(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状のハウジング内に少なくとも部分的に配設された１つ又は複数のコイルであって、前記１つ又は複数のコイルは、複数の管状体を含み、前記複数の管状体は、その１つ又は複数の端部に配設されたリターン・ベンドによって接続されている、コイルと、
前記ハウジング内に少なくとも部分的に配設されており、その１つ又は複数の側壁部の１つ又は複数の内側表面に固着された支持格子と
を含む熱交換器であって、前記支持格子が、
複数の半径方向に配設されたガセットによって一緒に接続された一連の同心円筒から形成された複数のクロス部材であって、最も外側の同心円筒が、前記１つ又は複数の側壁部の前記１つ又は複数の内側表面に近接して配設されており、前記１つ又は複数のコイルのうちの少なくとも１つが、前記クロス部材のうちの少なくとも１つに、前記ガセットのうちの少なくとも１つに、又は、両方に、固着されている、複数のクロス部材と、
前記１つ又は複数の側壁部の前記１つ又は複数の内側表面の上の異なる点に留められた第１の端部及び第２の端部を有する１つ又は複数のビームであって、前記クロス部材が、前記１つ又は複数のビームのうちの少なくとも１つの上に配設されている、１つ又は複数のビームと
を含む、熱交換器。
【請求項２】
前記ハウジングの前記１つ又は複数の側壁部を通って配設された入口部及び出口部と、
前記ハウジング内に少なくとも部分的に配設されており、前記入口部に流体連通している入口マニホールドと、
前記ハウジング内に少なくとも部分的に配設されており、前記出口部に流体連通している出口マニホールドであって、前記１つ又は複数のコイルが、内側部分及び外側部分を含んでおり、前記内側部分及び前記外側部分が、前記入口マニホールド及び前記出口マニホールドに、それぞれ独立して流体連通している、出口マニホールドと
をさらに含む、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記外側部分が、前記内側部分の周りに同心状に配設されている、請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記内側部分が、前記入口マニホールド及び前記出口マニホールドの周りに同心状に配設されている、請求項３に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記熱交換器が、前記入口部に流体連通する入口パイプと、前記出口部に流体連通する出口パイプとをさらに含み、前記入口マニホールドが、前記入口パイプの上に少なくとも部分的に配設されており、前記出口マニホールドが、前記出口パイプの上に少なくとも部分的に配設されている、請求項２に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記入口パイプ及び前記出口パイプが、それぞれ、湾曲部分を有しており、前記入口パイプの前記湾曲部分が、前記入口部と前記入口マニホールドとの間に配設されており、前記出口パイプの前記湾曲部分が、前記出口部と前記出口マニホールドとの間に配設されている、請求項５に記載の熱交換器。
【請求項７】
前記入口部及び前記出口部が、外部配管を介して、外部容器に流体連通している、請求項２に記載の熱交換器。
【請求項８】
前記管状体が、前記ハウジングの長手方向軸線に対して軸線方向に配向されており、実質的に真っ直ぐである、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項９】
前記ハウジングの前記１つ又は複数の側壁部の上に配設された、１つ又は複数のエアレーション・ノズルをさらに含む、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項１０】
前記１つ又は複数のビームに近接して配設されており、前記１つ又は複数のエアレーション・ノズルに流体連通する、１つ又は複数のエアレーション・チューブをさらに含む、請求項９に記載の熱交換器。
【請求項１１】
前記リターン・ベンドのうちの少なくとも１つが、前記クロス部材のうちの少なくとも１つに、前記ガセットのうちの少なくとも１つに、又は、両方に、１つ又は複数の支持ロッドを介して、固着されている、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項１２】
微粒子を冷却するためのシステムであって、前記システムは、
２つ以上の相互接続された熱交換器を含み、それぞれの熱交換器が、
微粒子を受け入れるように適合された第１の端部、及び、前記微粒子を分配するように適合された第２の端部を有する円筒形状のハウジングと、
前記円筒形状のハウジングの側壁部を通して少なくとも部分的に配設された入口部及び出口部であって、前記入口部が、冷却剤を受け入れるように適合されている、入口部及び出口部と、
前記入口部に流体連通して配設された入口パイプと、
前記出口部に流体連通して配設された出口パイプと、
前記ハウジング内に少なくとも部分的に配設されており、前記入口パイプに流体連通する入口マニホールドと、
前記ハウジング内に少なくとも部分的に配設されており、前記出口パイプに流体連通する出口マニホールドと、
前記ハウジング内に少なくとも部分的に配設されており、前記入口マニホールド及び前記出口マニホールドに流体連通する１つ又は複数のコイルであって、前記１つ又は複数のコイルが、複数の管状体を含み、前記複数の管状体が、前記ハウジングの長手方向軸線に対して、軸線方向に配向されており、その１つ又は複数の端部に配設されたリターン・ベンドによって接続されている、１つ又は複数のコイルと、
前記ハウジング内に少なくとも部分的に配設されており、前記側壁部の内側表面に、前記１つ又は複数のコイルのうちの少なくとも１つに固着されている第１の支持部と
を含み、前記第１の支持部が、
複数の半径方向に配設されたガセットによって接続された複数の同心円筒によって形成された格子であって、２つ以上の格子クリップが、前記格子の最も外側の円筒に取り付けられており、前記ハウジングの前記側壁部の前記内側表面に固着された、２つ以上のハウジングクリップの上に配設されている、格子と、
前記格子に固着された第１の端部、及び、前記リターン・ベンドのうちの少なくとも１つに固着された第２の端部を、それぞれ有する複数の支持ロッドと、
前記側壁部の前記内側表面の上の異なる点に配設された第１の端部及び第２の端部を有する、１つ又は複数のビームであって、前記格子が、少なくとも１つのビームの上に配設されている、１つ又は複数のビームと
を含む、システム。
【請求項１３】
微粒子を受け入れるように適合された第１の端部を含む入口ポートであって、前記２つ以上の熱交換器のうちの少なくとも１つが、前記入口ポートの第２の端部に配設されている、入口ポートと、
前記２つ以上の熱交換器のうちの少なくとも１つの第２の端部に配設された第１の端部を含む第１の直径レデューサーと、
前記第１の直径レデューサーの第２の端部に配設された第１の端部を含む第２の直径レデューサーと
をさらに含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
それぞれの熱交換器が、第２の支持部をさらに含み、前記第１の支持部が、前記入口部及び前記出口部に近接して、前記ハウジング内に少なくとも部分的に配設されており、前記第２の支持部が、前記ハウジングの前記第１の端部に近接して、前記ハウジング内に少なくとも部分的に配設されており、前記１つ又は複数のコイルのうちの少なくとも１つに固着されている、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記２つ以上の熱交換器が、異なる熱交換器の別の端部に結合された少なくとも１つの端部をそれぞれ有する、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第１の直径レデューサーが、複数のエアレーション・ノズルをさらに含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１７】
微粒子を冷却するための方法であって、前記方法は、
熱交換器の第１の端部に微粒子を導入するステップであって、前記熱交換器が、
ハウジングの１つ又は複数の側壁部を通って配設された入口部及び出口部と、
前記ハウジング内に少なくとも部分的に配設されており、前記入口部及び前記出口部に流体連通する１つ又は複数のコイルであって、前記１つ又は複数のコイルは、複数の管状体を含み、前記複数の管状体は、その１つ又は複数の端部に配設されたリターン・ベンドによって接続されている、コイルと、
前記ハウジング内に少なくとも部分的に配設されており、その１つ又は複数の側壁部の１つ又は複数の内側表面に固着された支持格子と
を含み、前記支持格子が、
複数の半径方向に配設されたガセットによって一緒に接続された一連の同心円筒から形成された複数のクロス部材であって、最も外側の同心円筒が、前記１つ又は複数の側壁部の前記１つ又は複数の内側表面に近接して配設されており、前記１つ又は複数のコイルのうちの少なくとも１つが、前記クロス部材のうちの少なくとも１つに、前記ガセットのうちの少なくとも１つに、又は、両方に、固着されている、複数のクロス部材と、
前記１つ又は複数の側壁部の前記１つ又は複数の内側表面の上の異なる点に留められた第１の端部及び第２の端部を有する１つ又は複数のビームであって、前記クロス部材が、前記１つ又は複数のビームのうちの少なくとも１つの上に配設されている、１つ又は複数のビームと
を含む、ステップと、
前記入口部を通して前記コイルに冷却剤を導入するステップと、
前記熱交換器を通して前記微粒子を流すステップと、
前記出口部から冷却剤を回収するステップと、
冷却された微粒子を、前記熱交換器の第２の端部で生成するステップと
を含む、方法。
【請求項１８】
前記方法が、ガス化装置の中で微粒子を生成するステップと、前記ガス化装置から前記熱交換器の前記第１の端部へ前記微粒子を導入するステップとをさらに含み、前記微粒子が、細粉灰、粗粉灰、又は、それらの組み合わせを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記熱交換器の前記第２の端部から、第１の直径レデューサーの第１の端部の中へ、前記冷却された微粒子を導入するステップと、
前記第１の直径レデューサーの側壁部の中に配設された１つ又は複数のエアレーション・ノズルを通して、１つ又は複数の流体を導入することによって、前記熱交換器及び前記第１の直径レデューサーを通して、微粒子の流れを導入するステップであって、前記第１の直径レデューサーの前記第１の端部が、前記第１の直径レデューサーの第２の端部よりも大きい直径を有する、ステップと
をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の直径レデューサーから第２の直径レデューサーの第１の端部へ微粒子を導入するステップと、
前記第２の直径レデューサーの第２の端部に配設された１つ又は複数のドレンノズルによって、前記第２の直径レデューサーの側壁部から凝縮物を除去するステップと、
前記第２の直径レデューサーから前記冷却された微粒子を除去するステップと
をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１１年２月２１日に出願された米国特許出願第１３／０３１４８４号の優先権を主張し、それは、参照により本明細書に組み込まれている。
【０００２】
本明細書で説明されている実施例は、概して、炭化水素処理に関する。より詳細には、そのような実施例は、ガス化プロセスからの微粒子を冷却することに関する。
【背景技術】
【０００３】
ガス化装置から出る生の（ｒａｗ）合成ガスは、さらなる処理の前に除去されることを必要とする粗粉灰、細粉灰、及び／又はスラグなどのような微粒子を含む可能性がある。微粒子の大部分は、フィルター及び／又はサイクロンなどのような微粒子除去システムを使用して除去されることが可能である。除去された微粒子は、典型的に、ガス化装置に再循環させられるか、又は、副産物としてシステムからパージされ、且つ、微粒子除去システムから出る合成ガスは、さらにプロセス処理され、且つ／又は浄化される。しかし、除去された微粒子は、典型的に、再循環させられる前に、又は、システムからパージされる前に、冷却を必要とする。
【０００４】
除去された微粒子を冷却する１つの方法は、高温の微粒子を水の容器の中へ落下させることであり、次いで、冷却された微粒子が、「汚れた」水から分離される。この方法は、あまり効率的ではなく、低い圧力でしか機能しない。別の方法は、その中に配設された冷却コイルを有する、水平方向に配向された大きい流動床に、高温の微粒子を給送することである。しかし、大きい流動床は、容易に膨張又は収縮されず、システムの典型的な冷却要件を満たさない。また、微粒子が流動床を通って流れることを維持するために、高いエネルギー入力を必要とする可能性がある。そして、流動床の一部分が故障した場合、ガス化プロセス全体が、流動床冷却器が修理され得るまで、速度を落とし、又は休止させられなければならない。
【０００５】
したがって、ガス化プロセスからの微粒子を冷却するための新しい装置及び方法に対する要求が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第７，７２２，６９０号明細書
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】説明されている１つ又は複数の実施例による、例示のための熱交換器の断面図である。
【図２】線２−２に沿った、図１に示されている熱交換器の断面図である。
【図３】線３−３に沿った、図１に示されている熱交換器の別の断面図である。
【図４】説明されている１つ又は複数の実施例による、例示のための熱交換システムの側面図である。
【図５】説明されている１つ又は複数の実施例による、図４に示されている熱交換システムを組み込んだ、例示のためのガス化システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
微粒子を冷却するための方法、システム、及び装置が提供される。装置は、円筒形状のハウジング内に少なくとも部分的に配設された１つ又は複数のコイルを含むことが可能である。１つ又は複数のコイルは、複数の管状体を含み、複数の管状体は、その１つ又は複数の端部に配設されたリターン・ベンドによって接続されている。装置は、ハウジング内に少なくとも部分的に配設されており、その１つ又は複数の側壁部の１つ又は複数の内側表面に固着された支持格子をさらに含むことが可能である。支持格子は、複数の半径方向に配設されたガセットによって一緒に接続された一連の同心円筒から形成された複数のクロス部材を含むことが可能である。最も外側の同心円筒が、１つ又は複数の側壁部の１つ又は複数の内側表面に近接して配設されることが可能であり、１つ又は複数のコイルのうちの少なくとも１つが、クロス部材のうちの少なくとも１つに、ガセットのうちの少なくとも１つに、又は、両方に、固着されることが可能である。また、支持格子は、１つ又は複数の側壁部の１つ又は複数の内側表面の上の異なる点に留められた第１の端部及び第２の端部を有する１つ又は複数のビームも含むことが可能である。クロス部材が、１つ又は複数のビームのうちの少なくとも１つの上に配設されることが可能である。
【０００９】
図１は、１つ又は複数の実施例による、例示のための熱交換器１００の断面図を示している。熱交換器１００は、ハウジング１１０と、１つ又は複数の入口マニホールド１２５と、１つ又は複数の出口マニホールド１３５と、１つ又は複数の熱交換部材又はコイル１５０と、１つ又は複数の支持部（１７０、１７５、１７６の３つが示されている）とを含むことが可能である。ハウジング１１０は、ハウジング１１０の１つ若しくは複数の側壁部（１１１の１つが示されている）の中に、又は、その上に配設された、入口部１２０及び出口部１３０を有することが可能である。入口部１２０は、冷却剤供給部（図示せず）に接続され、それを通して冷却剤を受け入れるように適合されることが可能である。例えば、冷水は、冷水供給源、別の熱交換器、又は、それらの組み合わせから、入口部１２０に供給されることが可能である。適切な冷却剤は、それに限定されないが、水、空気、液体炭化水素、ガス状炭化水素、又は、それらの任意の組み合わせを含むことが可能である。加熱された冷却剤は、出口部１３０を介して回収されることが可能である。例えば、加熱された水は、出口部１３０を通って、１つ又は複数の蒸気ドラム、節炭器などへ流れることが可能である。冷却剤は、熱交換器１００が冷却器として機能しているとき、冷却媒体であることが可能であり、熱交換器１００が加熱器として機能しているとき、加熱媒体であることが可能である。
【００１０】
ハウジング１１０は、それに限定されないが、立方体、長方形の箱、円筒、三角柱、双曲面構造体、若しくは、いくつかの他の形状、又は、それらの組み合わせを含む、複数の形状を有することが可能である。示されているように、ハウジング１１０は、円筒形状であることが可能である。
【００１１】
ハウジング１１０は、第１の又は「上側の」端部又は開口部１０２、及び、第２の又は「下側の」端部又は開口部１０１を有することが可能である。第１の端部１０２は、例えば灰などの微粒子を受け入れるように適合されることが可能であり、第２の端部１０１は、第１の端部１０２において受け入れられた微粒子をそこから分配又は運搬するように適合されることが可能である。ハウジング１１０の第２の端部１０１及び第１の端部１０２は、均一であり、且つ／又は補完的（ｃｏｍｐｌｉｍｅｎｔａｒｙ）であり、別の熱交換器（図示せず）、別のデバイス（例えば、入口弁若しくはポート）、又は、システム（例えば、反応器若しくは処理ユニット）の別の部分、或いは、それらの任意の組み合わせに、熱交換器１００が接続されることを容易にすることが可能である。第２の端部１０１は、第１の端部１０２と同一又は類似の断面形状及びサイズを有することが可能である。例えば、第２の端部１０１及び第１の端部１０２は、両方とも、同一の直径又は実質的に同一の直径の円形の断面を有することが可能である。別の実例では、第２の端部１０１及び第１の端部１０２は、両方とも、それに限定されないが、長方形、三角形、正方形、五角形、六角形、星形形状などを含む、調和する多角形形状を有することが可能である。本明細書で使用されているように、用語の「上」及び「下」、「上向き」及び「下向き」、「上側」及び「下側」、「上向きに」及び「下向きに」、「上方に」及び「下方に」、並びに、他の同様の用語は、互いの相対的な位置を参照しており、それを使用する装置及び方法が、水平、垂直、又は、それらの間の任意の角度であろうとなかろうと、様々な角度又は配向において、等しく効果的であることが可能であるので、特別の空間的な配向を表すことが意図されてはいない。
【００１２】
ハウジング１１０は、それぞれ、第１及び第２の端部１０２、１０１において、１つ又は複数のフランジ（１１５、１１６の２つが示されている）を含むことが可能である。フランジ１１５、１１６は、別のシステム（例えば、ガス化装置若しくは反応器）、別のデバイス（例えば、入口弁若しくはポート）、別の熱交換器、又は、それらの任意の組み合わせへ、熱交換器１００が接続されることを容易にすることが可能である。例えば、１つ又は複数の留め具（図示せず）が、フランジ１１５、１１６の上に、及び／又は、フランジ１１５、１１６を通して、別の物体へのさらなる接続のために配設されることが可能である。適切な留め具は、それに限定されないが、ボルト、ラッチ、スクリュー、リベット、ピン、ねじ山（ｔｈｒｅａｄｓ）、溶接、又は、それらの任意の組み合わせを含むことが可能である。
【００１３】
入口マニホールド１２５は、ハウジング１１０内に少なくとも部分的に配設されることが可能であり、入口部１２０に流体連通していることが可能である。例えば、入口マニホールド１２５は、入口チューブ又は入口パイプ１２３を介して、入口部１２０に結合されているか、又は流体連通していることが可能である。また、出口マニホールド１３５も、ハウジング１１０内に少なくとも部分的に配設されることが可能であり、出口部１３０に流体連通していることが可能である。例えば、出口マニホールド１３５は、出口チューブ又は出口パイプ１３３を介して、出口部に結合されることが可能である。入口チューブ１２３及び出口チューブ１３３は、示されているように、湾曲していることが可能であり、圧力及び／又は温度の変化に起因して膨張及び収縮を可能にする。代替的に、入口チューブ１２３及び出口チューブ１３３は、実質的に真っ直ぐであることが可能である（図示せず）。入口マニホールド１２５及び出口マニホールド１３５は、示されているように、ハウジング１１０の中心部、若しくは、ハウジング１１０の中心長手方向軸線に向かって配設されることが可能であり、又は、ハウジングの側壁部１１１のより近くに配設されることが可能である。
【００１４】
コイル１５０は、ハウジング１１０内に少なくとも部分的に配設されることが可能であり、入口及び出口マニホールド１２５、１３５に流体連通していることが可能である。コイル１５０は、入口及び／又は出口マニホールド１２５、１３５の周囲又は周りに少なくとも部分的に配設されることが可能である。例えば、コイル１５０は、入口及び出口マニホールド１２５、１３５と側壁部１１１との間に、及び／又は、入口及び出口マニホールド１２５、１３５の両側に配設されることが可能である。
【００１５】
コイル１５０は、１つ又は複数の管状体１５５を含むことが可能である。例えば、それぞれのコイル１５０は、複数の管状体１５５を有することが可能であり、複数の管状体１５５は、その第１の若しくは「上側の」端部、及び／又は、第２の若しくは「下側の」端部において、リターン・ベンド１５６によって接続されている。管状体１５５は、ハウジング１１０の長手方向軸線に対して、軸線方向に配向されていることが可能であり、且つ／又は、実質的に真っ直ぐであることが可能である。管状体１５５の実質的に真っ直ぐな長さは、コイル１５０の中の振動を低減若しくは回避するように、及び／又は、コイル１５０のメンテナンスを容易にするように、最適化されることが可能である。例えば、管状体１５５の真っ直ぐな長さは、最低値の約１メートルから最高値の約３メートルの範囲にあることが可能である。リターン・ベンド１５６は、「Ｕ字」形状であることが可能であり、２つの隣接する管状体１５５の間で冷却剤の流れを方向付けることが可能である。
【００１６】
コイル１５０の管状体１５５は、互いから離して間隔を空けられ、その間の微粒子のブリッジング（ｂｒｉｄｇｉｎｇ）を低減又は防止することが可能である。例えば、管状体１５５同士は、約５０ｍｍ、約７０ｍｍ、約１００ｍｍ、約１２０ｍｍ、約１４０ｍｍ、若しくは、約１６０ｍｍ、又はそれ以上離して間隔を空けられ、その間の微粒子のブリッジングを低減又は防止することが可能である。管状体１５５同士の間の特別の距離は、少なくとも部分的に、熱交換器１００を通して運搬されることが可能な、又は、運搬されることが予期される微粒子の特別のサイズに基づくことが可能である。
【００１７】
第１の若しくは「下側の」支持部１７０、及び／又は、第２の若しくは「上側の」支持部１７５は、ハウジング１１０内に少なくとも部分的に配設されることが可能である。第１の支持部１７０及び／又は第２の支持部１７５は、ハウジング１１０の側壁部１１１に固定されるか、取り付けられるか、接続されるか、固着されるか、又は、その他の方法で配設されることが可能であり、且つ、コイル１５０のうちの少なくとも１つに接続されるか、又は、その他の方法で配設されることが可能である。例えば、第１の支持部１７０、及び／又は、第２の支持部１７５は、側壁部１１１に、及び／又は、コイル１５０のうちの少なくとも１つに、取り外し可能に配設されるか、又は、恒久的に配設されることが可能である。第１の支持部１７０、及び／又は、第２の支持部１７５は、支持格子を形成又は提供することが可能な、１つ若しくは複数のガセット１７１、及び／又は、１つ若しくは複数のクロス部材１７２をそれぞれ含むことが可能である。第１の支持部１７０、及び／又は、第２の支持部１７５は、支持ピン若しくはロッド１７３を含むことが可能であり、支持ピン又はロッド１７３は、リターン・ベンド１５６又は管状体１５５のうちの１つ又は複数を、ガセット１７１のうちの少なくとも１つに、及び／又は、クロス部材１７２のうちの少なくとも１つに、結合又は接続することが可能である。例えば、それぞれのリターン・ベンド１５６は、その上に配設されるか、又は、その他の方法でそれに固着されている１つ又は複数の支持ロッド１７３を含むことが可能であり、且つ、それぞれの支持ロッド１７３は、支持部１７０、１７５のガセット１７１のうちの１つ、若しくは、クロス部材１７２のうちの１つのいずれか、又は、両方の上に配設されるか、或いは、その他の方法で固着されることが可能である。支持ロッド１７３は、ガセット１７１及び／又はクロス部材１７２に溶接された一方の端部を有することが可能であり、且つ、支持部を提供するために、コイル１５０の中のリターン・ベンド１５６のうちの１つに溶接された反対側の端部を有することが可能である。
【００１８】
入口及び出口マニホールド１２５、１３５は、第１の支持部１７０、及び／又は、第２の支持部１７５の中心部に近接して、又は隣接して配設されることが可能である。例えば、入口及び出口マニホールド１２５、１３５は、第１の支持部１７０の中心部分に、第２の支持部１７５の中心部分に、又は両方に固着されることが可能である。入口マニホールド１２５及び／又は出口マニホールド１３５は、任意の適切な留め具又は留め具の組み合わせを使用して、第１の支持部１７０に、第２の支持部１７５に、又は両方に固着されることが可能である。例えば、入口及び出口マニホールド１２５、１３５は、溶接／ボルト留めの組み合わせの取り付け具（ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ  ｗｅｌｄｅｄ／ｂｏｌｔｅｄ  ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）によって、第１の支持部１７０に、第２の支持部１７５に、又は両方に固着されることが可能であり、それは、入口及び出口マニホールド１２５、１３５の間の膨張差を可能にする。示されているように、入口及び出口マニホールド１２５、１３５は、第１の支持部１７０の格子を通して配設されることが可能である。また、入口及び出口マニホールド１２５、１３５は、第２の支持部１７５を通して配設されるか、又は、第２の支持部１７５の上に配設されることも可能である。
【００１９】
ガセット１７１及び／又はクロス部材１７２のうちの少なくとも１つが、ハウジング１１０の側壁部１１１の内側側面又は表面１１２に近接して、又は隣接して配設されることが可能である。例えば、示されているように、少なくとも２つのガセット１７１が、側壁部１１１の上に配設されている１つ又は複数の格子クリップ１７４に接続されるか、又は取り付けられることが可能である。別の実例では、ガセット１７１及び／又はクロス部材１７２は、１つ又は複数の留め具（図示せず）によって、格子クリップ１７４に取り外し可能に留められることが可能である。適切な留め具は、それに限定されないが、ボルト、フック、ラッチ、スクリュー、リベット、ピン、ねじ山、又は、それらの任意の組み合わせを含むことが可能である。さらに別の実例では、ガセット１７１及び／又はクロス部材１７２のうちの少なくとも１つが、側壁部１１１の内側表面１１２に直接的に留められることが可能である。
【００２０】
第３の又は「ビーム」支持部１７６が、第１の支持部１７０に近接して配設されることが可能である。例えば、ビーム支持部１７６が、第１の支持部１７０の下方に配設され、第１の支持部１７０が、コイル１５０、並びに、入口及び出口マニホールド１２５、１３５の重量を受けることを助けるか、又は支援することが可能である。また、ビーム支持部１７６は、熱交換器１００の構造的完全性を改善することが可能である。また、ビーム支持部１７６は、抗力係数によって生じる力を低減させる、又は緩和することを助けることが可能である。ビーム支持部１７６は、１つ又は複数のビーム１７８を含むことが可能であり、１つ又は複数のビーム・クリップ１７７によって、ハウジングの側壁部１１１に留められることが可能である。それぞれのビーム１７８は、ハウジング１１０の側壁部１１１の内側表面１１２の上の異なる点に配設された第１の端部及び第２の端部を有することが可能である。ビーム・クリップ１７７は、側壁部１１１の内側表面１１２に、ビーム１７８のうちの少なくとも１つに配設される、及び／又は、留められることが可能である。例えば、ビーム・クリップ１７７は、側壁部１１１の内側表面１１２に溶接されることが可能である。ビーム１７８は、ビーム・クリップ１７７の上に配設されることが可能であり、且つ／又は、側壁部１１１の内側表面１１２の上に直接的に配設されることが可能である。例えば、それぞれのビーム１７８の少なくとも１つの端部が、対応するビーム・クリップ１７７に取り外し可能に留められることが可能である。適切な留め具は、それに限定されないが、ボルト、フック、ラッチ、スクリュー、リベット、ピン、ねじ山、又は、それらの組み合わせを含むことが可能である。支持部１７０、１７５、１７６、コイル１５０、並びに、入口及び出口マニホールド１２５、１３５の全て又は少なくとも一部分が、修理又は交換のために、ハウジング１１０から取り外しされることが可能である。
【００２１】
ハウジング１１０、及び、その中の１つ又は複数のパーツ又はコンポーネントのいずれもが、適切な金属、金属合金、複合材料、ポリマー材料などから作製されることが可能である。例えば、入口部１２０及び出口部１３０を含むハウジング１１０は、炭素鋼又は低クロム鋼から構成されることが可能であり、内部は、すなわち、コイル１５０、マニホールド１２５、１３５、並びに、入口及び出口パイプ１２３、１３３は、ステンレス鋼から構成されることが可能である。
【００２２】
運転中に、熱交換器１００は、第１の端部１０２を通して、微粒子、例えば灰を受け入れることが可能である。冷却剤、例えば水は、微粒子が第１の端部１０２に進入する前に、又は同時に、ハウジング１１０の側壁部１１１に配設されている入口部１２０に導入されることが可能である。示されてはいないが、外部容器が、入口部１２０に冷却剤を供給することが可能であり、且つ／又は、出口部１３０から外部配管を介して冷却剤を受け入れることが可能であり、外部配管は、入口部１２０及び／又は出口部１３０に流体連通している。冷却剤は、入口部１２０から、入口チューブ１２３を通って、入口マニホールド１２５へ通過することが可能である。入口マニホールド１２５は、コイル１５０の管状体１５５及びベンド１５６に冷却剤を分配することが可能である。次いで、冷却剤は、コイル１５０から出口マニホールド１３５へ流れ、出口チューブ１３３を通って流れ、ハウジング１１０の側壁部１１１に配設されている出口部１３０を通って流れ出ていくことが可能である。
【００２３】
微粒子は、第１の端部１０２から、コイル１５０の管状体１５５とベンド１５６との間を通過することが可能である。微粒子が熱交換器１００を通って流れるときに、熱が、冷却剤に直接的に伝達され、冷却された微粒子及び加熱された冷却剤を生成することが可能である。加熱された冷却剤は、熱交換器１００の出口部１３０から回収され、例えば蒸気ドラム及び／又は節炭器などの、システム又はプロセスの別の部分に給送されることが可能である。
【００２４】
冷却剤は、任意の所望の圧力で入口部１２０に導入されることが可能である。例えば、冷却剤は、熱交換器１００の中の圧力に調和する圧力で、入口部１２０に進入することが可能である。これは、冷却剤を所望の速度に維持することを助け、且つ／又は、コイル１５０、入口若しくは出口マニホールド１２５、１３５、及び／又は、入口若しくは出口チューブ１２３、１３３を通って流れる冷却剤の沸騰を低減させることを助けることが可能である。例えば、冷却剤がコイル１５０内で気化しないような十分な量の冷却剤が、入口部１２０の中へ流れることが可能である。別の実例では、入口部１２０の中へ流れる冷却剤の約３０％未満、約２０％未満、約１０％未満、約５％未満、約２％未満、又は約１％未満が、気化されることが可能である。冷却剤は、最低値の約１０１ｋＰａ、約１５０ｋＰａ、約３５０ｋＰａ、又は約７００ｋＰａから、最高値の約３，５００ｋＰａ、約６，９００ｋＰａ、約１３，８００ｋＰａ、又は約２０，０００ｋＰａの範囲にある圧力で、入口部１２０に進入することが可能である。冷却剤は、最低値の約１５℃、約３０℃、約６０℃、約９０℃から、最高値の約１７５℃、約２５０℃、約３００℃、又は約３５０℃の範囲にある温度で、入口部１２０に進入することが可能である。別の実例では、冷却剤は、約３８℃から約３３５℃の温度で、約４５℃から約２７５℃の温度で、又は、約７５℃から約２００℃の温度で、入口部１２０に進入することが可能である。圧力範囲及び温度範囲が示されているが、冷却の圧力及び温度は、熱交換器１００を通って進行する微粒子の圧力及び温度に応じて、幅広く変化することが可能である。出口部１３０から回収される冷却剤は、入口部１２０を通って進入する冷却剤の温度と比較して、上昇した温度を有することが可能である。例えば、出口部１３０から回収される冷却剤は、入口部１２０を通って進入する冷却剤の温度よりも、最低値の約０．５℃、約１℃、約５℃、又は約１０℃から、最高値の約５０℃、約１００℃、約１５０℃、又は約２００℃の範囲にある温度だけ高い温度を有することが可能である。
【００２５】
例示のための微粒子は、それに限定されないが、粗粉灰粒子、細粉灰粒子、砂、セラミック粒子、触媒粒子、飛散灰、スラグ、又は、それらの任意の組み合わせを含むことが可能である。そのように、微粒子は、任意の数の炭化水素プロセスから、生成される、使用される、又は、その他の方法で回収されることが可能である。例えば、微粒子は、ガス化プロセス、流動接触分解装置などのように接触分解プロセスなどから、生成される、使用される、又は、その他の方法で回収されることが可能である。適切なガス化プロセスは、１つ又は複数のガス化装置を含むことが可能である。１つ又は複数のガス化装置は、例えば、固定床ガス化装置、噴流床ガス化装置、及び流動床ガス化装置などの、任意のタイプのガス化装置であるか、又は、それを含むことが可能である。少なくとも１つの実例では、ガス化装置は、流動床ガス化装置であることが可能である。
【００２６】
本明細書で使用されているように、用語「細粉灰」及び「細粉灰粒子」は、交換可能に使用されており、ガス化装置内で生成され、最低値の約３５マイクロメートル（μｍ）、約４５μｍ、約５０μｍ、約７５μｍ、又は約１００μｍから、最高値の約４５０μｍ、約５００μｍ、約５５０μｍ、約６００μｍ、又は約６４０μｍの範囲にある平均粒子サイズを有する微粒子を参照している。例えば、粗粉灰微粒子は、約５０μｍから約３５０μｍの、約６５μｍから約２５０μｍの、約４０μｍから約２００μｍの、又は、約８５μｍから約１３０μｍの平均粒子サイズを有することが可能である。本明細書で使用されているように、用語「細粉灰」及び「細粉灰粒子」は、交換可能に使用されており、ガス化装置内で生成され、最低値の約２μｍ、約５μｍ、又は約１０μｍから、最高値の約７５μｍ、約８５μｍ、又は約９５μｍの範囲にある平均粒子サイズを有する微粒子を参照している。例えば、細粉灰微粒子は、約５μｍから約３０μｍの、約７μｍから約２５μｍの、又は約１０μｍから約２０μｍの平均粒子サイズを有することが可能である。
【００２７】
図２は、線２−２に沿って、図１に示されている熱交換器１００の断面図を示している。冷却器１１０のハウジング１１０は、それに限定されないが、長方形形状、三角形形状、正方形形状、五角形形状、六角形形状、星形形状などを含む、多角形形状を有することが可能である。例えば、ハウジング１１０は、示されているように、円形の断面を有することが可能である。ハウジング１１０は、第２の端部１０１及び第１の端部１０２と同じ形状、又は、異なる形状を有することが可能である。例えば、ハウジング１１０の中間部分は、円形の断面を有することが可能であり、第１及び第２の端部１０２、１０１は、フランジ１１５、１１６に沿って、正方形断面を有することが可能である。
【００２８】
第１及び第２の支持部１７０、１７５は、様々な形状及びサイズを有することが可能である。例えば、ハウジング１１０が、示されているように、円筒形状であるとき、支持部１７０、１７５のクロス部材１７２は、複数のガセット１７１によって接続された、一連の同心円筒を含むことが可能である。示されてはいないが、クロス部材１７２は、真っ直ぐであることも可能である。格子クリップ１７４は、側壁部１１１の周囲の様々な場所に配設されることが可能であり、ハウジング１１０の側壁部１１１に最も近いガセット１７１は、１つ又は複数の格子クリップ１７４にそれぞれ接続されることが可能である。例えば、格子クリップ１７４は、側壁部１１１の内側表面１１２に配設されるか、又は、その他の方法で固着されることが可能である。示されてはいないが、クロス部材１７２のうちの１つ又は複数は、直接的に、側壁部１１１の内側表面１１２に配設される、且つ／又は固着されることが可能である。例えば、最も外側の円筒形状のクロス部材１７２は、留め具（例えば、溶接若しくはボルト）によって直接的に、又は、格子クリップ１７４のうちの少なくとも１つを介してのいずれかによって、側壁部１１１の内側表面１１２に固着されることが可能である。別の実例では、真っ直ぐであるクロス部材１７２（図示せず）のうちの１つ又は複数の端部が、（例えば、溶接若しくはボルト）によって直接的に、又は、格子クリップ１７４のうちの少なくとも１つを介してのいずれかによって、側壁部１１１の内側表面１１２に固着されることが可能である。
【００２９】
入口及び出口マニホールド１２５、１３５は、１つ又は複数のプレート又はガセット１７９によって、第１の支持部１７０及び／又は第２の支持部１７５に固着されることが可能である。プレート１７９は、ガセット１７１、及び／又は、第１若しくは第２の支持部１７０、１７５のクロス部材１７２のうちの１つ若しくは複数に溶接されるか、ボルト留めされることが可能である。また、プレート１７９は、入口及び出口マニホールド１２５、１３５の間に直接的に配設されることが可能であり、入口マニホールド１２５を出口マニホールド１３５に固着することが可能である。入口及び出口マニホールド１２５、１３５を接続するプレート１７９は、マニホールド１２５、１３５の間の膨張差を可能にするように、入口及び出口マニホールド１２５、１３５に結合されることが可能である。
【００３０】
コイル１５０は、複数のコイルを含むことが可能である。例えば、コイル１５０は、入口及び出口マニホールド１２５、１３５にそれぞれ独立して流体連通する、内側コイル又は「内側部分」及び外側コイル又は「外側部分」を有するか、又は含むことが可能である。内側部分及び外側部分は、入口マニホールド１２５に結合されるか、又は流体連通している入口パイプと、出口マニホールド１３５に結合されるか、又は流体連通している出口パイプとをそれぞれ有し、内側及び外側部分と入口及び出口マニホールド１２５、１３５との間の流体連通を提供する。別の実例では、コイル１５０は、連結された管状体１５５及びベンド１５６の複数の別個の部分を含むことが可能である。円筒形状のハウジング１１０に関して、コイル１５０の外側部分が、コイル１５０の内側部分の周りに同心状に配設されることが可能であり、コイル１５０の内側部分が、入口及び出口マニホールド１２５、１３５の周りに同心状に配設されることが可能である。単一の大型コイルの中よりも冷却剤が進行する距離が短いので、コイル１５０の多数の部分が、急速に冷却されることが可能である。また、多数の部分は、コイル１５０の中の特定のゾーンの冷却を維持することを助けることが可能である。例えば、内側及び外側部分を有するコイル１５０によって、入口マニホールド１２５を通って進行する冷却剤は、内側部分とは異なる速度で、外側部分に給送されることが可能であり、コイル１５０にわたって等しい冷却温度を維持することを助けるか、コイル１５０の外側部分をより急速に冷却するか、又は、コイル１５０の内側部分をより急速に冷却することが可能である。
【００３１】
円筒形状のハウジング１１０に関して、コイル１５０は、同心円筒又はリングの中に配置された複数の管状体コイルから作製されることが可能である。それぞれの管状コイルは、複数の垂直方向の管状体１５５及びベンド１５６を有することが可能である。例えば、管状体コイルの第１のリングは、約２５ｃｍから約３５ｃｍの第１の直径、及び、約４本から約１０本の管状体１５５を有することが可能である。管状体コイルの第２のリングは、約４０ｃｍから約５０ｃｍの第２の直径、及び、約１４本から約２４本の管状体１５５を有することが可能である。管状体コイルの第３のリングは、約５５ｃｍから約６５ｃｍの第３の直径を有することが可能であり、且つ、約２０本から約２６本の管状体１５５を有することが可能である。管状体コイルの第４のリングは、約７０ｃｍから約８０ｃｍの第４の直径、及び、約２７本から約３３本の管状体１５５を有することが可能である。管状体コイルの第５のリングは、約８５ｃｍから約９５ｃｍの第５の直径を有することが可能であり、且つ、約３２本から約４０本の管状体１５５を有することが可能である。管状体コイルの第６のリングは、約１００ｃｍから約１１０ｃｍの第６の直径を有することが可能であり、且つ、約３８本から約４８本の管状体１５５を有することが可能である。
【００３２】
円筒形状のハウジング１１０に関して、コイル１５０の内側部分は、それに限定されないが、管状体コイルの１つ、２つ、３つ、４つ、又はそれ以上のリングを含むことが可能であり、外側熱交換器は、それに限定されないが、管状体コイルの１つ、２つ、３つ、４つ、又はそれ以上のリングを含むことが可能である。管状体コイルの数は、ハウジング１１０の形状及びサイズ、特に、直径に依存することが可能である。例えば、コイル１５０の内側部分が、管状体コイルの第１から第４までのリングを含むことが可能であり、コイル１５０の外側部分が、管状体コイルの第５及び第６のリングを含むことが可能である。別の実例では、コイル１５０の内側部分が、管状体コイルの第１から第３までのリングを含むことが可能であり、コイル１５０の外側部分が、管状体コイルの第４から第６までのリングを含むことが可能である。
【００３３】
図３は、線３−３に沿って、図１に示されている熱交換器１００の断面図を示している。示されているように、ハウジング１１０は、その上に配設されている、又は、その他の方法でそれに固着されている１つ又は複数のエアレーション・ノズル（３４１、３４２の２つが示されている）をさらに含むことが可能である。エアレーション・ノズル３４１、３４２は、１つ又は複数のエアレーション・チューブ（３４４、３４３の２つが示されている）に流体連通していることが可能である。エアレーション・ノズル３４１、３４２は、起動の又は「フラッフ（ｆｌｕｆｆ）」空気を提供し、熱交換器１００の中を流れる空気又は流体を得ることが可能である。１つ又は複数のエアレーション・チューブ３４３、３４４は、ハウジング１１０の中へ延在し、微粒子冷却器１００に追加された空気の場所を制御することが可能である。１つ又は複数のエアレーション・チューブ３４３、３４４は、ビーム支持部１７６のビーム１７８同士の間に配設されることが可能である。
【００３４】
エアレーション・ノズル３４１、３４２は、例えば、「フラッフ」空気、及び／又は、窒素などのような他のガスなど、１つ又は複数の流体をハウジング１１０の内側に供給し、熱交換器１００を通して流れる空気及び／又は他のガスを得ることが可能である。とりわけ、起動中に、ガスが、エアレーション・ノズル３４１、３４２に供給又は導入され、熱交換器１００を通るガス流を作り出し、それによって、コイル１５０のベンド１５６及び／又は管状体１５５の中のギャップを通して微粒子を引き出すことが可能である。
【００３５】
異なる長さの１つ又は複数のビーム１７８を有する１つ又は複数のビーム支持部１７６が、ハウジング１１０内に配設されることが可能である。（１つ又は複数の）ビーム１７８は、互いに平行に配置され、例えば、エアレーション・ノズル３４３、３４４、入口チューブ１２３、及び／又は、出口チューブ１３３など、アッセンブリの他のパーツを許容することが可能である。上記に議論及び説明されたように、それぞれのビーム支持部１７６は、１つ若しくは複数のビーム１７８、及び／又は、１つ若しくは複数のビーム・クリップ１７７を含むことが可能である。（１つ若しくは複数の）ビーム１７８は、ハウジング１１０の側壁部１１１に直接的に固着されることが可能であり、且つ／又は、（１つ若しくは複数の）ビーム・クリップ１７７を介して側壁部１１１に結合されることが可能である。例えば、（１つ若しくは複数の）ビーム１７８の一方の又は両方の端部は、恒久的に又は取り外し可能に側壁部１１１に直接的に固着されることが可能である。別の実例では、（１つ若しくは複数の）ビーム１７８の一方の又は両方の端部は、（１つ若しくは複数の）ビーム・クリップ１７７を介して側壁部１１１に結合されることが可能である。
【００３６】
図４は、１つ又は複数の実施例による例示のための熱交換システム４００の側面図を示している。熱交換システム４００は、１つ若しくは複数の微粒子入口ポート、重力落下部（ｇｒａｖｉｔｙ  ｄｒｏｐｓ）、又は連結器２００、１つ若しくは複数の熱交換器（１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃの３つが示されている）、１つ若しくは複数の第１の直径レデューサー５００、及び、１つ若しくは複数の第２の直径レデューサー６００を含むことが可能である。
【００３７】
微粒子入口ポート２００は、第１の又は「上側の」端部２０２、及び、第２の又は「下側の」端部２０１有するハウジング２１０を有することが可能である。第１の又は「上側の」フランジ２１５は、第１の端部２０２に配設されることが可能であり、第２の又は「下側の」フランジ２１６は、第２の端部２０１に配設されることが可能である。
【００３８】
微粒子入口ポート２００は、熱交換システム４００全体のための支持部として使用されることが可能である。１つ又は複数のトラニオン２０５が、ハウジングに配設され、微粒子入口ポート２００を支持することが可能である。（１つ若しくは複数の）トラニオン２０５は、微粒子入口ポート２００を移動させ、及び交換するのに役立ち、且つ／又は、熱交換システム４００全体の移動に役立つことが可能である。（１つ又は複数の）トラニオン２０５は、微粒子入口ポート２００と熱交換システム４００の他のコンポーネントとのアライメントのためのガイド・トレインとしての役割を果たすことが可能である。（１つ若しくは複数の）トラニオン２０５は、熱交換システム４００のための支持構造体（図示せず）に配設されるか、又は固着されることが可能である。（１つ又は複数の）トラニオン２０５は、旋回トラニオンであることが可能である。
【００３９】
微粒子入口ポート２００は、例えばガス化システムなど、システム又はプロセスからの微粒子の放出を、少なくとも部分的に制御することが可能である。第１の端部２０２は、微粒子除去システム（図示せず）の出口部に配設されるか、又は固着されるように適合されることが可能であり、第２の端部２０１は、熱交換器１００のうちの１つ又は複数に配設されるように適合されることが可能である。微粒子入口ポート２００は、少なくとも部分的に、熱交換システム４００を通る微粒子のレベル及び流れを制御することが可能である。例えば、微粒子入口ポート２００は、熱交換システム４００の中への、及び／又は、熱交換システム４００を通る微粒子の流れを制御する１つ若しくは複数の弁、例えば、１つ若しくは複数のスライド弁、１つ若しくは複数の回転ディスク弁、又は、それらの任意の組み合わせを有することが可能である。別の実例では、微粒子入口ポート２００の中への、及び／又は、熱交換システム４００全体を通る微粒子の流れの速度は、熱交換システム４００の前及び／又は後の空気圧力差によって制御されることが可能であり、熱交換システム４００は、微粒子入口ポート２００の中へ微粒子を押し込むか、又は、熱交換システム４００を通して微粒子を引き出すことが可能である。示されてはいないが、微粒子入口ポート２００は、その中に又はその周りに配設されている１つ若しくは複数のセンサーを有する中空円筒であることが可能である。例えば、微粒子入口ポート２００は、微粒子入口ポート２００の中への微粒子の流量を測定するために、その中に配設された静電容量プローブ、及び／又は、その周りに配設された核センサー（ｎｕｃｌｅａｒ  ｓｅｎｓｏｒ）を有することが可能である。（１つ若しくは複数の）弁及び／又は差圧は、感知された微粒子の流量に基づいて調整され、熱交換システム４００の中への微粒子の流れを増加させるか、又は減少させることが可能である。別の実例では、システム又はプロセスからの微粒子は、それらを微粒子入口ポート２００へ導入する前に、１つ又は複数のガスによって流動化されることが可能である。微粒子入口ポート２００へ微粒子を導入する速度は、例えば、微粒子の流動化を増加させるか、減少させるか、又は、停止させることによって、制御されることが可能である。
【００４０】
複数の熱交換器１００が、微粒子入口ポート２００に結合されることが可能である。１つ又は複数の実施例では、複数の熱交換器１００は、同じであることが可能であり、互いに交換可能である。熱交換器１００は、直列に、及び／又は、並列に（図示せず）、結合されることが可能である。例えば、第１の熱交換器１００Ａ、第２の熱交換器１００Ｂ、及び、第３の熱交換器１００Ｃが、直列に連結されることが可能である。３つの熱交換器１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃが示されているが、任意の数の熱交換器１００が、一緒に連結され、又は相互接続されることが可能である。連結又は結合された熱交換器１００が、直列に連結されたときに、連続的な熱交換チューブ又は経路を形成させることが可能である。例えば、４つ又は５つの熱交換器１００が、微粒子入口ポート２００と直径レデューサー５００、６００との間で直列に連結されることが可能である。別の実例では、４つの熱交換器１００が、直列に連結されることが可能であり、第５の熱交換器１００が、予備品として保管されることが可能である。
【００４１】
上記に議論及び説明されているように、それぞれの熱交換器１００が、第２の端部１０１及び第１の端部１０２を有することが可能であり、第２のフランジ１１６が、第２の端部１０１に配設され、第１のフランジ１１５が、第１の端部１０２に配設されることが可能である。それぞれの熱交換器１００は、冷却剤を受け入れるための１つ又は複数の入口部１２０と、冷却剤を分与するために、ハウジング１１０の側壁部１１１の中に、又は、その上に配設されている１つ又は複数の出口部１３０とを有することが可能である。また、示されてはいないが、それぞれの熱交換器１００は、ハウジング１１０の側壁部１１１の中に、又は、その上に配設されている１つ又は複数のエアレーション・ノズルも有することが可能である。
【００４２】
１つ又は複数のトラニオン１０５が、ハウジング１１０の側壁部１１１の外側に配設されることが可能である。微粒子入口ポート２００の上の（１つ又は複数の）トラニオン２０５と同様に、（１つ又は複数の）トラニオン１０５は、熱交換器１００のための支持部を提供することが可能である。また、（１つ又は複数の）トラニオン１０５は、下方に及び／又は上方に、他の熱交換器１００を支持することも可能である。（１つ若しくは複数の）トラニオン１０５が、熱交換器１００と、微粒子入口ポート２００、他の熱交換器１００、直径レデューサー５００、６００、及び／又は、１つ若しくは複数の支持部材（図示せず）とのアライメントのためのガイド・トレイン若しくはガイド・レールとしての役割を果たすことが可能である。トラニオン１０５は、熱交換器１００が移動させられ、熱交換器１００と交換されることを可能にすることができる。例えば、動いている機器を（１つ又は複数の）トラニオン１０５のうちの１つ又は複数に接続することによって、故障している熱交換器１００が、少なくとも部分的に、機能的な予備品と交換されることが可能である。
【００４３】
第１の熱交換器１００Ａが、微粒子入口ポート２００に配設されるか、又は固着されることが可能である。例えば、第１の熱交換器１００Ａの第１の又は「上側の」端部１０２Ａが、微粒子入口ポート２００の第２の端部２０１に配設されるか、又は、その他の方法で固着されることが可能である。第１の端部１０２Ａの第１の又は「上側の」フランジ１１５Ａが、微粒子入口ポート２００の第２の又は「下側の」フランジ２１６に整合させられることが可能であり、２つのパーツを留めるのに役立つ。例えば、１つ又は複数の留め具が、第１のフランジ１１５Ａを第２のフランジ２１６に固着するために使用されることが可能である。適切な留め具は、それに限定されないが、ボルト、ラッチ、スクリュー、リベット、ピン、ねじ山、又は、それらの任意の組み合わせを含むことが可能である。フランジ１１５Ａ及び２１６が、同じ形状又は異なる形状であることが可能である。フランジ１１５Ａ及び２１６の形状は、それに限定されないが、円形の、正方形、長方形、三角形、五角形、六角形、他の正多角形形状、非正多角形形状、若しくは、任意の他の形状、又は、それらの組み合わせを含むことが可能である。
【００４４】
第２の熱交換器１００Ｂが、第１の熱交換器１００Ａに配設されるか、又は固着されることが可能である。例えば、第１の熱交換器１００Ａの第２の又は「下側の」端部１０１Ａが、第２の熱交換器１００Ｂの第１の又は「上側の」端部１０２Ｂに配設されるか、又は固着されることが可能である。第１の端部１０２Ｂの第１の又は「上側の」フランジ１１５Ｂが、第１の熱交換器１００Ａの第２の又は「下側の」フランジ１１６Ａに整合させられることが可能であり、２つのパーツを留めるのに役立つ。例えば、１つ又は複数の留め具が、第１のフランジ１１５Ｂを第２のフランジ１１６Ａに固着するために使用されることが可能である。フランジ１１５Ｂ及び１１６Ａが、同じに、又は、異なって、形状付けされることが可能である。フランジ１１５Ｂ及び１１６Ａの形状は、それに限定されないが、円形の、正方形、長方形、三角形、五角形、六角形、他の正多角形形状、非正多角形形状、若しくは、任意の他の形状、又は、それらの組み合わせを含むことが可能である。
【００４５】
第３の熱交換器１００Ｃが、第２の熱交換器１００Ｂに配設されるか、又は固着されることが可能である。例えば、第２の熱交換器１００Ｂの第２の又は「下側の」端部１０１Ｂが、第３の熱交換器１００Ｃの第１の又は「上側の」端部１０２Ｃに配設されるか、又は固着されることが可能である。第１の端部１０２Ｃの第１の又は「上側の」フランジ１１５Ｃが、第２の熱交換器１００Ｂの第２の又は「下側の」フランジ１１６Ｂに整合させられることが可能であり、２つのパーツを留めるのに役立つ。例えば、１つ又は複数の留め具が、第１のフランジ１１５Ｃを第２のフランジ１１６Ｂに固着するために使用されることが可能である。フランジ１１５Ｃ及び１１６Ｂが、同じに、又は、異なって、形状付けされることが可能である。フランジ１１５Ｃ及び１１６Ｂの形状は、それに限定されないが、円形の、正方形、長方形、三角形、五角形、六角形、他の正多角形形状、非正多角形形状、若しくは、任意の他の形状、又は、それらの組み合わせを含むことが可能である。
【００４６】
第１の直径レデューサー５００が、第３の熱交換器１００Ｃに配設されるか、又は固着されることが可能である。第１の直径レデューサー５００が、ハウジング５１０の第２の又は「下側の」端部５０１、及び、第１の又は「上側の」端部５０２を有することが可能である。第１の直径レデューサー５００の第１の端部５０２が、第３の熱交換器１００Ｃの第１の又は「下側の」端部１０１Ｃに配設されるか、又は固着されることが可能である。第１の直径レデューサー５００の第１及び第２の端部５０２、５０１は、それぞれ、第１の又は「上側の」フランジ５１５、及び、第２の又は「下側の」フランジ５１６を含むことが可能である。第１のフランジ５１５は、第３の熱交換器１００Ｃの第２の又は「下側の」フランジ１１６Ｃに整合させられることが可能であり、第３の熱交換器１００Ｃを第１の直径レデューサー５００に留めるのに役立つ。例えば、１つ又は複数の留め具が、第１の直径レデューサー５００の第１のフランジ５１５を第３の熱交換器１００Ｃの第２のフランジ１１６Ｃに固着するために使用されることが可能である。
【００４７】
第１の端部５０２における第１の直径レデューサー５００の直径は、第２の端部５０１の直径よりも約４倍から約５倍大きいことが可能である。例えば、第１の端部５０２の直径は、最低値の約１．２メートルから、最高値の約１．５メートルの範囲にあることが可能であり、第２の端部５０１は、約０．２メートルから約０．３メートルの範囲にある直径を有することが可能である。ハウジング５１０は、変化する直径に適応して形状付けされることが可能である。例えば、ハウジング５１０は、少なくとも部分的に、円錐形又はピラミッド形に形状付けされていることが可能である。
【００４８】
第１の直径レデューサー５００は、ハウジング５１０の側壁部に配設されている１つ又は複数のエアレーション・ノズル（５１３、５１４の２つが示されている）を含むことが可能である。エアレーション・ノズル５１３、５１４は、ハウジング及び／又は軸線方向に対して任意の角度に配設されることが可能であり、エアレーション・ノズルが、空気、粒子、及び／又は、流体を、第１の直径レデューサー５００の第２の端部５０１に向かって方向付けることが可能であるようになっている。例えば、エアレーション・ノズル５１３、５１４は、軸線方向に対して、最低値の約３０°、約４０°、又は５０°から、最高値の約７０°、約８０°、又は約９０°の角度に配設されることが可能である。別の実例では、エアレーション・ノズル５１３、５１４は、軸線方向から、約３５°から約８５°の角度で、又は、約４５°から約７５°の角度に配設されることが可能である。さらに別の実例では、エアレーション・ノズル５１３、５１４は、軸線方向から、約５５°、約６０°、又は約６５°の角度に配設されることが可能である。
【００４９】
示されてはいないが、第１の直径レデューサー５００は、ハウジング５１０の円周の周りに配設された複数のエアレーション・ノズルを有することが可能である。例えば、エアレーション・ノズル５１３の第１の又は「上側の」列、及び、エアレーション・ノズル５１４の第２の又は「下側の」列が、ハウジング５１０の中に配設されることが可能である。エアレーション・ノズル５１３の第１の列は、エアレーション・ノズル５１４の第２の列よりも、第１の直径レデューサー５００の第１の端部５０２に近いことが可能である。エアレーション・ノズルの第１及び第２の列の中のエアレーション・ノズル５１３、５１４は、ハウジング５１０の周りで、均等に、又は、不均等に間隔を空けられていることが可能である。エアレーション・ノズル５１３の第１の列が、エアレーション・ノズル５１４の第２の列よりも多い、少ない、又は、同じ量のノズルを含むことが可能である。エアレーション・ノズル５１３の第１の列は、２個、３個、又は４個から、約６個、８個、又は１０個のエアレーション・ノズルを含むことが可能であり、エアレーション・ノズル５１４の第２の列は、２個、３個、又は４個から、約６個、８個、又は１０個のエアレーション・ノズルを含むことが可能である。例えば、エアレーション・ノズル５１３の第１の列は、６０°離して間隔を空けられた６個のエアレーション・ノズルを含むことが可能であり、エアレーション・ノズル５１４の第２の列は、９０°離して間隔を空けられた４個のエアレーション・ノズルを有することが可能である。別の実例では、エアレーション・ノズル５１３の第１の列は、６０°離して間隔を空けられた６個のエアレーション・ノズルを有することが可能であり、エアレーション・ノズル５１４の第２の列は、互いから６０°離して、及び、最も近いエアレーション・ノズル５１３から３０°離して間隔を空けられた６個エアレーション・ノズルを有することが可能である。
【００５０】
示されてはいないが、エアレーション・ノズル５１３、５１４は、ハウジング５１０の内側に内部突出部を有することが可能である。内部突出部は、ハウジング５１０の内側に少なくとも部分的に配設されている端部において、１つ又は複数の開孔部を有するチューブであることが可能である。エアレーション・ノズル５１３、５１４は、フラッフ空気を提供し、熱交換システム４００を通って流入する空気及び／又は微粒子を得ることが可能である。
【００５１】
第２の直径レデューサー６００は、第１の直径レデューサー５００に配設されるか、又は固着されることが可能である。第２の直径レデューサー６００が、第１の又は「上側の」端部６０２、及び、第２の又は「下側の」端部６０１を有するハウジング６１０を有することが可能である。第２の直径レデューサー６００の第１の端部６０２は、第１の直径レデューサー５００の第２の又は「下側の」端部５０１に配設されるか、又は固着されることが可能である。第２の直径レデューサー６００の第１の端部６０２は、第１のフランジ６１５を含むことが可能である。第１のフランジ６１５は、第１の直径レデューサー５００の第２の又は「下側の」フランジ５１６に整合させられることが可能であり、第１の直径レデューサー５００を第２の直径レデューサー６００に留めるのに役立つ。例えば、１つ又は複数の留め具は、第２の直径レデューサー６００の第１のフランジ６１５を第１の直径レデューサー５００の第２のフランジ５１６に固着するために使用されることが可能である。
【００５２】
第２の直径レデューサー６００は、ハウジング６１０の中に、又は、ハウジング６１０の上に配設されている１つ若しくは複数の圧力センサー開口部６１８、及び／又は、１つ若しくは複数の温度センサー開口部６１９を有することが可能である。１つ又は複数の圧力センサー（図示せず）は、圧力センサー開口部６１８の中に少なくとも部分的に配設されることが可能であり、１つ又は複数の温度センサー（図示せず）は、温度センサー開口部６１９の中に少なくとも部分的に配設されることが可能である。圧力センサー開口部６１８及び温度センサー開口部６１９は、ハウジング６１０の軸線方向に対して同じ又は異なる角度を有することが可能である。例えば、圧力センサー開口部６１８及び／又は温度センサー開口部６１９は、ハウジング６１０の軸線方向に対して、最低値の約３０°、約４０°、又は５０°から、最高値の約７０°、約８０°、又は約９０°の角度に配設されることが可能である。別の実例では、圧力センサー開口部６１８及び温度センサー開口部６１９は、ハウジング６１０の軸線方向から、約３５°から約８５°の角度で、又は、約４５°から約７５°の角度に配設されることが可能である。さらに別の実例では、圧力センサー開口部６１８及び温度センサー開口部６１９は、ハウジング６１０の軸線方向から、約５５°、約６０°、又は約６５°の角度に配設されることが可能である。さらに別の実例では、圧力センサー開口部６１８は、ハウジング６１０の軸線方向に対して、４５°に配設されることが可能であり、温度センサー開口部６１９は、ハウジング６１０の軸線方向に対して、９０°に配設されることが可能である。
【００５３】
また、第２の直径レデューサー６００は、ハウジング６１０の側壁部の中に配設された１つ又は複数の固形物出口部６８０も有することが可能である。示されてはいないが、複数の固形物出口部６８０が、ハウジング６１０の側壁部の中に配設されることが可能である。（１つ又は複数の）固形物出口部６８０は、ハウジング６１０の内部への内部突出部を有し、側壁部１１１の上の凝縮物と、ハウジング６１０を通って流れる微粒子との間の分離を提供することが可能である。（１つ又は複数の）固形物出口部６８０は、加熱された又は冷却された微粒子、例えば灰などを、それを通して受け入れるように適合されることが可能である。
【００５４】
狭窄部材６０３が、ハウジング６１０の第２の端部６０１に配設されることが可能である。狭窄部材６０３は、例えば、切頭円錐形又は円錐形であることが可能である。過剰な水及び／又は凝縮物が熱交換システム４００から出るために、狭窄部材は、狭窄部材６０３の最も狭い端部に配設されたドレン６２５を有することが可能である。凝縮物のほとんどは、熱交換システム４００の起動中に発達することが可能である。また、エアレーション・ノズル６１７が、ドレン６２５及び／又は狭窄部材の上に配設され、熱交換システム４００を通るさらなる空気の流れを提供することが可能である。
【００５５】
熱交換システム４００の中へ入ってくる微粒子、例えば灰などは、最低値の約２８０℃、約２９０℃、約３００℃、又は約３１０℃から、最高値の約４２０℃、約４３０℃、約４４０℃、又は約４５０℃の範囲にある温度を有することが可能である。例えば、熱交換システム４００の中へ入ってくる微粒子は、約２８５℃から約４４５℃の温度、約２９５℃から約４３５℃の温度、約３０５℃から約４２５℃の温度、又は、約３１５℃から約３７０℃の温度を有することが可能である。別の実例では、熱交換システム４００の中へ入ってくる微粒子は、約３１５℃から約３３０℃の温度を有することが可能である。熱交換システム４００の中へ入ってくる微粒子は、例えばガス化システムなどのシステムのものと同じ圧力であることが可能であり、システム毎に変化することが可能である。例えば、微粒子は、最低値の約１０１ｋＰａ、約５００ｋＰａ、約１，０００ｋＰａ、又は約１，５００ｋＰａから、最高値の約３，５００ｋＰａ、約４，０００ｋＰａ、約４，５００、又は約５，０００ｋＰａの範囲にある圧力で、熱交換システム４００の中へ進入することが可能である。別の実例では、微粒子は、約２５０ｋＰａから約４，７５０ｋＰａの圧力で、約７５０ｋＰａから約４，２５０ｋＰａの圧力で、又は、約１，２５０ｋＰａから約３，７５０ｋＰａの圧力で、熱交換システム４００に進入することが可能である。
【００５６】
熱交換システム４００から出てくる微粒子は、最低値の約１４０℃、約１５０℃、約１６０℃、又は約１７０℃から、最高値の約１８０℃、約１９０℃、約２００℃、又は約２１０℃の範囲にある温度を有することが可能である。例えば、熱交換システム４００から出てくる微粒子は、約１４５℃から約２０５℃の温度、約１５５℃から約１９５℃の温度、又は、約１６５℃から約１８５℃の温度を有することが可能である。別の実例では、熱交換システム４００から出てくる微粒子は、約１７５℃、約１７６℃、又は約１７７℃の温度を有することが可能である。
【００５７】
運転中に、熱交換システム４００は、微粒子入口ポート２００を通して、例えば灰などの微粒子を受け入れることが可能である。また、図１を参照すると、微粒子が微粒子入口ポート２００に進入する前に、又は同時に、例えば水などの冷却剤が、それぞれ熱交換器１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃのハウジング１１０の中に配設された入口部１２０のうちの１つ又は複数に導入されることが可能である。示されてはいないが、外部容器が、入口部１２０に冷却剤を供給することが可能であり、且つ／又は、出口部１３０から外部配管を介して冷却剤を受け入れることが可能である。冷却剤は、入口部１２０から、入口チューブ１２３を通って、入口マニホールド１２５へ通過することが可能である。入口マニホールド１２５は、コイル１５０の管状体１５５及びベンド１５６に冷却剤を分配することが可能である。次いで、冷却剤は、コイル１５０から出口マニホールド１３５へ流れ、出口チューブ１３３を通って流れ、ハウジング１１０の側壁部１１１に配設されている出口部１３０を通って流れ出ていくことが可能である。
【００５８】
微粒子は、微粒子入口ポート２００から、それぞれの１つ又は複数の熱交換器１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃの端部の第１の端部１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃを通って、それぞれの１つ若しくは複数の熱交換器１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃのコイル１５０の管状体１５５及びベンド１５６同士の間、及び／又は、それらの間を通過し、第２の端部１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃを通って出ていくことが可能である。微粒子が熱交換器１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃを通って流れるときに、熱が、冷却剤に直接的に伝達され、第２の端部１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃにおいて、冷却された微粒子を生成し、それぞれの熱交換器１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃの出口部１３０において、加熱された冷却剤を生成することが可能である。加熱された冷却剤は、熱交換器１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃの出口部１３０から、例えば蒸気ドラム及び／又は節炭器などの、システム又はプロセスの別の部分へ、回収されることが可能である。
【００５９】
冷却剤は、任意の所望の圧力で入口部１２０に導入されることが可能である。例えば、冷却剤は、それぞれの熱交換器１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃの中の圧力に調和する圧力で、それぞれの熱交換器１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃの入口部１２０に進入することが可能である。これは、冷却剤を所望の速度に維持することを助け、且つ／又は、コイル１５０、入口及び出口マニホールド１２５、１３５、並びに／若しくは、入口及び出口チューブ１２３、１３３を通って流れる冷却剤の沸騰を低減させることを助けることが可能である。例えば、入口部１２０の中へ流れる冷却剤の量は、冷却剤がコイル１５０内で気化することを減少させるか、又は防止するのに十分であることが可能である。別の実例では、冷却剤の約３０％未満、約２０％未満、約１０％未満、約５％未満、約２％未満、又は約１％未満が、気化されることが可能である。冷却剤は、最低値の約１０１ｋＰａ、約１５０ｋＰａ、約３５０ｋＰａ、又は約７００ｋＰａから、最高値の約３，５００ｋＰａ、約６，９００ｋＰａ、約１３，８００ｋＰａ、又は約２０，０００ｋＰａの範囲にある圧力で、入口部１２０に進入することが可能である。冷却剤は、最低値の約１５℃、約３０℃、約６０℃、約９０℃から、最高値の約１７５℃、約２５０℃、約３００℃、又は約３５０℃の範囲にある温度で、入口部１２０に進入することが可能である。別の実例では、冷却剤は、約２０℃から約３２５℃の温度で、約３８℃から約２７５℃の温度で、又は、約７５℃から約２００℃の温度で、入口部１２０に進入することが可能である。圧力範囲及び温度範囲が示されているが、冷却の圧力及び温度は、熱交換システム４００を通って進行する微粒子の圧力及び温度に応じて、幅広く変化することが可能である。それぞれの熱交換器１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃの出口部１３０から回収される冷却剤は、入口部１２０を通って進入する冷却剤の温度と比較して、上昇した温度を有することが可能である。例えば、出口部１３０から回収される冷却剤は、入口部１２０を通って進入する冷却剤の温度よりも、約０．５℃、約１℃、約５℃、又は約１０℃から、最高値の約５０℃、約１００℃、約１５０℃、又は約２００℃の範囲にある温度だけ高い温度を有することが可能である。
【００６０】
微粒子は、熱交換器１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃを通って、第１の直径レデューサー５００に進行する、又は流れることが可能である。エアレーション・ノズル５１３、５１４は、少なくとも部分的に、第１の直径レデューサー５００の中へ空気を導入するために使用され、熱交換システム４００を通る微粒子の流れを維持することを助けることが可能である。微粒子は、第１の直径レデューサー５００から第２の直径レデューサー６００へ流れることが可能である。微粒子は、第２の直径レデューサー６００を通って、固形物出口部６８０のうちの１つ又は複数に流れることが可能である。例えば、細粉灰、粗粉灰、又は、それらの組み合わせなどのような灰は、熱交換器１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃによって冷却され、次いで、固形物出口部６８０を通って流れ出ることが可能である。
【００６１】
微粒子の温度及び圧力は、それらが第２の直径レデューサーのハウジング６１０を通って進行する、又は流れるときに、測定されることが可能である。この測定された温度及び圧力に基づいて、それぞれの熱交換器１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃの中で使用されるコイル１５０の量が、より多くの又はより少ない冷却又は加熱を可能にするために調節されることが可能である。生成された任意の凝縮物の少なくとも一部分が、狭窄部材６０３を通ってドレン６２５に流れることが可能である。
【００６２】
起動の間に、空気が、熱交換器１００のハウジング１１０の中に配設されているエアレーション・ノズルに、及び、第１の直径レデューサー５００のエアレーション・ノズル５１３、５１４に導入されることが可能である。熱交換システム４００の中で熱が増加すると、凝縮物が、ハウジング１１０の内側に形成することが可能であり、熱交換システム４００を通って、第２の直径レデューサー６００の端部に配設されているドレン６２５に排出されることが可能である。
【００６３】
示されてはいないが、複数の熱交換システム４００が、システム又はプロセスの異なるパーツの上に配設されることが可能である。例えば、いくつかの熱交換システム４００が、同じプロセスのために使用されることが可能である。別の実例では、複数の熱交換システム４００が、様々な熱交換要件に関する柔軟性を有するように並列に連結されることが可能である。
【００６４】
図５は、１つ又は複数の実施例による、図４に示されている熱交換システム４００を組み込んだ、例示のためのガス化システム７００の概略図を示している。ガス化システム７００は、１つ又は複数の炭化水素準備ユニット７０５、ガス化装置７１０、合成ガス冷却器７１５、微粒子制御デバイス７２０、及び熱交換システム４００を含むことが可能である。ライン７０１を通る原料が、炭化水素準備ユニット７０５に導入され、ライン７０６を介してガス化装置給送物を生成することが可能である。ライン７０１を通る原料は、固体、液体、ガス、又は、それらの組み合わせであろうとなかろうと、１つ又は複数の炭素質材料を含むことが可能である。炭素質材料は、それに限定されないが、バイオマス（例えば、植物性及び／若しくは動物性物質、又は、植物由来及び／又は動物由来の物質）、石炭（例えば、高ナトリウムの及び低ナトリウムの褐炭、褐炭、亜瀝青炭、及び／又は無煙炭）、オイルシェール、コークス、タール、アスファルテン、低灰若しくは無灰ポリマー、炭化水素ベースのポリマー材料、バイオマス由来の材料、又は、製造運転に由来する副産物を含むことが可能である。炭化水素ベースのポリマー材料は、例えば、熱可塑性物質、エラストマー、ゴム、（ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレンを含む）、（他のポリオレフィン、ホモポリマー、コポリマー、ブロック・コポリマー、及び、それらのブレンドを含む）、ＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）、ポリブレンド、他のポリオレフィン、酸素を含有するポリ炭化水素、炭化水素ワックスなどのような、石油精製装置及び石油化学プラントからの重質炭化水素スラッジ及び塔底製品、それらのブレンド、それらの派生物、並びに、それらの任意の組み合わせを含むことが可能である。
【００６５】
ライン７０１を通る原料は、２つ以上の炭素質材料の混合物又は組み合わせを含むことが可能である。例えば、ライン７０１を通る原料は、２つ以上の低灰若しくは無灰ポリマー、バイオマス由来の材料、又は、製造運転に由来する副産物の混合物若しくは組み合わせを含むことが可能である。別の実例では、ライン７０１を通る原料は、カーペット、並びに／又は、バンパー及びダッシュ・ボードを含むプラスチックの自動車用パーツ／コンポーネントなどのような、１つ又は複数の廃棄された消費者製品と組み合わせられた、１つ又は複数の炭素質材料を含むことが可能である。そのような廃棄された消費者製品は、ガス化装置７１０内に装着されるようにサイズが低減されることが可能である。したがって、ガス化システム７００は、以前に製造された材料の適当な処分に関する義務付けに適応するために有用であることが可能である。
【００６６】
炭化水素準備ユニット７０５は、ライン７０１を通る原料、及び、ライン７２１の中の所望の合成ガス製品に応じて、当技術分野で知られている任意の準備ユニットであることが可能である。例えば、炭化水素準備ユニット７０５は、汚れ又は他の望まれない部分を洗い流すことによって、ライン７０１を通る原料から汚染物質を除去することが可能である。ライン７０１を通る原料は、乾燥給送物であることが可能であり、又は、スラリー若しくは懸濁液として炭化水素準備ユニット７０５に運搬されることが可能である。ライン７０１を通る原料は、炭化水素準備ユニット７０５に導入される前に、乾燥させられ、次いで、１つ又は複数のミーリング・ユニット（図示せず）によって粉状にさせられることが可能である。例えば、ライン７０１を通る原料は、最高値の湿度約３５％から、最低値の湿度約１８％へ乾燥させられることが可能である。流動床乾燥器（図示せず）は、例えば、ライン７０１を通る原料を乾燥させるために使用されることが可能である。ライン７０１を通る原料は、約５０ミクロン、約１５０ミクロン、又は約２５０ミクロンから、約４００ミクロン、又は約５００ミクロン以上の平均粒子直径サイズを有することが可能である。ライン７０６を通るガス化装置給送物、ライン７３１を通る１つ若しくは複数のオキシダント、及び／又は、ライン７０９を通る蒸気は、ガス化装置７１０に導入され、ライン７１１を通る生の合成ガスと、ライン７１２を通る例えば粗粉灰などの廃棄物とを生成することが可能である。
【００６７】
ライン７３１を通るオキシダントは、空気分離ユニット７３０によって、ガス化装置７１０に供給されることが可能である。空気分離ユニット７３０は、純酸素、ほぼ純酸素であるもの、本質的に酸素であるもの、又は酸素富化空気を、ライン７３１を介して、ガス化装置７１０に提供することが可能である。空気分離ユニット７３０は、窒素リーン（ｎｉｔｒｏｇｅｎ−ｌｅａｎ）で酸素リッチの給送物を、ライン７３１を介して、ガス化装置７１０に提供し、それによって、ライン７１１を介して合成ガス冷却器７１５に提供された生の合成ガスの中の窒素濃度を最小化することが可能である。純酸素又はほぼ純酸素の給送物の使用によって、ガス化装置７１１が、本質的に窒素フリー（例えば、約０．５モル％よりも少ない窒素／アルゴンを含有する）であり得る合成ガスを生成することを可能にする。空気分離ユニット７３０は、高圧低温タイプの分離器であることが可能である。空気が、ライン７２９を介して空気分離ユニット７３０に導入されることが可能である。示されてはいないが、空気分離ユニット７３０から分離された窒素が、燃焼タービンに導入されることが可能である。空気分離ユニット７３０は、ガス化装置７１０に導入されるオキシダント全体の約１０％から、約３０％、約５０％、約７０％、約９０％、又は約１００％を提供することが可能である。
【００６８】
示されてはいないが、１つ又は複数の吸着剤が、ガス化装置７１０に加えられることが可能である。１つ又は複数の吸着剤が、ガス化装置７１０内の気相の中のナトリウム蒸気などのような生の合成ガスから、汚染物質を捕獲するために加えられることが可能である。１つ又は複数の吸着剤が、ガス化装置７１０内の原料からの水素（例えば、水）との望ましくない副反応を結果として生じ得る濃度に酸素が到達するのを遅らせる、又は防止するのに十分な速度及びレベルで、酸素を捕集するために加えられることが可能である。１つ又は複数の吸着剤が、１つ又は複数の炭化水素に混合され、又は、その他の方法で加えられることが可能である。１つ又は複数の吸着剤は、ガス化装置７１０の中の原料粒子のダストをとり（ｄｕｓｔ）、又はコーティングし、粒子が塊になる傾向を低減させるために使用されることが可能である。１つ又は複数の吸着剤は、約５ミクロンから約１００ミクロンの平均粒子サイズに、又は、約１０ミクロンから約７５ミクロンの平均粒子サイズに研磨されることが可能である。例示のための吸着剤は、それに限定されないが、炭素リッチの灰、石灰岩、ドロマイト、及びコークス・ブリーズを含むことが可能である。原料から放出された残りの硫黄が、給送物の中の天然カルシウムによって、又は、カルシウムベースの吸着剤によって捕獲され、硫化カルシウムを形成することが可能である。
【００６９】
ガス化装置７１０は、１つ若しくは複数の循環固形物若しくは輸送ガス化装置（ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ  ｓｏｌｉｄ  ｏｒ  ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  ｇａｓｉｆｉｅｒ）、１つ若しくは複数の対向流型の固定床ガス化装置、１つ若しくは複数の並流型の固定床ガス化装置、１つ若しくは複数の流動床反応器、１つ若しくは複数の噴流床ガス化装置、任意の他のタイプのガス化装置、又は、それらの任意の組み合わせであることが可能である。循環固形物又は輸送ガス化装置は、ライン１４１を介してガス化装置給送物を導入することによって、及び、ガス混合物を提供するために１つ又は複数のオキシダントを１つ又は複数の混合ゾーン（図示せず）に導入することによって、作動することが可能である。例示的な循環固形物ガス化装置は、米国特許第７，７２２，６９０号に議論及び説明されている。
【００７０】
ガス化装置７１０は、ライン７１１を介して、生の合成ガスを生成することが可能であり、一方、ガス化装置７１０からの廃棄物、例えば、灰又は粗粉灰は、ライン７１２を介して除去されることが可能である。ライン７１２を介して除去された廃棄物又は灰は、ライン７２２を通る細粉灰よりも、サイズが大きいことが可能である。ライン７１２を通る廃棄物又は灰は、捨てられることが可能であるか、又は、他の用途に使用されることが可能である。示されてはいないが、ライン７１２の中の灰は、ライン７１２の中の細粉灰とともに熱交換４００に導入されることが可能である。示されてはいないが、別の実例では、ライン７１２を通る粗粉灰は、別の又は別個の熱交換システム４００に導入されることが可能である。ライン７０９を通る蒸気は、ガス化プロセスを支持するためにガス化装置７１０に導入されることが可能である。しかし、１つ又は複数の実施例では、ガス化装置７１０は、ライン７０９を介する蒸気の直接的な導入を必要としないことが可能である。
【００７１】
ガス化装置７１０の中で生成された、ライン７１１を通る生の合成ガスは、一酸化炭素、水素、酸素、メタン、二酸化炭素、炭化水素、硫黄、固形物、それらの混合物、それらの派生物、又は、それらの組み合わせを含むことが可能である。ライン７１１を通る生の合成ガスは、８５％以上の一酸化炭素及び水素を含有し、残部は、主に、二酸化炭素及びメタンであることが可能である。ガス化装置７１０は、ライン７０６を通るガス化装置給送物からの炭素の少なくとも約８５％、約９０％、約９５％、約９８％、又は約９９％を合成ガスに変換することが可能である。
【００７２】
ライン７１１を通る生の合成ガスは、９０％以上の一酸化炭素及び水素、９５％以上の一酸化炭素及び水素、９７％以上の一酸化炭素及び水素、又は９９％以上の一酸化炭素及び水素を含有することが可能である。ガス化装置７１０の中で生成された、ライン７１１を通る生の合成ガスの一酸化炭素含有量は、最低値の約１０体積％、約２０体積％、又は約３０体積％から、最高値の約６０体積％、約７０体積％、約８０体積％、又は約９０体積％の範囲にあることが可能である。例えば、ライン７１１を通る生の合成ガスの一酸化炭素含有量は、約１５体積％から約８５体積％の範囲、約２５体積％から約７５体積％の範囲、又は、約３５体積％から約６５体積％の範囲にあることが可能である。
【００７３】
ライン７１１を通る生の合成ガスの水素含有量は、最低値の約１体積％、約５体積％、又は約１０体積％から、最高値の約３０体積％、約４０体積％、又は約５０体積％の範囲にあることが可能である。例えば、ライン７１１を通る生の合成ガスの水素含有量は、約５体積％から約４５体積％の水素、約１０体積％から約３５体積％の水素、又は、約１０体積％から約２５体積％の水素の範囲にあることが可能である。
【００７４】
ライン７１１を通る生の合成ガスは、組み合わせられた窒素、メタン、二酸化炭素、水、硫化水素、及び塩化水素の２５体積％未満、２０体積％未満、１５体積％未満、１０体積％未満、又は５体積％未満を含有することが可能である。
【００７５】
ライン７１１を通る生の合成ガスの窒素含有量は、最低値の約０体積％、約０．５体積％、約１．０体積％、又は約１．５体積％から、最高値の約２．０体積％、約２．５体積％、又は約３．０体積％の範囲であることが可能である。ライン７１１を通る生の合成ガスは、窒素フリー、又は、本質的に窒素フリー（例えば、０．５体積％以下の窒素を含有する）であることが可能である。
【００７６】
ライン７１１を通る生の合成ガスのメタン含有量は、最低値の約０体積％、約２体積％、又は約５体積％から、最高値の約１０体積％、約１５体積％、又は約２０体積％の範囲にあることが可能である。例えば、ライン７１１を通る生の合成ガスのメタン含有量は、約１体積％から約２０体積％の範囲、約５体積％から約１５体積％の範囲、又は、約５体積％から約１０体積％の範囲にあることが可能である。別の実例では、ライン７１１を通る生の合成ガスのメタン含有量は、約１５体積％以下、１０体積％以下、５体積％以下、３体積％以下、２体積％以下、又は、１体積％以下であることが可能である。
【００７７】
ライン７１１を通る生の合成ガスの二酸化炭素含有量は、最低値の約０体積％、約５体積％、又は約１０体積％から、最高値の約２０体積％、約２５体積％、又は約３０体積％の範囲にあることが可能である。例えば、ライン７１１を通る生の合成ガスの二酸化炭素含有量は、約２０体積％以下、約１５体積％以下、約１０体積％以下、約５体積％以下、又は、約１体積％以下であることが可能である。
【００７８】
ライン７１１を通る生の合成ガスの水含有量は、約４０体積％以下、３０体積％以下、２５体積％以下、２０体積％以下、１５体積％以下、１０体積％以下、５体積％以下、３体積％以下、２体積％以下、又は、１体積％以下であることが可能である。
【００７９】
ガス化装置７１０から出る、ライン７１１を通る生の合成ガスは、約１，８６３ｋＪ／ｍ３（５０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）から約２，７９４ｋＪ／ｍ３（７５Ｂｔｕ／ｓｃｆ）、約１，８６３ｋＪ／ｍ３から約３，７２６ｋＪ／ｍ３（１００Ｂｔｕ／ｓｃｆ）、約１，８６３ｋＪ／ｍ３から約４，０９８ｋＪ／ｍ３（１１０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）、約１，８６３ｋＪ／ｍ３から約５、５１６ｋＪ／ｍ３（１４０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）、約１，８６３ｋＪ／ｍ３から約６，７０７ｋＪ／３（１８０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）、約１，８６３ｋＪ／ｍ３から約７，４５２ｋＪ／ｍ３（２００Ｂｔｕ／ｓｃｆ）、約１，８６３ｋＪ／ｍ３から約９，３１５ｋＪ／ｍ３（２５０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）、約１，８６３ｋＪ／ｍ３から約１０，２４６ｋＪ／ｍ３（２７５Ｂｔｕ／ｓｃｆ）、１，８６３ｋＪ／ｍ３から約１１，１７８ｋＪ／ｍ３（３００Ｂｔｕ／ｓｃｆ）、又は、約１，８６３ｋＪ／ｍ３から約１４，９０４ｋＪ／ｍ３（４００Ｂｔｕ／ｓｃｆ）の、熱損失及び希釈効果に対して補正された発熱量を有することが可能である。
【００８０】
ライン７１１を通る生の合成ガスは、約５７５℃から約２，１００℃の範囲にある温度で、ガス化装置７１０を出ていくことが可能である。例えば、ライン７１１を通る生の合成ガスは、最低値の約８００℃、約９００℃、約１，０００℃、又は約１，０５０℃から、最高値の約１，１５０℃、約１，２５０℃、約１，３５０℃、又は約１，４５０℃の範囲にある温度を有することが可能である。
【００８１】
ライン７１１を通る生の合成ガスは、合成ガス冷却器７１５に導入され、ライン７１６を介して、冷却された合成ガスを提供することが可能である。ライン７１１を通る生の合成ガスは、ライン７１４を介して導入される熱伝達媒体を使用して、合成ガス冷却器７１５の中で冷却されることが可能である。例えば、ライン７１１を通る生の合成ガスは、約２６０℃から約４３０℃の間接的な熱交換によって冷却されることが可能である。示されてはいないが、ライン７１４を通る熱伝達媒体は、合成ガス浄化システムからのプロセス蒸気又は凝縮物を含むことが可能である。ライン７１４を通る熱伝達媒体は、プロセス水、ボイラー給水、過熱低圧蒸気、過熱中圧蒸気、過熱高圧蒸気、飽和低圧蒸気、飽和中圧蒸気、飽和高圧蒸気などであることが可能である。ライン７１１を介して合成ガス冷却器７１５に導入される生の合成ガスからの熱は、ライン７１４を介して導入される熱伝達媒体に、間接的に伝達されることが可能である。例えば、ライン７１４を介して合成ガス冷却器７１５に導入される生の合成ガスからの熱は、ライン７１４を介して導入されるボイラー給水に間接的に伝達され、ライン７１７を介して過熱高圧蒸気を提供することが可能である。ライン７１７を通る過熱蒸気又は高圧過熱蒸気は、１つ又は複数の蒸気タービン（図示せず）に動力を供給するために使用されることが可能であり、蒸気タービンは、直接的に連結された発電機（図示せず）を駆動することが可能である。次いで、蒸気タービン（図示せず）から回収される復水は、ライン７１４を介して、例えば、ボイラー給水を介して、合成ガス冷却器７１５へ熱伝達媒体として再循環させられることが可能である。
【００８２】
合成ガス冷却器７１５からライン７１７を通る過熱蒸気又は高圧過熱蒸気は、最低値の約３００℃、約３２５℃、約３５０℃、約３７０℃、約３９０℃、約４１５℃、約４２５℃、又は約４３５℃から、最高値の約４４０℃、約４４５℃、約４５０℃、約４５５℃、約４６０℃、約４７０℃、約５００℃、約５５０℃、約６００℃、又は約６５０℃の範囲にある温度であることが可能である。例えば、ライン７１７を通る過熱蒸気又は高圧過熱蒸気は、約４２７℃から約４５４℃の温度、約４１５℃から約４３３℃の温度、約４３０℃から約４６０℃の温度、又は、約４２０℃から約４５５℃の温度であることが可能である。ライン７１７を通る過熱蒸気又は高圧過熱蒸気は、最低値の約３，０００ｋＰａ、約３，５００ｋＰａ、約４，０００ｋＰａ、又は約４，３００ｋＰａから、最高値の約４，７００ｋＰａ、約５，０００ｋＰａ、約５，３００ｋＰａ、約５，５００ｋＰａ、約６，０００ｋＰａ、又は約６，５００ｋＰａの範囲にある圧力であることが可能である。例えば、ライン７１７を通る過熱蒸気又は高圧過熱蒸気は、約３，５５０ｋＰａから約５，６２０ｋＰａの圧力、約３，１００ｋＰａから約４，４００ｋＰａの圧力、約４，３００ｋＰａから約５，７００ｋＰａの圧力、又は、約３，７００ｋＰａから約５，２００の圧力であることが可能である。
【００８３】
示されてはいないが、合成ガス冷却器７１１は、並列に若しくは直列に配列された、１つ若しくは複数の熱交換器又は熱交換ゾーンを含むことが可能である。合成ガス冷却器７１１の中に含まれている熱交換器は、シェル・アンド・チューブ・タイプの熱交換器であることが可能である。例えば、ライン７１１を通る生の合成ガスは、熱交換器のシェル側又はチューブ側に、直列に又は並列に供給されることが可能である。ライン７１４を通る熱伝達媒体は、生の合成ガスがどちらの側に導入されるかに応じて、シェル側又はチューブ側のいずれかを通過することが可能である。
【００８４】
ライン７１６を通る冷却された合成ガスは、１つ又は複数の微粒子除去システム７２０に導入され、ライン７１６を通る冷却された合成ガスから部分的に又は完全に微粒子を除去し、分離された又は「微粒子リーン」の合成ガスをライン７２１を介して提供し、分離された微粒子をライン７２２を介して提供し、且つ、凝縮物をライン７２３を介して提供することが可能である。示されてはいないが、蒸気が、起動中に、微粒子除去システム７２０に供給されることが可能である。
【００８５】
示されてはいないが、１つ又は複数の微粒子除去システム７２０は、冷却前にライン７１１を通る生の合成ガスから、部分的に又は完全に微粒子を除去するために、随意的に使用されることが可能である。例えば、ライン７１１を通る生の合成ガスは、微粒子除去システム７２０に直接的に導入され、（例えば、約５５０℃から約１，０５０℃の）高温ガス微粒子除去を結果として生じることが可能である。示されてはいないが、２つ微粒子除去システム７２０が、使用されることが可能である。例えば、１つの微粒子除去システム７２０が、合成ガス冷却器７１５の上流にあることが可能であり、１つの微粒子除去システム７２０が、合成ガス冷却器７１５の下流にあることが可能である。
【００８６】
１つ又は複数の微粒子除去システム７２０は、従来の離脱器（ｄｉｓｅｎｇａｇｅｒｓ）及び／又はサイクロン（図示せず）などのような、１つ又は複数の分離デバイスを含むことが可能である。また、約０．１ｐｐｍｗの検出可能限界を下回る出口部微粒子濃度を提供することが可能な微粒子制御デバイス（「ＰＣＤ」）、が使用されることが可能である。例示のためのＰＣＤは、それに限定されないが、焼結金属フィルター、金属フィルター・キャンドル、及び／又は、セラミック・フィルター・キャンドル（例えば、鉄アルミナイド（ｉｒｏｎ  ａｌｕｍｉｎｉｄｅ）・フィルター材料）を含むことが可能である。高圧再循環させられる少量の合成ガスは、フィルターが、フィルターを通されていない合成ガスからの粒子を蓄積したとき、フィルターをパルス・クリーニング（ｐｕｌｓｅ−ｃｌｅａｎ）するために使用することが可能である。
【００８７】
ライン７２２を通る分離された微粒子は、熱交換システム４００に導入され、ライン４０１を通る冷却された微粒子と、ライン４０２を通る凝縮物とを生成することが可能である。ライン７２２を通る分離された微粒子、及び／又は、ライン４０１を通る冷却された微粒子は、約２０ミクロン以下、約１５ミクロン以下、約１２ミクロン以下、又は約９ミクロン以下の粒子直径サイズを有することが可能である。示されてはいないが、１つ又は複数の熱交換システム４００は、同じ微粒子除去システム７２０に結合されるか、又は、多数の微粒子除去システム７２０に結合されることが可能である。例えば、４つの熱交換システム４００が、互いに、及び、微粒子除去システム７２０に並列に連結されることが可能である。
【００８８】
本開示の実施例は、さらに、以下の項目のうちの任意の１つ又は複数に関する。
【００８９】
１．円筒形状のハウジング内に少なくとも部分的に配設された１つ又は複数のコイルであって、前記１つ又は複数のコイルは、複数の管状体を含み、前記複数の管状体は、その１つ又は複数の端部に配設されたリターン・ベンドによって接続されている、コイルと、前記ハウジング内に少なくとも部分的に配設されており、その１つ又は複数の側壁部の１つ又は複数の内側表面に固着された支持格子とを含む熱交換器であって、前記支持格子が、複数の半径方向に配設されたガセットによって一緒に接続された一連の同心円筒から形成された複数のクロス部材であって、最も外側の同心円筒が、前記１つ又は複数の側壁部の前記１つ又は複数の内側表面に近接して配設されており、前記１つ又は複数のコイルのうちの少なくとも１つが、前記クロス部材のうちの少なくとも１つに、前記ガセットのうちの少なくとも１つに、又は、両方に、固着されている、複数のクロス部材と、前記１つ又は複数の側壁部の前記１つ又は複数の内側表面の上の異なる点に留められた第１の端部及び第２の端部を有する１つ又は複数のビームであって、前記クロス部材が、前記１つ又は複数のビームのうちの少なくとも１つの上に配設されている、１つ又は複数のビームとを含む、熱交換器。
【００９０】
２．前記ハウジングの前記１つ又は複数の側壁部を通って配設された入口部及び出口部と、前記ハウジング内に少なくとも部分的に配設されており、前記入口部に流体連通している入口マニホールドと、前記ハウジング内に少なくとも部分的に配設されており、前記出口部に流体連通している出口マニホールドであって、前記１つ又は複数のコイルが、内側部分及び外側部分を含んでおり、前記内側部分及び前記外側部分が、前記入口マニホールド及び前記出口マニホールドに、それぞれ独立して流体連通している、出口マニホールドとをさらに含む、項目１に記載の熱交換器。
【００９１】
３．前記外側部分が、前記内側部分の周りに同心状に配設されている、項目２に記載の熱交換器。
【００９２】
４．前記内側部分が、前記入口マニホールド及び前記出口マニホールドの周りに同心状に配設されている、項目３に記載の熱交換器。
【００９３】
５．前記熱交換器が、前記入口部に流体連通する入口パイプと、前記出口部に流体連通する出口パイプとをさらに含み、前記入口マニホールドが、前記入口パイプの上に少なくとも部分的に配設されており、前記出口マニホールドが、前記出口パイプの上に少なくとも部分的に配設されている、項目２から４までのいずれか一項に記載の熱交換器。
【００９４】
６．前記入口パイプ及び前記出口パイプが、それぞれ、湾曲部分を有しており、前記入口パイプの前記湾曲部分が、前記入口部と前記入口マニホールドとの間に配設されており、前記出口パイプの前記湾曲部分が、前記出口部と前記出口マニホールドとの間に配設されている、項目５に記載の熱交換器。
【００９５】
７．前記入口部及び前記出口部が、外部配管を介して、外部容器に流体連通している、項目２から６までのいずれか一項に記載の熱交換器。
【００９６】
８．前記管状体が、前記ハウジングの長手方向軸線に対して軸線方向に配向されており、実質的に真っ直ぐである、項目１から７までのいずれか一項に記載の熱交換器。
【００９７】
９．前記ハウジングの前記１つ又は複数の側壁部の上に配設された、１つ又は複数のエアレーション・ノズルをさらに含む、項目１から８までのいずれか一項に記載の熱交換器。
【００９８】
１０．前記１つ又は複数のビームに近接して配設されており、前記１つ又は複数のエアレーション・ノズルに流体連通する、１つ又は複数のエアレーション・チューブをさらに含む、項目９に記載の熱交換器。
【００９９】
１１．前記リターン・ベンドのうちの少なくとも１つが、前記クロス部材のうちの少なくとも１つに、前記ガセットのうちの少なくとも１つに、又は、両方に、１つ又は複数の支持ロッドを介して、固着されている、項目１から１０までのいずれか一項に記載の熱交換器。
【０１００】
１２．微粒子を冷却するためのシステムであって、前記システムは、２つ以上の相互接続された熱交換器を含み、それぞれの熱交換器が、微粒子を受け入れるように適合された第１の端部、及び、前記微粒子を分配するように適合された第２の端部を有する円筒形状のハウジングと、前記円筒形状のハウジングの側壁部を通して少なくとも部分的に配設された入口部及び出口部であって、前記入口部が、冷却剤を受け入れるように適合されている、入口部及び出口部と、前記入口部に流体連通して配設された入口パイプと、前記出口部に流体連通して配設された出口パイプと、前記ハウジング内に少なくとも部分的に配設されており、前記入口パイプに流体連通する入口マニホールドと、前記ハウジング内に少なくとも部分的に配設されており、前記出口パイプに流体連通する出口マニホールドと、前記ハウジング内に少なくとも部分的に配設されており、前記入口マニホールド及び前記出口マニホールドに流体連通する１つ又は複数のコイルであって、前記１つ又は複数のコイルが、複数の管状体を含み、前記複数の管状体が、前記ハウジングの長手方向軸線に対して、軸線方向に配向されており、その１つ又は複数の端部に配設されたリターン・ベンドによって接続されている、１つ又は複数のコイルと、前記ハウジング内に少なくとも部分的に配設されており、前記側壁部の内側表面に、前記１つ又は複数のコイルのうちの少なくとも１つに固着されている第１の支持部とを含み、前記第１の支持部が、複数の半径方向に配設されたガセットによって接続された複数の同心円筒によって形成された格子であって、２つ以上の格子クリップが、前記格子の最も外側の円筒に取り付けられており、前記ハウジングの前記側壁部の前記内側表面に固着された、２つ以上のハウジングクリップの上に配設されている、格子と、前記格子に固着された第１の端部、及び、前記リターン・ベンドのうちの少なくとも１つに固着された第２の端部を、それぞれ有する複数の支持ロッドと、前記側壁部の前記内側表面の上の異なる点に配設された第１の端部及び第２の端部を有する、１つ又は複数のビームであって、前記格子が、少なくとも１つのビームの上に配設されている、１つ又は複数のビームとを含む、システム。
【０１０１】
１３．微粒子を受け入れるように適合された第１の端部を含む入口ポートであって、前記２つ以上の熱交換器のうちの少なくとも１つが、前記入口ポートの第２の端部に配設されている、入口ポートと、前記２つ以上の熱交換器のうちの少なくとも１つの第２の端部に配設された第１の端部を含む第１の直径レデューサーと、前記第１の直径レデューサーの第２の端部に配設された第１の端部を含む第２の直径レデューサーとをさらに含む、項目１２に記載のシステム。
【０１０２】
１４．それぞれの熱交換器が、第２の支持部をさらに含み、前記第１の支持部が、前記入口部及び前記出口部に近接して、前記ハウジング内に少なくとも部分的に配設されており、前記第２の支持部が、前記ハウジングの前記第１の端部に近接して、前記ハウジング内に少なくとも部分的に配設されており、前記１つ又は複数のコイルのうちの少なくとも１つに固着されている、項目１２又は１３に記載のシステム。
【０１０３】
１５．前記２つ以上の熱交換器が、異なる熱交換器の別の端部に結合された少なくとも１つの端部をそれぞれ有する、項目１２から１４までのいずれか一項に記載のシステム。
【０１０４】
１６．前記第１の直径レデューサーが、複数のエアレーション・ノズルをさらに含む、項目１２から１５までのいずれか一項に記載のシステム。
【０１０５】
１７．微粒子を冷却するための方法であって、前記方法は、熱交換器の第１の端部に微粒子を導入するステップであって、前記熱交換器が、ハウジングの１つ又は複数の側壁部を通って配設された入口部及び出口部と、前記ハウジング内に少なくとも部分的に配設されており、前記入口部及び前記出口部に流体連通する１つ又は複数のコイルであって、前記１つ又は複数のコイルは、複数の管状体を含み、前記複数の管状体は、その１つ又は複数の端部に配設されたリターン・ベンドによって接続されている、コイルと、前記ハウジング内に少なくとも部分的に配設されており、その１つ又は複数の側壁部の１つ又は複数の内側表面に固着された支持格子とを含み、前記支持格子が、複数の半径方向に配設されたガセットによって一緒に接続された一連の同心円筒から形成された複数のクロス部材であって、最も外側の同心円筒が、前記１つ又は複数の側壁部の前記１つ又は複数の内側表面に近接して配設されており、前記１つ又は複数のコイルのうちの少なくとも１つが、前記クロス部材のうちの少なくとも１つに、前記ガセットのうちの少なくとも１つに、又は、両方に、固着されている、複数のクロス部材と、前記１つ又は複数の側壁部の前記１つ又は複数の内側表面の上の異なる点に留められた第１の端部及び第２の端部を有する１つ又は複数のビームであって、前記クロス部材が、前記１つ又は複数のビームのうちの少なくとも１つの上に配設されている、１つ又は複数のビームとを含む、ステップと、前記入口部を通して前記コイルに冷却剤を導入するステップと、前記熱交換器を通して前記微粒子を流すステップと、前記出口部から冷却剤を回収するステップと、冷却された微粒子を、前記熱交換器の第２の端部で生成するステップとを含む、方法。
【０１０６】
１８．前記方法が、ガス化装置の中で微粒子を生成するステップと、前記ガス化装置から前記熱交換器の前記第１の端部へ前記微粒子を導入するステップとをさらに含み、前記微粒子が、細粉灰、粗粉灰、又は、それらの組み合わせを含む、項目１７に記載の方法。
【０１０７】
１９．前記熱交換器の前記第２の端部から、第１の直径レデューサーの第１の端部の中へ、前記冷却された微粒子を導入するステップと、前記第１の直径レデューサーの側壁部の中に配設された１つ又は複数のエアレーション・ノズルを通して、１つ又は複数の流体を導入することによって、前記熱交換器及び前記第１の直径レデューサーを通して、微粒子の流れを導入するステップであって、前記第１の直径レデューサーの前記第１の端部が、前記第１の直径レデューサーの第２の端部よりも大きい直径を有する、ステップとをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【０１０８】
２０．前記第１の直径レデューサーから第２の直径レデューサーの第１の端部へ微粒子を導入するステップと、前記第２の直径レデューサーの第２の端部に配設された１つ又は複数のドレンノズルによって、前記第２の直径レデューサーの側壁部から凝縮物を除去するステップと、前記第２の直径レデューサーから前記冷却された微粒子を除去するステップとをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【０１０９】
特定の実施例及び特徴が、数値的な上限値のセット、及び、数値的な下限値のセットを使用して説明されてきた。他に指示がない限り、任意の下限値から任意の上限値の範囲が考えらということが認識されるべきである。特定の下限値、上限値、及び範囲は、以下の１つ又は複数の請求項の中に現れている。全ての数値的な値は、「約」又は「おおよそ」指示された値であり、且つ、当業者によって予期されることとなる実験誤差及び偏差を考慮に入れる。
【０１１０】
様々な用語は、上記で定義されてきた。請求項の中で使用される用語が上記で定義されていない範囲について、それは、少なくとも１つの刊行物又は発行特許の中にあるように、関係する技術分野の人がその用語に与える最も広い定義を与えられるべきである。そのうえ、この出願の中で引用されている全ての特許、試験手順、及び、他の文献は、そのような開示がこの出願と矛盾しない範囲において、並びに、そのような組み込みが許可される全ての法権限に関して、参照により完全に組み込まれている。
【０１１１】
前述のものは本開示の実施例に関するものであるが、本開示の他の実施例、及び、さらなる実施例が、その基本的な範囲から逸脱することなく考案されることが可能であり、その範囲は、以下に続く特許請求の範囲によって定義されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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