(57)【要約】【課題】粒状物質押出しポンプのための脱固結化装置を提供する。【解決手段】粒状物質押出しポンプ１０は、入口領域１２、圧縮領域１４および出口領域１６を有する。入口領域１２は、ホッパ１８および入口２０を含む。圧縮領域１４は、移動壁部２４により画定される通路２２および移動壁部２４のための駆動システム２６を含む。出口領域１６は、出口２８および脱固結化装置３０を含む。脱固結化装置３０は、移動壁部２４により通路２２内で固結された石炭を脱固結化する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動壁部により画定され、かつ通路断面を画定する通路と、
入口および出口を備えた流路を有する脱固結化装置と、
を備え、
入口は、通路断面に実質的に相当する第１の断面を画定し、出口は、第１の断面と異なる第２の断面を画定することを特徴とする粒状物質押出しポンプ。
【請求項２】
通路の出口は、脱固結化装置の入口に隣接することを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項３】
流路は、圧縮された粒状物質により画定される安息角に対して方向を変えることを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項４】
流路は、前記入口から前記出口に向けて方向を変えかつ容量が増加することを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項５】
流路は、約９０°の転向角で方向を変えることを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項６】
流路は、約９０°より大きい転向角で方向を変えることを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項７】
第２の断面は、第１の断面に対して１．４〜１．７の面積比を画定することを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項８】
脱固結化装置は、重力に関して前記通路の上方に位置することを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項９】
流路はＪ字形を画定することを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項１０】
流路内にバルブを有することを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項１１】
流路は、入口から第１の出口および第２の出口に向けて分離されることを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項１２】
微粉炭素ベース燃料を脱固結化するプロセスであって、
流路の入口と出口との間で圧縮粒子の方向を変えるステップであって、圧縮粒子の安息角を減少するように粒子の方向を変えるステップを含むことを特徴とする脱固結化プロセス。
【請求項１３】
圧縮粒子が圧縮された微粉炭素ベース燃料であることを特徴とする請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１４】
前記方向を変えるステップは、前記安息角より小さい角度を画定する転向角で圧縮粒子を転向させることを含む請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１５】
前記方向を変えるステップは、移動壁部により画定される通路の下流で生じることを特徴とする請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１６】
圧縮粒子を脱固結化するプロセスであって、
流路の長さに沿って圧縮粒子の方向を変えるステップを含み、
流路は、圧縮粒子の安息角を減少するように前記長さに沿って増加する断面積を有することを特徴とする脱固結化プロセス。
【請求項１７】
前記方向を変えるステップが、約３０°〜約１５０°の間の転向角で圧縮粒子を転向させることを含む請求項１６に記載のプロセス。
【請求項１８】
前記方向を変えるステップが、３つの寸法に亘り圧縮粒子を転向させることを含む請求項１６に記載のプロセス。
【請求項１９】
流路の出口がバルブと連通することを特徴とする請求項１６に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒状物質押出しポンプのための脱固結化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭ガス化は、石炭や他の炭素を含有する固体を合成用ガスに変換することを要する。ガス化プロセスにおいて乾燥石炭や水スラリが用いられるが、乾燥石炭のポンプ技術は水スラリ技術よりも熱効率がよい。
【０００３】
プロセスを効率化し、乾燥石炭ガス化の機械効率を向上させるため、粒状物質押出しポンプを用いて乾燥石炭など微粉炭素ベース燃料を圧送する。粒状物質押出しポンプの下流における微粉炭素ベース燃料には、乾燥石炭を脱固結化するためにブレーカミル、ボールエンドミル又は他の粉砕器などが要求されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
粒状物質押出しポンプのための脱固結化装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
例示的な粒状物質押出しポンプは、移動壁部により画定され、かつ通路断面を画定する通路と、入口および出口を備えた流路を有する脱固結化装置と、を備え、入口は、通路断面に実質的に相当する第１の断面を画定し、出口は、第１の断面と異なる第２の断面を画定する。
【０００６】
例示的な微粉炭素ベース燃料を脱固結化するプロセスは、流路の入口と出口との間で圧縮粒子の方向を変えるステップであって、圧縮粒子の安息角を減少するように粒子の方向を変えるステップを含む。
【０００７】
例示的な圧縮粒子を脱固結化するプロセスは、流路の長さに沿って圧縮粒子の方向を変えるステップを含み、流路は、圧縮粒子の安息角を減少するように前記長さに沿って増加する断面積を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】乾燥石炭押出しポンプの斜視図。
【図２】脱固結化装置の断面図。
【図３】脱固結化装置の一実施例の断面図。
【図４】脱固結化装置の他の実施例の断面図。
【図５】種々の脱固結化装置の流路面積比と角度の関係を示すグラフ。
【図６】例示的な流れ制御機構を有する脱固結化装置の実施例の斜視図。
【図７】例示的な流れ制御機構を有する脱固結化装置の実施例の断面図。
【図８】例示的な流れ制御機構を有する脱固結化装置の他の実施例の断面図。
【図９】例示的な流れ制御機構を有する脱固結化装置のさらに別の実施例の断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、乾燥した粒状物質を移送する粒状物質押出しポンプ１０を概略的に示す。ポンプ１０は、石炭、バイオマス、石油コークス、水や他の供給材料など微粉炭素ベース燃料（ｐｕｌｖｅｒｉｚｅｄ  ｃａｒｂｏｎ−ｂａｓｅｄ  ｆｕｅｌ）について記載にしているが、別の実施例として、ポンプ１０は、乾燥粒状物質を移送するものであってもよく、石炭ガス化、石油化学製品、電力、食料および農業など他の産業において使用され得る。
【００１０】
ポンプ１０は、入口領域１２、圧縮領域１４および出口領域１６を有する。入口領域１２は、ホッパ１８および入口２０を含む。圧縮領域１４は、移動壁部２４により画定される通路２２および移動壁部２４のための駆動システム２６を含む。出口領域１６は、出口２８および脱固結化装置（ｄｅｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ  ｄｅｖｉｃｅ）３０を含む。
【００１１】
脱固結化装置３０は、移動壁部２４により通路２２内で固結された石炭の固結を解く（脱固結化する）。微粉炭素ベース燃料は通路２２内で固く圧縮される。微粉炭素ベース燃料は、固有の安息角を有する。この固有の角度は、堆積した未固結物の頂部における水平部と側部との間に形成される。固結された微粉炭素ベース燃料は圧縮されて、粒状物質が互いに付着し、固有の安息角より大きい角度で支持されず垂直に位置する塊を形成する状態となる。部分的に固結を解かれた（脱固結化された）物質は安息角をするが、依然として未固結物質と固結された物質の混合物からなるため、最大の粒状の塊を互いに対してまたは装置の面に対してすり動かすことによってさらに減少する。
【００１２】
図２を参照すると、脱固結化装置３０は、入口３２および出口３４を備える。入口３２は、通路２２により形成される断面に実質的に相当する第１の断面を画定する。出口３４は、第１の断面と異なり、圧縮された固結微粉粒子を微細な粉末の均等物にするように第２の断面を画定する。装置を通過した後、微粉炭素ベースの物質はもはや安息角で積層しない。入口３２と出口３４の間の流路３６は、再び締め固めることなく微粉石炭粒子を互いに対して推し進める。脱固結化装置３０の入口３２と出口３４との間の流路３６により３つの寸法形状の変化がもたらされる。微粉炭素ベース燃料が方向を変え、容積の膨張が許容されるとき、流路３６により必須の粒子破砕がもたらされる。
【００１３】
図３に脱固結化装置３０における例示的な流路３６Ａの一実施例を示す。流路３６Ａは、通路２２の断面と実質的に同等の第１の断面を有する直線状の入口３２Ａと、曲線状のコーナ部分を含む第２の断面を有する出口３４Ａとを画定する。流路３６Ａは、少なくとも９０°の転向角で向きを変える。
【００１４】
図４に脱固結化装置３０における例示的な流路３６Ｂの他の実施例を示す。流路３６Ｂは、通路２２の断面と実質的に同等の第１の断面を有する直線状の入口３２Ｂと、円形の出口を画定する第２の断面を有する出口３４Ｂとを画定する。流路３６Ｂは、少なくとも９０°の転向角で向きを変える。
【００１５】
図５は、装置の流路面積比と角度の関係を示すグラフであり、種々のトレードオフは流路３６に沿った関係に起因する。本明細書では、流路３６に沿った面積比の種々の組合せを用いてもよいことを理解されたい。直線状の入口から円形の出口への移行において、流路３６Ｂ−１，３６Ｂ−２，３６Ｂ−３，３６Ｂ−４に沿って、形状が比較的早く変化する一方で、面積は比較的緩やかに増加する。相対的に単純な角度を用いても効果的であるが、全体的な効率は相対的に低くなる。
【００１６】
図６に脱固結化装置３０における例示的な流路３６Ｃの他の実施例を示す。流路３６Ｃは、通路２２の断面と実質的に同等の第１の断面を有する直線状の入口３２Ｃと、第２の断面をそれぞれ画定する第１および第２の出口３４Ｂ１，３４Ｂ２を有する。第１および第２の出口３４Ｂ１，３４Ｂ２は、前述のような種々の形状を有してもよいことを理解されたい。流路３６Ｃは、少なくとも９０°の転向角で向きを変える。
【００１７】
図７を参照すると、微粉炭素ベース燃料が脱固結化装置３０を通流するとき、流路３６が満されている状態を保つように流路３６は配列される。一実施例では、流路３６は、延長部３８に亘って９０°より大きい転向角で向きを変える。転向角は、実質的にＪ字状をなす少なくとも１３５°の角度とすることができる。
【００１８】
図８に示す他の実施例には、微粉炭素ベース燃料が脱固結化装置３０を通流するとき、流路３６が満されている状態を保つバルブ４０（概略的に示す）が含まれる。バルブ４０は、通路に対して所定の圧力を要求するチェックバルブや他のバルブ構成としてもよい。
【００１９】
図９を参照すると、他の実施例には直線状の乾燥石炭トラクタポンプ（ｔｒａｃｔｏｒ  ｐｕｍｐ）１０が含まれる。ポンプ１０は、流路３６が重力に対する方向に配列されその満されている状態を保つように配設される。微粉炭素ベース燃料が重力に対抗して移動しなければならないため、脱固結化装置３０は重力に関してトラクタポンプ１０の上方に位置する。
【００２０】
脱固結化装置３０により、従来要求されていたブレーカミル、ボールエンドミル又は他の粉砕器などを必要とせずに、トラクタポンプ１０が運転可能となる。
【００２１】
図中、同様の参照符号は同様のエレメントを示している。図示した実施例では、特定の構成要素や構成について開示しているが、他の構成要素や構成であっても本発明の利益を受ける。
【００２２】
特定の手順や順番について言及しているが、これらは他の順番であってもよく、または個々に行ってもよく、組み合わせて行ってもよい。
【００２３】
上記の記載は例示的なものに過ぎず、限定的なものではない。本明細書において種々の非限定的な実施例について説明してきたが、当業者であれば種々の修正や変更が本発明の範囲から逸脱することなくなされることを理解されるであろう。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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