[发明专利]用于在气化系统中加热和干燥固体供给料的系统和方法

说明书

一种用于加热并干燥被引导至气化器的一定量的煤供给料的系统，包括第一热交换器和第二热交换器，该第一热交换器与气化器流动连通地联接，用于将热从输入流传递至热传递流体的输出流，该第二热交换器定位于第一热交换器的下游，用于从第一热交换器接收热传递流体的输出流，所述第二热交换器将热从热传递流体的输出流传递至加热气流。

技术领域

本发明的领域通常涉及气化系统，且更特别地涉及用于在气化系统内从固体除去水分的系统和方法。

背景技术

已知固体供给料的气化和气体涡轮发动机中的来自供给料的烃成分的后续燃烧。由于与输送潮湿固体相关的已知难度和与可能存在于煤供给料中的水分相关的固有效率损失，因而当煤用作供给料时，一些已知的气化处理需要使用相对干燥(即，低水分含量)的煤。由于几乎所有的可商业性地获得的煤包含一定量的水，因而存在着在气化之前以高效的方式将煤干燥的需要。当使用通常包含约20%至约65%之间的重量比的水的亚烟煤、褐煤或褐碳的供给料时，该需要甚至变得更加明显。

一些已知的用于在气化器中干燥固体供给料的方法包括通过固体研磨机而清除非常热的气体。在这样的系统中，为了高效地蒸发多余的水分，必须在系统运行压力下将干燥气体保持在远高于水的沸点的温度，通常在300℉和900°之间。以前，已使用各种系统来创造能够用于除去固体煤供给料中的多余的水的干燥气体介质。然而，通常已知的加热并干燥固体供给料的源具有始终降低整体的工厂效率的缺点。例如，在直接点燃或间接点燃的热交换器内，许多已知的系统可以使用过热的蒸汽及/或被引导至热交换器的用于干燥的气体涡轮抽出气，或者可以使用例如天然气或丙烷的燃料。在这样的已知的直接点燃的构造中，使用空气和燃料的混合物而产生热的燃烧气体。这些燃料的直接点燃引起污染物排放，所以这不是经济地干燥固体供给料的环保的方法。其他已知的方法在间接点燃的热交换器中使用处理蒸汽及/或从单独的发电厂供应的已加热的气体。此外，用于提供必要的热的单独的发电厂设备的需要通常不是经济备选。

另一已知的将固体干燥的方法涉及燃烧经过气化产生的纯净的合成气体(也被称作“合成气”)的一部分，且在研磨的煤被输送至粉末料仓和料斗中时，使燃烧气体穿过研磨的煤。研磨干燥设备可能降低发电厂的整体效率，这是因为在干燥处理期间这样的设备消耗了气体燃料的一部分。另一已知的方法通过燃烧研磨的煤的一部分来获取干燥能量，由此，加热在干燥设备中循环的供给料。然而，在那些已知的方法的各个中，发电厂的净效率降低。此外，当制造以这样的方式可获取的干燥能量时，来自发电厂的例如硫的排放增加。虽然存在着各种常规的方法以干燥煤供给料，但是存在着减少这样的已知的处理中的固有的低热效率的显著需要。

发明内容

在一方面，提供用于加热并干燥被引导至气化器的一定量的煤供给料的系统。系统包括第一热交换器和第二热交换器，该第一热交换器与气化器流动连通地联接，用于将热从输入流传递至热传递流体的输出流，该第二热交换器定位于第一热交换器的下游，用于从第一热交换器接收热传递流体的输出流。第二热交换器将热从热传递流体的输出流传递至加热气流。

在另一方面，提供包括气化器和煤供给料水分除去系统的气化系统。水分除去系统包括第一热交换器和第二热交换器，该第一热交换器与气化器流动连通地联接，用于将热从输入流传递至热传递流体的输出流，该第二热交换器定位于第一热交换器的下游，用于从第一热交换器接收热传递流体的输出流。第二热交换器将热从热传递流体的输出流传递至加热气流。

在另一方面，提供用于在气化系统中加热并干燥固体供给料的方法。该方法包括在气化器的下游联接第一热交换器，其中，第一热交换器构造成将热从输入流传递至热传递流体的输出流；以及在第一热交换器的下游联接第二热交换器，其中，第二热交换器构造成从第一热交换器接收热传递流体的输出流，并将热从热传递流体的输出流传递至加热气流。该方法包括将加热气流引导至研磨机构，以便于在研磨机构内从固体煤供给料的流除去水分。