微波/无线电波系统148，等等。通过利用参数产 生设施128和/或监视设施134的操作参数，所有这些独立的设施和系统可协作起来在处 理过程中处理煤。带设施130可以能够在煤处理过程中调整操作参数；操作参数的调整可 通过正在监视处理过程的操作员手动地实现，或者可由控制器144自动地实时实现。在一个实施例中，带设施130可以是输送设施周围的壳套；该壳套可被认为是一 个腔。在一个实施例中，该腔可包含煤处理过程、腔气体环境、传感器、非煤产品去除系统 150、尘埃容器，等等。该腔可支持煤处理过程的所有输入和输出，例如气体环境输入、非煤 产品输出、煤尘输出、煤输入、煤输出、等等。在一个实施例中，输送设施的速度可以是能够响应操作参数可变的。例如，如果一 次要处理大量的煤或者如果煤是其中含有大比例非煤产品的较差类型的煤(例如泥煤)， 那么输送设施可以较低速度运行。输送设施可较慢地运行，从而可使在微波发生器下的时 间较长。输送设施可以恒定速度运动或者可在处理的不同位置处改变速度。例如，输送设 施可在微波发生器处慢慢地运动，但在微波发生器之间快速地运动。可在输送设施上将煤
82放置成使得煤之间存在空间，这可以允许输送设施作为协调的各级使煤运动通过煤处理过 程。例如，煤可以间隔与微波发生器相同的距离，这可使煤在处理期间在每一微波发生器下 逗留。在一个实施例中，可将输送设施的运动和速度与微波发生器的操作协调起来。输 送设施可根据微波发生器的操作加速或减速。在一个实施例中，输送设施的操作可由参数产生设施128确定的操作参数和监视 设施134监视或修改的操作参数控制。控制器144可以是计算机装置，其将来自参数产生设施128和监视设施134的操 作参数应用到煤处理过程。在一个实施例中，控制器144可包含计算机装置，例如服务器、 网络服务器、桌面计算机、膝上型计算机、手持式计算机、PDA或闪存等等。在一个实施例中， 控制器144可利用LAN、WAN、P2P、CD、DVD或闪存等与各种设施和传感器通信。在一个实施 例中，控制器144相对于煤处理腔所处的位置可能并不重要；控制器144可被设置在入口 处、出口处或沿煤处理腔的任何位置处。如果控制器144由操作者管理或控制，那么控制器 可被设置在允许操作者看见煤处理过程或煤处理过程传感器关键部分的位置处。在一个实施例中，控制器144可将操作参数应用到至少输送设施、空气流控制、惰 性气体、微波频率、微波功率、预加热温度等。在一个实施例中，控制器144可控制至少一个微波系统148的频率。微波系统148 可被控制成提供单一频率或脉冲频率。如果在带设施130中存在多于一个的微波系统148， 那么控制器144可提供操作参数给多于一个的微波设施148 ；多于一个的微波设施可以按 不同的频率操作。在一个实施例中，控制器144可控制至少一个微波系统148的功率。微波系统148 可被控制成提供单一功率或脉冲功率。如果在带设施130中存在多于一个的微波系统148， 控制器144可提供操作参数给多于一个的微波设施148 ；多于一个的微波设施可以按不同 的功率操作。在一个实施例中，控制器144可控制带设施130的处理环境，处理环境可包括空气 流、惰性气体流、氢气流、正压力、负压力、真空度，等等。带设施130中的空气流可包括提供 干燥空气、惰性气体、氢气以及压力变化来控制从煤中释放的气体。在一个实施例中，干空 气可被用来在带设施中帮助降低煤中的湿气。在一个实施例中，惰性气体可被用来在高的 煤温度期间防止煤点燃；惰性气体还可被用来防止出现其他的氧化过程。在一个实施例中， 氢气可在降硫处理期间使用。在一个实施例中，带设施130中的压力可被用来在非煤产品 从煤中作为气体释放时去除非煤产品。 在一个实施例中，控制器144可以是可商购得到的机器控制器，或者可以是用户 为带设施130设计的控制器。在一个实施例中，控制器可从带设施130的系统和设施中接 收操作状态反馈。该反馈可以是当前设置、实际运行参数、负载量比例，等等；该反馈可以是 在控制器144或者与控制器144关联的任何计算机装置上可见的。在一个实施例中，控制器可具有超越控制功能，超越控制功能可允许操作员手动 地修改至少一个煤处理过程的操作参数。手动修改操作参数可被认为是煤处理过程的一种 超越或完全手动控制。在实施例中，处理时间(煤在该段时间上可经受微波)典型地为5秒至45分钟之
83间，这取决于带设施130的尺寸和配置、微波系统148的可用功率以及待处理的煤量。小的 煤量可需要较短的处理时间。在煤到达微波系统148之前，预热设施138可加热煤。这种预加热可以是加热煤 以从煤中去除掉外部湿气。去除多余的外部湿气通过去除了可吸收微波能量的湿气使得微 波系统148能够更容易地去除内部的非煤产品。在一个实施例中，可利用辐射或红外辐射等(其可通过电、气或油等方式提供功 率)对煤进行预加热。在一个实施例中，预热设施138可设置在带设施130的内部，或者可处于带设施 130的外部且处于带设施130之前。在一个实施例中，预热设施可利用可帮助去除湿气的空气环境，比如干空气。该空 气环境可流过预热设施，以帮助干燥煤。在一个实施例中，预热设施138可具有收集设施，以收集被去除的湿气。微波/无线电波系统(微波系统)148可提供电磁波能量给带设施130中的煤，以 便去除非煤产品。非煤产品可以是水湿气、硫、硫酸盐、硫化物、灰分、氯、汞、金属、水、氢气、 羟基、等等。通过用微波能量将非煤产品加热到非煤产品从煤中释放出的温度，可将非煤产 品从煤中去除。这种释放可出现在当存在从固体到液体、液体到气体或固体到气体的材料 相变时或者其他可使非煤产品从煤中释放出的相变时。在一个实施例中，不同的非煤产品可在不同温度下从煤中释放出；煤温度表面温 度的范围可为70到250摄氏度之间。在一个实施例中，水湿气可在这个范围的较低端释放 出，而硫可在130至240摄氏度之间释放出；灰分可在水和硫的温度之间释放出并且可与水 和/或硫一起释放出。在一个实施例中，由于用微波系统148的微波能量加热了非煤产品， 因此煤可被加热到一定的内部和表面温度。在一个实施例中，微波系统148的电磁能量可由如下装置产生，例如磁控管、速调 管、振动陀螺仪、或等等。在一个实施例中，在带设施130中可存在至少一个微波系统148。 在一个实施例中，在带设施130中可存在多于一个的微波系统148。在具有多于一个微波系统148的带设施130中，微波系统148与输送系统可呈并 行取向、串行取向、或并行与串行组合取向。并行的微波系统148取向可让多于一个的微波系统148并排地设置在带设施130 的一侧或两侧。在一个实施例中，多于一个的微波系统148可被分组在一起并设置在带设 施130的两侧。例如，在沿带设施130的某一位置处，可有N个微波系统148，其中带设施 130的每一侧设置N/2个微波系统。这种配置可允许更多的微波功率被施加在带设施上的 一定位置处，允许在一定位置内以不同级别来施加微波功率，允许利用多于一个的较小微 波系统来产生所需功率，允许在一定位置处陡然增加或减少微波功率，允许脉冲微波功率， 允许连续的微波功率，允许结合使用脉冲和连续微波功率、或等等。在一个实施例中，多于 一个的并行微波系统148可被独立地控制或者可作为一个单一单元控制。对于本领域技术人员而言明显的是，并行的微波系统148可被控制成以许多功 率、频率、功率组合或频率组合的形式来提供微波能量，以满足煤处理的要求。串行的微波系统148取向可让多于一个的微波系统148沿带设施130的长度设 置。在一个实施例中，每个独立的微波系统148设置可以被认为是总的煤处理过程的一站或处理单元。在一个实施例中，在沿带设施130长度的多于一个的位置处，可以有多于一个 的单一或成组的微波系统148。在串行的微波系统148之间可以存在一定的距离，这使得可 在串行的微波系统148之间进行其他处理。串行的微波系统148可允许在不同位置施加不 同的微波频率，在不同位置施加不同的微波功率，在不同位置施加不同的微波占空比(脉 冲式的或连续的)、或等等。在一个实施例中，微波系统148之间的距离可允许进行其他的处理，例如非煤产 品去除、煤冷却、对于非煤产品的定位以完成释放处理、煤处理、煤称重、非煤产品释放感 测、或等等。在一个实施例中，多于一个的串行微波系统148可具有冗余的单一或成组微波系 统，如果需要的话，它们能够重复特定的处理过程。例如，一个微波站可施加微波功率以从 煤中去除湿气，随后煤称重站确定去除了多少水湿气。根据煤重的不同，可以确定煤内是否 还残留有水湿气，冗余的微波系统148可在下一个位置再次施加微波功率以去除残留的水 湿气。在一个实施例中，冗余的微波系统148可以被用来或者可能并不被用来进一步处理 煤。在一个实施例中，冗余的微波系统148可重复与先前的微波系统148 —样的处理，或可 以用来进行与先前的微波系统148不同的处理。在另一个例子中，水湿气传感器可确定水湿气是否仍然从煤中释放出，第二冗余 微波处理可被应用到煤上。在一个实施例中，控制器可确定是否要重复进行微波处理。在一个实施例中，微波系统148的功率可以是脉冲式的或连续式的。为了调节施 加到煤上的微波能量，微波能量输出可以是恒定频率的呈固定时间间隔的脉冲式的。在一 个实施例中，每个源的微波功率可以为至少15kW，频率可为928MHz或更低，在其他实施例 中微波功率可以为至少75kW，频率可为902MHz或更高。在一个实施例中，与较高频率的相比，较低频率的微波能量可以更深地穿透到煤 中。微波系统148可产生IOOMHz至20GHz之间的频率输出。根据本发明的实施例，也可使 用其他频率的波能量。如前文所讨论的，微波系统148可被设置成协调的各级。例如，带设施130上的煤 可别间隔成与微波系统148相同的距离，这可允许煤在煤处理过程中在每一微波发生器下 逗留。在一个实施例中，对于煤的处理而言，改变每一微波系统148站处的带速度可能是煤 处理过程的优点。在一个实施例中，这可以是连续带设施130上进行批次处理的一种方法。在实施例中，处理时间(煤在该段时间上可经受微波)典型地为5秒至45分钟之 间，这取决于带设施130的尺寸和配置、微波系统148的可用功率以及待处理的煤量。小的 煤量可需要较短的处理时间。在一个实施例中，以100%的效率计，Ikff的电磁能量每小时能够蒸发3. 051bs的 处于环境温度的水。对于设计得很好的电磁辐射系统而言，该能量的98%可被吸收和转化 成热。例如，所施加的IkW的电磁能量需要约1. 15kff的电力，且蒸发2. 9891bs的水；对于 每去除160磅的湿气，这可能需要61. 6kff的电力。参数控制设施140可接收传感信息并将该传感信息作为反馈提供给控制器144。 在一个实施例中，参数控制设施140可包含计算机装置，例如服务器、网络服务器、桌面计 算机、膝上型计算机、手持式计算机、PDA或闪存等等。在一个实施例中，参数控制设施140 可利用LAN、WAN、P2P、CD、DVD或闪存等与各种设施和传感器通信。在一个实施例中，参数控制设施140可包含从各种固体燃料处理设施132的传感器接收信号的接口。该接口可接 收来自传感器的模拟或数字信号数据。对于模拟数据，参数控制设施140接口可利用模数 变换器(ADC)将模拟信号转换成数字数据，以便进行数据存储。在一个实施例中，参数控制设施140可与传感器接口，传感器可包括带设施130 空气流、带速、温度、微波功率、微波频率、惰性气体水平、湿气水平、灰分水平或硫的水平等 等。测量的温度可以是处理期间煤的温度和/或腔的温度；腔的温度可以指示腔中是否有 火。在一个实施例中，参数控制设施140可包含内部存储器，例如RAM、⑶、DVD、闪存 等，它们可存储传感器读数。参数控制设施140可存储传感信息，向控制器144提供实时反 馈，存储传感信息并且向控制器提供实时反馈，或其他的存储/反馈方法。在一个实施例 中，参数控制设施140可收集传感器读数并将存储的数据反馈提供给控制器144。收集到的 传感器读数可被用来向控制器144提供历史性的平均传感器读数、时间段的传感器读数、 传感器读数与时间的分布图、实时传感器读数，等等。在一个实施例中，参数控制设施140收集的传感器数据可以是在参数控制设施 140或者与控制器144关联的任何计算机装置上可见的。带设施130的传感器142可提供煤处理过程数据给参数控制设施140和控制器 144。来自传感器的用于煤处理过程的数据可包括水蒸汽、灰分、硫、微波功率、微波频率、煤 表面温度、煤重、微波发射、空气流测量、带设施温度，等等。在一个实施例中，传感器可以是 模拟式的或数字式的测量装置。在一个实施例中，带设施130的水蒸汽可由湿气分析仪测量。湿气分析仪可相对 于微波系统148而设置，以便测量从处理的煤中释放出的水蒸汽。在一个实施例中，煤的处 理可以一直继续进行，直到测量到的水蒸汽水平已经达到预定水平为止。水蒸汽水平可作 为湿气百分比，百万分比，十亿分比，或其他蒸汽测量标度而被测量。在一个实施例中，灰分和硫两者可由化学识别标志水平分析仪来测量。对于灰分 和硫，可分别有独立的化学识别标志水平分析仪。在一个实施例中，煤的处理可以一直继续 进行，直到测量到的灰分和硫水平已经达到预定水平为止。在一个实施例中，可将微波系统148功率和频率输出作为用于与设定水平相比较 的实际水平来测量。在一个实施例中，煤表面温度可由传感器(例如红外温度传感器或温度计)测量。 温度传感器可相对于煤处理过程设置，以便测量煤处理期间和煤处理之后的煤表面温度， 其中该煤处理过程可以是加热或冷却。在一个实施例中，煤处理可一直进行，直到测量的煤 表面温度已经达到预定水平。在一个实施例中，由于微波系统148的微波能量加热了非煤 产品，因此煤可被加热到一定的内部和表面温度。在一个实施例中，可以利用可商购得到的秤来测量煤的重量。煤重可被用来确定 从煤中去除掉的非煤产品。在一个实施例中，可以在一个处理站之前和之后对煤进行测量， 以便确定煤减少的重量。煤重量的这一变化可以指示出已经从煤中释放出来的非煤产品的 百分比。在一个实施例中，这些重量可在煤从称重秤上经过时被实时地测量出，。在一个实施例中，来自带设施130的微波发射可由安全指示器测量。微波发射传 感器可以是标准的可用传感器。在一个实施例中，出于安全或环境方面的原因，要确保在带设施130之外不会测量到超出预定水平的微波发射。在一个实施例中，带设施130的实际空气流可被测量，以便与所需的空气流比较。 可将空气流作为速度、方向、入口压力、出口压力等来测量。在一个实施例中，带设施130的腔温度可用标准的温度传感器来测量。可将腔的 温度作为腔档案所需检测的安全特征来测量。在非煤产品从已处理的煤中释放出时，去除系统150可从带设施130中去除非煤 产品。非煤产品可从煤中作为气体或液体释放出。去除系统150可通过空气朝收集管道的 运动来去除气体，在收集管道处气体可被收集和处理。去除系统150可利用正空气压力或 负空气压力来从带设施130中去除气体。正压力系统可以将气体吹到收集区域，而负压力 系统可以将气体吸到收集区域。去除系统150可将带设施130底部处的液体收集到收集区 域中。在一个实施例中，某些非煤产品可被作为气体和液体(例如水)两者来收集。在 一个实施例中，当水蒸汽从煤中释放出时，蒸汽中的一些可被气体去除系统捕获。根据从煤 中去除的水蒸汽的量和速率的不同，水蒸汽可在带设施130的壁上凝结成液态水。在一个 实施例中，利用空气流迫使凝结的水从壁上流下来，流入液体收集区域。去除掉这些水对于 避免在腔内出现电暴可能是至关重要的。在一个实施例中，根据煤温度的不同，类似于水湿气，硫可被作为气体或作为液体 释放。在一个实施例中，灰分可和水湿气或硫一起被去除。在一个实施例中，气体收集可收集单一类型的气体或者可以收集从已处理的煤中 释放出来的多种气体。根据带设施内的位置和煤处理温度的不同，至少一种气体可从煤中 释放出。根据煤温度的不同，带设施的一定位置中的气体释放可以是特定类型的气体。例 如，在煤温度为70至100摄氏度之间的位置处，这些其他可能基本上全是水蒸汽，而在煤温 度为160至240摄氏度之间的位置处，这些气体可能基本上全是硫蒸汽。在一个实施例中，液体收集可收集单一类型的液体，或者可收集从已处理的煤中 释放出的多种液体。根据带设施内的位置和煤处理温度的不同，至少一种液体可从煤中释 放出。容纳设施162可从带设施130的去除系统150中接收气体和液体的非煤产品。被 去除的非煤产品可包括水、硫、煤尘、灰分、氢气、羟基、等等。在一个实施例中，容纳设施162可具有用于保持从带设施130中去除的液体的容 液罐；可以有多个容液罐。在一个实施例中，容液罐可容纳多于一种类型的液体，这取决于 液体在何处从带设施中被去除。在一个实施例中，可以有不同的容液罐布置在带设施130 的不同位置，以便用来收集液体。在一个实施例中，容纳设施162可具有用于保持从带设施130中去除的气体的容 气罐；可以有多个容气罐。在一个实施例中，容气罐可容纳多于一种类型的气体，这取决于 气体在何处从带设施中被去除。在一个实施例中，可以有不同的容气罐布置在带设施130 的不同位置，以便用来收集气体。在一个实施例中，容纳设施还可包括屏蔽物，以将微波能量阻止在带设施130中。处理设施160可接收容纳设施162的液体和气体，以将气体和液体分成单独的气
87体和液体以便处置。在一个实施例中，可用以下方法来分离非煤产品，所述方法可包括沉积，絮凝，离 心，过滤，蒸馏，色谱分离，电泳，萃取，液_液萃取，沉降，分级冷冻，筛分，风选等等。在一个实施例中，在将气体和液体分离后，气体和液体可别储存在独立的容器或 罐中。处置设施158可从处理设施160接收个别化的气体和液体进行处置。在一个实施 例中，气体和液体的处置可包括在填埋场中处置，将气体和液体出售给其他企业，释放非伤 害性气体(例如水蒸汽)、或等等。在一个实施例中，其他企业可以是可直接使用个别化气 体或液体的公司或者可以是可进一步对气体或液体进行精炼进行再次出售的企业。处置设施158可与运送设施相关联，以便通过铁路、卡车或管道等来转移个别化 的气体和液体。处置设施158可包括临时储存罐，其可允许临时储存气体和液体，直到达到对于 运输而言在商业上经济的体积。在一个实施例中，临时储存罐可布置在本地或远程位置。冷却设施164可定位在带设施130之后，并且可提供受控氛围(或称气氛)，以便 对处理后的煤进行受控冷却。在一个实施例中，冷却设施可以被合并到带设施130中或者 可以是位于带设施出口处的独立设施；图1示出的冷却设施为独立设施。在一个实施例中，冷却设施164可控制煤的冷却速率，从而氛围，以避免煤从处理 过程中冷却时重新吸收湿气。在一个实施例中，冷却设施16可具有输送系统，其可由传送 带300、多个独立的容器或由可形成冷却腔的封闭物围绕的类似物等构成。在一个实施例中，受控的冷却处理可包括渐进变冷至环境温度的空气、在受控氛 围中的自然冷却、利用强制干空气通风的冷却，利用强制惰性气体的冷却、或等等。在一个 实施例中，输送系统可改变速度以维持适当的冷却速率。在一个实施例中，可设置传感器系 统来监视气体、煤温度、带速度、等等。传感器数据可在冷却设施164控制器处被接收或者 可使用带130控制器144 ；控制器可提供冷却设施164的操作参数。在一个实施例中，受控氛围可以是干空气或惰性气体。出料设施168可使最终冷却后的已处理煤运动到一个远离带设施130的位置处。 在一个实施例中，出料设施168可包括输送系统、尘埃收集设施、输入段、过渡段、和适配器 段，等等。在一个实施例中，出料设施可将成品煤提供给仓库、轨道车、储存位置、直接提供 给处理设施、或等等。在一个实施例中，输入段可从冷却设施接收已处理的煤，输入端的尺寸可被设置 成适合引入的冷却设施164输送系统，而输出端的尺寸可被设置成适合过渡段。在一个实施例中，过渡段可以是一条将已处理的煤引导到适配器的通道；过渡段 可包含输送系统。在一个实施例中，适配器段的尺寸可被设置成适合于过渡段以及输出位置(例如 轨道车、存储、直接输出到设施)所需的形状。在一个实施例中，出料设施168可输出到至少一个位置。在一个实施例中，可为每 个带设施130设置多于一个的出料设施168，从而为多于一个的输出位置送料。试验设施170可获取最终已处理煤的样品，并对煤样品进行标准试验，以确定最 终已处理煤的特性是否与煤的期望特性122相匹配。在一个实施例中，试验设施可被设置
88在设施132的本地或远程。在一个实施例中，标准试验可以如下标准，例如ASTM标准D 388 (《煤级分类》)， ASTM标准D 2013 (《分析煤样制备方法》)，ASTM标准D 3180 (《从所测得的到不同化合物 的煤和焦炭分析计算用标准实施规程》)，美国地质调查局1823 (《煤的采样和无机分析方 法》)，等等。标准试验可提供的煤特性可包括湿气百分比、灰分百分率、挥发物百分比、固定 碳百分比，BTU/lb，BTU/lb M-A Free、硫的形式、哈氏可磨性指数(HGI)、总汞、灰熔温度、灰 分矿物分析、电磁吸收/反射、介电性，等等。在一个实施例中，可以从最终已处理煤中获取周期性样品，可以有第一样品和最 后的样品，可以是一个样品、或等等。在一个实施例中，所有的已选样品可以不被测试，来自 最终已处理煤的所有样品的统计的取样率可以与基于统计样品结果的额外的实验一起使 用。统计取样领域的技术人员应理解要对多少样品的不同参数进行测试，以及根据实验结 果反向跟踪到其他样品。在一个实施例中，最终已处理的煤不可以被使用，直到煤样品的实验表明最终已 处理煤具有可接受的属性。煤输出参数172可以是用于最终已处理煤的分类110信息的存储位置。煤输出参 数172可以是数据库、关系数据库、表、文本文件、XML文件、RSS、平面文件、或可存储最终已 处理煤特性的类似物。数据可被存储在计算机装置上，计算机装置可包括服务器、网络服务 器、桌面计算机、膝上型计算机、手持式计算机、PDA、闪存、或等等。在一个实施例中，最终已 处理煤的特性数据可被转换成纸张硬拷贝上的、电子形式的、或数据库等等中的煤输出参 数172。如果最终已处理煤的特性由纸张硬拷贝来承载，那么特性数据可在计算机装置上被 输入成适当的煤输出参数172格式。在一个实施例中，最终已处理煤的特性数据可从试验 设施170中通过电子邮件、FTP、因特网连接、WAN、LAN、P2P或等等方式发送出。可在网络 (可包括因特网)上访问煤输出参数172。试验设施170可提供的煤特性可包括湿气百分比、灰分百分率、挥发物百分比、固 定碳百分比，BTU/lb，BTU/lb M-A Free、硫的形式、哈氏可磨性指数(HGI)、总汞、灰熔温度、 灰分矿物分析、电磁吸收/反射、介电性，等等。在一个实施例中，可为每一最终已处理煤在煤输出参数172中存储至少一条数据 记录。如果在处理过程中对最终已处理煤进行了随机的或周期性的检查，那么可有多于一 条的数据记录。在一个实施例中，对最终已处理煤进行的每一实验可让煤特性存储在煤输 出参数172种。反馈设施174可将最终已处理煤的特性与煤的期望特性122进行比较，以确定最 终已处理煤是否处于期望特性的容许量之内。反馈设施可以是计算机装置，所述计算机装 置可包括服务器、网络服务器、桌面计算机、膝上型计算机、手持式计算机、PDA、闪存、或等寸。在一个实施例中，反馈设施174可保持煤特性的容差，其可被认为是可接受的最 终已处理的煤。容差可被存储在数据库、关系数据库、表、文本文件、XML文件、RSS、平面文 件、或可存储最终已处理煤特性的类似物中。在一个实施例中，反馈设施174可连接到网 络，所述网络可包括因特网连接、WAN、LAN、P2P、或类似网络。在一个实施例中，反馈设施174 可将最终已处理煤特性与煤特性122比较，从而确定出最终已处理煤的可接受性。
89
在一个实施例中，如果最终已处理煤处于可接受的容差之外，那么可通过监视设 施134对操作参数进行修改。在一个实施例中，如果最终已处理煤处于可接受的容差之外，那么可生成一个报 告；该报告可以是对反馈设施网络相关联的任何计算机装置可用的。定价/交易设施(业务设施)178可确定最终已处理煤的最终价格。业务设施178 可以是计算机装置，该计算机装置可包括服务器、网络服务器、桌面计算机、膝上型计算机、 手持式计算机、PDA、闪存、或等等。在一个实施例中，业务设施178可连接到网络，网络可包 括因特网连接、WAN、LAN、P2P、或等等。在一个实施例中，业务设施可接收输入的原煤成本和设施132的经营成本，从而 确定出已处理煤的最终成本。可在已处理煤的处理过程中收集设施132的经营成本；煤可 被标识以类型、批次号、实验号、标识号、或等等。在一个实施例中，对于煤标识的所有处理， 设施132的经营成本均可被记录。经营成本可包括电力成本、所用惰性气体、所用的煤、处 置费用、实验成本、等等。在一个实施例中，业务报告可以是对与反馈设施网络相关联的任何计算机装置均 可访问的。煤燃烧200包括在高温有氧的情况下使煤燃烧，以产生光和热。煤在产生燃烧之 前必须被加热到它的着火温度。煤的着火温度是其固定碳含量的着火温度。煤的挥发性成 分的着火温度高于固定碳的着火温度。因此在燃烧过程中气态产品被蒸出。当燃烧开始时， 由可燃碳的氧化产生的热在适当条件下可维持足够高的温度来支撑燃烧。可利用例如固定 床20或添煤机燃烧装置、粉碎煤燃烧装置222，流化床燃烧装置224等等来进行直接的煤燃
Jyti ο固定床220系统用在小型的燃煤锅炉中已有一个世纪以上。它们使用块状的煤进 料，粒度范围为l-5cm。煤在进入炉子中时被加热，以致湿气和挥发性材料可被驱散出。当 煤进入到煤将被点燃的区域中时，煤床中的温度上升。具有多种不同的类型，包括静态炉 篦、下给加煤机、链式炉篦、移动炉篦和抛煤机炉排系统。链式和移动炉篦炉具有类似的特 性。煤块被送到运动炉篦或链上，同时空气在其顶上被抽吸通过炉篦以及通过煤床。在抛 煤机炉排中，高速马达将煤抛入运动炉篦上方的炉子中，以使燃料分布得更均勻。加煤机炉 子通常被表征为火焰温度在1200-1300摄氏度之间以及相当长的停留时间。固定床220系统中的燃烧相对地较不均勻，以致于在燃烧过程期间可能间歇性地 排放CO、NOx以及挥发性物质。燃烧的化学性质和温度在燃烧炉篦上可以很大地变化。SO2 的排放将取决于送入的煤的硫含量。由于相对效率差的燃烧以及为煤中的碳含量提供的氧 气有限，残留的灰分可具有高的碳含量(4-5% )。粉碎煤燃烧(PCC)222是燃煤发电站204中最常用的燃烧方法。使用前，煤可被 打碎(粉碎)成细粉。利用部分用于燃烧的空气将粉碎的煤通过一系列的燃烧器喷嘴吹 到锅炉中。也可增加第二级或第三级空气。各单元以接近于大气压的压力工作。在温度 为1300-1700摄氏度之间时发生燃烧，这取决于煤的品级。对于烟煤，燃烧温度被保持在 1500-1700摄氏度之间。对于更低品级的煤，这个范围为1300-1600摄氏度。用在粉碎煤处 理中的煤的粒度范围从约10至100微米。颗粒停留时间典型地为1-5秒，而且这些颗粒的 尺寸必须被制成使得它们在这一时间内完全燃烧。该处理过程中产生的蒸汽可驱动蒸汽发电机和涡轮机进行发电204。粉碎煤燃烧装置222可配置有壁火式或切向炉火式燃烧器。壁火式燃烧器可安装 在燃烧装置的壁上，而切向炉火式可安装在拐角上，且火焰朝向锅炉的中心，由此在燃烧期 间对气体施加一旋流运动，从而使得空气和燃料被更加有效地混合。锅炉可被称为液态排 渣锅炉或固态排渣锅炉，这取决于灰分是否是以溶渣形式落到底部还是以干的固态物形式 被移除。粉碎煤燃烧222的一个主要的优点在于产生的飞灰的细小度。通常，PCC 222导 致65%-85%飞灰，且残留物为较粗底灰(在固态排渣锅炉中)或炉渣(液态排渣锅炉) 的形式。用无烟煤作为燃料的锅炉可采用下射喷燃器布局结构，由此煤_空气混合物被向 下送到锅炉基座处的圆锥形体中。这一布局结构允许更长的停留时间，其保证了更完全的 碳燃烧。另一布局结构被称作蜂窝式燃烧器，其包括两个或三个圆形燃烧器，它们结合成产 生致密强烈火焰的单一立式组件。但是来自这一燃烧器的高温火焰可导致更多的NOx形成， 使得这一布局结构的优势较少。漩风燃烧锅炉锅炉已被用于具有低灰熔温度的煤，这些煤与PCC222 —起使用可 能存在一些困难。旋风炉具有设置在锥形主燃烧器外部的燃烧腔。主燃烧空气将煤颗粒 携带到该炉中，而第二级空气被切向地注入该旋风中，从而形成强的旋流，将较大的煤颗 粒抛向炉壁。第三级空气直接进入旋风的中心漩涡，以控制该炉内燃烧区域的中心真空 (central vacuum)和位置。较大的煤颗粒被捕集在覆盖着旋风内表面的熔化层中，然后可 被循环利用，以便进行更加完全的燃烧。较小的煤颗粒进入到漩涡的中心进行燃烧。这一 系统使得在炉内形成了强热，以致煤在极其高温下燃烧。燃烧气体、残余的烧焦物和飞灰进 入到锅炉腔中进行更完全的燃烧。熔灰在重力作用下流到该炉的底部以便移除。在一个旋风锅炉中，80-90%的灰分作为溶渣留在锅炉底部，以致很少有飞灰穿过 锅炉的传热区段排放出。这些锅炉运行于高温(从1650至2000摄氏度以上)，且采用接近 大气压的压力。高温导致产生的NOx较多，这是这类锅炉的主要缺点。旋风燃烧锅炉可使 用具有如下某些关键特性的煤挥发物大于15% (干基)，对于烟煤灰分含量在6-25%之 间或对于亚烟煤灰分含量在4-25%之间，而且对于烟煤湿气含量小于20%或对于亚烟煤 湿气含量小于30%。灰分必须具有特定的熔渣粘滞性特性；灰熔渣性态对于这类锅炉的功 能而言至关重要。可在这类锅炉中燃烧高湿气的燃料，但在设计上需要有所改变。美国的粉碎煤锅炉222使用了亚临界或超临界蒸汽循环。超临界蒸汽循环是一种 工作于水的临界温度(374华民度)和临界压力(22. ImPa)之上的蒸汽循环，其中气和液相 的水不再存在。亚临界系统典型地达到33-34%的热效率。超临界系统可达到比亚临界系 统高3% -5%的热效率。提高煤燃烧的热效率导致发电204的成本降低，因为需要的燃料更少。热效率提 高还降低了燃烧期间产生的其他排放物，例如SO2和NOx的排放物。燃烧较低品级的煤的较 老较小型的设备具有的热效率可能低达30%。对于用亚临界蒸汽锅炉燃烧较高品质的煤的 较大型电站而言，热效率的区间为35-36%。利用了超临界蒸汽的设施，其总热效率的范围 为43-45%。用较低等级的煤和较低品级的煤所能达到的最大热效率可小于用较高等级和 较高品级的煤所能达到的最大热效率。例如，对一座新的烧褐煤的电站(例如，在欧洲有这 样的电站)所预计的最大效率可以是大约42%，而相当的新烟煤电站可达到约45%的最大
91热效率。使用烟煤和其他最优建造材料的超临界蒸汽电站可产生45-47%的净热效率。流化床燃烧(FBC) 224将煤与吸附剂例如石灰石混合，并在燃烧过程期间对该混 合物进行流化，以便允许进行完全的燃烧以及去除含硫气体。“流化”是指如下情形，其中使 固态材料具有像流体一样的自由流动性态。当气体向上穿过固体颗粒床时，气流会产生倾 向于使颗粒彼此分离的力。在流化床燃烧中，煤在由向上的流化气流悬浮着的一床热的不 可燃颗粒中燃烧。FBC 224系统主要与亚临界蒸汽涡轮机一起使用。大气压力FBC224系统可以是沸 腾式或循环式的。加压式FBC 224系统(目前仍处于初期研发节段)主要使用沸腾床，并且 可以利用气体和蒸汽涡轮机在一个复合循环中来发电。处于大气压力的FBC 224可用于高 灰分的煤和/或具有可变特性的煤。相对较粗的煤颗粒(尺寸大约为3mm)可被使用。发 生燃烧的温度为800-900摄氏度之间，明显小于NOx形成的阈值，从而使得这些系统与PCC 222系统相比具有较低的NOx排放。沸腾床具有低的流化速度，使得煤颗粒被保持在约Imm深的具有可识别表面的床 中。当煤颗粒被燃烧掉变得越来越小时，它们最终会随煤气体一起被带走，从而作为飞灰去 除掉。循环床使用了较高的流化速度，使得煤颗粒悬浮在烟气中，并穿过主燃烧腔进入旋风 中。较大的煤颗粒被从气体中取出，并被重新循环到燃烧腔中。个别颗粒可以被重新循环 10-50次，这取决于它们的燃烧特性。在整个燃烧过程中，燃烧条件相对较为一致，存在大量 的颗粒混合物。尽管煤固体被分布在整个设备中，但较低的炉子中仍然需要密相床在燃烧 期间混合燃料。对于一床燃烧的烟煤而言，该床的碳含量为大约1%，其余由灰分和其他矿 物质构成。循环式FBC 224系统可被设计成用于特定类型的煤。这些系统特别适用于低等级 高灰分的煤，而这样的煤很难被精细粉碎并且可具有可变的燃烧特性。这些系统对于与其 他燃料(例如生物质能燃料)或废物共同燃烧的煤也是有用的。一旦FBC 224单元建成， 其即可利用其已被设计好的应该使用的燃料来最有效地工作。可采用多种设计。热效率通 常在一定程度上低于相当的PCC系统。使用具有可变特性的低等级的煤可更大地降低热效 率。加压系统中的FBC 224可用于低等级的煤以及具有可变特性的煤。在加压系统 中，燃烧装置和气体旋风全都被封装在一个压力容器中，其中煤和吸附剂被跨过压力边界 送入系统中，灰分跨过压力边界被去除。当使用硬煤时，可用25%的水将煤和石灰石混合 在一起并以糊状物形式送入系统中。系统的工作压力为1-1. 5MPa，燃烧温度在800-900摄 氏度之间。该燃烧会加热蒸汽(像传统锅炉一样)，而且还可产生热气体来驱动燃气轮机。 加压单元被设计成具有40%以上的热效率，并具有低的排放。将来的各代FBC系统可包括 进行改进以使热效率大于50%。有些烟煤本身适于熔炼钢铁，而不用先进行焦化。它们是否适用于该用途取决于 煤的某些属性(包括熔度)以及其他因素(包括高固定碳含量，低灰分(<5%)，低硫，以 及低方解石(CaCO3)含量)的组合。冶金煤可比取热煤贵15-50%。在实施例中，由本文所述系统和方法处理的煤可用于气化230。气化230包括将煤 转变成可燃气体、挥发性材料、烧焦物和矿物残留物(灰分/熔渣)。气化230系统通过在 压力下加热(通常是在存在蒸汽的情况下进行)将碳氢化合物燃料材料(如煤)转变成它的气态成分。进行这一处理的装置被称为气化器。气化230不同于燃烧，因为它发生时仅 有有限的空气或氧气可用。因此，仅有一小部分燃料完全燃烧。燃烧的燃料为其余燃料的 气化230过程提供了热量。代替燃烧，大多数碳氢化合物给料(例如煤)被化学地分解成 多种其他物质(统称为合成气)。合成气主要是氢气、一氧化碳以及其他气态化合物。然 而，基于所用给料的类型和采用的气化条件，合成气的成分可不同。给料中剩余的矿物质并不会像含碳材料一样气化。剩余的矿物质可被分离出并去 除掉。煤中的硫杂质可形成硫化氢，用硫化氢可生产出硫或硫酸。由于气化是在还原条件 下发生的，因此通常不会形成NOx而是形成氨。如果在气化230期间使用的是氧气而不是 空气，那么二氧化碳会被产生在浓缩气体蒸汽中，其是可分离的从而避免作为污染物进入 大气中。气化230可使用那些难于在燃烧设施中使用的煤，例如那些具有高硫含量或高灰 分含量的煤。在气化器中使用的煤的灰分特性会影响该处理过程的效率，这不但是因为它 们影响了熔渣的形成，而且因为它们会影响合成气冷却器或热交换器中固体的沉积。在处 于较低温度(例如固定床和流化气化器中的温度)时，如果形成焦油就会带来一些问题。有三类可用的气化器系统固定床、流化床，以及喷流(entrainedflow)。固定床 单元(通常并不用来发电)使用块状煤。流化床使用尺寸为3-6mm的煤。与流化床系统 (约900摄氏度)相比，喷流单元使用粉碎的煤。喷流单元运行于较高的操作温度(约1600 摄氏度)。气化器可运行于大气压力下或者可被加压。利用加压的气化，必须跨过压力屏障 引入给料的煤。笨重昂贵的闭锁式料斗系统可被用来引入这些煤，或者这些煤可被作为基 于水的浆料送入。随后副产品流必须被卸压，以便将其跨过压力屏障去除掉。内部地，用于 合成气的热交换器和气体清洁单元同样必须被加压。集成的气化复合循环(IGCC) 232系统可使气化处理过程被用来发电。在IGCC系 统232中，气化期间产生的合成气被清除掉杂质(硫化氢，氨，颗粒物，等等)，并且被燃烧以 驱动燃气轮机。在IGCC系统232中，来自气化过程的排出气体与水进行热交换，从而产生 驱动蒸汽涡轮机的过热蒸汽。由于组合地使用了两个涡轮机(气体燃烧涡轮机和蒸汽涡轮 机)，这种系统也被称为“复合循环”。通常，多数功率(60-70%)来自于这一系统中的燃气 轮机。与煤燃烧系统相比，IGCC系统232是以更高的热效率来产生功率。合成气234可被转化成多种其他产物。例如，利用本领域技术人员熟悉的工艺，其 成分像一氧化碳和氢气可被用来生产范围很广的液态或气态燃料或化学品。作为另一示 例，在气化期间产生的氢气可被用作燃料电池的燃料，或者也可能用于氢气涡轮机或混合 动力燃料电池_涡轮机系统。从气体流中分离出的氢气也可被用作如下精炼厂的给料，该 精炼厂用氢气来生产升级的石油产品。合成气234也可被转化成各种可用作燃料或用于进一步处理的碳氢化合物。例如 采用费_托催化剂，可将合成气234缩合成轻质碳氢化合物。轻质碳氢化合物可然后进一 步转化为汽油或柴油燃料。合成气234也可以被转化成甲醇，其可被用作燃料、燃料添加剂 或用于汽油生产的构件块。焦炭238是一种由煤衍生的固态含碳残留物，它的挥发成分通过在高温炉(高达 1000摄氏度)中烘烤而被除去。在这些温度下，固定的碳和残留的灰烬相互熔合在一起。 形成焦炭的原料典型地是低灰分，低硫的烟煤。焦炭可被用作燃料，例如在鼓风炉中熔铁期间。焦炭也可用作该类方法的还原剂。作为煤转化成焦炭的副产品，可能形成煤焦油，氨， 轻质油和煤气体。由于在制焦炭的过程238中除去了煤的可挥发性成分，焦炭是条件不适 合于燃烧煤自身的炉子的理想燃料。例如，焦炭在燃烧条件下可产生较少的烟或不产生烟， 而如果采用烟煤本身的话则会导致大量的排放物。在煤能用作制造焦炭的煤之前，煤必须 满足湿气含量，灰分含量，硫含量，挥发性成分，焦油和塑性方面某些严苛的标准。在实施例中，无定形的纯碳238可通过在空气有限的环境中将煤加热至约 650-980摄氏度的温度而使得不出现完全燃烧的情况下获得。无定形碳238是由微观碳结 晶体组成的碳同素异形体石墨的形式。无定形碳238因而具有许多工业用途。例如，石墨 可用作电化学元件，活性炭用于水和空气净化，碳黑可被用来增强轮胎。焦炭生产238的基本方法可被用来制造含碳氢化合物240的气体混合物，该气体 混合物可被用作燃料(“民用燃气”)。民用燃气可包括例如约约51%的氢气，15%的一氧 化碳，21%的甲烷，10%的二氧化碳和氮，以及约3%的其它链烷烃。其它的方法，例如鲁奇 (Lurgi)法和萨巴蒂埃(Sabatier)合成都采用低质量的煤来生产甲烷。液化将煤转化成液态碳氢化合物240产品，其可用作燃料。煤可通过直接方法或 间接方法进行液化。任何将煤转化为碳氢化合物240燃料的方法必须向含有碳氢化合物的 煤中加入氢气。可利用四种类型的液化方法(1)高温分解和碳氢化，其中煤在缺乏空气或 在存在氢气的情况下被加热；(2)溶剂提取，其中煤碳氢化合物从煤中选择性地溶解出并 加入氢气；(3)催化液化，其中催化剂影响煤碳氢化合物的氢化；以及(4)间接液化，其中一 氧化碳和氢气在催化剂的存在下化合。作为一个示例，费-托工艺是一个催化化学反应，其 中一氧化碳和氢气被转化为不同形式的液体碳氢化合物240。由该方法产生的物质可包括 合成的石油代用品，其可用作润滑剂油或燃料。作为另一个例子，低温碳化可用来从煤制造液态碳氢化合物240。在该方法中，煤 在450-700°C之间(与冶金焦炭的800-1000°C相比)被焦炭化238。这些温度优化煤焦油 的生产，使得轻质碳氢化合物240中富含的煤焦油比其他正常的煤中的煤焦油更多。然后 将煤焦油进一步处理成燃料。煤燃烧产生了各种煤燃烧副产品242，包括挥发性碳氢化合物，灰分、硫、二氧化 碳，和水。可进一步处理这些副产品而获得经济利益。挥发物包括除湿气之外的在加热期间以气体或蒸汽释放出的那些产物。对于煤， 挥发物百分比由首先将煤加热到105摄氏度以除去湿气，然后将煤加热到950摄氏度并测 定重量损失而确定。这些物质可包括短链和长链碳氢化合物加上其他气体包括硫的混合 物。因此挥发物包括气体、在冷却时冷凝成油的低沸点有机化合物以及焦油的混合物。煤 中的挥发物随着煤级别的降低而增加。而且，具有高含量挥发物的煤在燃烧期间活性更高， 更易于点燃。煤灰(煤燃烧的废产物)包括飞灰(从烟囱除下的废物)和底灰(从锅炉和燃烧 室获得)。粗颗粒(底灰和/或炉渣)放置到燃烧室底部，细的部分(飞灰)通过烟道逸出， 并被归还和回收。煤灰含有各种浓度的痕量元素和重金属，包括Al，As，Cd，Cr, Cu，Hg，Ni， Pb，Se, Sr，V和Zn。在煤燃烧之后回收的灰可用作水泥产品的添加剂，用作挖掘或土木工 程的添加剂，用作土壤改善剂，以及用作其他产品，包括涂料、塑料、油漆和粘结剂的组分。煤中的硫在燃烧期间可作为硫的氧化物释放出来，或者通过与矿物杂质中所含的碱性氧化物反应而保留在煤灰中(已知为硫自保持的方法)。硫自保持中最重要的碱性氧 化物是CaO，其是CaCO3的分解产物也是含钙有机组物质的燃烧产物。煤的燃烧以两个连续 的步骤进行脱挥发和炭燃烧。在脱挥发期间，可燃烧的硫被转化为S02。在炭燃烧期间， SO2的形成过程，硫酸盐化和CaSO4分解同时发生。对煤的破坏性蒸馏244产生了煤焦油和煤气，另外还有冶金焦。冶金焦和煤气的 利用之前已经作为煤转换的产物讨论过。煤焦油这一第三种副产品具有广泛的其他商业用 途。煤焦油是碳氢化合物物质的复杂混合物。其组成的主体是芳香族不同组成的碳氢 化合物和挥发物，从最简单和挥发性最大的(苯)到多环的不挥发性大分子量物质。煤焦 油中的碳氢化合物大部分是基于苯的、基于萘的、基于蒽的或基于菲的。也可能存在变化数 量的脂肪族碳氢化合物，石蜡和烯烃。此外，煤焦油含有少量的简单酚类，例如石碳酸和氧 茚。也可能发现有硫化合物和氮化化合物。煤焦油中的氮化合物是碱性的，属于吡啶和喹 啉家族，例如苯胺。煤焦油可被级份分馏244而产生许多有用的有机化学物质、包括苯、甲苯、二甲 苯、萘、蒽和菲。这些物质被称作煤焦油粗油。它们形成了合成众多产品，如染料、药物、调 味品、香料、合成树脂、油漆、防腐剂和炸药的基础。在对煤焦油原油进行级份分馏之后，留 下了浙青残留物。该物质可例如用在屋顶、铺路、绝缘、防水用途中。煤焦油也可以以其自然状态应用而不进行分馏244。在使用前，它可被加热到某一 程度以除去其挥发性成分。煤焦油也被用作防腐剂。煤焦油也已经被用作屋顶材料。煤焦 油可作为燃料燃烧，尽管它在燃烧中释放有害气体。焦油燃烧产生大量被称作黑烟的烟灰。 如果收集该烟灰，则其可用于制造电化学用的碳、打印墨、染料等等。对于煤燃烧设施200和其他用煤工厂而言在现场储存煤是惯常做法。对于发电厂 204，可以储存10%或更高比例的年度用煤量。然而，过多储存煤可能存在与自燃风险、损失 挥发性材料和损失发热量有关的问题。无烟煤存在的风险通常比其他级别的煤的风险小。 例如，无烟煤不会遭遇自燃，因此每一煤堆可以存储不限量的煤。相反，烟煤如果堆得过大 的话将会自燃，而且可能还会碎裂。在储存的煤中会发生两种类型的变化。无机材料例如黄铁矿可能会氧化，而煤中 的有机材料本身会可能氧化。当无机材料氧化时，煤的体积和/或重量可能增加，且煤可能 会碎裂。如果煤物质本身发生氧化，变化可能不是能被立即感知的。煤中有机材料的氧化涉 及煤中的碳和氢气的氧化，以及氧被不饱和碳氢化合物吸收，可能造成发热量损失的变化。 这些变化也可能导致自燃。煤必须从开采地运输到使用地。在运输之前，可先对煤进行清洁，分拣和/或压碎 成特定的尺寸。在某些情况下，发电厂可位于向工厂供煤的煤矿本地或靠近煤矿。对于这 些设施，煤可以通过传送器等等进行运输。然而，在多数情况下，发电厂和其他用煤设施远 离煤矿。从煤矿向远方的设施运输煤的主要运输方法铁路。也可以采用驳船和其他海运工 具。采用卡车的高速路运输是可行的，但可能并非是经济的，尤其是路程超过50英里的情 况下。煤浆管道运输悬浮在水中的粉煤。在一个实施例中，用于固体燃料连续处理、批量处理或其他处理的固体燃料处理 参数可由参数产生设施128基于固体燃料期望特性和固体燃料处理设施132处理能力。作
95为参数产生设施128的输入，煤样品数据120可提供固体燃料的起始特性，而煤期望特性 122可提供固体燃料的期望的最终特性。在一个实施例中，确定固体燃料处理参数的第一步骤可以是确定出实际的原始固 体燃料特性和期望的最终处理特性之间的特性S。如先前所述，存储在煤样品数据120中的固体燃料信息可包括如下信息，例如湿 气百分比、灰分百分比、挥发物百分比、固定碳百分比，BTU/lb，BTU/lb M-A Free、硫的形 式、哈氏可磨性指数(HGI)、总汞、灰熔温度、灰分矿物分析、电磁吸收/反射、介电性，等等。 固体燃料特性可以由固体燃料提供者(例如煤矿102，固体燃料储存设施112，固体燃料处 理设施、或等等)提供。在一个实施例中，固体燃料处理设施132可以测试和确定出固体燃 料特性，以便存储在煤样品数据120中。在一个实施例中，如先前已讨论的，煤的期望特性122可存储期望的固体燃料特 性以便传送给客户，或在固体燃料处理设施132所处位置使用、或等等。例如，固体燃料处 理设施132可以是较大设施的一部分，并且可以生产出用于该较大设施的最终已处理固体 燃料。在一个实施例中，煤期望特性132可以存储客户要求的固体燃料的期望特性，根据接 收到的可用固体燃料产生的固体燃料，利用先前接收到的固体燃料已经产生的固体燃料特 性、或等等。在一个实施例中，固体燃料处理参数可由参数产生设施128基于期望的最终已处 理固体燃料特性来生成。期望的最终已处理固体燃料特性可与客户对燃烧、进一步的处理、 储存以及转售、或类似项目的要求有关。在一个实施例中，可基于期望的最终固体燃料特性和固体燃料处理设施132的处 理能力生成固体燃料处理参数。在一个实施例中，基于对期望的最终固体燃料的要求，参数 产生设施128可以从用于期望的最终处理固体燃料的煤期望特性122中检索和取得固体燃 料特性。在一个实施例中，参数产生设施128可以计算出生产出期望的最终处理固体燃料 所需的、用于接收到的固体燃料的优选特性。在该计算之后，参数产生设施128可以检索出 煤样品数据120，以便识别出可由固体燃料处理设施132处理的原始固体燃料，从而生产出 期望的最终处理固体燃料。在一个实施例中，由参数产生设施128执行的这一计算可能与固体燃料处理设施 132的处理能力有关。根据固体燃料处理设施132配置的不同，固体燃料处理设施128可 具有一定的处理固体燃料的能力。例如，固体燃料处理设施132可能在单次固体燃料处理 中能够从固体燃料中去除一定比例的湿气。在确定出适当的原始固体燃料以从煤样品数据 120中选择时，参数产生设施128可以考虑最终已处理固体燃料湿气的期望量以及能够从 原始固体燃料去除的计算的湿气量，以便确定出起始的固体燃料湿气特性。例如，如果期望 的最终湿气百分比为5%湿气含量，且固体燃料处理设施132在单次处理过程中可从原始 固体燃料中去除80%的湿气，那么选择的起始固体燃料可从具有25%湿气含量的原始固 体燃料的组中选择。替代性地，参数产生设施128可选择具有较高湿气百分比的原始固体 燃料，并且确定出多套反映了最有效的或成本效益最高的处理计划的处理方案。本领域技 术人员应理解的是，固体燃料处理设施132的处理能力可因固体燃料类型的不同而不同， 而且也可根据固体燃料的其他特性，或设施先前与固体燃料的经历等等的不同而不同。在一个实施例中，对于期望固体燃料的每一特性，均可进行由参数产生设施128执行的计算。在一个实施例中，对该组期望的最终固体燃料特性进行的计算可产生一组原 始固体燃料特性。在一个实施例中，参数产生设施128可以试图将该组原始固体燃料特性 与原始固体燃料进行匹配，其中对于该原始固体燃料，数据已被存储在煤样品数据120中。 在一个实施例中，参数产生设施128可试图利用精确的匹配标准、最佳匹配标准、基于某些 具有较高匹配优先权的特性进行的匹配，匹配标准的组合、统计学的匹配标准、或等等来匹 配参数集。在一个实施例中，作为匹配过程的结果，参数产生设施128可能发现多于一种的 原始固体燃料满足匹配标准。例如，如果使用最佳匹配标准，那么对煤样品数据120的检索 可产生多于一种的原始固体燃料。在一个实施例中，最佳匹配标准可要求识别出符合至少 一些固体燃料参数的原始固体燃料；最佳匹配可以是匹配了最多参数的原始固体燃料。在 一个实施例中，来自参数匹配过程的结果集可包括匹配原始固体燃料的顺序列表；具有最 高等级的固体燃料可位于顶部处，最低等级的可处于该表的底部。在一个实施例中，顺序表 可根据客户的需要排序。在一个实施例中，被匹配的原始固体燃料的表可被提供给固体燃料处理设施132 的操作者，以便选择出要用的固体燃料，从而生产出期望的最终处理固体燃料。在一个实 施例中，操作者可被提供匹配原始固体燃料表；该表可包含评定级别来指示出被认为是最 佳匹配的原始固体燃料。在一个实施例中，在对多种特性进行匹配的情况下，参数产生设施 128可设置一个反映特定参数匹配的重要性的优先级别表。在一个实施例中，在对多种特性 进行匹配的情况下，参数产生设施128可计算出一种表示所有特性间的匹配度的综合匹配 指数。在一个实施例中，出于计算综合匹配指数的目的，优先级别表可被用来对某些特性匹 配给出较大权重。在实施例中，用于估算匹配接近度的参数可由用户选择，从而使得优先级 别、综合或其他匹配测量值可被采用以与用户的规格保持一致。在一个实施例中，在选择了原始固体燃料后，参数产生设施128可生成一组参数， 用于对原始固体燃料进行处理。在另一实施例中，参数产生设施128可基于可用的固体燃料和固体燃料处理设施 132的能力来计算固体燃料处理参数。在一个实施例中，可存在至少一种对于固体燃料处 理设施132而言可用的接收到的固体燃料。在一个实施例中，参数产生设施128可选择一 种可用的原始固体燃料，从煤样品数据120中确定出原始固体燃料的特性，并且基于固体 燃料处理设施132的处理能力确定出可生产的最终已处理固体燃料。参数产生设施128还 可对原始固体燃料在一次处理循环期间以及多次处理循环期间发生的变化建模。在考虑到 固体燃料处理设施的能力时，所述参数产生设施128还可对利用若干不同处理参数集来处 理原始固体燃料的结果进行建模，从而可选择出最有效的以及最有成本效率的处理方案计 划。在一个实施例中，单一的原始固体燃料可生产出多于一种类型的最终已处理固体 燃料。例如，选择的原始固体燃料可具有30%的湿气含量，且固体燃料处理设施132可能在 每次处理过程中能够去除掉1/3到2/3的湿气。因此，所述固体燃料处理设施可在单次处 理中生产出湿气含量为10%至20%的最终固体产品。如果第二遍处理同样去除掉1/3到 2/3的湿气，可获得湿气含量为3. 3%至13. 3%之间的最终固体产品。第二遍处理和后续 进行的再次处理可能并不会获得与第一遍处理时同样的效果，后面的多遍处理不可能去除
97掉与第一遍处理时同样比例的湿气。此外，单遍处理可比多遍处理更有效率和/或更有成 本效益，反之亦然。因此，利用单遍处理，固体燃料处理设施132可生产出湿气含量为10% 至20%之间的固体燃料。利用单遍处理，固体燃料处理设施132可生产出湿气含量为3% 至13%之间的固体燃料。期望获得湿气含量为10%的最终固体燃料的用户可利用若干不 同类型的处理方案来是实现这一结果，这至少部分地取决于利用不同参数和不同方案计划 进行处理的经济性。在一个实施例中，参数产生设施128可基于固体燃料处理设施132的能力为所有 选择的原始固体燃料特性确定出最终固体燃料特性。本领域技术人员应理解的是，优化最 终固体燃料的特定特性可能需要一些并不理想的处理参数，以便优化其他特性。因此，可考 虑选用多遍处理方式，每遍处理使用不同的参数，从而使得可对多重性的最终固体燃料特 性进行优化。在一个实施例中，当生成固体燃料处理设施132操作参数时，参数产生设施128可 考虑用于期望的固体燃料，要求的固体燃料或历史上生产出的固体燃料等的最终固体燃料 特性。在一个实施例中，固体燃料处理设施132操作参数可根据所选择的最终期望固体 燃料确定。在另一实施例中，参数产生设施128可基于固体燃料处理设施132中处理的先前 的固体燃料计算出用于固体燃料处理设施132的操作参数。在一个实施例中，参数产生设 施128可存储用于先前接收的原始固体燃料以及由接收到的原始固体燃料生产出的最终 已处理固体燃料的历史信息。利用这一处理过程，当接收到某种原始固体燃料时，参数产生 设施128可确定出能用原始固体燃料生产出的已处理固体燃料的特性。此外，参数产生设 施128可将所确定的最终已处理固体燃料与要求的最终已处理固体燃料进行匹配，以便计 算出固体燃料处理设施132的操作参数。在一个实施例中，参数产生设施128可保持用于处理先前接收的原始固体燃料的 历史操作参数数据；可使用这些历史操作参数，而不用计算新的参数。在一个实施例中，可计算出固体燃料处理设施132用于连续处理、批量处理或其 他固体燃料处理过程的操作参数。在一个实施例中，在参数产生设施128已经确定出用于固体燃料处理的操作参 数，所述操作参数可被传送给监视设施134、控制器144、参数控制器140、或类似装置。在一个实施例中，当用连续处理过程、批量处理过程、或连续和批量处理过程结合 等等来处理固体燃料时，可用监视设施134、控制器144、处理传感器142等等之间的反馈回 路进行监视。如前面所讨论的，参数产生设施128可计算出将由固体燃料处理设施132的各种 组件使用的固体燃料处理参数，从而将固体燃料处理成符合特定规格。特定规格可基于客 户的要求、固体燃料处理设施132的能力、或可用的原始固体燃料等等。在一个实施例中，当在固体燃料处理设施132中处理固体燃料时，监视设施134可 通过从处理传感器142中接收处理信息来监视处理过程。在一个实施例中，控制器144可提 供操作指令给各种组件(例如微波系统148)，以便对固体燃料进行处理。在一个实施例中， 处理传感器142可检测固体燃料处理设施132的操作。传感器142可检测带设施130各组件的输入输出、处理期间从固体燃料中释放出的非固体燃料产物、或非组件(non-component) 测量(例如湿气水平)等等。在一个实施例中，监视设施134可从参数产生设施128中接收固体燃料处理参数。 在固体燃料处理的监视中，监视设施134可对所提供的参数应用相应的容差范围。在一个 实施例中，容差范围可基于组件的能力、传感器的能力、某一固体燃料处理所要求的最小和 最大参数、或先前的固体燃料处理、等等。在一个实施例中，参数产生设施128可确定出应用于固体燃料处理参数的容差范 围。在一个实施例中，控制器144可接收没有容差范围的固体燃料参数。控制器可基 于没有容差范围的固体燃料参数来提供操作指令。在一个实施例中，可在监视设施134、控制器144以及传感器142间设立处理过程 监视和反馈回路，以便连续监视和更新连续固体燃料处理、批量固体燃料处理等等的处理参数。在一个实施例中，反馈回路可开始于将操作参数提供给监视设施134和控制器 144的参数产生设施128。在一个实施例中，监视设施134可对操作参数应用参数容差；参 数容差可被用来将传感器142的读数与可接受的处理结果进行比较。在一个实施例中，所 述操作参数可包括用于控制固体燃料处理设施132组件，非组件处理测量(例如湿气去除 率)等的参数。在一个实施例中，监视设施134可利用传感器142的用于非组件测量的信 息来修改组件参数的参数。在一个实施例中，通过将操作参数传送给带设施130的各组件(例如微波系统 148、输送系统、预加热138、参数控制140、去除系统150等)，控制器144可开始固体燃料处 理。在一个实施例中，控制器144可在无容差的情况下将操作参数传送到固体燃料处理组 件。在收到了操作参数后，固体燃料处理组件可以开始利用连续处理过程或批量处理过程 等来处理固体燃料。在一个实施例中，一旦开始了固体燃料的处理，传感器142可开始测量来自各种 固体燃料处理组件操作的输出。在一个实施例中，处理输出可包括如下测量值，例如微波功 率、微波频率、带速、温度、空气流、惰性气体的水平等等。在一个实施例中，处理的输出可包 括非组件输出的测量，比如湿气去除、灰分去除、脱硫、固体燃料表面温度、空气温度，等等。 如先前所讨论的，传感器142可被设置在沿带设施130的各种位置，以便测量各种固体燃料 处理的输出。在一个实施例中，传感器142可提供固体燃料处理输出的传感器测量值给监视设 施134。监视设施134可在固体燃料处理期间实时地接收传感器142的测量值。在一个实 施例中，监视设施134可将传感器142的测量值与操作参数的容差范围进行比较。在一个实施例中，监视设施134可包含各种基于接收到的传感器142测量值来修 改操作参数的算法。如果传感器142的测量值处于容差范围之外，那么这些算法可确定出 操作参数的修改量。例如传感器142的测量值可以处于、或者高于、或者低于容差范围。在一个实施例中，监视设施134可设立实时传感器142测量值、抽样的传感器142 测量值、平均的传感器142测量值、统计的传感器142测量值、或等等上的操作参数修改。在一个实施例中，操作参数修改可基于可基于非组件传感器142测量值进行，比
99如湿气去除、灰分去除、、脱硫、固体燃料表面温度、固体燃料重量，等等。在一个实施例中， 修改设施134的算法可将某些非组件传感器142测量值与固体燃料处理设施132组件参数 关联，以调整非组件传感器142的读数。例如，带设施环境中的非组件测量值湿气水平可要 求微波系统148增加或降低参数例如微波系统功率、微波频率、微波占空比，或微波系统活 动的次数等等。在一个实施例中，监视设施134算法可将成分传感器142的读数与相关的 传感器142读数结合，以确定是否需要修改组件参数。例如，用于微波系统148功率水平的 传感器142读数可与微波系统148的区域中的湿气水平相结合。结果可能是要对微波系统 148的参数进行修改，这考虑到了微波系统148的当前功率水平设置以及环境中的湿气量。 在该例中，微波系统148功率设置的测量值可高于期望的参数设置，但是湿气读数可低于 期望的湿气水平。在该例中，可提高功率设置参数，以从固体燃料中去除掉更多的湿气，即 使微波系统的功率设置已经处理期望设置之上。在一个实施例中，非组件传感器142测量值可与多于一个的固体燃料处理设施 132组件相关联。在一个实施例中，可有多个非组件传感器142测量值与一个组件相关联。 在一个实施例中，监视设施138的算法可确定要如何修改组件操作参数以补偿处于参数容 差范围之外的非组件传感器142测量值。在一个实施例中，监视设施134可具有预定的传感 器142调整，可具有参数调整的知识库，可基于先前进行的调整利用神经网络来调整参数， 调整可在人的干预下进行、或等等。在一个实施例中，组件操作参数的安全性设置可被输入 到系统中，且不能被超越覆盖，或者需要管理员干预才能超越覆盖。在一个实施例中，监视设施134可保持固体燃料处理期间所作的操作参数调整的 历史。监视设施134在确定下一参数调整的大小时可参考参数调整历史。例如，微波系统 148功率先前可能已经被调整成提高从固体燃料中释放出的湿气量。当基于新的传感器 142读数确定微波系统148功率调整大小时，监视设施132可参考先前的参数调整来确定 下一参数调整的大小。例如，参数调整历史可表明最后的微波系统148调整将湿气释放从 5%提高2%。这一信息可被用来确定微波系统148的功率调整，以获得从固体燃料释放的 湿气方面期望的变化。在实施例中，校准曲线可根据参数调整历史中一系列测量值获得，从 而使得参数的调整可响应于某一传感器142读数被更准确地进行，从而获得期望的结果。在一个实施例中，一旦监视设施134已对固体燃料操作参数进行了调整，调整后 的参数可被传送给控制器144，以便传送给各种固体处理设施132组件。在一个实施例中， 调整后的参数可被实时地传送，按一定的时间周期间隔传送，或连续地传送等等。在一个实施例中，一旦控制器144接收到调整后的参数，控制器就可将调整后的 参数实时地、按一定的时间周期间隔地或连续地等等方式传送给各种组件。依此，监视设施134、控制器144和传感器142反馈回路可连续地将操作参数应用 到固体燃料处理设施132组件，用传感器142测量组件和非组件信息，将测量值传送给监视 设施134，调整操作参数，将调整后的操作参数传送给控制器，等等。在一个实施例中，对于进行固体燃料处理的连续处理过程、或批量处理过程等等， 连续的反馈回路可被应用于它们的操作参数。在一个实施例中，固体燃料带设施130组件可由参数产生设施128产生的操作参 数控制，而且可由监视设施134监视。如先前所讨论的，所述操作参数可以由监视设施134 监视和调整，控制器144可将操作参数传送给固体燃料带设施130组件。
100
在实施例中，固体燃料带设施130可包括例如如下组件，即输送带，微波系统，传 感器，收集系统，预热设施，冷却设施，等等。在一个实施例中，固体燃料带设施130可以是 连续处理设施、批量处理设施、或等等。在一个实施例中，生产符合一组期望特性的最终已处理固体燃料的固体燃料处理 可以由带设施130组件利用选择来产生期望固体燃料特性的操作参数控制。本领域技术 人员应该理解的是，通过对多于一个的带设施130组件的控制进行调整，可产生最终已处 理固体燃料的期望特性。例如，通过独立地或组合地调整微波系统148功率、微波系统148 频率、微波系统148占空比、预热温度、带速、或氛围成分(例如干空气或惰性气体)等，可 控制处理过程期间从固体燃料中释放出的湿气。带设施130组件参数可受到其他要求的影 响，例如每一时间周期处理的固体燃料、起始的原始燃料特性、最终已处理燃料的特性、等寸。在一个实施例中，控制器144可存储用于带设施130组件的操作参数，并且可将参 数传送给带设施130组件。在一个实施例中，控制器144可将操作参数转换成带设施130 组件能够理解和执行的机器命令。在一个实施例中，传感器142可被用来测量带设施130组件的操作以获得与固体 燃料处理有关的信息。在实施例中，传感器142可以测量直接来自带设施130组件(例如 微波系统148)的信息或由固体燃料处理产生的环境条件，比如从固体燃料中释放的湿气。 在实施例中，环境条件可包括湿气水平、灰分水平、含硫水平、空气温度、固体燃料表面温 度、惰性气体水平、冷却速率、或等等。在一个实施例中，在带设施130内可设置多个传感器 142来测量同一环境条件，这或者是为了提供冗余性，或者是为了在不同位置处进行测量以 便跟踪处理的进展。例如，可以设置多个传感器142来测量从固体燃料中释放的湿气，这些 湿气传感器142可位于微波系统148处，在微波系统148站之后，等等。此外，可设置水传 感器来测量在带设施130中水收集站处收集的液态水的量。在一个实施例中，可为带设施 130中进行的每种类型的测量设置多个传感器。在一个实施例中，传感器142可记录各种组件和非组件信息，并将这些信息传送 给监视设施134。如先前所讨论的，监视设施可使用接收到的传感器142信息对固体燃料处 理参数进行调整。在一个实施例中，监视设施134可将调整后的固体燃料处理参数传送给 控制器，以便对固体燃料的处理进行修改。在一个实施例中，固体燃料的处理可被连续地测量，以确保获得最终已处理固体 燃料的特性。用这种方式，固体燃料处理过程可被响应原始固体燃料特性的任何变化而连 续地调整。例如，原始固体燃料特性例如湿气含量在原始固体燃料处理期间可发生变化。 在该例中，在一遍处理开始时，湿气含量开始时为一个水平，之后在处理过程中可变高或变 低。在一个实施例中，任何可测量的固体燃料特性在固体燃料供应中可变化。通过使用带 设施130内的传感器142，在固体燃料正在被处理的同时，操作参数可被调整成在固体燃料 处理的整个时间内产生一致的特性集。在一个实施例中，带设施130操作参数可被调整成 获得最终已处理固体燃料中一致的特性集。在实施例中，在固体燃料被处理时，可调整的参数可包括微波能量、空气温度、惰 性气体水平、空气流速、带速，等等。在一个实施例中，带设施130的操作参数可被以独立 地、作为一组地、成关联组(例如带速和微波功率)地等等方式监视和调整，等等。
101
在一个实施例中，监视和调整操作参数的方法可被应用于连续处理过程、批量处 理过程或其他固体处理方法。在批量处理过程中，输入的原始固体燃料特性在各批次间可 能变化，并且可能需要不同的操作参数，以便在处理过程结束时生产出一致的已处理固体 燃料。在一个实施例中，固体燃料带设施130的传感器142可以测量从固体燃料中因固 体燃料处理而释放出的产物，可以测量固体燃料带设施130组件的操作参数、或等等。其 后，传感器142可将测量的信息传送给控制器144，可将测量的信息传送给监视设施134，可 将测量的信息传送给定价/交易设施，可将测量的信息传送给参数控制器140、或等等。在 一个实施例中，固体燃料带设施130可以连续处理或批量处理等等方式来处理固体燃料， 传感器142可记录来自这些处理过程的固体燃料处理信息。在一个实施例中，传感器142可测量带设施130组件参数，其可包括带速、微波系 统148功率、微波系统148频率，微波系统148占空比、空气温度、惰性气体流、空气流、空气 压力、惰性气体压力、释放产品储油罐水平、加热速率、冷却速率，等等。此外，传感器148还 可测量非操作性或环境性参数信息，其可包括释放的水蒸汽、释放的硫蒸汽、收集的水量、 收集的硫的量、收集的灰分量、固体燃料重量、固体燃料表面温度、预热温度、冷却温度，等 等。在一个实施例中，可为带设施的每个组件设置至少一个传感器142。例如，微波系统148 可具有一个或更多个传感器142，以便测量能量消耗、频率、功率输出，等等。在一个实施例 中，可以设置多于一个的传感器142来测量非组件参数。例如，可以设置一个或更多个湿气 水平传感器142来测量整个固体燃料带设施130中的湿气释放。可以在微波系统148站 处、正好在微波系统148站之后、或等等位置处设置湿气传感器142。还可设置多于一个的 微波系统148站，其还可具有多于一个的湿气传感器142。在一个实施例中，传感器142可测量固体燃料处理设施132的资源消耗，例如消耗 的功率、所用的惰性气体、所用的气体，所用的油料、或等等。在一个实施例中，传感器142 可测量固体燃料处理设施132产生的产物，例如水、硫、灰分，或处理期间从固体燃料中释 放的其他产物。在一个实施例中，传感器142可将测量信息传送给控制器144、监视设施134、定价 /交易设施178、或等等。在一个实施例中，传感器142可选择性地传送，例如并不传送所有 的固体燃料处理设施132信息给所有的信息接收设施。在一个实施例中，控制器144可从各种带设施130组件中接收传感器142信息。控 制器可负责维护各种带设施130组件的操作参数状态。例如，控制器可在固体燃料连续处 理过程中负责保持带速。传感器142可提供带速信息给控制器144，其可使控制器维持所需 参数的速度。例如，当带设施130中增加或去除了一定量的固体燃料时，可能需要不同的功 率水平以保持均勻的带速，而且控制器144可对所需功率进行调整，以保持均勻的带速。在一个实施例中，监视设施134可接收传感器142信息，其允许控制所需操作参 数，以处理原始固体燃料。在一个实施例中，监视设施134可接收组件传感器142信息，其 可包括微波系统148频率、微波系统148功率、微波系统148占空比、带速、惰性气体水平、 等等。在一个实施例中，监视设施134，可接收非组件传感器142信息，其可包括释放的湿 气、释放的硫、释放的灰分、固体燃料表面温度、空气温度，等等。如先前所讨论的，监视设施134可利用算法将接收到的用于组件和非组件的传感器142信息进行结合，以获得和/或维持所需的操作参数，以便对固体燃料进行处理，从而 生产出期望的最终处理固体燃料。在一个实施例中，监视设施134可从参数产生设施128 中接收一组基本操作参数。监视设施134因此可基于接收到的传感器142信息调整基本操 作参数。在一个实施例中，监视设施134可将调整后的操作参数传送给控制器144，以便控 制固体燃料带设施130。在一个实施例中，定价/交易设施178可接收例如与最终已处理固体燃料的成本/ 利润有关的传感器142信息。在一个实施例中，有关成本/利润的信息可包括或可允许进 行如下项目的计算，即生产最终已处理固体燃料的成本、消耗品例如惰性气体、收集到的 非固体燃料产品的量、最终已处理固体燃料的量、或等等。在一个实施例中，有关成本的传感信息可包括所用功率，所用惰性气体，固体燃 料输入量，等等。在一个实施例中，可设置传感器142来测量每个固体燃料处理设施132组 件消耗的功率。在一个实施例中，所消耗的功率可包括电、气、油等等。在一个实施例中，所 用消耗品可包括惰性气体量、水、等等。在一个实施例中，有关利润的传感信息可包括收集到的水量、收集到的硫量、收集 到的灰分量、最终已处理固体燃料的量、等等。在一个实施例中，定价/交易设施178可以实时方式、以时间增量方式、以按要求 接收的方式等等来接收传感器142信息。在一个实施例中，按要求接收信息可以是按定价 /交易设施178、传感器142等等的要求进行接收。在一个实施例中，定价/交易设施178可用算法确定最终已处理固体燃料的量，这 里利用到的信息可包括起始原始固体燃料的每单位量成本、固体燃料处理设施132的每 单位量成本、固体燃料处理设施132的利润性材料(例如水、硫、或灰分)、固体燃料处理设 施132每单位量消耗品，等等。在一个实施例中，传感器142可提供成本/利润信息，其可包括固体燃料进料量、 预热所需的能量、带所需的能量、惰性气体量、微波系统148所需的能量、固体燃料冷却下 来所需的能量，或固体燃料排出、收集到的水、收集到的硫、收集到的灰分等等的量。在一个实施例中，定价/交易设施178可访问电力、气、油、固体燃料等等的每单位 成本。在一个实施例中，定价/交易设施178可访问释放产品例如水、硫、灰分，固体燃料等 等的市场价。在一个实施例中，利用单位成本、成本信息以及产品的市场价，定价/交易设施 178可确定最终的成品固体燃料、释放产品等的价格。在一个实施例中，定价/交易设施178 可按如下方式计算出最终已处理固体燃料的价格，即实时地计算、作为平均数计算，计算均 值、在固体燃料的一遍处理结束时计算、或者以增量方式计算，等等。例如，定价/交易设施178可从煤样品数据120中接收初始的原始固体燃料成本 信息。进料设施124的传感器可提供运到固体燃料带设施130中进行处理的固体燃料的运 费率。固体燃料带设施130传感器可提供如下信息预加热固体燃料所需的能量，输运固体 燃料，惰性气体输入到带设施130中的速率，微波系统148所需的能量，冷却设施164所需 的能量，从固体燃料处理设施132中移走的成品已处理固体燃料的量，等等。在一个实施例 中，定价/交易设施178可将这些传感器测量值与每一成本类型的单位成本结合，从而开发 出正在被处理的固体燃料的成本模型。在一个实施例中，成本模型可包括将处理固体燃料的各独立组件成本加上初始原始固体燃料成本，从而计算出最终已处理固体燃料的成本。在一个实施例中，可将最终已处理固体燃料的计算值与固体燃料的市场价进行比 较，从而为固体燃料处理设施132建立有效的模型。此外，定价/交易设施178可接收关于固体燃料处理设施132收集的具有市场价 的非固体燃料产品的量的信息，这些非固体燃料产品例如为水、硫、灰分，或其他固体燃料 释放产品等等。这一信息可被用来计算各种固体燃料释放产品的单位市场价，从而为固体 燃料释放产品提供利润模型。在一个实施例中，定价/交易设施178可以计算成本模型、利润模型、效率模型，以 及用于固体燃料处理设施132运行的其他财务模型。在实施例中，带设施130的微波系统148可以是作用于固体燃料以从固体燃料中 去除不期望产品的多个固体燃料处理设施132处理组件之一。微波系统148可被单独地使 用、可与多个微波系统148结合使用、或与去除不期望产品的其他处理结合使用、等等。在一个实施例中，微波系统148产生的微波可被用来将不期望的固体燃料产品加 热到一温度，该温度可导致不期望的固体燃料产品从固体燃料中释放出。在一个实施例中， 不期望的固体燃料可以是水湿气、硫、硫酸盐、硫化物、灰分、氯、或汞等等。在一个实施例 中，当微波能量被施加到固体燃料上时，不期望的产品可被加热到可导致不期望的产品从 固体燃料中以气体、液体、气体液体组合和或类似形式释放出的温度。例如，一旦包含在固 体燃料中的水达到使水变成蒸汽的温度，则水可以作为气体释放出。但是，根据硫的温度的 不同，硫可以作为气体或作为液体释放出。在一个实施例中，当硫被加热时，硫首先作为液 体被释放，然后作为气体被释放。在一个实施例中，用两级释放方式来释放不期望的产品可 以是有优势的，这可促使不期望的产品从固体燃料中完全释放出。在一个实施例中，可以设置多于一个的带设施130微波系统148，用来去除不期望 的固体燃料产品。在一个实施例中，可在带设施130内设置多于一个的微波系统148。多于 一个的微波系统148可对固体燃料应用不同的控制参数(例如频率、功率、占空比、等等)。 在一个实施例中，不同的微波系统148控制参数可针对某些不期望产品，以便将其从固体 燃料中去除。此外，微波系统148可针对某一去除不期望产品的方法，例如施加能量以将不 期望产品转化为气体、施加能量以将不期望产品转化为液体、等等。在一个实施例中，微波系统148可包括多于一个的微波装置，每一装置可被独立 地操作，或作为某个组的一部分操作，等等。在一个实施例中，微波系统148可独立地操作；因此，可为每一独立的微波装置设 置一组操作参数。例如，微波系统148可具有多于一个的独立微波装置，而且每一独立微波 装置可具有控制参数例如功率、频率、占空比、等等。在一个实施例中，控制器144和监视设 施134可控制每一独立的微波装置。在一个实施例中，独立的被控微波装置可执行不同的功能，以便影响不期望固体 燃料产品的去除。例如，第一微波装置可工作于具有稳定功率设置的某一频率，而第二微波 可工作于利用了占空比的不同频率，其中的功率设置可随时间变化。这两种微波装置组合 工作可针对利用特定的材料相(例如气体或液体)来去除特定不期望产品。在一个实施例中，微波系统148可包括作为一组工作的多个微波装置；因此可为 整个微波组设置一套操作参数，而不用管微波系统148的组中可能有多少微波装置。例如，
104将多个微波装置分组并为所有的微波装置提供相同的频率和功率设置，这可以成为一种用 多个较小微波装置代替一个大型微波装置向固体燃料提供高微波功率的方法。使用多个较 小微波装置可使微波装置的配置能够有效去除不期望的产品。在一个实施例中，通过操作参数的传送方法，微波系统148可从作为独立一组微 波装置进行工作变成作为微波装置组进行工作。例如，当为每一微波装置传送独立的参数 时，微波系统148可作为独立的微波装置工作，但是当将一组操作参数传送给微波装置时， 微波系统148可作为一个组工作。在一个实施例中，微波系统148可作为独立的微波装置、 或微波装置组等工作。在一个实施例中，微波系统148可沿带设施130布置成提供微波系统148处理组 合，这种处理组合可生产出期望的最终处理固体燃料。例如，多于一个的微波系统148可沿 带设施130间隔布置，用于从固体燃料中去除水湿气。第一微波系统148可用于从固体燃料 中去除一定量的湿气；第二微波系统148可布置成离第一微波系统148—段距离，以从固体 燃料中去除额外的湿气。可沿带设施130布置额外的微波系统148，以在固体燃料沿带设施 130运动时继续降低湿气。在一个实施例中，通过用多个沿带设施130设置的微波系统148 进行处理，可以增量方式去除掉不期望的固体燃料产品。在一个实施例中，在微波系统148 间可存在一定距离，以便让不期望的产品释放出；该距离可在处理步骤间提供一段时间。在 一个实施例中，微波系统可被紧凑地布置在一起。可以理解的是，可用这一处理过程来独立 地或者与其他不期望的固体燃料产品一起共同地去除其他不期望的固体燃料产品。在一个实施例中，来自微波系统148的能量可被应用于分离的带设施130，其具有 处理固体燃料的第一带设施I30以及进一步处理固体燃料的至少一个附加的带设施130。 在一个实施例中，每个带设施130可处理固体燃料，然后将它的产品送到额外的带设施 130，直到达到最终已处理煤的特性。在一个实施例中，批量处理设施可进行不期望固体燃料产品的增量式去除。在一 个实施例中，批量处理设施可具有至少一个微波设施148，可通过更改操作参数来控制这些 微波设施。例如，微波系统148可用第一功率、频率和占空比作为第一处理步骤工作，而且 可应用不同的功率、频率和占空比作为第二处理步骤工作。在一个实施例中，可在各步骤间 留出一段时间，以便允许因这一处理步骤产生的不期望的产品在另一处理步骤执行之前完 全释放出。在一个实施例中，在各步骤间可以不留出时间，而且可对成批的固体燃料进行连 续处理。在一个实施例中，根据生产最终已处理固体燃料所需的多少处理步骤的不同，批量 处理设施可用相应多的处理步骤来处理固体燃料。在一个实施例中，如先前已讨论的，微波系统148可由反馈回路控制，反馈回路可 包括传感器142、监视设施134、控制器144等等。在一个实施例中，传感器142可沿带设施 130布置或者可布置在批量设施内，以测量微波系统148在去除固体燃料产品方面的有效 性。传感器可被布置在微波系统148处或微波系统148之后，以测量释放出的气态不期望 产品、或测量释放出的液态不期望产品、等等。在一个实施例中，传感器142可将固体燃料处理读数从多个传感器位置处传送给 监视设施134。在一个实施例中，对于处理过程的每一传感器142，监视设施134可有一目 标读数。当从传感器142A中接收到传感器142读数时，监视设施134可将接收到的传感器 142读数与目标传感器读数进行比较，以确定固体燃料处理过程是否正在按要求处理固体燃料。在一个实施例中，基于接收到的传感器142读数，监视设施134可将调整后的操作参 数传送给带设施130的各组件。在一个实施例中，监视设施134可将带设施内每一传感器 142与带设施130某一组件的操作关联起来。在一个实施例中，当传感器读数被用来控制组 件时，可赋予每个传感器142读数一个权重。例如，布置在与微波系统148之一相同位置的 第一传感器142与布置在离该微波系统148下游一定距离的第二传感器相比，第一传感器 142可被给予较大的权重。在一个实施例中，监视设施134可维护传感器的权重表，该权重 表中列明了传感器142读数应被给予的权重。在一个实施例中，监视设施134可存储先前的传感器142读数，这使得监视设施 134可跟踪即时传感器读数、平均传感器读数、统计的传感器读数、传感器读数趋势、传感器 读数变化率、等等。在一个实施例中，监视设施134可用任意传感器跟踪方法来确定是否需 要调整组件参数。在一个实施例中，不同的传感器读数142可被用来调整带设施130组件的不同参 数。例如，第一传感器142可被用来监视和调整微波系统148的频率，第二传感器142可被 用来监视和调整微波系统148的功率。在一个实施例中，与微波系统148关联的多个传感 器142可被用来调整微波系统148内各个独立的微波装置。例如，如果在一个微波系统148 内有四个微波装置的话，与微波系统148相关联的多个传感器可被用来独立地调整这四个 微波装置。此外，沿带设施130布置的任一微波系统148可被类似地控制，或者独立地控制 或者按组控制。可以理解的是，可以相同方式控制所有的带设施组件。在一个实施例中，带设施130组件可接收监视设施134基于最终已处理固体燃料 特性调整的参数。在一个实施例中，当在固体燃料处理设施132中完全处理了固体燃料之 后，试验设施170可测试最终已处理固体燃料的样品，以便确定最终固体燃料的特性。在一 个实施例中，试验设施170可以是固体燃料处理设施132的一部分、可以是固体燃料处理设 施132外部的试验设施、或等等。在一个实施例中，试验设施170可测试固体燃料的如下特性湿气百分比、灰分百 分比、挥发物百分比、固定碳百分比，BTU/lb, BTU/lbM-A Free、硫的形式、哈氏可磨性指数 (HGI)、总汞、灰熔温度、灰分矿物分析、电磁吸收/反射、介电性，等等。在一个实施例中，这 些最终固体燃料特性可被存储在煤输出参数172中，它们在此可被煤期望特性122、反馈设 施174、监视设施134等等得到。在一个实施例中，当固体燃料处理设施132中正在进行同一遍固体燃料处理时， 就可确定最终固体燃料的特性。在一个实施例中，在固体燃料仍然在被处理时，就可得到最 终固体燃料特性的子集。这一特性子集可在现场试验设施170中确定，该现场试验设施可 允许向监视设施134实时提供反馈。在一个实施例中，煤输出参数172可将试验信息传送给监视设施134，监视设施 134可从煤输出参数172中拉取试验信息，或等等。在一个实施例中，监视设施134可将接收到的固体燃料试验信息用作固体燃料处 理设施132操作参数调整中将被考虑的附加输入。在一个实施例中，参数产生设施128可 通过煤期望特性122访问煤输出参数172中存储的试验信息，因此可在初始操作参数的生 成中利用历史试验信息。在一个实施例中，参数产生设施128可将历史试验信息传送给监
106视设施134。在一个实施例中，传送的历史试验信息可以是信息概要、统计信息、样品信息、 趋势信息、试验信息与先前操作参数的关系、等等。在一个实施例中，监视设施134可将来自参数产生设施128的历史试验信息与来 自煤输出参数172的新试验信息进行比较，以确定新试验信息与历史信息的相关程度。在 一个实施例中，在这些实验完成时，监视设施134可存储新试验信息。在一个实施例中，新 试验信息可被存储在监视设施134中一段时间，其间固体燃料处理设施132对特定趟次的 原始固体燃料进行处理。在一个实施例中，存储的试验信息可以是用于当前这遍原始固体 燃料处理的历史信息。在一个实施例中，所存储的信息可提供当前这遍固体燃料处理的趋 势信息、统计信息、样品信息、等等。在一个实施例中，在接收到试验信息时，所存储的信息 可用操作参数存储。在一个实施例中，监视设施可分析接收到试验信息时的操作参数的关 系，以便获得参数趋势与最终实验信息间关系。在一个实施例中，在监视设施134接收到新的试验信息时，可将该信息与历史试 验信息比较、与所存储的实验信息进行比较、或进行其他比较。在一个实施例中，监视设施 134可将试验信息的比较用作固体燃料处理设施132操作参数调整中的一个因素。在一个 实施例中，实验信息可被用作参数调整的一个直接因素，参数调整的间接调整因素(例如 乘数)，直接和间接因素的组合、等等。在一个实施例中，试验信息通过向监视设施134指示正被用来处理固体燃料的操 作参数是否正产生期望的最终处理固体燃料，可影响操作参数的调整。例如，带设施130传 感器142可指示在处理期间正从固体燃料中去除掉适当量的湿气，而且该实验信息可提供 特性数据来指示正保留在固体燃料中的湿气的百分比不同于已利用来自带设施130传感 器142的数据计算出的。在一个实施例中，实验信息可被用来调整操作参数，并且可修正固 体燃料的处理，从而实现最终试验信息特性的改变。在一个实施例中，试验信息可被监视设施134用来调整参数权重表，调整用于操 作参数调整的算法中的系数，确定是否需要在固体燃料处理中运用额外的带设施组件(例 如启动更多的微波系统148)，确定是否需要额外多遍地运行固体燃料的某一处理过程(例 如进行多遍处理)、等等。在一个实施例中，在处理期间从固体燃料中去除的非燃料产品可由固体燃料处理 设施132收集。在一个实施例中，传感器142可测量从固体燃料中作为气体或液体等释放 的产品。在一个实施例中，监视设施134和控制器144可通过接口与传感器142连接，从而 控制释放产品的去除。在一个实施例中，传感器142、监视设施134、控制器144等可将释放 产品信息传送给定价/交易设施178。在一个实施例中，在监视设施134和控制器144处接 收到的传感器142信息可允许计算出即时去除率、平均去除率、总释放产品、释放产品的类 型、等等。在一个实施例中，处理期间从固体燃料中释放出非燃料产品时，去除系统150可 将它们收集起来，去除系统150可去除掉释放气体、释放液体、可浓缩成液体的释放气体、 等等。在一个实施例中，可在固体燃料处理设施132中设置多于一个的去除系统150。在一 个实施例中，释放的气体可被收集到通风口、管道或容器中，以便将这些气体输运到容纳设 施162、处理设施160、处置设施158等等中。在一个实施例中，释放的液体和浓缩成液体的 释放气体可被收集到液体缓存器、管道或容器中，以便将液体输运到容纳设施162、处理设施160、处置设施158等等中。在一个实施例中，可设置这样的传感器142，该传感器测量释放的非燃料产品的 量，并将测量结果传送给监视设施134、控制器144等。在一个实施例中，监视设施134可确 定出释放产品的量、产品释放率、收集在缓存器中的释放产品量、释放气体去除率，等等。在 一个实施例中，监视设施134可确定是否需要提高、降低或以另外的方式改变非燃料产品 的去除率，以便与固体燃料产品的释放率保持一致。例如，监视设施134可接收这样的传感 器142信息，即正在形成的释放液体产品要多于正通过液体收集缓存器从固体燃料处理 设施132中去除的释放液体产品。响应于这一信息，监视设施134可指挥控制器144提高 液体去除率。在一个实施例中，这可包括提高泵速以改变去除率、启动另一个泵以改变去 除率、等等。在一类似的方式中，气体传感器142可将气体释放氛围的属性(压力、温度、气 体浓度、等等)传送给监视设施134，这些属性可指示释放气体是否正以适当速率被移除。 在一个实施例中，通过调整风扇速度、启动另一风扇、停止某一风扇、改变气体容纳腔中的 压力等等，监视设施134可指挥控制器144改变气体去除率。在一个实施例中，固体燃料处 理设施13的去除系统150可被独立地或作为某一组的一部分来控制。在一个实施例中，传感器142可沿带设施130布置在各种位置，以便测量各种固体 燃料处理的结果。在一个实施例中，监视设施134可基于传感器142读数调整释放系统150 的操作，其中所述传感器读数指示了例如释放产品的速率或量。监视设施134可基于传感 器142读数来计算非燃料产品释放率，并且可基于产品释放率、产品水平、或产品氛围读数 等来调整去除系统150的去除率。在一个实施例中，对于固体燃料处理132的处理位置，可 设置传感器142来测量释放的产品，例如水、硫、灰分等。在一个实施例中，监视设施134可 调整处理位置去除系统150以保持适当的非燃料产品去除率。在一个实施例中，如先前已讨论的，收集到的释放出的非燃料产品可由容纳设施 162、处理设施160、处置设施158等来处理。在一个实施例中，可设置这样的传感器142，其 可将这些设施的状态的信息提供给监视设施134。在一个实施例中，监视设施134、控制器 144、去除系统150等可控制如下速率，收集到的释放的非燃料产品将以所述速率被收集、 分离、处置，或以其他方式处理。在一个实施例中，收集被去除的释放的非燃料产品将继续 到直到收集了一阈值量，此时，固体燃料处理设施132的操作者可被发信号通知，需要从收 集设施中去除掉释放产品。在一个实施例中，释放产品例如水可从固体燃料处理设施132 中释放出，而不需要以其他方式收集或聚集。在一个实施例中，传感器142、监视设施134、控制器144等等可将释放产品信息传 送给定价/交易设施178。在一个实施例中，定价/交易设施178可具有对每一被去除的非 燃料产品可用的市场相关信息，例如市场价或处置成本。在一个实施例中，关于如何处置被 去除的释放的非燃料产品的决定可基于它们的市场价格、处置成本等作出。市场相关信息 可包括与特定产品的政策性方面有关的信息，例如，对特定物质的产生或处置适用的环境 税或罚款。在一个实施例中，基于由传感器142、监视设施134、控制器144等传送的信息， 定价/交易设施178可计算出释放的非燃料产品的价格，释放产品的成本等。例如，收集到 的液态硫由于其工业用途可具有市场价格，然而收集到的灰分可能没有任何市场价值，并 且可能需要花钱将其在填埋场中处置掉。要理解的是，市场相关信息可应用到许多不同市场。例如，收集到的灰分可具有范围从负值(因为存在处置成本)到一组正值(其取决于不同工业应用中灰分的需求情况) 的市场价格。在一个实施例中，定价/交易设施178可计算出每单位时间的释放的非燃料 产品的价格、每单位固体燃料的平均价格、基于去除率的即时价格等。在一个实施例中，定 价/交易设施178可计算已处理固体燃料的价格，以包括从固体燃料的该遍处理中收集到 的释放的非燃料产品的价格或成本。例如，定价/交易设施178可接收用于已处理固体燃 料特定趟次处理的释放产品信息。通过计算固体燃料处理的成本以及总的释放非燃料产品 的成本/价格，定价/交易设施178可计算出固体燃料处理的总成本并因此计算出价格。在一个实施例中，定价/交易设施178可包含计算如下项目的算法，S卩生产最终 已处理固体燃料的成本、最终已处理固体燃料的价格、处置释放产品材料的成本、释放产品 材料的价格等等。在一个实施例中，算法可包括接收来自煤样品数据120的原始固体燃料 价格，接收来自煤输出参数172的最终已处理固体燃料成本，接收来自固体燃料处理设施 132的处理过程中的处理成本，等等。在一个实施例中，定价/交易设施178可综合合计出用于整遍固体燃料处理或用 于一遍固体燃料处理任意部分的成本信息、价格信息、或等等。在一个实施例中，定价/交 易设施178可周期性地、在一遍处理结束时、或者按照要求为一遍处理的一部分等等合计 出成本价格信息。在一个实施例中，定价/交易设施178可根据煤样品数据120合计出原始固体燃 料的价格信息。在一个实施例中，原始固体燃料的价格可以是每单位价格、整个接收到的原 始固体燃料的总价、等等。在一个实施例中，通过确定一遍处理期间或一遍处理的一部分期 间处理的固体燃料总量并利用原始固体燃料的每单位价格计算出原始固体燃料的总价，定 价/交易设施178可计算出处理期间所用原始固体燃料的价格。在一个实施例中，所用原 始固体燃料的价格可以是固体燃料价格算法的一个输入值。在一个实施例中，如先前所述，在进行该遍固体燃料处理时，操作参数可作为反馈 提供给定价/交易设施178。在一个实施例中，操作参数可包括处理固体燃料涉及的成本， 例如所用电力、所用气体、所用油料、所用惰性气体等等。在一个实施例中，定价/交易设施 178可根据该遍固体燃料处理综合(或称合计)所有的经营成本。在一个实施例中，定价/ 交易设施178可存储用于所有操作参数的每单位成本信息。在一个实施例中，定价/交易 设施178可利用每个独立单元的成本和所用操作单元的数量计算出该遍固体燃料处理的 操作参数成本。在一个实施例中，操作性固体燃料处理成本可以是对固体燃料价格算法的 输入。在一个实施例中，定价/交易设施178可以综合固体燃料释放产品的市场价格、固 体燃料释放产品的处置成本、等等。在一个实施例中，定价/交易设施178可以为所有固体 燃料释放产品存储每单位成本信息、每单位市场价格信息、等等。在一个实施例中，综合出 的释放产品成本和市场价格可被输入到固体燃料价格算法中。在一个实施例中，定价/交易设施178可存储营业利润信息。在一个实施例中， 营业利润信息可以下各项有关，即正被处理的固体燃料的类型，已处理固体燃料的交易能 力，所需固体燃料处理量、等等。在一个实施例中，营业利润可以是固体燃料处理成本的一 个百分比、每单位的已处理固体燃料的固定利润，交付给客户每单位固体燃料的固定利润、 等等。在一个实施例中，营业利润可被输入到固体燃料价格算法。
109
在一个实施例中，定价/交易设施178可结合所用原始固体燃料的价格、经营成 本、释放的固体燃料产品的成本/市场价格、经营成本等等来确定已处理固体燃料的最终 市场价格。在一个实施例中，定价/交易设施178可存储最终市场价格，将最终市场价格报 告给固体燃料处理设施，将最终市场价格报告给客户，等等。在一个实施例中，存储的固体 燃料市场价格可用于进一步的分析和计算，包括历史性合计，查询，数据趋势、等等。在一个实施例中，原始固体燃料可被处理成用于特定终端使用设施。在实施例中， 终端使用设施可以是以下之一许多终端使用客户，专门的客户，与固体燃料处理设施132 直接关联的终端使用设施、等等。在实施例中，终端使用设施可以煤燃烧设施200，煤转化设 施210，煤副产品设施212、等等。在一个实施例中，煤燃烧设施200可包括发电设施204，冶金设施208、等等。发电 设施204可包括固定床煤燃烧设施220，粉碎煤燃烧设施222，流化床燃烧设施224，利用了 可再生能量源的组合式燃烧设施228、等等。在一个实施例中，煤转化设施可包括气化设施230、集成的气化复合循环设施 232、合成气生产设施234、焦炭形成设施238、纯碳形成设施238、碳氢化合物形成设施240、寸寸。在一个实施例中，煤副产品设施212可包括煤燃烧副产品设施242，煤蒸馏副产品 设施244、等等。在一个实施例中，终端使用设施可通过将固体燃料处理要求置于煤输出参数172 中，来传达对已处理固体燃料的要求。这些要求可提供终端使用设施固体燃料的期望特性。 在一个实施例中，固体燃料期望特性可包括湿气百分比、灰分百分比、挥发物百分比、固定 碳百分比，BTU/lb，BTU/lb M-A Free、硫的形式、哈氏可磨性指数(HGI)、总汞、灰熔温度、灰 分矿物分析、电磁吸收/反射、介电性，等等。在一个实施例中，终端用户设施可指定要处理的特定原始固体燃料，让固体燃料 处理设施132选择最佳的原始固体燃料来处理，或者它们的组合。在一个实施例中，一旦固体燃料处理要求已被输入作为煤输出参数172，固体燃 料处理设施可确定是否将通过连续处理过程、批量处理过程或其他处理方法来处理固体燃 料。在一个实施例中，固体燃料处理设施132可基于以下因素来确定处理方法，这些因素包 括所需的终端用户固体燃料量、所需的终端用户设施固体燃料特性、可得到的原始固体燃 料、不同处理方法的能力、等等。例如，批量处理可能对所需的处理固体燃料量较小的情况， 而连续处理过程对于生产较大的量是有利的。对于处理规格具有狭窄变化范围的被处理固 体燃料，固体燃料处理设施132可选择批量处理以便在特性对特性的基础上保持对输出的 较好控制。本领域技术人员均可明白还有其他理由用于选择批量或连续处理过程来处理终 端用户要求的固体燃料。在一个实施例中，终端用户设施可能需要使用特定的固体燃料，或者可能需要具 有某些特性的原始固体燃料，或者可能要求一定范围的原始固体燃料作为输入、等等。在一 个实施例中，终端用户设施可具有固体燃料处理设施132可得到以便进行处理的关于特定 批次原始固体燃料的信息，而且终端用户设施可从可用的各批次中选出一个批次的原始固 体燃料。在实施例中，固体燃料处理设施132可将原始固体燃料清单提供给终端用户设施， 或者固体燃料处理设施132可向终端用户设施提供一份可生产的已处理固体燃料的列表。
110对于本领域技术人员而言，其他让终端用户确定原始固体燃料输入的方法是明显的。在一 个实施例中，固体燃料处理设施132可作出关于原始固体燃料输入的最终决定。在一个实 施例中，原始固体燃料选择的确定可以基于固体燃料处理设施132的能力，特定原始固体 燃料的历史处理，原始固体燃料的属性、等等。在一个实施例中，一旦固体燃料处理设施132接收到终端用户设施的要求，固体 燃料处理设施132可选择最佳匹配的原始固体燃料来生产所需的最终已处理固体燃料。在 一个实施例中，参数产生设施128可检索煤样品数据120，以确定最佳匹配的原始固体燃 料。在一个实施例中，可以根据如下标准来选择最佳匹配的固体燃料，例如终端用户要求的 最终已处理固体燃料的特性、连续处理设施的能力、批量设施的能力、终端用户设施固体燃 料要求的容差、等等。在一个实施例中，一旦选择了原始固体燃料，参数产生设施128可确定出用来对 其进行处理的参数，以便获得终端用户要求的特性。如先前所述，参数产生设施128可从煤 期望特性122中获得最终已处理固体燃料特性，其中煤期望特性122可由终端用户定义。在 一个实施例中，参数产生设施128可利用算法计算出用于处理原始固体燃料的操作参数。 在一个实施例中，算法可考虑的变量例如有固体燃料处理设施132的能力，所选原始固体 燃料与终端用户设施要求的固体燃料之间的区别，在类似原始固体燃料处理中的历史性结 果、等等。在一个实施例中，参数产生设施128然后可设定带设施130组件(例如微波系统 148)的操作参数，原始固体燃料可被处理的次数，加热速率，冷却速率，在固体燃料处理期 间可使用的氛围条件，释放产品从原始固体燃料中的去除，等等。在一个实施例中，参数产 生设施128可将操作参数传送给监视设施134和控制器144来控制原始固体燃料的处理。参数产生设施128可利用各种对本领域技术人员而言明显的方法来选择要用的 原始固体燃料，以生产出终端使用设施要求的固体燃料。在一个实施例中，参数产生设施 128可从煤期望特性122取得终端使用设施固体燃料特性。在一个实施例中，参数产生设施 128可用来自终端使用设施固体燃料特性的关键特性来选择原始固体燃料。在一个实施例 中，期望的终端产品的关键特性可由终端使用设施确定，或者可由参数产生设施128确定， 或者可由固体燃料处理设施132的能力确定、等等。这些关键特性可被用来确定原始固体燃料的处理过程。在一个实施例中，这些关 键特性可被按照对终端使用设施固体燃料特性的重要性的顺序进行等级评定。替代性地， 这种等级评定可由终端使用设施、参数产生设施128或任何其他适当设施提供。在一个实 施例中，等级评定可根据固体燃料的最终使用来定制或排序。例如，终端使用设施可指示 最终已处理固体燃料中的一定的湿气水平是被要求的，而其他特性则不太重要。由于此时 湿气水平具有期望已处理燃料特性的最高等级，因此保持期望湿气水平所需的设置将优先 于其他设置。在一个实施例中，参数产生设施128可使用关键特性从可用的原始固体燃料中选 择出原始固体燃料。在一个实施例中，参数产生设施128可使用关键特性来确定原始固体 燃料处理的操作参数，以生产出终端使用设施固体燃料。在一个实施例中，参数产生设施 128可仅仅基于关键特性来设置操作参数，或者参数产生设施128可将关键特性和其他特 性一起用来确定操作参数。在一个实施例中，确定的操作参数可被传送给监视设施134、控制器144、等等。在
111一个实施例中，在固体燃料处理过程中，监视设施134可利用带设施130传感器142来监视 和调整操作参数。在一个实施例中，在固体燃料被处理时，传感器142可测量用于关键特性 的操作参数并且将传感器142读数传送给监视设施134。如果监视设施确定需要调整操作 参数以便获得固体燃料的关键特性，那么监视设施134可将调整后的操作参数传送给控制 器144。在一个实施例中，控制器144可控制带设施130组件，使其按操作参数处理固体燃 料。在一个实施例中，利用监视设施134、控制器144和传感器142的处理反馈回路，固 体燃料处理设施132将原始固体燃料处理成终端使用设施要求的固体燃料。在一个实施例 中，可利用连续处理过程、批量处理过程、连续处理和批量处理过程的组合等等来处理固体 燃料。在一个实施例中，在处理过程的结尾，可在试验设施170中对最终已处理固体燃 料进行检测，以确定最终已处理固体燃料的特性。在一个实施例中，可将被检测的固体燃料 的特性与原始终端使用设施固体燃料特性比较。在一个实施例中，被比较的特性可以是关 键特性、所有固体燃料特性、或者是它们的组合或子集。在一个实施例中，试验设施170可 确定出最终已处理固体燃料是否在终端使用设施所需固体燃料的要求特性之内。在一个实 施例中，当固体燃料被处理时，被检测的特性可被传送给监视设施134。在一个实施例中，监 视设施134可基于试验设施170提供的特性来调整操作参数。在一个实施例中，如果确定最终已处理固体燃料不满足终端使用设施的要求，那 么可在固体燃料处理设施132中对最终已处理固体燃料作进一步的处理。在一个实施例 中，当固体燃料被处理时，最终已处理固体燃料可被储存在临时储存区域中，直到它被确定 为满足了终端使用设施的要求。当确定最终固体燃料满足终端使用设施要求时，最终固体 燃料可被输运到终端使用设施。在一个实施例中，最终已处理固体燃料的被检测特性可用煤输出参数172存储。 在一个实施例中，被存储的最终已处理固体燃料检测特性可被用于历史性目的、用于将来 由终端使用设施选择作为期望固体燃料、用于最终验证是否完成了将原始固体燃料处理成 终端使用设施所需固体燃料，或者用于本领域技术人员能够想到的其他用途。在一个实施例中，事务可被执行，以便为特定的终端使用设施处理原始固体燃料。 在一个实施例中，该事务可以是为终端使用设施处理原始固体燃料的成本的计算。在一个 实施例中，处理原始固体燃料的成本可包括与下列各项有关的成本，即电、气、油、惰性气 体、处置释放的固体燃料产品、原始固体燃料的输运、将最终已处理固体燃料输运到终端使 用设施，等等。在一个实施例中，该事务可包括从固体燃料的处理中实现的收入，包括源于 出售释放的固体燃料产品或最终已处理固体燃料的收入。在一个实施例中，每个终端使用设施对于已处理固体燃料的要求可被作为一个事 务处理。在一个实施例中，一旦终端使用设施表达了用于期望最终处理固体燃料的特性，那 么定价/交易设施178可开始聚集于处理原始固体燃料以获得期望特性的经济性衡量标 准。例如，定价/交易设施可开始制定成本文件、分类帐、数据库、电子数据表等等来综合与 原始固体燃料处理有关的经济性衡量标准(例如成本、收入、利润和损失)。在一个实施例中，一旦参数产生设施128已经选择了原始固体燃料，那么原始固 体燃料标识可被传送给定价/交易设施178。利用原始固体燃料标识，定价/交易设施178
112可从煤样品数据120中取得原始固体燃料成本信息。在一个实施例中，定价/交易设施178 可将原始固体燃料成本信息存储到用于特定处理趟次的成本文件中。成本信息可包括每单 位成本(例如每吨的成本)，原始固体燃料的总成本，可用单元的总数，等等。基于终端使用 设施所需的处理固体燃料的量，定价/交易设施178可计算出按终端使用设施的要求生产 固体燃料所需的原始固体燃料的成本和成本比率。如先前所述，参数产生设施128可生成处理原始固体燃料的操作参数，并且可将 操作参数传送给监视设施134、控制器144等。监视设施134、控制器144等通过将操作信 息提供给各组件(例如加热器、带、微波系统148、通风口、泵、去除系统150等等)，可控制 原始固体燃料的处理。在原始固体燃料处理期间，操作各种可消耗电力、气体、油料等的组 件会产生能量成本。在一个实施例中，固体燃料处理设施132可具有这样的传感器142，其 可测量各种组件的操作。在一个实施例中，传感器142还可测量原始固体燃料处理期间每 一组件消耗的能量。在一个实施例中，传感器在原始固体燃料处理期间可将每一组件的能量用量传送 给定价/交易设施178。在一个实施例中，定价/交易设施178可存储各种能量类型的每单 位成本，并且可将固体燃料处理设施132的能量用量转化成成本价格。例如，传感器可将关 于微波系统148用了多少千瓦的数据传送给定价/交易设施178，其可访问关于每千瓦成本 的信息。利用这些用量数据以及这一定价信息，定价交易设施178可计算出操作微波系统 148使其处理给定批次的原始固体燃料的成本。在一个实施例中，定价/交易设施178可综 合合计该遍处理中处理原始固体燃料的成本，并且可将这些综合合计出的成本存储在用于 终端使用设施固体燃料处理的成本文件。在一个实施例中，定价/交易设施178可综合合 计出与处理趟次的数量有关的成本用于进一步的计算和分析。在一个实施例中，额外的成本和利润/损失可与原始固体燃料处理期间收集到的 非燃料产品相关联。在一个实施例中，原始固体燃料处理期间，可获得的非燃料产品例如有 水、硫、灰分，等等。这些收集到的非燃料产品中的一些可能具有市场价值，以致可将它们进 行出售(例如硫)。但某些其他非燃料产品可能并没有市场，因而需要成本进行处置。在一个实施例中，传感器142可测量收集在容纳设施162、处理设施160、处置设施 158等等中的释放的非燃料产品的量。这些传感器142然后可将关于这些产品的量的数据 传送给定价/交易设施178。在一个实施例中，定价/交易设施178可存储各种关于非燃 料产品市场价格、处置成本等的信息，并且可计算与每种释放产品的每一利润或成本有关 的成本和利润/损失。例如，监视设施134、控制器144、传感器142等可向定价/交易设施 178指示一定量的硫(非燃料产品)已被收集并且可用来出售。定价/交易设施178可 安排出售收集到的硫以及后续将其输运到用硫企业。随后，定价/交易设施178可计算出 煤处理设施132生产硫的成本，或者可以生产成本函数的形式计算出卖硫的收入，或者可 以进行其他经济性计算，这是本领域技术人员均能明了的。关于成本、利润/损失、预期收入等的计算也可在接收到非燃料产品时煤处理期 间的任意点利用例如正在追踪的特定非燃料产品的市场价的实际数据或估计值进行计算， 从而可获得估计出的一组生产成本、收入、利润/损失、等等。可将销售和/或非燃料产品转 让后获得的实际数字与估计值进行比较，或者可将估计值与历史上的实际数字进行比较。 实时的，预测的以及历史上的经济信息的其他用途以及组合是本领域技术人员容易意识到的。在一个实施例中，定价/交易设施178可将关于非燃料产品的经济信息(包括产品成 本、收入、等等)存储在用于终端使用设施固体燃料处理的成本文件中。在一个实施例中，基于终端使用设施的位置、最终已处理固体燃料的量、输运固体 燃料的输运方法等等，定价/交易设施178可计算出输运已处理燃料到终端使用设施的输 运成本。在一个实施例中，定价/交易设施178可使用关于输运成本的数据来计算终端使 用设施固体燃料的总成本。在一个实施例中，定价/交易设施178可将输运成本存储在用 于终端使用设施固体燃料处理的成本文件中。在一个实施例中，定价/交易设施178可确定出将原始固体燃料处理成所要求的 终端使用设施固体燃料的营业利润/损失。有很多算法可用于确定这一营业利润/损失，这 是本领域普通技术人员应理解的。例如，营业利润/损失可作为处理原始固体燃料的总成 本的一个百分比而被确定，或者作为每单位已处理固体燃料的既定利润/损失而被确定。 在一个实施例中，定价/交易设施178可将营业利润存储在用于终端使用设施固体燃料处 理的成本文件中。在一个实施例中，定价/交易设施178可从监视设施134、控制器144、传感器142、 或等等中接收一个指示，其表明为终端使用设施进行的原始固体燃料处理是否完成。在一 个实施例中，在指示表明已完成了原始固体燃料处理的情况下，定价/交易设施178可综合 合计出固体燃料处理成本和针对最终终端使用设施固体燃料价格的利润/损失。在一个实 施例中，成本和利润的综合合计可使用标准的会计惯例进行。在一个实施例中，最终终端使 用固体燃料价格可被传送给终端使用设施。替代性地，如上所述，定价/交易设施可提供整 个处理过程中关于成本、利润/损失，预期收入等等的估计值，从而让终端使用设施能够在 处理本身进行期间作出经济性决策。在一个实施例中，固体燃料信息可以作为数据库存储在至少一个储存设施。在一 个实施例中，至少一个储存设施可以是硬盘驱动器、CD驱动器、DVD驱动器、闪存驱动器、 zip驱动器、磁带机、或等等。在一个实施例中，至少一个储存设施可以是单一的储存设施、 多个本地存储设施、多个分布式存储设施、本地式和分布式存储设施的组合、或等等。在一 个实施例中，数据库可以是数据库、关系数据库、SQL数据库、表、文件、平面文件、ASCII文 件、文档、XML文件、或等等。在一个实施例中，固体燃料信息可以是与原始接收到的固体燃料有关的信息、终 端使用设施期望的固体燃料特性、固体燃料处理设施130的操作参数、最终已处理固体燃 料检测信息、或等等。固体燃料信息可被存储在各个设施中，例如煤样品数据120、煤期望特 性122、煤输出参数172、参数产生设施128、监视设施134、控制器148、或等等。在一个实施例中，煤样品数据120可将原始固体燃料特性存储为数据库，以便由 各个设施(例如参数产生设施128、煤期望特性122、定价/交易设施178、或等等)访问。 在一个实施例中，煤特性可包括湿气百分比、灰分百分比、挥发物百分比、固定碳百分比， BTU/lb，BTU/lbM-A Free、硫的形式、哈氏可磨性指数(HGI)、总汞、灰熔温度、灰分矿物分 析、电磁吸收/反射、介电性，等等。这些固体燃料特性可以由矿场102、储存设施112、试验 设施170等等来提供。在一个实施例中，数据库中的特性可描述固体燃料在处理成终端使 用设施固体燃料之前的起始状态。在一个实施例中，煤样品数据120数据库可以是可检索的，以允许取得原始固体燃料信息。在一个实施例中，参数产生设施128可取得原始固体燃料信息，以选择要用来处 理转化成终端使用设施固体燃料的原始固体燃料。在一个实施例中，所存储的原始固体燃 料信息数据库可为每一原始固体燃料包含单条记录，或者可为每一原始固体燃料包含多条 记录。在一个实施例中，可存在因原始固体燃料周期性取样、统计性取样、随机取样等等产 生的多条记录。在一个实施例中，在检索煤样品数据120时，可为每一原始固体燃料返回多 于一条的匹配记录。在一个实施例中，煤期望特性122可以数据库的形式存储终端用户固体燃料特 性、基于可用原始固体燃料的已处理固体燃料特性，历史上的已处理固体燃料特性、或等 等，以便参数产生设施128、煤样品数据120、煤输出参数172等等访问。在一个实施例中，煤 特性可包括湿气百分比、灰分百分比、挥发物百分比、固定碳百分比、BTU/lb、BTU/lb M-A Free、硫的形式、哈氏可磨性指数(HGI)、总汞、灰熔温度、灰分矿物分析、电磁吸收/反射、 介电性，等等。这些固体燃料特性可由如下设施提供，例如参数产生设施122、煤输出参数 172、终端使用设施、等等。在一个实施例中，数据库中的特性可描述原始固体燃料处理之后 的已处理固体燃料的最终状态。在一个实施例中，煤期望特性122数据库可以是可检索的，以允许取得最终已处 理固体燃料信息。在一个实施例中，参数产生设施128可取得最终已处理固体燃料信息，以 便选择终端使用设施固体燃料特性用于生成固体燃料处理设施132操作参数。在一个实施 例中，存储的最终已处理固体燃料信息数据库可为每一固体燃料包含单条记录，或者可为 每一固体燃料包含多条记录。在一个实施例中，可存在因原始固体燃料周期性取样、统计性 取样、随机取样等等产生的多条记录。在一个实施例中，在检索煤期望特性122时，可为每 一原始固体燃料返回多于一个的匹配记录。在一个实施例中，利用煤样品数据120和煤期望特性122，参数产生设施128可生 成固体燃料处理设施132的操作参数。操作参数可以是这样的数据集，其用于控制固体燃 料处理设施132各种组件以便将原始固体燃料处理成终端使用设施固体燃料。操作参数可 被存储在任意相关设施中的数据库中，这里的任意相关设施包括参数产生设施128、监视设 施134或控制器144。除了操作参数外，参数产生设施128可为每一功能生成一组容差，其 可作为操作参数存储在同一数据库中，或者可存储在独立的数据库中。在一个实施例中，操 作参数和容差的组合数据集可满足固体燃料处理控制基本上所有的需要。在一个实施例 中，参数产生设施128可产生一种混合方案，以便将各种已处理和未处理的固体燃料混合 起来，从而得到一种固体燃料混合物。在一个实施例中，处理过程可由操作参数控制，其中传感器142的测量值被用来 确定特定固体燃料处理设施132组件是否运行在预定容差内。可基于传感器142的测量值 来调整特定组件的操作，从而使得其落入容差界限内。此外，操作参数可被调整成使得特定 组件的功能落入预定界限内。例如，用于微波系统148的操作参数可从原始操作参数开始 被调整，如果传感器142的测量值超出微波系统148容差的上限或下限的话。在一个实施 例中，可修改操作参数数据库，使其匹配传送到该组件的操作参数的调整。在一个实施例中，在固体燃料的最终处理完成后，监视设施134可将最终修改的 操作参数数据库传送到参数产生设施128，修改后的操作参数可被存于其中。在一个实施例 中，所存储的修改后的操作参数可与用修改后的操作参数处理的原始固体燃料的所存储的特性相关联。根据这一实施例，当将来要处理类似的原始固体燃料时，参数产生设施128可 搜索已存储的修改后操作数据库，从而取得用作初始操作参数的数据集。在实施例中，可取 得单条操作参数记录，或者可取得一定范围的修改后的操作参数，或者可以取得一组修改 后的操作参数，从而使得用于处理新的原始固体燃料的初始操作参数可以使用修改后操作 参数的平均值、单条操作参数记录、修改后操作文件的统计性合计、或等等。在本发明的另一方案中，处理后，最终已处理产品在当产品离开生产线时可被进 行块团化步骤。这一步骤可被称为后置处理块团化步骤。块团化也可以在处理期间执行， 如前文所述。在本发明的一个方案中，可用粉碎设备(例如粉碎机，碾磨机，等等)将最终已处 理产品碾碎。碾碎后，最终已处理产品可被进行压力块团化。在压力块团化期间，已处理产 品的颗粒可通过足以形成固体块团的压力结合在一起。在实施例中，可通过将黏合物(例 如淀粉，糖蜜，塑性黏土，或者某种其他类型的黏合物)加入已处理产品来帮助形成块团。如上所述，当在固体燃料处理设施132中处理了固体燃料之后，可在试验设施170 处检测已处理的固体燃料，以确定最终已处理固体燃料处理特性。在一个实施例中，最终 已处理特性可包括湿气百分比、灰分百分比、挥发物百分比、固定碳百分比、BTU/lb，BTU/lb M-A Free、硫的形式、哈氏可磨性指数(HGI)、总汞、灰熔温度、灰分矿物分析、电磁吸收/反 射、介电性，等等。在一个实施例中，最终固体燃料特性可被存储在煤输出参数172中。在一 个实施例中，特性数据可以被用来向监视设施134提供反馈以控制固体燃料的处理过程， 可以与煤期望特性122相关联，可以向定价/交易设施178提供数据、或等等。在一个实施例中，在一遍固体燃料处理过程中，至少一组最终已处理固体燃料处 理特性数据可被存储在煤输出参数172中。如先前所述，最终已处理固体燃料处理特性可 被传送给监视设施134，作为监视设施134在调整固体燃料处理设施132的操作参数时考虑 的附加数据集。在一个实施例中，最终已处理固体燃料处理特性可与煤期望特性122相关 联，以便确定出用于特定原始固体燃料的操作参数。例如，可请求参数产生设施128确定出用于处理特定原始固体燃料的操作参数。 参数产生设施128可检索用于最终已处理固体燃料的煤期望特性122，其是从所选原始固 体燃料先前的处理中获得的。参数产生设施128还可从可能已经生产出最终已处理固体燃 料的一遍固体燃料处理中取得最终检测特性。在确定原始固体燃料操作参数时，参数产生 设施128可考虑所有这一信息。在实施例中，参数产生设施128可以聚集(aggregate)用于多种固体燃料样品的 一组固体燃料特性，聚集用于一组终端用户设施所用固体燃料基质的一组规格，聚集将原 始固体燃料转变成终端使用设施使用的固体燃料的一组操作参数、或等等。在一个实施例 中，数据库的这种聚集可导致产生多个预定固体燃料处理设施132操作参数。预定的多个 操作参数可被用于随后由固体燃料处理设施132进行的选择中，以便用来为终端使用设施 处理原始固体燃料。在一个实施例中，数据库可以是数据库、关系数据库、SQL数据库、表、 文件、平面文件、ASCII文件、文档、XML文件、或等等。如上文所述以及如图1-2所示，终端 使用设施可以是煤燃烧设施200、煤转化设施210、煤副产品设施212、或等等。在一个实施例中，参数产生设施120可以从煤样品数据120中聚集用于多种固体 燃料样品的一组原始固体燃料特性。在一个实施例中，煤样品数据120可包含用于固体燃
116料处理设施132可用的原始固体燃料的信息，可包含用于固体燃料处理设施132已使用的 历史上的原始固体燃料的信息、或等等。在煤样品数据120对于每种原始固体燃料可有多 于一条的数据记录，这是因为相同的原始固体燃料可具有多个取样试验结果。在一个实施 例中，参数产生设施128可基于可用原始固体燃料、最近处理的原始固体燃料、固体燃料处 理设施132选择的一组原始固体燃料等等来聚集该组原始固体燃料特性。在一个实施例中，原始固体燃料特性的聚集数据库可包含多条重复记录，它们包 含来自相同原始固体燃料的信息；多条重复记录可能是从相同原始固体燃料中取出了多个 样品造成的。在一个实施例中，原始固体燃料特性的数据库的聚集可有几个步骤。第一步骤 可包括将样品固体燃料数据总的聚集到聚集式原始固体燃料数据库。在第二步骤中，参数 产生设施128可用算法对记录进行排序，处理重复记录，将完成的原始固体燃料数据库存 到存储装置中，等等。在实施例中，可从原始固体燃料数据库中删除重复记录，或者可对重 复记录求平均值，或者可根据统计来选择重复记录、或等等。在一个实施例中，完成后的原 始固体燃料数据库可包含可被转变成终端使用设施固体燃料的原始固体燃料的所有记录。在一类似的方式中，终端使用设施固体燃料信息可被聚集到最终已处理固体燃料 数据库中。在一个实施例中，终端使用设施固体燃料信息可被存储在煤期望特性122数据 库中。在一个实施例中，煤期望特性122数据库可包含关于终端使用设施所需最终已处理 固体燃料的特性信息，先前的最终已处理固体燃料的历史特性信息，等等。在一个实施例 中，聚集的最终已处理固体燃料数据库可包含多条记录，这些记录包含着与同一最终已处 理固体燃料有关的信息；多条重复记录可能是在固体燃料处理期间从相同的最终已处理固 体燃料中取出了多个样品造成的。在一个实施例中，最终已处理固体燃料数据库的聚集可有几个步骤。第一步骤可 包括将样品固体燃料数据总的聚集到最终已处理固体燃料数据库。在第二步骤中，参数产 生设施128可用算法对记录进行排序，处理重复记录，将完成的最终已处理固体燃料数据 库存到存储装置中，等等。在一个实施例中，可从最终已处理固体燃料数据库中删除重复记 录，或者可对重复记录求平均值，或者可根据统计来选择重复记录、或等等。在一个实施例 中，完成后的最终已处理固体燃料数据库可包含已被固体燃料处理设施132处理的最终已 处理固体燃料的所有记录。在一个实施例中，参数产生设施128可使用聚集的原始固体燃料数据库和聚集的 最终处理数据库来获得一组操作参数，用来将原始固体燃料转变成终端使用设施使用的最 终已处理固体燃料。在一个实施例中，操作参数可由参数产生设施128确定，其从聚集的原始固体燃 料数据库选择出原始固体燃料特性记录，并将它与最终已处理固体燃料聚集数据库记录进 行匹配，从而为每一匹配的记录计算出操作参数。在一个实施例中，当为匹配的记录确定了 操作参数时，操作参数可被存储在聚集的操作参数数据库中。例如，如果在原始固体燃料聚 集数据库中有50种原始固体燃料，在最终的固体燃料聚集数据库中有100种最终已处理固 体燃料，可将50种原始固体燃料中的每一种与100种最终固体燃料中的每一种进行匹配， 以便确定出将原始固体燃料转变成期望固体燃料所需的操作参数。这可导致5千条聚集的 操作参数记录。在一个实施例中，参数产生设施128可以确定某一原始固体燃料不能转变成最终已处理固体燃料，因此可以不为固体燃料的特定匹配确定操作参数。在另一实施例中，参数产生设施128可从聚集的原始固体燃料数据库中选择原始 固体燃料特性记录，并确定出可由固体燃料处理设施132转变的最终已处理固体燃料。在 一个实施例中，参数产生设施128可为聚集的原始固体燃料数据库中的每一原始固体燃料 特性记录确定操作参数。在一个实施例中，可根据固体燃料处理设施132的操作能力确定 操作参数。在一个实施例中，用于每一原始固体燃料特性记录的操作参数可被存储在聚集 的操作参数数据库。在一个实施例中，参数产生设施128可通过如下方式确定操作参数，即通过将原 始固体燃料特性与最终处理特性进行匹配，通过利用固体燃料处理设施132的能力从原始 固体燃料特性来确定操作特性、或等等。在一个实施例中，可独立地或结合地利用各种操作 参数确定方法。在一个实施例中，聚集的操作参数可被存储起来，以便在后面的时间被选择出，用 于将原始固体燃料处理成终端使用设施固体燃料。在一个实施例中，聚集的操作参数数据 库还可存储曾被用来创建操作参数的原始固体燃料和最终已处理固体燃料的信息。因此， 聚集的操作参数数据库可包括操作参数、原始固体燃料特性、最终已处理固体燃料特性、或 等等。原始固体燃料特性和最终已处理固体燃料特性可包括固体燃料的标识。在一个实施例中，如果终端使用设施需要从固体燃料处理设施132中获得某种最 终固体燃料，参数产生设施128可将所需的最终固体燃料特性与特性已被存储在适当的数 据库中的最终已处理固体燃料之一进行匹配。在一个实施例中，终端使用设施所需固体燃 料与聚集的最终已处理固体燃料的匹配可通过最佳匹配、通过关键特性、或通过最重要的 固体燃料特性的等级评定等等来进行。在一个实施例中，在为终端使用设施所需固体燃料找到一个匹配之后，参数产生 设施128可选择出可被用来形成终端使用设施固体燃料的所有可能的原始固体燃料，可选 择出可被用来形成终端使用固体燃料的所有可能的操作参数、或等等。在一个实施例中，利 用可被用来形成终端使用设施固体燃料的所有可能的原始固体燃料，参数产生设施128可 检索煤样品数据120，以确定可能的原始固体燃料中哪一种可用，如果有的话。在一个实施 例中，参数产生设施128可根据煤样品数据120选择出处于所需原始固体燃料一定容差内 的原始固体燃料。如果原始固体燃料中至少有一种是固体燃料处理设施132可用的，那么 参数产生设施128可选择出存储的匹配所选原始固体燃料和终端使用设施固体燃料的操 作参数。所选操作参数可被传送给监视设施134和控制器144，以便将所选的原始固体燃料 处理成终端使用设施固体燃料。在一个实施例中，一种对成本建模的方法，其中该成本是与为专门的终端使用设 施处理固体燃料有关的成本，该方法可通过提供数据库来执行，该数据库包含用于多个固 体燃料样品的一组固体燃料特性、用于由一组终端用户设施使用的固体燃料基质的一组规 格、用来将固体燃料样品转变成终端用户使用的固体燃料基质的一组操作参数、与该组操 作参数的实施有关的一组成本，等等。在一个实施例中，成本模型可被用来提供多种成本报 告，例如给终端使用设施的针对固体燃料处理的账单估计、与实际处理成本比较的内部成 本估计、成本/价格预测、固体燃料处理设施132效率、或等等。在一个实施例中，数据库可 以是数据库、关系数据库、SQL数据库、表、文件、平面文件、ASCII文件、文档、XML文件、或等寸。在实施例中，终端使用设施可以是煤燃烧设施200、煤转化设施210、煤副产品设 施212、或等等。固体燃料处理设施132可为专门的终端使用设施采用一种对处理固体燃料的价 值进行建模的方法。在一个实施例中，终端使用设施可以要求固体燃料处理设施将原始固 体燃料处理成具有特定特性的最终固体燃料。终端使用设施可以不指明要用的起始的原始 固体燃料；固体燃料处理设施132可基于终端使用设施固体燃料特性选择适当的原始固体 燃料。在一个实施例中，终端使用设施特性可被传送和存储在煤期望特性122中。定价 /交易设施可接收如下通知，即这些特性已被传送给煤期望特性122。在一个实施例中，一旦有通知指示已经接收到固体燃料特性，那么定价/交易设 施178可要求参数产生设施128识别出要转变成终端使用设施固体燃料的原始固体燃料。 如先前所述，参数产生设施128可通过如下方式确定出适当的原始固体燃料，即通过知晓 所要求的特性和固体燃料处理设施132的能力，通过取得固体燃料处理历史以确定出起始 的原始固体燃料，通过查询可能原始固体燃料的数据库以及来自预定数据库的操作参数、 或等等。在一个实施例中，一旦参数产生设施128已经选择出适于转变成终端使用设施固 体燃料的可用原始固体燃料，参数产生设施128可查询煤样品数据120以便获得可用原始 固体燃料的特性。在一个实施例中，参数产生设施128可向定价/交易设施178传送用于原始固 体燃料的标识和特征信息，用于终端用户设施固体燃料的标识和特征信息，用于将原始固 体燃料转变成终端使用设施固体燃料的操作参数，等等。在一个实施例中，定价/交易设施 178具有一数据库，其将经营成本与特定组固体燃料的操作参数关联起来。在一个实施例 中，定价/交易设施178可对固体燃料处理设施132的操作建模，以便能够利用来自参数产 生设施128的操作参数将原始固体燃料虚拟地处理成终端使用固体燃料。利用这些操作参 数，定价/交易设施178可确定出每时间周期处理的固体燃料量，所用能量的量，所用惰性 气体的量，释放的固体燃料产品的量，等等。例如，该模型可确定出对于批量设施的带速或 尺寸，通过利用给定的操作参数每小时可生产多少吨固体燃料。在另一个例子中，该模型可 基于操作参数的设置计算出微波系统148需要的电量。在一个实施例中，利用所述操作参数，定价/交易设施178模型可计算出将原始固 体燃料完全转变成终端使用设施固体燃料的价格，在固体燃料转变期间任意时间的即时价 格，由各种固体燃料处理设施132组件中任一个增加的递增价格、或等等。在一个实施例中，定价/交易设施178可在计算机装置的用户界面上对固体燃料 处理设施132建模。在一个实施例中，用户界面可呈现出一些工具以让用户能够运行该模 型，停止该模型，暂停该模型，恢复该模型，逆转该模型，以较慢的时间运行该模型，以较快 的时间运行该模型，将焦点置于特定组件上、或等等。在一个实施例中，特定组件上的焦点 可为用户提供额外的信息，例如对特定组件信息的挖掘。在一个实施例中，根据建模获得的 信息可以图形形式或者以用户要求的任何其他输出格式表现出。在一个实施例中，定价/交易设施178可报告来自该模型的信息，该信息是针对如下各项的，即将原始固体燃料完全转变成终端使用设施固体燃料的价格，在固体燃料转变 期间任意时间的即时价格，由各种固体燃料处理设施132组件中任一个增加的递增价格、 或等等。在一个实施例中，该报告可以是打印的报告、观看式报告、文档报告、数据库、电子 数据表、文件、或等等。这些报告可示出概要、按时间的细节、按组件的细节、或等等。在一个实施例中，定价/交易设施178可具有至少一个数据库，其包含与固体燃料 处理的模型相关联的成本假设。例如，该数据库可具有微波系统148的电费、每立方英尺惰 性气体的成本、监视固体燃料处理设施132的人力资源成本、由去除系统150回收的释放固 体燃料产品的成本/价格、所用原始固体燃料的成本/价格，等等。这些成本可代表该模型 中所用的假设。在一个实施例中，定价/交易设施178可将这些成本假设应用到模型中，用 来确定已处理的终端使用设施固体燃料的成本/价格。在一个实施例中，定价/交易设施178可利用固体燃料处理设施132模型为终端 使用设施提供所需已处理固体燃料定价的估计。该估计可基于使用了所述操作参数的模 型、针对这些操作参数的成本和定价等等。在一个实施例中，估计的定价可用于利用特定原 始固体燃料的、专门的终端使用设施要求的固体燃料。虽然已结合详细示出和描述的优选实施例公开了本发明，但是对于本领域技术人 员而言，其上的各种修改和改进将变得非常明显。因此，本发明的精神和范围不应受到前面 这些示例的限制，而应被理解成法律允许的最宽的范围。在此将本文引用的所有文献以引用方式并入本文。现给出限定本发明的条款项目如下。40. 一种形成固体燃料块团的系统，包括传送设施，用于将固体燃料输送通过连续送料固体燃料处理设施；用于在所述固体燃料通过所述处理设施时处理所述固体燃料的所述固体燃料处 理设施的电磁能量系统；以及块团化设施，用于通过向已处理的固体燃料施加压力来对已处理的固体燃料进行 块团化，从而形成固体燃料块团。41.根据权利要求40所述的系统，进一步包括尺寸改变设施，用于在进行块团化 之前减小所述固体燃料的尺寸。42.根据权利要求41所述的系统，其中减小尺寸包括在所述固体燃料进入所述处 理设施之前磨碎和/或压碎所述固体燃料。43.根据权利要求41所述的系统，其中减小尺寸包括将所述固体燃料磨碎和/或 压碎成小于1/8英寸。44.根据权利要求40所述的系统，其中在所述固体燃料中加入有黏合物。45.根据权利要求44所述的系统，其中所述黏合物是以下物质中的至少一种 淀粉、麦淀粉、玉米淀粉、糖、糖蜜、锯屑、硬浙青、地浙青、松香、塑料、瓜尔胶、木质素、以及 PET。46.根据权利要求44所述的系统，其中所述黏合物是在改变所述固体燃料尺寸之 前被加入的。47.根据权利要求44所述的系统，其中所述黏合物是在改变所述固体燃料尺寸之 后但在处理之前被加入的。
120
48.根据权利要求44所述的系统，其中所述黏合物是在处理之后但块团化之前被 加入的。49.根据权利要求40所述的系统，其中所述固体燃料是以下至少之一基于木材 的产品、农林产品、以及煤。50.根据权利要求49所述的系统，其中所述煤是以下至少之一亚烟煤、褐煤、泥 炭、无烟煤、冶金煤和烟煤。
率工作作。
51.根据权利要求49所述的系统，其中所述煤是煤粉。
52.根据权利要求51所述的系统，其中所述煤粉尺寸小于28网目。
53.根据权利要求51所述的系统，其中所述煤粉处于浆料、泥料或糊料中。
54.根据权利要求51所述的系统，其中所述煤粉来自冶金煤洗涤处理。
55.根据权利要求51所述的系统其中所述煤粉来自废煤储存区域或拦蓄。
56.根据权利要求40所述的系统，其中所述电磁能量是微波能量。
57.根据权利要求40所述的系统，其中所述电磁能量是RF能量。
58.根据权利要求40所述的系统，其中所述电磁能量以约900至930MHz之间的频
59.根据权利要求40所述的系统，其中所述电磁能量以约50kW或更高的功率工
60.根据权利要求40所述的系统，其中所述块团化设施调整选自以下的至少一个 或更多个属性滚转力矩、扭转力矩、滚转力和扭转力。61.根据权利要求40所述的系统，进一步包括加热设施，用于在所述固体燃料进 入所述块团化设施时提高所述固体燃料的温度。62.根据权利要求61所述的系统，其中所述温度为至少150° F。63.根据权利要求61所述的系统，其中当所述固体燃料为亚烟煤时，所述温度为 至少150° F。64.根据权利要求61所述的系统，其中当所述固体燃料为烟煤时，所述温度为至 少 200° F。65.根据权利要求40所述的系统，其中所述固体燃料在进入所述块团化设施之前
被处理成具有期望湿气含量。66.根据权利要求65所述的系统，其中所述湿气含量低于12%。67.根据权利要求65所述的系统，其中当所述固体燃料为亚烟煤时，所述湿气含 量低于10%。68.根据权利要求65所述的系统，其中当所述固体燃料为亚烟煤时，所述湿气含 量在2%以上。69.根据权利要求65所述的系统，其中当所述固体燃料为烟煤时，所述湿气含量 低于5%。70.根据权利要求40所述的系统，进一步包括涂覆设施，用于为所述块团增加覆
盖层ο71.根据权利要求70所述的系统，其中所述覆盖层是蜡。72.根据权利要求40所述的系统，进一步包括混合器，用于将额外的固体燃料材
121料与已处理的固体燃料材料混合。73.根据权利要求72所述的系统，其中所述额外的固体燃料材料是以下至少之 一亚烟煤、褐煤、泥炭、无烟煤、冶金煤和烟煤。74.根据权利要求72所述的系统，其中所述额外的固体燃料材料已被利用来自电 磁能量系统的能量处理过。75.根据权利要求40所述的系统，进一步包括用于在处理后将所述块团置于室 外环境中以保护所述块团免受环境湿气侵袭的设施。76.根据权利要求40所述的系统，其中黏合物和覆盖层两者都被加入所述块团。77.根据权利要求76所述的系统，其中所述黏合物是以下物质中的至少一种 锯屑、淀粉、麦淀粉、玉米淀粉、糖、糖密、硬浙青、地浙青、松香、塑料、瓜尔胶、木质素、以及 PET。78.根据权利要求76所述的系统，其中所述覆盖层是蜡。79. 一种预确定冒烟物的方法，包括利用微波能量来预加热固体燃料；检测固体燃料温度是否在预定温度之上；以及对处于预定温度之上的固体燃料采取措施。80.根据权利要求79所述的方法，其中所述措施是去除超温固体燃料并且熄灭超 温固体燃料。81.根据权利要求79所述的方法，其中所述能量是高能量微波。82.根据权利要求79所述的方法，其中所述能量是长持续时间微波。83.根据权利要求79所述的方法，其中所述能量是不同的微波频率。84. 一种预确定冒烟物的方法，包括将固体燃料输送通过磁源；以及利用所述磁源去除包含磁性材料的固体燃料。85.根据权利要求84所述的方法，进一步包括使所述固体燃料经过磁体，以使所 述固体燃料内的任何金属化材料磁化，并且利用所述磁源去除被磁化的固体燃料。86. 一种预确定冒烟物的方法，包括将固体燃料输送通过金属探测器；检测出包含预定量金属性材料的固体燃料；以及对包含至少预定量金属性材料的固体燃料采取措施。87.根据权利要求86所述的方法，其中所述措施是去除带有预定量金属性材料 的固体燃料。88. 一种预确定冒烟物的方法，包括将固体燃料输送通过质谱仪；检测出包含预定量金属性材料的固体燃料；以及对包含至少预定量金属性材料的所有固体燃料采取措施。89.根据权利要求88所述的方法，其中所述措施是去除带有预定量金属性材料 的固体燃料。90. 一种预确定冒烟物的方法，包括
122
将固体燃料输送通过磁共振成像MRI设施；检测出包含预定量金属性材料的固体燃料；以及对包含至少预定量金属性材料的所有固体燃料采取措施。91.根据权利要求90所述的方法，其中所述措施是去除带有预定量金属性材料 的固体燃料。92. 一种预确定冒烟物的方法，包括将固体燃料输送通过线圈绕组设施；检测因所述固体燃料穿过线所述圈绕组设施而感应出的电流；以及对感应出预定量电流的所有固体燃料采取措施。93.根据权利要求92所述的方法，其中所述措施是去除带有预定量金属性材料 的固体燃料。94. 一种检测冒烟物的方法，包括将固体燃料输送通过固体燃料处理设施；利用热像仪设施检测出超过预定温度的固体燃料；以及对超过预定温度的所有固体燃料采取措施。95. —种检测冒烟物的方法，包括将固体燃料输送通过固体燃料处理设施；利用红外IR设施检测出超过预定温度的固体燃料；以及对超过预定温度的所有固体燃料采取措施。96. —种去除冒烟物的方法，包括将固体燃料输送通过固体燃料处理设施；利用检测设施检测出已经超过预定温度的固体燃料，所述检测设施将检测出的固 体燃料的位置信息提供给机器人装置；以及利用机器人装置去除检测出的固体燃料。97.根据权利要求96所述的方法，其中将所述被检测出的固体燃料从固体燃料处
理设施中去除。98.根据权利要求96所述的方法，其中去除所述被检测出的固体燃料并将其加入 到接受非微波处理的固体燃料库存中。99.根据权利要求96所述的方法，其中去除所述被检测出的固体燃料并将其加入 到不再接受进一步处理的固体燃料库存中。100. 一种抑制固体燃料冒烟物的方法，包括将固体燃料输送通过固体燃料处理设施；利用检测设施检测出已经超过预定温度的固体燃料，所述检测设施将检测出的固 体燃料的位置信息提供给液体喷洗设施；以及用液体对检测出的固体燃料进行喷洗以抑制检测出的固体燃料。101.根据权利要求100所述的方法，其中所述液体是水。102.根据权利要求100所述的方法，其中所述液体是冷却液。103. 一种抑制固体燃料冒烟物的方法，包括将固体燃料输送通过固体燃料处理设施；
利用检测设施检测出已经超过预定温度的固体燃料，所述检测设施将检测出的固 体燃料的位置信息提供给液体喷洗设施；以及在所述固体燃料处理设施内预定位置处，将燃烧抑制材料流到检测出的固体燃料上。104.根据权利要求103所述的方法，其中所述燃烧抑制材料是水。105.根据权利要求103所述的方法，其中所述燃烧抑制材料是氮。106.根据权利要求103所述的方法，其中所述燃烧抑制材料是惰性气体。107. 一种抑制固体燃料冒烟物的方法，包括将固体燃料输送通过固体燃料处理设施；以及在所述固体燃料处理设施内预定位置处去除空气以至少产生局部真空，所述局部 真空熄灭了已经超出预定温度的固体燃料。108. 一种控制固体燃料冒烟物的方法，包括将固体燃料输送通过固体燃料处理设施；利用来自微波系统的能量处理所述固体燃料；以及通过利用微波占空比控制微波能量的大小来防止已处理的固体燃料内冒烟物的发展。109.根据权利要求108所述的方法，其中所述占空比是脉冲调制所述微波系统。110.根据权利要求108所述的方法，其中所述占空比是导通或关断所述微波系统。111. 一种管理固体燃料冒烟物的方法，包括将固体燃料输送通过固体燃料处理设施；利用来自微波系统的能量处理所述固体燃料；以及将所述固体燃料输送通过微波系统之间的冷却站。112.根据权利要求111所述的方法，其中所述冷却站是微波站之间的非微波站。113.根据权利要求111所述的方法，其中所述冷却站包括较低温度的空气，以控 制固体燃料温度。114.根据权利要求111所述的方法，其中所述冷却站包括惰性气体，以控制固体 燃料温度。115.根据权利要求111所述的方法，其中所述冷却站包括氮，以控制固体燃料温度。116. 一种管理固体燃料冒烟物的方法，包括将固体燃料输送通过固体燃料处理设施；利用来自微波系统的能量处理所述固体燃料；检测出超过预定温度的固体燃料；以及当已经检测到预定温度时，降低微波系统能量。117. 一种传输固体燃料的方法，包括提供传送系统，以将固体燃料输送通过固体燃料处理设施，所述传送系统基本上 是微波能量可透过的；在所述固体燃料处理期间支持所述固体燃料的重量和温度；以及
将所述固体燃料输送通过所述固体燃料处理设施，其中利用微波能量处理所述固 体燃料。118.根据权利要求117所述的方法，其中所述传送系统是以下至少之一柔韧传 送带、多层传送带、一组独立的传送带、滑动粘附传送器，螺旋拔塞器式传送器、气垫传送 器、涂层传送器、石棉传送带、冷却带、和一次性传送带。119.根据权利要求117所述的方法，其中所述固体燃料重量是大约501bs/ft3。120.根据权利要求117所述的方法，其中所述固体燃料温度是大约 250° F-6000 F。121. 一种配置多层传送带的方法，包括利用多层传送带将固体燃料输送通过固体燃料处理设施，其中所述多层中的每一 层包括至少一种材料；在处理所述固体燃料期间，将所述传送带暴露于微波能量；将所述传送带各层配置在组合式传送带系统中，以提供耐磨损性、耐热性和强度。122.根据权利要求121所述的方法，其中所述多传送带层包括覆盖层、耐热层和 加强层。123.根据权利要求121所述的方法，其中所述材料是以下至少之一硅酮、阿法拉 斯、玻璃纤维、硅石、陶瓷、凯夫拉尔、戈尔、PTFE玻璃纤维、特氟隆石棉、EPDM橡胶、聚酯，尼 龙、丁基橡胶、以及RTV。124. 一种修理传送带的方法，包括使传送带系统适合于将固体燃料输送通过固体燃料处理设施；确定所述传送带系统是否需要修理；以及利用修理技术修理所述传送带系统。125.根据权利要求124所述的方法，其中所述修理的确定是在所述传送带处于所 述固体燃料处理设施内时作出的。126.根据权利要求124所述的方法，其中所述修理的确定是在所述固体燃料处理 设施外部作出的。127.根据权利要求124所述的方法，其中所述修理技术是用RTV橡胶来修理传送 带系统的孔洞。128.根据权利要求124所述的方法，其中所述修理技术是通过拼接至少一段新的 传送带到所述传送带系统来更换所述传送带系统的一段。129. —种冷却传送带的方法，包括使传送带系统适合于将固体燃料输送通过固体燃料处理设施；利用至少一个带轮来驱动所述传送带系统，所述带轮被构造成在所述带轮内提供 冷却通道；使冷却剂流过带轮冷却通道，从而提供被冷却的带轮；以及通过提供所述传送带和所述被冷却带轮之间的接触表面，将热量从所述传送带传 递到所述被冷却带轮。130.根据权利要求129所述的方法，其中所述冷却剂是以下至少之一空气、气 体、惰性气体、水、水基冷却液、油基冷却液、防冻液。
125[1004]131.根据权利要求129所述的方法，进一步包括在固体燃料温度抑制器或熄灭 器中使用所述冷却剂。132. 一种冷却传送带的方法，包括使传送带系统适合于将固体燃料输送通过固体燃料处理设施；利用至少一个带轮来驱动所述传送带系统，所述带轮被构造成提供了大表面面 积；以及通过提供所述传送带和所述带轮之间的接触表面，将热量从所述传送带传到大表 面面积的带轮。133. 一种冷却传送带的方法，包括使传送带系统适合于将固体燃料输送通过固体燃料处理设施；利用至少一个带轮来驱动所述传送带系统，所述带轮是用导热材料制成的；以及通过提供所述传送带和所述带轮之间的接触表面，将热量从所述传送带传到导热 带轮上。134.根据权利要求133所述的方法，其中所述导热材料选自铜、钢和铝。135. 一种增加传送带寿命的方法，包括使传送带系统适合于将固体燃料输送通过固体燃料处理设施；利用至少一个带轮来驱动所述传送带系统；以及通过采用大曲度带轮来降低弯曲力，从而提高所述传送带的寿命。136.根据权利要求135所述的方法，其中所述带轮的曲度是基于所述传送带的构 造材料确定的。137. 一种处理固体燃料的方法，包括通过波导装置从微波能量源中引导微波能量；在微波能量通过波导装置的极化区并进入微波腔室时，使微波能量极化；以及将微波腔室内的固体燃料暴露于极化的微波能量。138.根据权利要求137所述的方法，进一步包括监视被暴露的固体燃料的温度。139.根据权利要求137所述的方法，进一步包括监视处理前和处理后的固体燃 料的湿气含量。140.根据权利要求137所述的方法，进一步包括监视处理前和处理后固体燃料 的污染物水平。141.根据权利要求137所述的方法，其中所述微波能量源是125kW的微波发生器。142.根据权利要求137所述的方法，进一步包括捕获处理时从所述固体燃料中 释放的湿气。143.根据权利要求137所述的方法，其中所述极化是以下至少之一线性的、圆形 的、和椭圆的。144. 一种处理固体燃料的方法，包括从微波能量源发射微波能量到微波腔室中；以及将微波腔室内的固体燃料暴露于微波能量。145.根据权利要求144所述的方法，进一步包括通过波导装置将微波能量引导 到微波腔室中。
126[1033]146.根据权利要求145所述的方法，进一步包括在微波能量通过波导装置的极 化区并进入微波腔室时，使微波能量极化。147.根据权利要求146所述的方法，其中所述极化是以下至少之一线性的、圆形 的、和椭圆的。148.根据权利要求144所述的方法，其中所述微波能量源是125kW的微波发生器。149. 一种提高固体燃料热效率的方法，包括在连续处理过程中将固体燃料传送通过微波能量源；以及将所述固体燃料暴露于来自所述微波能量源的微波能量，以去除所述固体燃料内 所含的部分湿气。150.根据权利要求149所述的方法，其中所述微波能量被极化。151.根据权利要求150所述的方法，其中所述极化是以下至少之一线性的、圆形 的、和椭圆的。152. 一种处理固体燃料的方法，包括将来自微波发生器的微波能量发射到圆形极化波导装置中，以极化所述微波能 量；以及将腔室中的所述固体燃料暴露于圆形极化微波能量。153.根据权利要求152所述的方法，其中所述圆形极化波导装置包括整体极化元 件。154.根据权利要求152所述的方法，其中所述波导装置中的所述极化元件使微波 倾斜45度，从而使得微波开始转动。155.根据权利要求152所述的方法，其中所述极化元件是以下至少之一矩形的、 椭圆形的、非对称的、对称的、和圆柱形的。156.根据权利要求152所述的方法，其中所述圆形极化波导装置是通过挤压成形 制成的。157.根据权利要求152所述的方法，其中所述波导装置以一角度耦接到所述腔室。158.根据权利要求152所述的方法，其中所述波导装置的形状为以下至少之一 椭圆形、圆锥形、圆形、圆柱形、抛物线形、正方形、矩形、和三角形。159.根据权利要求152所述的方法，进一步包括在所述圆形极化波导装置和所 述腔室之间提供波导装置。160. 一种将处理物暴露于微波能量的方法，包括将来自微波发生器的微波能量发射到极化波导装置中，以极化所述微波能量；将椭圆形号角辐射器耦连到所述波导装置，以将极化的微波能量分配到包含处理 物的腔室中；以及将腔室中的处理物暴露于极化的微波能量。161.根据权利要求160所述的方法，其中所述处理物是固体燃料。162.根据权利要求160所述的方法，进一步包括提供椭圆形号角辐射器阵列，以 便将微波能量分配到腔室中。163.根据权利要求162所述的方法，进一步包括将辐射器阵列布置成图案模式。
127[1058]164.根据权利要求162所述的方法，进一步包括将所述椭圆形号角辐射器布置 成相对于彼此成一角度。165.根据权利要求164所述的方法，其中所述角度为90度。166.根据权利要求162所述的方法，其中所述阵列还包括非椭圆形号角辐射器。167.根据权利要求161所述的方法，其中由所述辐射器产生的极化是以下至少之 一线性的、圆形的、和椭圆的。168.根据权利要求161所述的方法，其中所述辐射器以一角度耦接到所述腔室。169.根据权利要求161所述的方法，其中所述波导装置的形状为以下至少之一 椭圆形、圆锥形、圆形、圆柱形、抛物线形、正方形、矩形、和三角形。170. 一种将处理物暴露于微波能量的方法，包括将微波能量从微波发生器发射到椭圆形号角辐射器中；将椭圆形号角辐射器耦接到腔室；以及将腔室中的处理物暴露于微波能量。171.根据权利要求170所述的方法，其中所述处理物是固体燃料。172.根据权利要求170所述的方法，进一步包括布置椭圆形号角辐射器阵列以 将微波能量分配到所述腔室中。173.根据权利要求172所述的方法，进一步包括将辐射器阵列布置成图案模式。174.根据权利要求172所述的方法，进一步包括将所述椭圆形号角辐射器布置 成相对于彼此成一角度。175.根据权利要求174所述的方法，其中所述角度为90度。176.根据权利要求172所述的方法，其中所述阵列还包括非椭圆形号角辐射器。177.根据权利要求170所述的方法，其中由所述辐射器产生的极化是以下至少之 一线性的、圆形的、和椭圆的。178.根据权利要求170所述的方法，其中所述辐射器以一角度耦接到所述腔室。179.根据权利要求170所述的方法，其中所述微波能量是被极化的。180. 一种将处理物暴露于微波能量的方法，包括将来自微波发生器的微波能量发射到极化波导装置中，以极化所述微波能量；将抛物面反射器耦连到所述波导装置，以将极化的微波能量分配到包含处理物的 腔室中；以及将腔室中的处理物暴露于极化的微波能量。181.根据权利要求180所述的方法，其中所述处理物是固体燃料。182.根据权利要求180所述的方法，进一步包括布置抛物面反射器阵列，以将微 波能量分配到所述腔室中。183.根据权利要求182所述的方法，进一步包括将反射器阵列布置成图案模式。184.根据权利要求182所述的方法，进一步包括将所述抛物面反射器设置成相 对于彼此成一角度。185.根据权利要求184所述的方法，其中所述角度为90度。186.根据权利要求183所述的方法，其中所述阵列还包括非抛物面反射器。187.根据权利要求180所述的方法，其中所述极化是以下至少之一线性的、圆形的、和椭圆的。188.根据权利要求180所述的方法，其中所述反射器以一角度耦接到所述腔室。189.根据权利要求180所述的方法，其中所述波导装置的形状为以下至少之一 椭圆形、圆锥形、圆形、圆柱形、抛物线形、正方形、矩形、和三角形。190. 一种将处理物暴露于微波能量的方法，包括将来自微波发生器的微波能量发射到抛物面反射器中；将所述抛物面反射器耦连到包含处理物的腔室中；以及将腔室中的处理物暴露于微波能量。191.根据权利要求190所述的方法，其中所述处理物是固体燃料。192.根据权利要求190所述的方法，进一步包括布置抛物面反射器阵列，以将微 波能量分配到所述腔室中。193.根据权利要求192所述的方法，进一步包括将反射器阵列布置成图案模式。194.根据权利要求192所述的方法，进一步包括将反射器阵列布置成图案模式。195.根据权利要求192所述的方法，进一步包括将所述抛物面反射器设置成相 对于彼此成一角度。196.根据权利要求195所述的方法，其中所述角度为90度。197.根据权利要求192所述的方法，其中所述阵列还包括非抛物面反射器。198.根据权利要求190所述的方法，其中由所述反射器产生的所述极化是以下至 少之一线性的、圆形的、和椭圆的。199.根据权利要求190所述的方法，其中所述反射器以一角度耦接到所述腔室。200.根据权利要求190所述的方法，其中所述微波能量是被极化的。201. 一种将处理物暴露于微波能量的方法，包括将来自微波发生器的微波能量发射到极化波导装置中，以极化所述微波能量；将锥形号角天线耦连到所述波导装置，以将极化的微波能量分配到包含处理物的 腔室中；以及将腔室中的处理物暴露于极化的微波能量。202.根据权利要求201所述的方法，其中所述处理物是固体燃料。203.根据权利要求201所述的方法，进一步包括使锥形号角天线阵列适合于将 微波能量分配到所述腔室中。204.根据权利要求203所述的方法，进一步包括将所述天线阵列布置成一图案 模式。205.根据权利要求203所述的方法，进一步包括将多于一个的锥形号角天线设 置成相对于彼此成一角度。206.根据权利要求205所述的方法，其中所述角度为90度。207.根据权利要求203所述的方法，其中所述阵列还包括非锥形号角天线。208.根据权利要求201所述的方法，其中所述极化是以下至少之一线性的、圆形 的、和椭圆的。209.根据权利要求201所述的方法，其中所述天线以一角度耦接到所述腔室。210.根据权利要求201所述的方法，其中所述波导装置的形状为以下至少之一
129椭圆形、圆锥形、圆形、圆柱形、抛物线形、正方形、矩形、和三角形。211. 一种将处理物暴露于微波能量的方法，包括将来自微波发生器的微波能量发射到锥形号角天线中；将所述锥形号角天线耦连到包含处理物的腔室中；以及将腔室中的处理物暴露于微波能量。212.根据权利要求211所述的方法，其中所述处理物是固体燃料。213.根据权利要求211所述的方法，进一步包括使抛物面天线阵列适合于将微 波能量分配到所述腔室中。214.根据权利要求213所述的方法，进一步包括将所述天线阵列布置成一图案 模式。215.根据权利要求213所述的方法，进一步包括将所述锥形号角天线设置成相 对于彼此成一角度。216.根据权利要求214所述的方法，其中所述角度为90度。217.根据权利要求213所述的方法，其中所述阵列还包括非抛物面天线。218.根据权利要求211所述的方法，其中由所述天线产生的极化是以下至少之 一线性的、圆形的、和椭圆的。219.根据权利要求211所述的方法，其中所述天线以一角度耦接到所述腔室。220.根据权利要求211所述的方法，其中所述微波能量是被极化的。221. 一种对分配至固体燃料的微波能量进行优化的方法，包括设计带有可变特征的微波天线，以便将微波能量分配到包含固体燃料的腔室中；模拟由微波天线在所述固体燃料中产生的电场图案；以及验证所述微波天线的性态。222.根据权利要求221所述的方法，进一步包括修改变量并执行所述模拟。223.根据权利要求221所述的方法，其中所述性态是性能。224.根据权利要求221所述的方法，其中所述性态是可靠性。225.根据权利要求221所述的方法，进一步包括模拟天线阵列产生的电场图案。226.根据权利要求225所述的方法，进一步包括模拟不同布局的天线阵列产生 的电场图案。227.根据权利要求221所述的方法，其中可变特征是尺寸。228.根据权利要求221所述的方法，其中可变特征是至所述腔室的耦接器的形 状。229.根据权利要求221所述的方法，其中可变特征是功率。230.根据权利要求221所述的方法，其中可变特征是成本。231.根据权利要求221所述的方法，其中可变特征是成分。232.根据权利要求221所述的方法，其中可变特征是极化能力。233.根据权利要求221所述的方法，其中可变特征是所述天线中的弯曲部。234.根据权利要求221所述的方法，其中可变特征是至所述固体燃料的距离。235.根据权利要求221所述的方法，其中可变特征是插入到所述腔室的角度。236.根据权利要求221所述的方法，进一步包括在所述模拟中改变腔室。
130[1149]237.根据权利要求236所述的方法，其中所述腔室的宽度是可变的。238.根据权利要求221所述的方法，其中所述腔室的尺度是可变的。239.根据权利要求221所述的方法，其中所述腔室的气氛是可变的。240.根据权利要求239所述的方法，其中所述模拟是波谱图。241.根据权利要求239所述的方法，其中所述模拟是电场图案。242.根据权利要求239所述的方法，其中所述模拟是回波损耗测量。243. 一种将微波能量均勻地分配至腔室中的固体燃料的方法，包括产生微波能量并将所述微波能量传送到所述腔室中；以及将所述腔室中的固体燃料暴露于所述微波能量，其中所述固体燃料已经被过滤成 去除掉了小于阈限尺寸的固体燃料颗粒，从而优化了微波能量至所述固体燃料的分配。244.根据权利要求243所述的方法，其中优化微波能量的分配进一步包括改变所 述微波发生器的功率。245. 一种将微波能量均勻地分配至腔室中的固体燃料的方法，包括产生微波能量并将所述微波能量传送到所述腔室中；以及将所述腔室中的固体燃料暴露于所述微波能量，其中所述固体燃料已经被分配在 所述腔室内成一密度以优化至所述固体燃料的微波能量的分配。246.根据权利要求245所述的方法，其中所述固体燃料的分配是均勻的。247.根据权利要求245所述的方法，其中优化微波能量的分配进一步包括改变所 述微波发生器的功率。248. 一种将微波能量均勻地分配至腔室中的固体燃料的方法，包括产生微波能量并将所述微波能量传送到所述腔室中；以及将所述腔室中的固体燃料暴露于所述微波能量，其中所述固体燃料已经按一图案 模式分配在所述腔室中，以优化至所述固体燃料的微波能量的分配。249.根据权利要求248所述的方法，其中所述分配是均勻的。250.根据权利要求248所述的方法，其中优化微波能量的分配进一步包括改变所 述微波发生器的功率。251. 一种将微波能量均勻地分配至腔室中的固体燃料的方法，包括产生微波能量并将所述微波能量传送到所述腔室中；以及将所述腔室中的固体燃料暴露于所述微波能量，其中传送到所述腔室中的所述微 波能量的形状被优化为均勻地将微波能量分配至所述固体燃料。252.根据权利要求251所述的方法，其中所述微波能量的形状由波导装置的形状确定。253.根据权利要求251所述的方法，其中优化微波能量的分配进一步包括改变所 述微波发生器的功率。254. 一种将微波能量均勻地分配至腔室中的固体燃料的方法，包括产生微波能量并将所述微波能量通过波导装置传送到所述腔室中；以及将所述腔室中的固体燃料暴露于所述微波能量，其中所述所述波导装置的形状被 优化成将微波能量均勻地分配到所述腔室中的固体燃料。255.根据权利要求254所述的方法，其中优化微波能量的分配进一步包括改变所
131述微波发生器的功率。256. 一种将微波能量均勻地分配至腔室中的固体燃料的方法，包括产生微波能量并将所述微波能量通过波导装置阵列传送到所述腔室中；以及将所述腔室中的固体燃料暴露于所述微波能量，其中所述波导装置的布局结构被 优化为将微波能量均勻地分配到所述腔室中的固体燃料。257.根据权利要求256所述的方法，其中所述布局结构是图案。258.根据权利要求256所述的方法，其中所述布局结构是插入到所述腔室的角 度。259.根据权利要求256所述的方法，其中所述布局结构是相对于另一波导装置的 定位角。260.根据权利要求256所述的方法，其中优化微波能量的分配进一步包括改变所 述微波发生器的功率。261. 一种将微波能量均勻地分配至腔室中的固体燃料的方法，包括产生微波能量并将所述微波能量通过极化波导装置传送到所述腔室中；以及将所述腔室内的固体燃料暴露于极化的微波能量，其中所述微波能量的极化被优 化为将微波能量均勻地分配到所述腔室中的固体燃料。262.根据权利要求所述的方法261，其中优化微波能量的分配进一步包括改变所 述微波发生器的功率。263. 一种在将能量分配至腔室中的固体燃料时最小化回波损耗的方法，包括产生微波能量并将所述微波能量传送到所述腔室中；以及将所述腔室中的固体燃料暴露于所述微波能量，其中所述固体燃料在所述腔室中 的图案模式被优化为将回波损耗最小化。264.根据权利要求263所述的方法，其中将回波损耗最小化进一步包括改变所述 微波发生器的功率。265. 一种在将能量分配至腔室中的固体燃料时最小化回波损耗的方法，包括产生微波能量并将所述微波能量通过波导装置传送到所述腔室中；以及将所述腔室中的固体燃料暴露于所述微波能量，其中所述波导装置被进行阻抗匹 配至所述腔室，以最小化回波损耗。266.根据权利要求265所述的方法，其中最小化回波损耗进一步包括改变所述微 波发生器的功率。267. 一种处理固体燃料的方法，包括将固体燃料输送到微波腔室的内部，其中所述固体燃料躺置着，且任选地沿带传 送；通过波导装置来引导从微波发生器中发射的微波能量；将所述波导装置耦连到所述微波腔室；以及将所述腔室内的固体燃料暴露于来自所述波导装置的微波能量。268.根据权利要求267所述的方法，进一步包括极化所述微波能量。
权利要求
一种形成固体燃料块团的方法，包括将固体燃料输送通过连续送料固体燃料处理设施；在所述固体燃料通过所述处理设施时，利用来自所述固体燃料处理设施的电磁能量系统的能量来处理所述固体燃料；以及通过利用块团化设施对已处理的固体燃料施加压力来将已处理的固体燃料块团化，从而形成固体燃料块团。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在进行块团化之前减小所述固体燃料的 尺寸。
3.根据权利要求2所述的方法，其中减小尺寸包括在所述固体燃料进入所述处理设施 之前磨碎和/或压碎所述固体燃料。
4.根据权利要求2所述的方法，其中减小尺寸包括将所述固体燃料磨碎和/或压碎成 小于1/8英寸。
5.根据权利要求1所述的方法，其中在所述固体燃料中加入有黏合物。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述黏合物是以下物质中的至少一种淀粉、麦淀 粉、玉米淀粉、糖、糖蜜、锯屑、硬浙青、地浙青、松香、塑料、瓜尔胶、木质素和PET。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述黏合物是在改变所述固体燃料尺寸之前被加 入的。
8.根据权利要求5所述的方法，其中所述黏合物是在改变所述固体燃料尺寸之后但在 处理之前被加入的。
9.根据权利要求5所述的方法，其中所述黏合物是在处理之后但块团化之前被加入的。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述固体燃料是以下至少之一基于木材的产 品、农林产品、生物质能产品、以及煤。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述煤是以下至少之一亚烟煤、褐煤、泥炭、无 烟煤、冶金煤和烟煤。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述煤是煤粉。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述煤粉的尺寸小于28网目。
14.根据权利要求12所述的方法，其中所述煤粉处于浆料、泥料或糊料至少之一中。
15.根据权利要求12所述的方法，其中所述煤粉来自冶金煤洗涤处理。
16.根据权利要求12所述的方法，其中所述煤粉来自废煤区或拦蓄。
17.根据权利要求1所述的方法，其中所述电磁能量是微波能量。
18.根据权利要求1所述的方法，其中所述电磁能量是RF能量。
19.根据权利要求1所述的方法，其中所述电磁能量以约900至930MHz之间的频率工作。
20.根据权利要求1所述的方法，其中所述电磁能量以约50kW或更高的功率工作。
21.根据权利要求1所述的方法，其中所述块团化设施调整至少选自以下的一个或更 多个属性滚转力矩、扭转力矩、滚转力和扭转力。
22.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在所述固体燃料进入所述块团化设施时 提高所述固体燃料的温度。
23.根据权利要求22所述的方法，其中所述温度为至少60°F。
24.根据权利要求22所述的方法，其中当所述固体燃料为亚烟煤时，所述温度为至少 150° F。
25.根据权利要求22所述的方法，其中当所述固体燃料为烟煤时，所述温度为至少 200° F。
26.根据权利要求1所述的方法，其中所述固体燃料在进入所述块团化设施之前被处 理成具有期望湿气含量。
27.根据权利要求26所述的方法，其中所述湿气含量低于12%。
28.根据权利要求26所述的方法，其中当所述固体燃料为亚烟煤时，所述湿气含量低 于 10%。
29.根据权利要求26所述的方法，其中当所述固体燃料为亚烟煤时，所述湿气含量为 2%以上。
30.根据权利要求26所述的方法，其中当所述固体燃料为烟煤时，所述湿气含量低于5%。
31.根据权利要求1所述的方法，进一步包括为所述块团增加覆盖层。
32.根据权利要求31所述的方法，其中所述覆盖层是蜡。
33.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将额外的固体燃料材料与已处理的固体 燃料材料混合。
34.根据权利要求33所述的方法，其中所述额外的固体燃料材料是以下至少之一亚 烟煤、褐煤、泥炭、无烟煤、冶金煤和烟煤。
35.根据权利要求33所述的方法，其中所述额外的固体燃料材料已被利用来自电磁能 量系统的能量处理过。
36.根据权利要求1所述的方法，进一步包括处理后将所述块团置于室外环境中并且 保护所述块团免受环境湿气侵袭。
37.根据权利要求1所述的方法，其中黏合物和覆盖层两者都被加入所述块团。
38.根据权利要求37所述的方法，其中所述黏合物是以下物质中的至少一种锯屑、淀 粉、麦淀粉、玉米淀粉、糖、糖密、硬浙青、地浙青、松香、塑料、瓜尔胶、木质素、以及PET。
39.根据权利要求37所述的方法，其中所述覆盖层是蜡。
全文摘要
在本发明的实施例中，针对用于用电磁能量在处理前或处理后将固体燃料块状化的系统和方法描述了改进的能力。在所述系统和方法中，固体燃料被输送通过连续送料固体燃料处理设施，并被利用电磁能量处理，而且在处理后被块团化。
文档编号C10L5/32GK101918520SQ200880119652
公开日2010年12月15日 申请日期2008年10月7日 优先权日2007年10月8日
发明者C·F·朗, H·L·布利斯, J·M·叙尔马, M·C·德鲁加, M·J·德罗兹, S·L·劳森 申请人:煤炭技术公司