专利名称：用于气化应用的压力波粉碎机的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于干燥固体进料以用于气化应用的装置和方法，且更具体地，涉及利用压力波粉碎机或压力波粉碎机和流化床干燥器的组合来干燥此类固体进料。
背景技术：
在燃气涡轮发动机中，固体进料的气化和后续来自进料的碳氢化合物成分的燃烧是已知的。在使用煤作为进料的情况下，因为传送湿润固体方面的难度和与存在于煤进料中的湿气相关联的固有效率损失等原因，大多数气化工艺需要相对较干燥的(低湿气含量)煤。因为几乎所有商业上可获得的煤都包含一定数量的水，所以存在在气化之前以有效的方式干燥煤的需求。虽然在本领域中已知某些干燥固体进料的方法，但是这些方法可能涉及不希望的特征，例如效率低或污染物的排放。因此，对于用于气化应用的干燥固体进料的备选方式存在需求。
发明内容
为了提供本发明的一些示例性方面的基本理解，以下展现了本发明的简要概述。此概述不是本发明的广泛综述。此外，此概述并不意图指出本发明的关键要素，也不意图描绘本发明的范围。此概述的唯一目的是以简化的形式展现本发明的一些概念，作为后文所展现的更详细描述的前序。根据一个方面，一种气化装置包括压力波粉碎机和气化器。压力波粉碎机包括第一气流发生器和通道，通道具有粉碎机入口、粉碎机出口和气体入口。给粉碎机入口供应固体进料。通道包括气体加速部段。气流发生器构造为通过气体入口抽吸高速气体，以便在气体加速部段中产生压力波，从而干燥固体进料并使固体进料碎裂成粒子。可包括冲击波的压力波包含应用于粒子的高能量。气化器与粉碎机出口成流动连通。根据另一方面，一种用于粉碎和干燥固体进料以用于气化应用的整体系统包括压力波粉碎机和流化床干燥器。压力波粉碎机包括第一气流发生器和通道，通道具有粉碎机入口、粉碎机出口和气体入口。给粉碎机入口供应固体进料。通道包括气体加速部段。气流发生器构造为通过气体入口抽吸高速气体，以便在气体加速部段中产生可包括冲击波的压力波，从而干燥固体进料并使固体进料碎裂成粒子。流化床干燥器与压力波粉碎机成流动连通，并且包括腔室、床入口、床出口、工艺气体入口、工艺气体出口、容纳在腔室内的加热盘管以及第二气流发生器。第二气流发生器构造为产生工艺气体的运动。腔室构造为将固体进料沿着预定的路径从床入口引导至床出口。腔室构造为将工艺气体沿着工艺气体路径从工艺气体入口引导至工艺气体出口。预定的路径构造为横穿与进料成热交换关系的加热盘管。工艺气体路径相对于预定的路径以交叉流动的关系设置。—种用于气化装置的干燥固体进料的方法，包括如下步骤在包括气体加速部段的通道中产生高速气流，将固体进料引入到气体加速部段中，以干燥固体进料并使固体进料碎裂成粒子，以及将进料引导至气化器。
对于本发明所涉及领域的技术人员而言，本发明的前述方面以及其它方面将在参照附图阅读以下描述后变得明显，其中图1是整体系统的第一示例实施例的示意图，该整体系统包括与气化器成流动连通的压力波粉碎机和流化床干燥器；图2是整体系统的第二示例实施例的示意图，该整体系统包括与气化器成流动连通的压力波粉碎机和流化床干燥器；图3是整体系统的第三示例实施例的示意图，该整体系统包括与气化器成流动连通的多个压力波粉碎机，且压力波粉碎机被串联连接；图4是整体系统的第四示例实施例的示意图，该整体系统包括与气化器成流动连通的多个压力波粉碎机，且压力波粉碎机被并联连接；图5是整体系统的第一示例实施例的详细示意图；图6是压力波粉碎机的详细示意图；图7是压力波粉碎机的一个备选实施例的详细示意图；且图8是与气化器成流动连通的压力波粉碎机的详细示意图；图9-11显示了与气化器成流动连通的压力波粉碎机和流化床干燥器的三个示意图。零部件列表10整体系统12气化器14粉碎机干燥器15 通道16床式干燥器17 气流18 进料20入口管道22 第一端24 第二端25进料系统26文丘里管部段27 料斗观粉碎机入口30 料斗32收敛部分34 喉部36发散部分38气流发生器
40叶片
42外壳
44流道
46粉碎机出口
48外壳出口
50排气管
52颗粒收集器(旋流器)
53空气
54床式干燥器外壳
56床入口
58床出口
60工艺气体入口
62工艺气体出口
64腔室
66工艺气体
67气流发生器
68预定的路径
70工艺气体路径
72颗粒收集器
74冷凝盘管
75湿气
76加热盘管
具体实施例方式在附图中描述和显示了包含本发明的一个或更多方面的实施例的示例。这些所示的示例并不意图为对本发明的限制。例如，在其它实施例中以及甚至其它类型的装置中可利用本发明的一个或更多方面。本公开涉及气化应用，其包括通过在高温下使原材料与数量受控制的氧气和/或蒸汽起反应，从而将碳质材料，例如煤、石油、生物燃料或生物质转换成一氧化碳和氢气。生成的气体混合物是一种被称为合成气体或合成气类型的燃料，其可包括数量变化的一氧化碳、甲烷和氢气。碳质物质指由碳组成、包含碳或能够产生碳的物质。一个示例性的整体气化联合循环(IGCC)系统可包括主空气压缩机、与压缩机成流动连通联接的空气分离单元、与空气分离单元成流动连通联接的气化器、与气化器成流动连通联接的燃气涡轮发动机、以及蒸汽涡轮。在操作中，压缩机压缩周围空气，该周围空气然后被引导至空气分离单元。在一些实施例中，除了压缩机之外或作为备选，将来自燃气涡轮发动机压缩机的压缩空气供给空气分离单元。空气分离单元使用压缩空气来产生供气化器使用的氧气。更具体地说，空气分离单元将压缩空气分离成单独的氧气流和气体副产物，其有时被称为“工艺气体”。由空气分离单元产生的工艺气体包括氮气，并且在本文被称为“氮工艺气体”。氮工艺气体还可包括其它气体，例如但不局限于氧气和/或氩气。例如，在一些实施例中，氮工艺气体包括大约95%至大约100%之间的氮气。来自空气分离单元的氧气流被引导至气化器，以用于产生部分燃烧的气体，本文称为“合成气”，其用于由燃气涡轮发动机用作燃料，如本文更详细所述的那样。在一些实施例中，至少其中一些氮工艺气体流(空气分离单元的副产物)被排出至大气。此外，在其它实施例中，一些氮工艺气体流被注入到燃气涡轮发动机燃烧器内的燃烧区域中，以利于控制发动机内所产生的排放物，且更具体地说，以利于减少燃烧温度和来自发动机的一氧化二氮排放物。在该示例性实施例中，IGCC系统还包括在氮工艺气体流被注入到燃烧区域中之前用于压缩氮工艺气体流的压缩机。气化器将燃料、由空气分离单元供给的氧气、再循环固体、和/或液态水和/或蒸汽、和/或熔渣添加剂的混合物转换成合成气的输出，以用于由燃气涡轮发动机用作燃料。虽然气化器可使用任何燃料，但是在一些实施例中，气化器使用煤、石油焦、渣油、油品乳化液、含油砂和/或其它类似的燃料。在示例性实施例中，由气化器产生的合成气包括二氧化碳。因此，在示例性实施例中，由气化器产生的合成气在净化装置中进行净化，之后被引导至燃气涡轮发动机燃烧器，以用于它的燃烧。在净化期间可从合成气分离出二氧化碳，并且在该示例性实施例中将二氧化碳排出至大气中。在该示例性实施例中，气化器泄料连接联接在废弃物处理系统上。来自燃气涡轮发动机的功率输出用于驱动发电机，其将电功率供给电网。来自燃气涡轮发动机的排气供给余热蒸汽发生器，其产生由蒸汽涡轮使用的蒸汽。蒸汽涡轮所产生的功率驱动发电机，其将电功率供给电网。在示例性实施例中，来自余热蒸汽发生器的蒸汽被供给气化器，以产生合成气。在示例性实施例中，IGCC系统包括合成气冷凝物汽提塔，其接受从气化器排出的合成气流中的冷凝物。冷凝物典型地包括一定数量的氨，其溶解在冷凝物中。至少一部分溶解的氨由于气化器中的氮气和氢气的结合而形成于气化器中。为了从冷凝物中除去溶解的氨，可将冷凝物煮沸。被汽提的氨从汽提塔排出，并被引导至废弃物处理系统。在一个备选实施例中，被汽提的氨在高于气化器压力的压力下返回至气化器，从而在接近喷嘴的气化器的高温区域中分解。氨被注入气化器，使得接近喷嘴的高温区域的氨流有利于冷却喷嘴。图1和图2显示了构造为干燥和/或粉碎固体进料18的系统10的示例实施例的简化示意图。各个系统与气化器12成流动连通，并且可包括如下两个主要部分的至少其中一个压力波粉碎机14和流化床干燥器16。压力波粉碎机14的功能是粉碎和干燥固体进料18，而流化床干燥器16提供了固体进料18的补充干燥。在包括两个主要部分的整体系统10中，如图1中所示，固体进料18首先移动穿过压力波粉碎机14，之后向下游移动至流化床干燥器16。然而，这两个主要部分的顺序可变化，且备选地如图2中所示，固体进料18可首先移动穿过流化床干燥器16，之后向下游移动至压力波粉碎机14。然而必须注意，流化床干燥器16不必是系统10的一部分。图3和图4是分别串联和并联地布置多个压力波粉碎机14的图1的变体。包括流化床干燥器16在内的各种装置可位于压力波粉碎机14的下游或上游，并从图3和图4中省略。对于压力波粉碎机14的典型气化应用的关注点是同备选的尺寸缩减和干燥技术相比改进的效率、可用性和成本。因为压力波粉碎机不需要外部的燃料源诸如燃料气体或蒸汽来供给用于干燥的能量，所以获得了高的总设备效率。其简单地使用电力，这在气化设备中可以更容易获得。因为压力波粉碎机系统是机械上简单且容易操作的，所以实现了高可用性。设备检查和维护也是简单的，因为压力波粉碎机具有紧凑的尺寸，并且具有很少的磨损构件。此外，该设备具有非常短的起动和关闭时间，容许对变化的设备条件快速响应。另外，小的底座和容易获得的部件导致压力波粉碎机系统的低投资成本。然而，压力波粉碎机14本身的缺点可以是在固体产物磨碎尺寸和湿气含量方面有限的操作适应性和可控制性。在联机操作期间存在相对很少的机器调整参数以调整产物的特性。此外，因为在机器中的停留时间较低，所以不容易随着时间校正产物特性上的变化。另外，产物特性可能受到环境条件例如冷的天气、高的湿度、雨或雪的影响。因此，还可利用高度可调节的流化床干燥器来精确地控制产物的湿气含量。流化床干燥器是一种长停留时间装置，其具有若干联机可调整的参数来控制产物的湿气含量。具有压力波粉碎机和流化床干燥器两者的系统可比单独的流化床干燥器更为有利。这样，在两个设备之间分担干燥任务。如果所有干燥都只依赖于流化床干燥器，则该设备将具有大的底座、高的投资成本、以及对热源例如蒸汽的极大的能量需求。该系统连同压力波粉碎机和流化床干燥器装置一起将提供改进的效率、可用性和成本，其在产物特性方面具有最小的变化。流化床干燥器是不同类型的干燥系统的一个示例，其可用于干燥被压力波粉碎机磨碎的固体进料。备选地，干燥系统可以是桨式干燥器、螺旋干燥器、圆筒干燥器、转盘干燥器、振动盘干燥器、辐射干燥器、或本领域中已知的任何其它大型固体干燥系统。图5显示了图1的整体系统10的详细的示意图。必须注意，在图2的详细示意图中也将类似地显示图5中所示的特定特征。图6显示了压力波粉碎机14的一个示例实施例，其构造为利用高速气体来粉碎固体进料18并从中提取湿气。压力波粉碎机14包括通道15，其具有入口管道20，入口管道20带有与环境大气(如果使用空气的话)连通的第一端22，以及联接在气体加速部段沈上的相反的第二端对，气体加速部段26可实施为文丘里管。入口管道20提供了至气体加速部段26的一些距离，在气体加速部段沈中可将进料18加速至所需要的速度。入口管道20包括容许与料斗30连通的粉碎机入口 28，该料斗30接受通过料斗27来自进料系统25的进料18。在此实施例中，气体加速部段沈包括联接在入口管道20上的收敛部分32。气体加速部段26还包括喉部34，其可保持比入口管道20的直径更小的恒定的直径。气体加速部段沈还包括发散部分36，其联接在喉部34上，并可沿气流17的方向逐渐增加直径。气体加速部段26与气流发生器38保持连通，气流发生器38产生气流，其从第一端22流过入口管道20，穿过气体加速部段沈，并流向气流发生器38。气流速度在气体加速部段沈的管道中可比入口管道20中更大。气流发生器38可实施为风扇、叶轮、涡轮、涡轮和风扇的混合体、气动吸力系统或用于产生高速气流的其它合适的装置。气流发生器38被马达驱动，马达可以以各种形式实施。气流发生器38包括多个径向延伸的叶片40，其旋转以产生高速气流。气流发生器38设置在外壳42内，外壳42包括外壳出口，其为进入的气体提供出口。外壳42在粉碎机出口 46处与气体加速部段沈相联接，并且具有外壳输入孔(未显示)，其容许在气体加速部段沈和外壳42的内部之间连通。叶片40限定了径向延伸的流道44，气体通过该流道而传送至其外围的外壳出口 48，以容许被粉碎的进料18离开。
在操作中，进料18通过许多传送方法而被引入入口管道20。虽虽然设想进料18将是固体，但是压力波粉碎机14还可用于干燥和粉碎半固体材料。气流发生器38产生范围从350mph至超音速的气流，其流过入口管道20和气体加速部段26。在气体加速部段沈中，气流速度极大地加速，并且进料18被高速气流推向气体加速部段26。进料18在直径上小于入口管道20的内径，并且在入口管道20的内表面和进料18之间存在间隙。在此实施例中，当进料18进入收敛部分32时，该间隙变得更狭窄，并且最终进料材料造成气体可流过的收敛部分32的面积的极大减少。再压缩冲击波从进料材料后方跟踪而至，并且在进料材料的前面形成弓形冲击波。在收敛部分32与喉部34会合的地方存在驻激波。这些冲击波的作用撞击进料18，并且导致进料18的粉碎和去湿。被粉碎的进料18继续穿过气体加速部段沈并离开而进入气流发生器38。气体加速部段沈提供了在较高速度的冲击波和较低速度的冲击波之间的撞击点。压力波提供了在气体加速部段26内的粉碎和去湿作用。在操作中，在气体加速部段沈的内部或外壳出口 48中没有可见的湿气迹象。被除去的湿气的数量是相当大的，尽管可能保留了残余的数量。进料材料的尺寸缩减依赖于待粉碎的进料材料、压力波粉碎机14的尺寸、以及机器操作设定。例如，对于某些材料，通过提高气流的速度，增加了粉碎和粒子的尺寸缩减。因而，压力波粉碎机14容许用户通过改变气流速度而改变所需的粒子尺寸。进料材料、湿气和气流穿过气流发生器38，并通过外壳出口而离开。外壳出口 48联接在排气管50上，其将进料材料传送至颗粒收集器52，例如用于分离进料材料18和气体53的旋流器。排气管50的直径影响进一步发生的干燥的数量。对于进料材料的进一步干燥需要大量的气体。在排气管50中，在排气管50中更快移动的气体传送进料18，并除去保留在进料材料上的湿气。气体和蒸气移动至颗粒收集器52，在这里使气体和蒸气与固体进料分离。粉碎作用可产生热量，其有助于干燥进料材料。除了粉碎之外，气流发生器38的旋转可产生热量。在外壳42和气流发生器38之间的尺寸可为使得在旋转期间摩擦产生热量。热量可离开外壳出口 48和排气管50，并随着进料移动至颗粒收集器52而使进料进一步脱水。外壳出口 48的直径可增大或减少，从而调整穿过外壳出口 48和排气管50的阻力和热量。排气管50和外壳出口 48的直径影响被粉碎的进料材料上的湿气的去除。粉碎和去湿随着气流发生器38产生的气流增加而增加。如果气流增加或减少，则排气管50和外壳出口 48的直径可减少，以提供相同的进料材料脱水作用。带有较少水分的较重材料，例如岩石需要较少的去湿作用。对于此类材料，外壳出口 48和排气管50的直径可随着需要较少的干燥而增加。因此，对于较湿的材料，可减小外壳出口 48和排气管50的直径，以增加气体的数量和热量，从而实现进料18的恰当脱水作用。排气管50相对于气体加速部段沈和气流发生器38的纵向轴线的倾斜角度还可能影响脱水性能。向上移动的材料通过重力返回，而气体较少受到重力限制。这容许气体比进料材料更快移动，并且可增加湿气的去除。颗粒收集器52，例如旋流器是一种用于从气流分离粒子的装置。旋流器52典型地包括呈立式圆筒形式的沉降室。旋流器52可用切向入口、轴向入口、周边排出口或轴向排出口来实施。气流和粒子通过入口进入圆筒，并随着气流在圆筒中向下行进而以涡旋形式旋转。圆锥部段造成涡旋直径减少，直至气体本身反转，并从中心向上旋转至出口。粒子被离心分离至内壁上，并通过惯性冲击而收集。在授予Graham等人的美国专利申请出版物No. 2009/0214346中描述了压力波粉碎机14的其它方面。可使用不包含本文所述或Graham引用中所述的确切特征的压力波粉碎机14的其它实施例。依赖于相同原理的其它机器可使用其它方法来产生压力波或高速涡旋，其包含大量的动能。例如，机器可不包括文丘里管部段，并且可包括其它特征，例如涡旋稳定体。图7显示了压力波粉碎机的一个备选实施例，其在气流发生器38的上游不包含文丘里管部段，并且包含涡旋稳定体33。涡旋稳定体33提供了用于由高速旋转的气流发生器38产生的气体涡旋35的附着点。参看回图5，其以示意方式显示了流化床干燥器16的一个示例实施例。床式干燥器16包括床式干燥器外壳M，其限定了供待干燥的进料18穿过的腔室64。床式干燥器外壳M包括床入口 56、床出口 58、工艺气体入口 60和工艺气体出口 62。进料18通过可定位在流化床干燥器16 —端上的床入口 56而供给，并通过可定位在流化床干燥器16的相对端上的床出口 58而离开。在图5的实施例中，进料18已经被粉碎，并且可能在压力波粉碎机14处进行了适度的干燥，并且在通过颗粒收集器52之后到达流化床干燥器16，此处进料颗粒与气体分离。因为进料18处于被粉碎的粒子状态，所以通过使粒子与工艺气体66混合可以使进料粒子移动而穿过腔室64，工艺气体通过气流发生器67例如鼓风机而从床入口56引导至床出口 58中。工艺气体66处于被加热的状态，并且可以是蒸汽、氮气、二氧化碳气体、一种类型的惰性气体等等。如果进料18的固体大于颗粒状态，那么利用工艺气体66可能难以使进料18在腔室64内产生运动。在这种情况下，进料18的较大固体的运动可备选地通过各种机构来产生，例如振动运动、传送带、挤压螺杆等等。进料18沿着预定路径68行进，进料通过该路径穿过腔室64，并且工艺气体66沿着工艺气体路径70而穿过腔室64。工艺气体路径70设置为穿过预定的路径68，从而将工艺气体路径70和预定路径68布置为交叉流动的关系，其中路径68和70彼此相交。此类布置容许在工艺气体66和进料18之间发生热交换，使得可从进料18提取湿气。虽然图5中的实施例显示了工艺气体路径70和预定的路径68基本正交的布置，但这不是必须的，并且工艺气体路径70可与预定路径68的方向形成锐角。在一个示例性实施例中，工艺气体入口 60设于床式干燥器外壳M的下面部分处，而工艺气体出口 62设于床式干燥器外壳M的上面部分处，使得热工艺气体66可自然地上升并离开床式干燥器外壳M。在工艺气体66已经为进料18提供加热并且已经通过工艺气体出口 62而离开床式干燥器外壳M之后，工艺气体66可被再处理，使得其可为进料18提供加热，并且之后再循环至工艺气体入口 60。虽然本实施例提供了用于工艺气体66的再循环系统，但是可设想一种其中工艺气体66简单地流过而没有再循环的流化床干燥器16。在再循环期间，工艺气体66可被弓I导至颗粒收集器，其可从工艺气体66除去进料18的任何粒子，工艺气体66已经离开床式干燥器外壳M而不是被引导至床出口 58。在一个实施例中，颗粒收集器72可以是旋流器，并可将从工艺气体66分离出的进料18的粒子引导至床出口 58。此外，在再循环系统中可提供冷凝盘管74，以便从工艺气体66除去湿气75，工艺气体66的湿气含量在腔室64中增加。此外，再循环系统可包括提供来再加热工艺气体66的加热盘管76，工艺气体66已经由于在腔室64内部与进料18的热交换而冷却。另外，因为其中一些工艺气体66可能在穿过再循环环路时损失了，所以在再循环期间可能需要弥补工艺气体66的此类损失。为了进料的补充干燥，在腔室64内沿着位于床入口 56和床出口 58之间的预定路径68可设置一组加热盘管78，以容许当进料18穿过腔室64时从进料18提取湿气。加热盘管76可经历与进料18的直接热交换。因而，可通过加热盘管78或工艺气体66而从进料提取湿气。压力波粉碎机14或压力波粉碎机14和流化床干燥器16的组合与气化器12成流动连通。图8和图9有助于通过图示固体18在两个或更多压力波粉碎机14、流化床干燥器16和气化器12之间运动期间所经历的过程示例来解释用语“与...成流动连通”。图8显示了特定进料系统100的特定实施例，其包括风扇102、囊式集尘室104、旋流器106、筛网108、第一称量带式进料器110、原煤装料斗112、第二称量带式进料器114、锤磨机116、压力波粉碎机系统118、气动搬运拾取箱120、碎煤储器122、高压波斯美崔克进料器124、搬运容器1 和气化器128。来自装料斗112的原煤利用第二称量带式进料器114而被输送到压力波粉碎机系统118中。固体在压力波粉碎机系统118中被粉碎、干燥、从气流中分离、并进行筛选。过大尺寸的粒子通过使用第一称量带式进料器110而被返回到筛网108下游的粉碎机系统118的入口。在压力波粉碎机系统118的下游，固体储存在料斗(例如气动搬运拾取箱120)中，并且垂直气动地输送至另一储料斗(例如碎煤储器122)。然后进料装置，例如容积式固体泵或高压波斯美崔克进料器IM将固体供给至高压容器(例如搬运容器126)中。然后将固体从输送出高压容器到气化器128的高压气化室。图9-11以更概述的方式描述了备选系统。这些简图显示了压力波粉碎机14和压力波粉碎机14与流化床干燥器16的组合，其与气化器12成流动连通。原料固体18在粉碎机14处被变成精细的粒子(步骤130)。原料固体18还可在流化床干燥器16处被进一步干燥(步骤13 ，尽管步骤130和132的顺序是可互换的，如图10和图11所示。结果，固体18被带至磨碎的干燥状态(步骤134)。之后通过固体进料装置将固体18输送至高气压环境(步骤136)，然后储存在固体搬运容器或系统中(步骤138)。固体进料装置可由许多机构组成，例如锁式料斗、旋转阀或其它类型的固体进料装置。对于固体搬运系统有许多选择，包括机械系统和气动系统。气化器12可在一压力范围内操作，并且可具有许多几何特征。例如，气化器12可具有单个或多个注入位置，并且注入可发生在顶部、底部或侧面或它们的组合处。上面已经参照示例性实施例描述了本发明。其他人在阅读和理解本说明书后将会想到变体和改型。结合本发明的一个或更多方面的示例实施例意图包括所有这种变体和改型，只要它们在所附权利要求的范围内即可。
权利要求
1.一种气化装置，包括压力波粉碎机，其包括第一气流发生器和通道，所述通道具有粉碎机入口、粉碎机出口和气体入口，所述粉碎机入口被供给固体进料，所述通道包括气体加速部段，所述气流发生器构造为穿过所述气体入口抽吸高速气体，以便在所述气体加速部段中引起压力波，从而干燥所述固体进料，并使所述固体进料碎裂成粒子；以及与所述粉碎机出口成流动连通的气化器。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述压力波粉碎机还包括颗粒收集器，所述颗粒收集器位于粉碎机出口下游，构造为从气体分离出所述粒子。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气体加速部段包括收敛部段、喉部和发散部段。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气流发生器包括具有外壳出口和在其中的叶轮的外壳，所述叶轮包括叶片，所述叶片构造为将所述进料的粒子径向向外喷射至所述粉碎机出口。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述固体进料是煤。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括干燥系统，所述干燥系统与所述压力波粉碎机成流动连通，从而干燥所述固体进料。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括流化床干燥器，所述流化床干燥器与所述压力波粉碎机成流动连通，并且包括腔室、床入口、床出口、工艺气体入口、工艺气体出口、容纳在所述腔室内的加热盘管以及第二气流发生器，所述第二气流发生器构造为产生工艺气体的运动，所述腔室构造为将所述固体进料沿着预定路径从所述床入口引导至所述床出口，所述腔室构造为将工艺气体沿着工艺气体路径从所述工艺气体入口引导至所述工艺气体出口，所述预定路径设置为穿过与所述进料成热交换关系的所述加热盘管，所述工艺气体路径设置为相对于所述预定路径成交叉流动关系。
8.一种用于粉碎和干燥用于气化应用的固体进料的整体系统，包括压力波粉碎机，其包括第一气流发生器和通道，所述通道具有粉碎机入口、粉碎机出口和气体入口，所述粉碎机入口被供给固体进料，所述通道包括气体加速部段，所述气流发生器构造为穿过所述气体入口抽吸高速气体，以便在所述气体加速部段中引起压力波，从而干燥所述固体进料，并使所述固体进料碎裂成粒子；以及流化床干燥器，其与所述压力波粉碎机成流动连通，并且包括腔室、床入口、床出口、工艺气体入口、工艺气体出口、容纳在所述腔室内的加热盘管以及第二气流发生器，所述第二气流发生器构造为产生工艺气体的运动，所述腔室构造为将所述固体进料沿着预定路径从所述床入口弓I导至所述床出口，所述腔室构造为将工艺气体沿着工艺气体路径从所述工艺气体入口引导至所述工艺气体出口，所述预定路径设置为穿过与所述进料成热交换关系的所述加热盘管，所述工艺气体路径设置为相对于所述预定路径成交叉流动关系。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述粉碎机出口定位在所述床入口的上游。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述床出口定位在所述粉碎机入口的上游。
11.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述流化床干燥器还包括再循环系统，所述再循环系统使所述工艺气体从所述工艺气体出口循环至所述工艺气体入口。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述再循环系统包括第一颗粒收集器，所述第一颗粒收集器构造为从所述工艺气体分离进料的粒子，并将所述粒子引导至所述床出口。
13.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述再循环系统包括与所述工艺气体成热交换关系的加热盘管。
14.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述压力波粉碎机还包括第二颗粒收集器，所述第二颗粒收集器位于所述粉碎机出口下游，构造为从气体分离所述粒子。
15.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述气体加速部段包括收敛部段、喉部和发散部段。
16.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述第一气流发生器包括具有外壳出口和在其中的叶轮的外壳，所述叶轮包括叶片，所述叶片构造为将所述进料的粒子径向向外喷射至所述粉碎机出口。
17.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，串联或并联地布置多个压力波粉碎机。
18.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述固体进料是煤。
19.一种干燥用于气化装置的固体进料的方法，包括如下步骤在包括气体加速部段的通道中产生高速气流；将所述固体进料引入所述气体加速部段，以干燥所述固体进料，并使所述固体进料碎裂成粒子；以及将所述进料引导至气化器。
全文摘要
本发明涉及用于气化应用的压力波粉碎机，具体而言，一种气化装置包括压力波粉碎机和气化器。压力波粉碎机包括第一气流发生器和通道，通道具有粉碎机入口、粉碎机出口和气体入口。粉碎机入口被供给固体进料。通道包括气体加速部段。气流发生器构造为穿过气体入口抽吸高速气体，以便在气体加速部段中产生压力波，从而干燥固体进料并使固体进料碎裂成粒子。气化器与粉碎机出口成流动连通。
文档编号B02C19/06GK102553697SQ20111031396
公开日2012年7月11日 申请日期2011年10月8日 优先权日2010年10月7日
发明者A·阿瓦利亚诺, S·C·拉塞尔 申请人:通用电气公司