用于给料喷射的系统和方法技术方案

包括一种用于喷射给料的系统和方法。在一个实施例中，系统包括固体燃料喷射器。固体燃料喷射器包括固体燃料通道、第一气体通道和第二气体通道。固体燃料通道构造成通过燃料出口沿燃料方向喷射固体燃料。第一气体通道构造成通过第一气体出口沿第一气体方向喷射第一气体。第二气体通道构造成通过第二气体出口沿第二气体方向喷射第二气体。第一气体方向相对于燃料方向定向成第一角度。第二气体方向相对于燃料方向定向成第二角度，并且第一角度和第二角度彼此不同。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文公开的主题涉及用于喷射给料的系统和方法。更具体而言，本文公开的主题涉及喷射用于气化操作的给料。
技术介绍
一些动力装置(例如整体气化联合循环(IGCC)动力装置)利用含碳燃料来产生典型地呈电功率的形式的能量。含碳燃料(例如煤)可由燃料制备单元处理，并且喷射到 气化器中进行气化。气化包括使含碳燃料和氧在非常高的温度下反应，以产生合成气，即，包含一氧化碳和氢的燃料，该合成气燃烧起来比处于其原始状态的燃料更高效和清洁。合成气可馈送到IGCC动力装置的燃气涡轮的燃烧器中，并且点燃，以对燃气涡轮提供功率，燃气涡轮可驱动负载，诸如发电机。典型的气化器燃料喷射器可能无法最佳地喷射含碳燃料来提高燃料效率和燃烧特性。因此，需要一种可提高含碳燃料喷射到气化器中的效率的系统和方法。
技术实现思路
下面对在范围方面与原本声明的专利技术相当的某些实施例进行概述。这些实施例不意图限制声明的专利技术的范围，而是相反，这些实施例仅意图提供本专利技术的可能形式的简要概述。实际上，本专利技术可包括可能类似于或异于下面所阐述的实施例的多种形式。在第一实施例中，一种系统包括固体燃料喷射器。该固体燃料喷射器包括固体燃料通道、第一气体通道和第二气体通道。固体燃料通道构造成通过燃料出口沿燃料方向喷射固体燃料。第一气体通道构造成通过第一气体出口沿第一气体方向喷射第一气体。第二气体通道构造成通过第二气体出口沿第二气体方向喷射第二气体。第一气体方向相对于燃料方向定向成第一角度。第二气体方向相对于燃料方向定向成第二角度，并且第一角度和第二角度彼此不同。在第二实施例中，一种系统包括固体燃料喷射控制器和固体燃料喷射器。固体燃料喷射控制器构造成控制在燃料方向上来自固体燃料喷射器的固体燃料的固体燃料流率、在第一气体方向上来自固体燃料喷射器的第一气体的第一气体流率，以及在第二气体方向上来自固体燃料喷射器的第二气体的第二气体流率。在第三实施例中，一种方法包括控制在燃料方向上来自固体燃料喷射器的固体燃料的固体燃料流率，控制在第一气体方向上来自固体燃料喷射器的第一气体的第一气体流率，以及控制在第二气体方向上来自固体燃料喷射器的第二气体的第二气体流率。第一气体方向相对于燃料方向定向成第一角度。第二气体方向相对于燃料方向定向成第二角度，并且第一角度和第二角度彼此不同。附图说明当参照附图来阅读以下详细描述时，本专利技术的这些和其它特征、方面与优点将变得更好理解，在附图中，相同符号在所有图中表示相同部件，其中 图I描绘了包括气化器的整体气化联合循环(IGCC)动力装置的实施例的框 图2描绘了图I中描绘的气化器的实施例的示意 图3描绘了气化燃料喷射器的实施例的横截面侧视 图4描绘了气化燃料喷射器的实施例的如通过图3的线4所描绘的那样的简化横截面 图5 了描绘了气化燃料喷射器的实施例的另一个简化横截面图；以及 图6描绘了用于喷射给料和气体的方法的实施例的流程图。具体实施方式 下面将对本专利技术的一个或多个具体实施例进行描述。为了致力于提供对这些实施例的简明描述，在说明书中可能不会对实际实现的所有特征进行描述。应当意识到的是，在任何这种实际实现的开发中，如在任何工程或设计项目中那样，必须作出许多特定于实现的决策来达到开发者的具体目的，诸如服从系统相关的约束及商业相关的约束，该具体目的可随不同的实现而改变。此外，应当意识到的是，这种开发工作可能是复杂和耗时的，但对受益于本公开的普通技术人员来说，这种开发工作将不过是设计、生产和制造的例行任务。当介绍本专利技术的多种实施例的要素时，冠词“一”、“该”和“所述”意图表示存在一个或多个该要素的意思。用语“包括”、“包含”和“具有”意图为包括性的，并且表示除了列出的要素之外可存在另外的要素的意思。气化动力装置(诸如在下面关于图I更加详细地描述的IGCC动力装置)能够气化含碳燃料，以产生合成气。含碳燃料(例如煤)可由燃料制备单元处理，并且通过使用燃料喷射器将含碳燃料喷射到气化器中。通过控制给料的圆锥形喷雾的多种属性，诸如圆锥形喷雾的开度角和大小，在下面更加详细地描述的燃料喷射器实施例能够较高效地喷射燃料。例如通过使用气化控制器来改变通过包括在燃料喷射器中的多种燃料和气体通道的气体和给料的流率，可控制开度角和大小。可控制圆锥形喷雾，以实现对气化性能的改进，以及/或者增加IGCC构件的寿命。实际上，本文描述的燃料喷射器实施例能够提高气化过程的燃料效率和燃烧特性。考虑到前述，图I描绘了可产生和燃烧合成气体(即，合成气)的IGCC动力装置100的实施例。IGCC动力装置100的元件可包括可用作IGCC动力装置100的能源的燃料源102，诸如固体进料。燃料源102可包括煤、石油焦、生物量、基于木材的材料、农业废料、焦油、焦炉气和浙青，或其它含碳物。燃料源102的固体燃料可传送到给料制备单元104。通过对燃料源102进行剁碎、磨碎、切碎、粉碎、压块或堆垛，给料制备单元104例如可重新设置燃料源102的大小和形状，以产生给料。另外，可将水或其它适当的液体添加到给料制备单元104中的燃料源102，以产生浆料给料。在某些实施例中，未对燃料源添加液体，从而产生干的给料。给料可运送到气化器106中供气化操作中使用。在某些实施例中，如下面参照图2更加详细地描述的那样，气化器106包括气化控制器107能够在线控制给料(即，燃料)和气体的喷射，以供气化操作中使用。气化控制器107可控制一个或多个燃料喷射器，以便产生由气化器106使用给料的圆锥形喷雾或喷雾圆锥。给料的圆锥形喷雾或喷雾圆锥的特性(诸如圆锥形喷雾或喷雾圆锥的喷雾大小和开度角)在气化器106的运行期间可有所改变，例如，以较高效地燃烧多种不同的燃料和燃料混合物。气化器106可将给料喷雾转化成合成气，例如，一氧化碳和氢的组合。可通过使给料在升高的压力(例如，大约400磅每平方英寸表压(PSIG)-1500 PSIG)和升高的温度(例如，大约2200 T -2700 T )下经受受控制的量的任何缓和剂和有限的氧来完成这个转化，压力和温度取决于所使用的给料的类型。给料在热解过程期间的加热可产生固体(例如炭)和残余气体(例如一氧化碳、氢和氮)。然后可在气化器106中发生燃烧过程。燃烧可包括将氧引入炭和残余气体。炭和残余气体可与氧反应而形成二氧化碳和一氧化碳，这对随后的气化反应提供热。在燃烧过程期间的温度可在大约2200 T至大约2700 °F的范围中。另外，蒸汽可引入到气化器106中。气化器106利用蒸汽和有限的氧，以允许一些给料燃烧而产生一氧化碳和能量，这可推动第二反应，第二反应将另外的给料转化成氢和额外的二氧化碳。照这样，产生的气体由气化器106制造出来。这个产生的气体可包含大约85%的成 等比例的一氧化碳和氢，以及CH4、HC1、HF、C0S、NH3、HCN和H2S (基于给料的硫含量)。这个产生的气体可称为未经处理的合成气，因为它包括例如H2s。气化器106还可产生废料，例如渣料108，废料可为湿灰材料。可从气化器106中移除这个渣料108，并且例如作为路基或作为另一种建筑材料进行处理。为了处理未经处理的合成气，可利用气体净化单元110。在一个实施例中，气体处理单元110可为水煤气转换反应器。气体净化单元110可洗涤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：BC施泰因豪斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：
国别省市：