ПАССИВНАЯ СИСТЕМА ПОДАЧИ ТВЕРДЫХ ВЕЩЕСТВ И СПОСОБ ПОДАЧИ ТВЕРДЫХ ВЕЩЕСТВ

1. Система подачи твердых веществ, включающая:
(i) зону деаэрации твердых веществ и
(ii) зону насоса для твердых веществ;
в которой указанная зона деаэрации твердых веществ сообщается по потоку с указанной зоной насоса для твердых веществ; указанная зона деаэрации твердых веществ включает контейнер, включающий проход, ограниченный одной или более наклонными стенками; вход для введения твердых веществ в проход; выход для дозирования твердых веществ из прохода в указанную зону насоса для твердых веществ; причем указанные одна или более наклонные стенки сближаются в продольном направлении от входа к выходу, образуя угол стенки с вертикальной плоскостью; указанная зона насоса для твердых веществ выполнена с возможностью деаэрации и перемещения твердых веществ под действием силы тяжести в указанную зону насоса для твердых веществ, причем указанные твердые вещества становятся достаточно уплотненными перед поступлением и при поступлении в указанную зону насоса для твердых веществ для эффективного перемещения через указанную зону насоса для твердых веществ; причем указанная зона деаэрации твердых веществ гидравлически сообщается с областью, в которой давление ниже, чем в указанной зоне деаэрации твердых веществ, причем по меньшей мере часть псевдоожижающего газа в указанных твердых веществах отводят из указанной зоны деаэрации твердых веществ; и
в которой указанная зона насоса для твердых веществ включает насос для твердых веществ, выполненный с возможностью перемещения указанных твердых веществ к месту применения.
2. Система подачи твердых веществ по п.1, в которой указанные твердые вещества становятся достаточно уплотненными перед поступлением и при поступлении в указанную зону насоса для твердых веществ для формирования переходного твердого тела или мостика, состоящего из уплотненного зернистого материала, что позволяет насосу для твердых веществ создавать напор или давление в зернистом материале и эффективно перемещать зернистый материал через насос для твердых веществ.
3. Система подачи твердых веществ по п.1, в которой контейнер имеет указанный угол стенки, высоту и площадь свободной поверхности зернистого материала, достаточные для деаэрации и перемещения твердых веществ под действием силы тяжести в указанную зону насоса для твердых веществ, причем указанные твердые вещества становятся достаточно уплотненными перед поступлением и при поступлении в указанную зону насоса для твердых веществ для эффективного перемещения через указанную зону насоса для твердых веществ.
2
2
4. Система подачи твердых веществ по п.3, в которой указанный угол стенки составляет от приблизительно 5° до приблизительно 85°, высота контейнера от входа до выхода составляет от приблизительно 0,1 м до приблизительно 3 м, а площадь свободной поверхности зернистого материала в контейнере составляет от приблизительно 0,1 м до приблизительно 10 м.
max
5. Система подачи твердых веществ по п.1, в которой указанный контейнер имеет по существу прямоугольную форму и имеет максимальное соотношение H/G геометрических размеров, определяемое уравнением:
где:
max
wall
в котором H представляет собой максимальную высоту, G представляет собой размер зазора между противоположными подвижными стенками насоса на входе насоса для твердых веществ, W представляет собой ширину зоны деаэрации, φ представляет собой угол внутреннего трения зернистого (гранулированного) материала, φ представляет собой угол трения зернистого (гранулированного) материала о стенки, а к=1 при активном состоянии твердых веществ.
6. Система подачи твердых веществ по п.5, в которой указанный угол стенки равен θ, как определено уравнением:
-1
max
θ=Tan(L/H)
max
min
min
min
в котором L представляет собой характеристический размер входа зоны деаэрации, а H представляет собой максимальную высоту; причем L составляет от приблизительно 0,5·L до приблизительно 1,5·L, где L определяют по уравнению:
min
s
L=M/(2ρ)(W)(UdA)
s
в котором M представляет собой массовую скорость нисходящего потока твердых веществ, ρ представляет собой плотность потока твердых веществ в зоне деаэрации, W представляет собой ширину камеры деаэрации, a UdA представляет собой скорость оседания или деаэрации твердых веществ.
max
o
7. Система подачи твердых веществ по п.1, в которой указанный контейнер имеет по существу коническую форму и имеет максимальное соотношение H/D геометрических размеров, определяемое уравнением:
где:
max
o
wall
в котором H представляет собой максимальную высоту, D представляет собой размер диаметра выхода зоны деаэрации, φ представляет собой угол внутреннего трения зернистого (гранулированного) материала, φ представляет собой угол трения зернистого (гранулированного) материала о стенки, а к=1 при активном состоянии твердых веществ.
8. Система подачи твердых веществ по п.7, в которой указанный угол стенки равен α, как определено уравнением:
-1
a
o
max
α=Tan((D-D)/2H)
a
o
max
a
a min
a min
a min
в котором D представляет собой диаметр входа зоны деаэрации, D представляет собой диаметр выхода зоны деаэрации, а H представляет собой максимальную высоту; причем D составляет от приблизительно 0,5·D до приблизительно 1,5·D, где D определяют уравнением:
a min
s
0,5
D=[4·M/(ρ)(UdA)(π)]
s
в котором M представляет собой массовую скорость нисходящего потока твердых веществ, ρ представляет собой плотность потока твердых веществ в зоне деаэрации, a UdA представляет собой скорость оседания или деаэрации твердых веществ.
9. Система подачи твердых веществ по п.1, в которой указанный контейнер включает (i) одну непрерывную наклонную стенку, которая сближается в продольном направлении от входа к выходу, ограничивая проход и образуя угол стенки с вертикальной плоскостью, или (ii) первую наклонную стенку и вторую наклонную стенку, которые расположены напротив друг друга и которые сближаются в продольном направлении от входа к выходу, ограничивая проход, причем каждая стенка образует угол стенки с вертикальной плоскостью.
10. Система подачи твердых веществ по п.1, в которой зона насоса для твердых веществ включает ленточный (тянущий) насос, роликовый насос или ротационный насос.
11. Система подачи твердых веществ по п.1, в которой твердые вещества включают материал типа «А» или «С» по классификации Гелдарта.
12. Система подачи твердых веществ по п.11, в которой твердые вещества включают сухую угольную пыль.
13. Система подачи твердых веществ по п.1, в которой применение включает процесс газификации, пылеугольный паровой котел высокого давления или процесс, для которого требуется система подачи материала типа «А» или «С» по классификации Гелдарта.
14. Система подачи твердых веществ по п.1, дополнительно включающая множество систем источников твердых веществ, соединенных параллельно, и/или множество систем насосов для твердых веществ, соединенных параллельно.
15. Система подачи твердых веществ по п.1, в которой зона насоса для твердых веществ включает вход и выход, а разность давлений между выходом зоны насоса для твердых веществ и входом зоны насоса для твердых веществ составляет от 1,38 до 13,79 МПа (от 200 до 2000 фунт/кв.дюйм).
16. Способ перемещения твердых веществ, включающий:
(i) обеспечение зоны деаэрации твердых веществ и зоны насоса для твердых веществ, причем указанная зона деаэрации твердых веществ сообщается по потоку с указанной зоной насоса для твердых веществ; указанная зона деаэрации твердых веществ включает контейнер, включающий проход, ограниченный одной или более наклонными стенками; вход для введения твердых веществ в проход; выход для дозирования твердых веществ из прохода в указанную зону насоса для твердых веществ; причем указанные одна или более наклонные стенки сближаются в продольном направлении от входа к выходу, образуя угол стенки с вертикальной плоскостью; указанная зона деаэрации твердых веществ выполнена с возможностью деаэрации и перемещения твердых веществ под действием силы тяжести в указанную зону насоса для твердых веществ; причем указанная зона деаэрации твердых веществ гидравлически сообщается с областью, в которой давление ниже, чем в указанной зоне деаэрации твердых веществ, причем по меньшей мере часть псевдоожижающего газа в указанных твердых веществах отводят из указанной зоны деаэрации твердых веществ; и указанная зона насоса для твердых веществ включает насос для твердых веществ, выполненный с возможностью перемещения указанных твердых веществ; и
(ii) деаэрацию твердых веществ в зоне деаэрации твердых веществ, в которой указанные твердые вещества становятся достаточно уплотненными перед поступлением и при поступлении в указанную зону насоса для твердых веществ для эффективного перемещения через указанную зону насоса для твердых веществ; и
(iii) перекачивание твердых веществ в зоне насоса для твердых веществ к месту применения.
17. Способ по п.16, в котором указанные твердые вещества становятся достаточно уплотненными перед поступлением и при поступлении в указанную зону насоса для твердых веществ для формирования переходного твердого тела или мостика, состоящего из уплотненного зернистого материала, что позволяет насосу для твердых веществ создавать напор или давление в зернистом материале и эффективно перемещать зернистый материал через насос для твердых веществ.
18. Способ по п.16, в котором контейнер имеет указанный угол стенки, высоту и площадь свободной поверхности зернистого материала, достаточные для деаэрации и перемещения твердых веществ под действием силы тяжести в указанную зону насоса для твердых веществ, причем указанные твердые вещества становятся достаточно уплотненными перед поступлением и при поступлении в указанную зону насоса для твердых веществ для эффективного перемещения через указанную зону насоса для твердых веществ.
2
2
19. Способ по п.18, в котором указанный угол стенки составляет от приблизительно 5° до приблизительно 85°, высота контейнера от входа до выхода составляет от приблизительно 0,1 м до приблизительно 3 м, а площадь свободной поверхности зернистого материала в контейнере составляет от приблизительно 0,1 м до приблизительно 10 м.
max
20. Способ по п.16, в котором указанный контейнер имеет по существу прямоугольную форму и имеет максимальное соотношение H/G геометрических размеров, определяемое уравнением:
где:
max
wall
в котором H представляет собой максимальную высоту, G представляет собой размер зазора между противоположными подвижными стенками насоса на входе насоса для твердых веществ, W представляет собой ширину зоны деаэрации, φ представляет собой угол внутреннего трения зернистого (гранулированного) материала, φ представляет собой угол трения зернистого (гранулированного) материала о стенки, а к=1 при активном состоянии твердых веществ.
21. Способ по п.20, в котором указанный угол стенки равен θ, как определено уравнением:
-1
max
θ=Tan(L/H)
max
min
min
min
в котором L представляет собой характеристический размер входа зоны деаэрации, а H представляет собой максимальную высоту; причем L составляет от приблизительно 0,5·L до приблизительно 1,5·L, где L определяют по уравнению:
min
s
L=M/(2ρ)(W)(UdA)
s
в котором M представляет собой массовую скорость нисходящего потока твердых веществ, ρ представляет собой плотность потока твердых веществ в зоне деаэрации, W представляет собой ширину камеры деаэрации, a UdA представляет собой скорость оседания или деаэрации твердых веществ.
max
o
22. Способ по п.16, в котором указанный контейнер имеет по существу коническую форму и имеет максимальное соотношение H/D геометрических размеров, определяемое уравнением:
где:
max
o
wall
в котором H представляет собой максимальную высоту, D представляет собой размер диаметра выхода зоны деаэрации, φ представляет собой угол внутреннего трения зернистого (гранулированного) материала, φ представляет собой угол трения зернистого (гранулированного) материала о стенки, а к=1 при активном состоянии твердых веществ.
23. Способ по п.22, в котором указанный угол стенки равен α, как определено уравнением:
-1
a
o
max
α=Tan((D-D)/2H)
a
o
max
a
a min
a min
a min
в котором D представляет собой диаметр входа зоны деаэрации, D представляет собой диаметр выхода зоны деаэрации, а H представляет собой максимальную высоту; причем D составляет от приблизительно 0,5·D до приблизительно 1,5·D, где D определяют по уравнению:
a min
s
0,5
D=[4·M/(ρ)(UdA)(π)]
s
в котором M представляет собой массовую скорость нисходящего потока твердых веществ, ρ представляет собой плотность потока твердых веществ в зоне деаэрации, a UdA представляет собой скорость оседания или деаэрации твердых веществ.
24. Способ по п.16, в котором указанный контейнер включает (i) одну непрерывную наклонную стенку, которая сближается в продольном направлении от входа к выходу, ограничивая проход и образуя угол θ стенки с вертикальной плоскостью, или (ii) первую наклонную стенку и вторую наклонную стенку, которые расположены напротив друг друга и которые сближаются в продольном направлении от входа к выходу, ограничивая проход, причем каждая стенка образует угол θ стенки с вертикальной плоскостью.
25. Способ по п.16, в котором зона насоса для твердых веществ включает ленточный (тянущий) насос, роликовый насос или ротационный насос.
26. Способ по п.16, в котором твердые вещества включают материал типа «А» или «С» по классификации Гелдарта.
27. Способ по п.26, в котором твердые вещества включают сухую угольную пыль.