СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА, ПОВЫШАЮЩИЕ КАЧЕСТВО ТВЕРДОГО ТОПЛИВА
METHODS AND APPARATUS FOR ENHANCING QUALITY OF SOLID FUEL

Настоящая заявка притязает на приоритет по следующим предварительным заявкам, каждая из которых, таким образом, полностью встроена в нее по ссылке: предварительная заявка US №60/788,297, поданная 31 марта 2006, предварительная заявка US №60/820,482, поданная 26 июля 2006, предварительная заявка US № 60/828,031, поданная 3 октября 2006, и предварительная заявка US №60/867,749, поданная 29 ноября 2006.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Изобретение относится к обработке твердого топлива, более конкретно к обработке твердого топлива, использующей микроволновую энергию для вывода загрязняющих веществ.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
x
x
2
Наличие влаги, золы, серы и других материалов, количество которых в твердом топливе меняется, имеет, обычно, следствием несовместимость параметров сгораемого топлива и образование в результате процесса горения загрязняющих веществ. Горение твердого топлива может иметь следствием образование вредных газов, таких как, окиси азота (NO) и окиси серы (SO). Кроме того, горение твердого топлива может иметь следствием появления в неорганической золе веществ дополнительных элементов. Количества двуокиси углерода (CO), которые выделяются как результат горения твердого топлива, могут способствовать глобальному потеплению. Каждый из этих побочных продуктов может быть образован на разном уровне, зависящем от качества используемого твердого топлива.
Для удаления некоторых нежелательных веществ, которые могут присутствовать в твердом топливе, применяются различные методы его обработки, такие как промывание, воздушная сушка, сушка в барабанах и нагревание. Для таких процедур, возможно, потребуется, чтобы твердое топливо было раздроблено, распылено или же иным способом обработано, до размеров, которые не оптимальны для конечного потребителя. Более того, для уменьшения выделения газов в топливных установках могут быть использованы очистители выхлопных газов. Поэтому возникает необходимость уменьшить в дальнейшем вредные выделения, производимые в результате горения твердого топлива, и уменьшить себестоимость, связанную с проверкой таких выделений.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Аспект настоящего изобретения относится к очистке продаваемого топлива, отчасти основанной, по меньшей мере, на исходном состоянии твердого топлива. В реализациях изобретения твердое топливо тестируется, либо проверяется качество отдельного образца для генерации в исходных данных набора величин, относящихся к исходным характеристикам топлива. После того как заданные, или окончательные (обработанные) характеристики топлива могут быть известны и может быть запущен процесс обработки, контролирование качества и/или его регулирование происходят по отношению к исходным характеристикам и заданным характеристикам. Описанные здесь способ и система могут включать такие операции, как введение исходных данных образца твердого топлива и требуемых характеристик твердого топлива для определения разницы между начальным и конечным составом продукции; сравнение и объединение входных данных, относящихся к установкам обработки твердого топлива, способных определить рабочие параметры обработки для получения требуемого обработанного продукта; и передачу рабочих параметров на установку управления и контроллер, с целью управления обработкой продукта в установке обработки твердого топлива.
Аспект настоящего изобретения относится к обеспечению информацией для дальнейшего регулирования процесса обработки твердого топлива установкой обработки твердого топлива для его продажи. Раскрытые здесь способ и устройство могут включать проверку твердого топлива с последующей обработкой по его очистке и предоставлению информации, касающейся тестовой перепроверки устройства обработки. Установка выходных параметров твердого топлива может получать характеристики окончательно обработанного твердого топлива из пульта установки тестирования обработки; характеристики могут отражать окончательно произведенное обработанное твердое топливо; установка выходных параметров твердого топлива может передавать характеристики окончательно обработанного твердого топлива на установку текущего контроля; установка текущего контроля может сравнивать характеристики окончательно обработанного твердого топлива с требуемыми характеристиками твердого топлива для определения рабочих параметров регулирования обработки твердого топлива; и параметры регулирования, полученные для характеристик окончательно обработанного, очищенного твердого топлива, могут быть в добавление к любому другому рабочему параметру регулирования твердого топлива.
Раскрытые здесь способ и устройство могут включать твердое топливо, непрерывно загружаемое в установку обработки, управляемую рабочими параметрами. Контроллер может обеспечивать обработку твердого топлива рабочими параметрами путем непрерывной подачи их на системы устройства обработки, такие как лента транспортера, микроволновые устройства, датчики, системы сбора, установки предварительного нагрева, установки охлаждения и тому подобное. Непрерывное обеспечение устройства обработки данными датчиков позволяет измерять результаты процесса обработки твердого топлива, рабочих систем, непрерывно задавать на установку обработки условий окружающей среды и передавать измеренную информацию на контроллер и установку текущего контроля. Установка текущего контроля может сравнивать измеренную информацию с рабочими параметрами обработки твердого топлива и регулировать рабочие параметры. Отрегулированные рабочие параметры могут быть направлены на контроллер установки непрерывной обработки топлива.
Раскрытые здесь способ и устройство могут включать управление и регулирование процесса обработки твердого топлива, использующего сгенерированные параметры обработки и параметры входных датчиков. Способ и устройство могут использовать полученные рабочие параметры обработки из установки генерации параметров для управления обработкой твердого топлива в рамках непрерывного обеспечения ими установки обработки. Способ и устройство могут обеспечивать управление и регулирование рабочих параметров обработки на базе входных датчиков установки непрерывной обработки. Способ и устройство могут обеспечивать поступление отрегулированных рабочих параметров обработки на контроллер, который обеспечивает рабочими параметрами системы установки непрерывной обработки.
Раскрытые здесь способ и устройство могут включать датчики, используемые для измерения рабочих характеристик твердого топлива конвейерной установки. Датчики твердого топлива конвейерной установки могут измерять удаляемые из твердого топлива продукты, такие как влага, сера, зола и другие. Датчики установки обработки твердого топлива, работающие в режиме непрерывного обеспечения данными устройства обработки, могут измерять рабочие параметры непрерывного обеспечения данными систем устройства обработки, используемых для обработки твердого топлива. Датчики могут передавать измеренную информацию на контроллер устройства непрерывной обработки, устройство управления и установку калькуляции цен/бизнеса. Данные датчиков выделяемого продукта могут быть использованы установкой управления и контроллером для регулировки рабочих параметров конвейерной установки. Информация датчика рабочей системы может быть использована установкой калькуляции цен/бизнеса для определения себестоимости.
Раскрытые здесь способ и устройство могут включать устройство управления обработкой твердого топлива, использующего в непрерывном реальном масштабе времени параметры петли обратной связи. Способ и устройство могут отслеживать обеспечение непрерывного поступления данных с системными параметрами от установки генерации параметров на контроллер установки обработки. Непрерывное поступление данных на контроллер установки обработки может вызывать в различных системах появление системных параметров, позволяющих системам самостоятельно выполнять различные операции обработки твердого топлива. Датчики конвейерной установки могут измерять различные рабочие и выделенные из твердого топлива продукты и передавать измеренную информацию на установку управления. Установка управления может регулировать параметры обработки твердого топлива путем сравнения измерений датчиков и требуемых рабочих параметров; и установка управления может передавать отрегулированные параметры на контроллер. Контроллер/датчик/устройство управления, регулирующие петлю обратной связи, могут быть постоянно охваченными в реальном масштабе времени петлей обратной связи для поддержания требуемого, окончательно обработанного твердого топлива.
Раскрытые здесь способ и устройство могут включать устройство управления и контроля микроволновой системы обработки твердого топлива. Установки микроволновой системы рабочих параметров, такие как частота, мощность и рабочий цикл, могут управляться контроллером конвейерной установки во время обработки твердого топлива. Выход микроволновой системы и выделенные продукты из твердого топлива могут быть измерены датчиками для определения эффективности микроволновых параметров; измерения могут быть переданы на установку управления. Установка управления может регулировать рабочие параметры микроволновой системы на основе сравнения информации, измеренной датчиками, и требуемыми значениями рабочих параметров (например, параметр установки генерации параметра). Отрегулированные микроволновые рабочие параметры микроволновой системы могут быть переданы на микроволновую систему контроллером установки обработки в виде непрерывно поступающих данных.
Раскрытые здесь способ и устройство могут включать управляемое удаление выделенных из твердого топлива продуктов при непрерывной работе установки обработки твердого топлива. Набор датчиков может измерять объем или уровень выделения продуктов, выделенных из твердого топлива. Набор датчиков может передавать информацию о выделенных продуктах на контроллер и устройство управления для получения информации об уровне удаленных продуктов. Набор датчиков может передавать уровень выделенных, удаленных продуктов на установку калькуляции цен/бизнеса; установка калькуляции цен/бизнеса может определять рыночную стоимость выделенных продуктов или себестоимость выделенных продуктов.
Аспект настоящего изобретения относится к конвейеру, непрерывно загружающему внутри установку обработки. Конвейер может подавать твердое топливо через установку обработки, несмотря на то что твердое топливо обрабатывается (например, подача угля через поле микроволновой энергии). Способ и устройство снабжения установки конвейера позволяют сопрягать его с транспортировкой твердого топлива через установку обработки. Конвейер может включать сочетание таких характеристик, как низкое поглощение микроволновой энергии, высокое сопротивление изнашиванию, высокая температуростойкость к повышенным, продолжительным по времени температурам, температурная изоляция, устойчивость к прогоранию, высокая точка плавления, нескважистая структура и устойчивость к выходу из под контроля из-за температурных воздействий. Конвейерная установка может быть выполнена из прочных, соединяемых между собой лент. Конвейерная установка может включать множество ребристых, гибко соединяемых рабочих секций.
Аспект настоящего изобретения относится к устройствам и способам обработки твердого топлива. Реализации настоящего изобретения относятся к конвейерной установке, приспособленной для перемещения твердого топлива (например, угля) через установку обработки. В реализациях изобретения установка обработки твердого топлива адаптирована для обработки твердого топлива путем пропускания его через область микроволновой энергии. В реализациях изобретения конвейерная система специально адаптирована для получения устойчивых эксплуатационных качеств, при использовании его в процессе обработки твердого топлива.
Реализации настоящего изобретения относятся к устройствам и способам транспортирования твердого топлива через установку обработки твердого топлива. Устройства и способы могут воздействовать на конвейерную установку, адаптируя транспортировку твердого топлива через микроволновую установку обработки топлива. В реализациях изобретения конвейерная установка адаптирована, чтобы иметь, по меньшей мере, одну или комбинацию характеристик, таких как низкая микроволновая потеря мощности, высокое сопротивление изнашиванию, повышенная продолжительная температуростойкость, локализованная повышенная температуростойкость, температурная изоляция, сопротивление к прогоранию, высокая точка плавления, нескважистая структура по отношению к частицам, непористая структура по отношению к влаге, сопротивление к термопотерям, или другие такие характеристики, которые создают эластичную конвейерную установку.
В реализациях изобретения конвейерная установка представляет собой ленту транспортера. Лента транспортера может быть, главным образом, в виде непрерывной ленты. Лента транспортера может включать множество гибко соединяемых между собой прочных секций. В других реализациях изобретения конвейер представляет еще одно физическое построение, предназначенное для транспортировки твердого топлива через непрерывные или, главным образом, непрерывные процессы обработки.
В реализациях изобретения установка обработки твердого топлива может быть микроволновой установкой обработки топлива, которая может также обрабатывать твердое топливо других систем, таких как, системы нагревания, промывания, газификации, горения и парообразования. Конвейерная установка может быть выполнена из материала с низкими потерями микроволновой мощности. Например, она может быть адаптирована, чтобы иметь низкие потери в диапазоне частот примерно от 300 МГц и до 1 ГГц. Конвейерная установка может быть температуростойкой при длительном воздействии высоких температур. Например, она может быть температуростойкой при длительном воздействии температуры внутри области, примерно равной 200°F или около. Конвейерная установка может быть температуростойкой при локализованных температурах в районе 600°F или около. Имеется много других атрибутов и материалов конвейерной установки, так же как и процессов для управления описанной здесь конвейерной системой.
Настоящее изобретение относится к усовершенствованным способам и устройствам для задействования микроволновой установки генерирующих магнетронов, непрерывно связанных с установкой обработки твердого топлива. Раскрытые здесь способ и устройство могут включать запитку магнетрона через прямую систему передачи питания постоянного высокого напряжения, чтобы избежать сбоя напряжения (например, на подстанции), и затем его восстановления (например, для использования в магнетроне). Силовая система может включать обеспечение высоким напряжением силовой установки преобразования высокого напряжения, которая может быть адаптирована для получения напряжения переменного тока и выдачи высокого напряжения постоянного тока.
Раскрытые здесь способ и устройство могут включать применение постоянного высокого напряжения, путем получения высокого напряжения переменного тока от установки распределительного щита; прямое генерирование высокого напряжения постоянного тока из высокого напряжения переменного тока и подачу высокого напряжения постоянного тока на магнетрон, связанный с установкой непрерывной обработки твердого топлива.
Раскрытые здесь способ и устройство могут включать применение постоянного высокого напряжения, путем получения высокого напряжения переменного тока от силовой установки распределительного щита; преобразование высокого напряжения переменного тока в высокое напряжение постоянного тока и подачу высокого напряжения постоянного тока на магнетрон, связанный с установкой непрерывной обработки твердого топлива, причем установка распределения высокого силового напряжения может быть защищена нетрансформаторным устройством индуктора в увязке с быстродействующим устройством разрыва цепи.
Раскрытые здесь способ и устройство могут включать калькуляцию цен, бизнес для обработанного твердого топлива, используя процесс с обратной связи. Установка бизнеса может получать рабочую информацию обработки твердого топлива от систем установки обработки твердого топлива, таких как установка управления, датчики, система удаления, установка выходных параметров твердого топлива или тому подобное. Установка бизнеса может быть в состоянии определить себестоимость окончательно обработанного твердого топлива, используя рабочую информацию от вышеуказанных систем. Себестоимость может включать затраты на электроэнергию, необходимую для различных систем конвейерной установки обработки твердого топлива, стоимость удаленных продуктов из твердого топлива, собранных в системе удаления, стоимость применяемых инертных газов и тому подобное. Установка бизнеса может определять конечную величину обработанного твердого топлива путем прибавления к себестоимости обработки начальной стоимости необработанного твердого топлива.
Раскрытые здесь способ и устройство могут включать моделирование себестоимости обработки твердого топлива, предназначенного для специальной установки конечного потребителя. Способ и устройство могут обеспечивать базой данных, содержащей набор характеристик твердого топлива для множества образцов твердого топлива, набор основных характеристик твердого топлива, используемых, главным образом, установками конечного потребителя, набор рабочих параметров, используемых для преобразования образца твердого топлива в основное твердое топливо, используемое конечным потребителем, и набор твердых топлив, связанных с реализацией набора рабочих параметров. Способ и устройство могут в дальнейшем идентифицировать характеристики твердого топлива для полученного начального образца твердого топлива; идентифицировать технические характеристики основного твердого топлива, используемого установкой конечного потребителя; находить в базе данных набор рабочих параметров, связанных с преобразованием начального образца твердого топлива в основное твердое топливо; и находить в базе данных набор стоимостей, связанных с заданием рабочих параметров.
Раскрытые здесь способ и устройство могут включать бизнес, обеспечивающий производство твердого топлива, адаптируемого для выбранной установки конечного потребителя. Способ и устройство могут обеспечить получение технических характеристик от выбранной установки конечного потребителя для основного твердого топлива; сравнение технических характеристик с набором характеристик начального образца твердого топлива; определение рабочих параметров обработки для обработки начального образца с целью преобразования его в основное твердое топливо, соответствующее техническим данным, полученным от установки выбранного конечного потребителя; обработку начального образца твердого топлива в соответствии с рабочими параметрами обработки, измерением характеристик основного твердого топлива и калькуляцию цены основного твердого топлива.
Раскрытые здесь способ и устройство могут включать базу данных для обработки твердого топлива; набор характеристик для множества образцов твердого топлива; набор основных характеристик твердого топлива, используемых заданными установками конечного потребителя; и набор рабочих параметров, используемых для преобразования образца твердого топлива в основное твердое топливо, используемое установкой конечного потребителя.
Раскрытые здесь способ и устройство могут включать компиляцию базы данных для обработки твердого топлива. Способ и устройство могут формировать набор собранных основных характеристик твердого топлива для множества образцов твердого топлива; набор собранных основных характеристик твердого топлива, используемый набором установки конечного потребителя; и набор собранных рабочих параметров, используемый для преобразования образца твердого топлива в основное твердое топливо, используемое конечным потребителем.
Раскрытые здесь способ и устройство могут включать генерирование параметров обработки твердого топлива, на основе требуемых окончательных характеристик обработки. Способ и устройство могут обеспечивать в качестве входной информации данные начального образца твердого топлива и требуемые характеристики твердого топлива для выбранной установки конечного потребителя; сравнение и объединение входных параметров, относящихся к возможностям установки обработки твердого топлива, определять рабочие параметры для производства твердого топлива, соответствующего параметрам выбранной установки конечного потребителя; и передачу рабочих параметров на установку управления и контроллер для управления обработкой продукта в установке обработки твердого топлива.
Раскрытые здесь способ и устройство могут включать производство твердого топлива, соответствующего параметрам выбранной установки конечного потребителя. Способ и устройство могут обеспечивать определение первого набора характеристик для начального образца твердого топлива; идентификацию набора характеристик твердого топлива на выходе, соответствующего параметрам выбранной установки конечного потребителя; определение рабочих параметров обработки для обработки исходного образца твердого топлива для последующего его преобразования в параметры твердого топлива, соответствующие параметрам выбранной установки конечного потребителя; и обработка исходного образца твердого топлива в соответствии с рабочими параметрами обработки, где исходный образец твердого топлива может быть трансформирован в выходное твердое топливо, соответствующее параметрам выбранной установки конечного потребителя.
Способ и устройство могут включать газификацию твердого топлива путем отбора твердого топлива, предназначенного для газификации; идентификацию характеристик твердого топлива, относящихся к газификации; обработку твердого топлива с использованием рабочих параметров для удаления газа и сбор газа, выделенного во время обработки твердого топлива. Твердое топливо может быть обработано с использованием микроволновой технологии, технологии нагрева, технологии давления, технологии парообразования или тому подобного. В качестве газа может быть синтетический газ, водород, одноокисный углерод или тому подобное.
Способ и устройство могут включать газификацию твердого топлива путем отбора твердого топлива, предназначенного для газификации; определение рабочих характеристик твердого топлива на базе требований газификации от конечного потребителя; обработку твердого топлива с использованием рабочих параметров для удаления газа и сбор газа, выделенного во время обработки твердого топлива. Конечным потребителем может быть установка производства электроэнергии, химическая установка, топливные батареи и тому подобное. Твердое топливо может быть обработано с использованием микроволновой технологии, технологии нагрева, технологии давления, технологии парообразования или тому подобного. В качестве газа может быть синтетический газ, водород, одноокисный углерод или тому подобное.
Способ и устройство могут включать газификацию твердого топлива путем отбора твердого топлива, предназначенного для газификации; определение рабочих характеристик твердого топлива на основе требований газификации конечного потребителя; обработку твердого топлива с использованием рабочих параметров для выделения газа и сбор газа, выделенного во время обработки твердого топлива. Требование газификации может включать получение предварительно выделенного количества газа. Требование газификации может включать получение предварительно выделенного газа. Твердое топливо может быть обработано с использованием микроволновой технологии, технологии нагрева, технологии давления, технологии парообразования или тому подобного. В качестве газа может быть синтетический газ, водород, одноокисный углерод или тому подобное.
Способ и устройство могут включать ожижение твердого топлива путем отбора твердого топлива, предназначенного для ожижения; идентификацию характеристик твердого топлива на базе требований ожижения; определение рабочих характеристик твердого топлива на базе требований ожижения; обработку твердого топлива с использованием рабочих параметров для производства требуемой жидкости. Рабочие параметры могут включать процесс Фишера-Тропша, процесс Бергиуса, процесс прямой гидрогенизации, использование процесса низкотемпературной карбонизации (LTC) и тому подобное.
Способ и устройство могут включать обработку твердого топлива путем отбора твердого топлива, предназначенного для обработки; идентификацию характеристик твердого топлива; определение рабочих параметров твердого топлива на базе характеристик и обработку твердого топлива с использованием рабочих параметров, причем рабочие параметры могут включать предварительный нагрев твердого топлива и постнагрев твердого топлива.
Система для обобщающей обработки твердого топлива может включать установку с непрерывным поступлением на обработку твердого топлива, которая удаляет загрязняющие вещества из твердого топлива для производства очищенного твердого топлива источника энергии (например, очищенный уголь, используемый в микроволновой установке непрерывной обработки); и применение твердого топлива в установках (например, установки производства электроэнергии, установки производства стали и т.д.), расположенных вокруг установки обработки твердого топлива, в которой очищенное твердое топливо, как источник энергии, используется в качестве источника энергии, потребляемой расположенными вокруг установками. Установка обработки твердого топлива может обеспечить обработку твердого топлива непосредственно для установки, потребляющей твердое топливо, для установки, использующей твердое топливо, для установки, применяющей твердое топливо, или тому подобного. Установка обработки твердого топлива может косвенно обеспечить обработку твердого топлива для установки, потребляющей твердое топливо, для установки, использующей твердое топливо, для установки, применяющей твердое топливо, или тому подобного. Установка потребления твердого топлива может потребовать особое обработанное твердое топливо от установки обработки твердого топлива. Особое обработанное твердое топливо может быть типовым источником энергии на твердом топливе для установки, потребляющей твердое топливо. Особое обработанное твердое топливо может производить типовой нетвердотопливный продукт установки, применяющей твердое топливо. Особое обработанное твердое топливо может задавать специальные характеристики в твердом топливе. Источником энергии на твердом топливе может быть синтетический газ, водород или тому подобное. Источником энергии на твердом топливе может быть твердотопливная установка, потребляющая оптимально обработанное твердое топливо. Нетвердотопливными продуктами могут быть зола, сера, вода, одноокисный углерод, углекислый газ, синтетический газ, водород или тому подобное. Установкой потребления твердого топлива может быть установка производства электроэнергии, установка выплавки стали, химическая установка, установка закапывания мусорных отходов, установка производства воды или тому подобное.
Раскрытые здесь способ и устройство могут включать обеспечение исходными данными образца твердого топлива, связанными с одними или многими характеристиками твердого топлива, подлежащего обработке установкой обработки твердого топлива; обеспечение требуемых характеристик твердого топлива; сравнение начальных данных образца твердого топлива с данными, относящимися к одним или многим характеристикам требуемых параметров твердого топлива для определения дельты структуры твердого топлива; определение рабочих параметров для работы установки обработки твердого топлива по очищению твердого топлива, отчасти базирующемуся, по меньшей мере, на дельте структуры твердого топлива; и управление загрязняющими веществами, выделенными из твердого топлива в процессе его обработки, и регулирование рабочих параметров обработки, направленных на создание очищенного твердого топлива. Установка обработки твердого топлива может быть микроволновой установкой обработки твердого топлива. Твердым топливом может быть каменный уголь. Данные образца твердого топлива могут быть базой данных.
Характеристиками твердого топлива могут быть процентное содержание влаги, золы, процентное содержание серы, тип твердого топлива или тому подобное.
Рабочим параметром обработки может быть микроволновая мощность, микроволновая частота, применяемая микроволновая частота или тому подобное.
Загрязняющие вещества могут включать воду, водород, гидроокислы, серный газ, серную жидкость, золу или тому подобное.
Выделенные загрязняющие вещества могут быть управляемы установкой датчиков твердого топлива. Датчики могут обеспечивать информацию обратной связи для регулирования рабочих параметров обработки.
Способ и устройство могут, кроме того, включать ступенчатое снабжение высоковольтным силовым напряжением, поступающим от энергосистемы общего пользования с собственной линией электропередачи непосредственно на микроволновый генератор в установку обработки, где собственная конструкция линии электропередачи может быть адаптирована для питания высоким напряжением (например, выше 15 кВ).
Способ и устройство могут, кроме того, включать ступенчатое построение многослойной ленты транспортера, подающей твердое топливо через установку обработки, где многослойная лента транспортера может быть адаптирована для прохождения через основную часть микроволновой энергии, при этом верхний слой ленты может быть устойчив к изнашиванию и второй слой может быть температуростойким к высоким температурам.
Эти и другие устройства, методы, объекты, признаки и преимущества настоящего изобретения могут быть понятны лицу, осведомленному в этом технологическом процессе, исходя из следующего подробного описания предпочтительных реализаций изобретения и чертежей. Все документы, упомянутые при этом, включены в настоящее описание по всей своей полноте в качестве ссылки.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Изобретение и следующее подробное описание некоторых реализаций изобретения, таким образом, могут быть понятны по ссылке на следующие чертежи.
На Фиг.1 показана реализация, в которой представлена полная архитектурная система установки обработки твердого топлива.
На Фиг.2 показана реализация, относящаяся к установке обработки твердого топлива для конечных потребителей обработанного твердого топлива.
На Фиг.3 показана реализация конфигурации ленты транспортера со многими слоями.
На Фиг.4 показана реализация ленты транспортера без поверхностного слоя.
На Фиг.5 показана реализация ленты транспортера с встроенным средним слоем, выполненным из температуростойкого материала.
На Фиг.6 показана реализация конфигурации ленты транспортера с многими встроенными слоями, которые могут быть сделаны из температуростойкого материала.
На Фиг.7 показана реализация магнетрона, который может быть использован как часть микроволновой системы установки обработки твердого топлива.
На Фиг.8 показана реализация установки высоковольтного напряжения, подаваемого на магнетрон.
На Фиг.9 показана реализация бестрансформаторного входа высокого напряжения установки передачи электроэнергии.
На Фиг.10 показана реализация установки передачи входного высокого напряжения с трансформатором.
На Фиг.11 показана реализация бестрансформаторного входа высокого напряжения установки передачи электроэнергии с индуктором.
На Фиг.12 показана реализация прямого высоковольтного напряжения постоянного тока на входе установки передачи электроэнергии с трансформатором.
На Фиг.13 показана реализация высокого напряжения на входе установки передачи электроэнергии с развязывающим трансформатором.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
На Фиг.1 приведена структурная схема настоящего изобретения, относящегося к устройству обработки твердого топлива 132, использующего электромагнитную энергию для удаления продуктов из твердого топлива путем нагрева продуктов, содержащихся внутри твердого топлива, с целью улучшения характеристик твердого топлива. В вышеуказанной реализации установка обработки твердого топлива 132 может быть использована для обработки любого вида твердого топлива, включая, например, и без ограничений, каменный уголь, кокс, древесный уголь, торф, древесину и брикеты. Несмотря на то что многие реализации настоящего изобретения будут раскрыты в связи с обработкой угля, должно быть понятно, что такие реализации могут относиться к другим типам обработки твердого топлива, таким как кокс, древесный уголь, торф, древесина, брикеты и тому подобное.
Как изображено на Фиг.1, установка обработки твердого топлива 132 может быть использована как самостоятельная установка, или может быть связана с угольной шахтой 102, установкой складирования угля 112, или тому подобное. Как более подробно изображено на Фиг.2, установка обработки твердого топлива 132 может быть соединена с топливной установкой 200, установкой преобразования каменного угля 210, установкой побочного продукта угля 212, установкой отгрузки угля 214, установкой складирования угля 218 или тому подобным.
В реализациях изобретения установка обработки твердого топлива 132 может быть использована для улучшения качества каменного угля путем удаления продуктов, не относящихся к углю, которые могут препятствовать оптимальным характеристикам горения конкретного типа каменного угля. Побочные продукты могут включать влагу, серу, золу, воду, водород, гидроокислы, летучие вещества или тому подобное. Побочные продукты могут уменьшить показатель BTU/lb (British thermal unit/lb-Британская тепловая единица/фунт) характеристик горения каменного угля, поскольку требование к показателю BTU для нагрева и удаления побочных продуктов выставляется до того, как уголь начнет гореть (например, вода), или других продуктов, которые препятствуют проникновению воздуха в структуру каменного угля во время горения (например, зола). Каменный уголь может иметь множество градаций, которые могут быть оценены с помощью количества побочных продуктов в угле (например, вода, сера, водород, гидроокислы и зола). В реализации изобретения установка обработки твердого топлива 132 может обрабатывать каменный уголь путем усовершенствования количества этапов процесса, направленных на удаление побочных продуктов из угля. В реализации изобретения способ удаления побочных продуктов из угля может быть завершен путем нагрева побочных продуктов внутри угля, способствующего выделению побочных продуктов из угля. Нагрев может быть выполнен с использованием электромагнитной энергии в виде микроволновой энергии или энергии радиоволн (микроволн), направленной на нагрев побочных продуктов. В реализациях изобретения каменный уголь может быть обработан с использованием системы транспортирования, перемещающей уголь, по меньшей мере, через одну микроволновую систему 148 и/или другие этапы процесса.
Со ссылкой на Фиг.1, элементы структурной схемы установки обработки твердого топлива 132 показаны с реализацией установки обработки твердого топлива 132 вместе с другими связанными с ней системами обработки каменного угля. Установка обработки твердого топлива 132 может получать уголь, по меньшей мере, из шахты 102 или установки складирования угля 112. Здесь может быть число баз данных, которые отслеживают и запоминают характеристики необработанного каменного угля из шахты и требуемые характеристики угля 122 особого типа каменного угля или особого однократного цикла обработки узла. Установка обработки твердого топлива 132 может иметь множество систем и узлов поддержки обработки угля, которые могут определять рабочие параметры, управлять и изменять рабочие параметры, транспортировать уголь через камеру обработки угля, удалять побочные продукты из камеры, собирать и складировать побочные продукты, вывозить обработанный уголь и тому подобное. После того как уголь пройдет обработку в соответствии с описанными здесь способами и устройствами, он может быть передан на установку потребителя угля, типа представленной на Фиг.2. Кроме того, данные и другие параметры информации, полученные при обработке угля, могут быть переданы на установку потребителя, типа представленной на Фиг.2.
Со ссылкой на Фиг.2, показаны стороны эксплуатации угля после того, как он будет обработан в установке 132 обработки твердого топлива. Установка обработки твердого топлива 132 может улучшить качество угля путем очистки его от побочных продуктов, и это может позволить различным установкам, использующим уголь, эксплуатировать его с улучшенными показателями горения и малым количеством побочных продуктов. Установка, использующая каменный уголь, может иметь в своем составе, но без ограничений, топливные установки каменного угля (например, производство электроэнергии, получение тепла, металлургия), установки преобразования каменного угля (газификация), установки побочных продуктов каменного угля, установки отгрузки каменного угля, установки складирования каменного угля и тому подобное. Используя обработанный уголь в установке обработки твердого топлива 132, для установок, использующих каменный уголь, появляется возможность применения угля худшего качества, иметь небольшое количество побочных продуктов, иметь пониженное выделение побочных продуктов, иметь высокие коэффициенты горения (например, BTU/lb) и тому подобное. В зависимости, например, от объемов каменного угля, требуемых для частной установки, использующей уголь, установка обработки твердого топлива 132 может быть непосредственно связана с установкой, использующей уголь, или же установка обработки твердого топлива 132 может быть дистанционно удалена от установки, использующей уголь.
На высоком уровне установка обработки твердого топлива 132 может иметь в своем составе число систем, которые могут охватить аспекты изобретения; некоторые из систем могут содержать дополнительные системы, модули или устройства. Системы установки обработки твердого топлива 132 могут включать в себя установку генерации параметров 128, приемную установку 124, установку управления 134, установку газогенерации 152, установку антивозгорания 154, конвейерную установку 130, контейнерную установку 162, установку переобработки 160, установку вывоза 158, установку охлаждения 164, установку распределения продукции 168, установку тестирования 170 и тому подобные. Конвейерная установка 130 может дополнительно включать в себя установку предварительного нагрева 138, контроллер 144, микроволновые/радиоволновые устройства 148, установку управления параметрами 140, системный датчик 142, устройство удаления 150 и тому подобное. Установка обработки твердого топлива 132 может получать каменный уголь, по меньшей мере, из шахты 102 или установки складирования каменного угля 112 и может снабжать обработанным углем, по меньшей мере, топливную угольную установку 200, установку преобразования угля 210, установку побочных продуктов угля 212, установку отгрузки угля 214, установку складирования угля 218 и тому подобное.
Снова со ссылкой на Фиг.1 установка обработки твердого топлива 132 может получать необработанный уголь от множества различных источников угольного сырья, таких как угольные шахты 102 или установки складирования угля 112. Выход установки обработки твердого топлива 132 может быть использован множеством различных угольных предприятий, таких как угольные топливные установки 200, установки преобразования угля 210, установки побочных продуктов угля 212, установки отгрузки угля 214, установки складирования обработанного угля 218 и тому подобное. Для начала процесса обработки угля в установку обработки твердого топлива 132 необходимо ввести угольное сырье, задать число операций процесса (нагрев, охлаждение, сбор побочных продуктов) и направить выходную продукцию обработанного угля в установку получения выходной продукции 168 для ее распределения. Установка обработки твердого топлива 132 может быть связана с источником угля (например, угольная шахта или установка складирования), может быть одиноко расположенной, может быть связана с установкой, использующей уголь, или тому подобное.
В реализациях изобретения установка обработки твердого топлива 132 может быть размещена в источнике угля, чтобы дать возможность источнику угля иметь оптимальные характеристики производимого на нем угля. Например, добываемый в угольной шахте уголь может быть низкого качества с высоким содержанием влаги. Угольная шахта может быть способна добыть каменный уголь и обработать его в том же самом месте и, следовательно, может обеспечить самую высокую марку этого угля высокого качества. Другим примером может служить угольная шахта 102 с изменением марки угля, где угольная шахта 102 может быть в состоянии обрабатывать уголь различных марок, чтобы иметь подобные характеристики угля путем обработки его в установке обработки твердого топлива 132. Это может дать возможность угольной шахте 102 иметь упрощенную систему складирования, будучи в состоянии хранить уголь одного качества, вместо хранения угля различного качества в определенных участках с обозначенными границами. Такое хранение угля одного качества может также дать возможность угольной шахте 102 обеспечить потребителей высококачественным твердым углем одной марки. Это может также упростить требования заказчиков, связанные с характеристиками горения угля, руководствуясь лишь использованием одного высококачественного угля. Твердость поставляемого угля может повысить эффективность применения угля, как это описано ниже со ссылкой на Фиг.2.
В реализациях изобретения установка обработки твердого топлива 132 может быть только одной установкой, которая может получать угольное сырье от множества индивидуальных угольных шахт 102 и установок складирования угля 112, а также обеспечивать процесс получения высококачественного угля для перепродажи. Одиноко расположенная установка обработки твердого топлива 132 может хранить различное сырье и обрабатывать его на месте. Например, базируясь на требованиях заказчика, установка обработки твердого топлива может быть в состоянии выбрать марку необработанного угля и обработать уголь, придав ему некоторые характеристики для поставки этому заказчику. Установка обработки твердого топлива 132 может также обрабатывать и хранить различные типы и марки угля, которые заказчик может регулярно запрашивать.
Установка обработки твердого топлива 132, связанная с предприятием, использующим уголь, может получать необработанный уголь от множества угольных шахт 102 и установок складирования 112 для обработки его в соответствии с предложениями собственника, описанными ниже, с подробным представлением на Фиг.2. Таким образом, предприятие, использующее уголь, может быть в состоянии обрабатывать уголь в соответствии с требуемыми характеристиками. Предприятие, использующее уголь, может также иметь, например, специально предназначенную установку обработки твердого топлива 132, если предприятию требуется большой объем обрабатываемого угля.
Как изображено на Фиг.1, необработанный уголь может быть получен непосредственно с угольной шахты 102. Угольная шахта может быть открытого типа или подземной. Угольная шахта 102 может иметь различные качества одного и того же вида угля или может иметь различные типы угля внутри одной угольной шахты 102. После того как уголь добыт, угольная шахта 102 может хранить добытое угольное сырье в вышеуказанном местоположении установки хранения каменного угля 104, которая может хранить уголь различного типа и/или может хранить уголь различных марок. После добычи угля необработанный уголь может быть протестирован с целью определения характеристик 110 необработанного угля. Угольная шахта 102 может использовать стандартную установку тестирования каменного угля для определения характеристик 110 каменного угля. Характеристики угля могут включать в себя: процент влаги, процент золы, процентное содержание летучих веществ, процентное содержание фиксированного углерода, BTU/lb, BTU/lb M-A Free (moving-average Free - Средняя скользящая величина, высвобожденная), формы серы, размольная характеристика шахты (HGI), общее содержание ртути, температура плавления золы, анализ минерального состава золы, электромагнитная абсорбция/отражение, диэлектрическая проницаемость и другие. Необработанный уголь может быть проверен в соответствии с используемыми тестовыми стандартами, такими как ASTM Standards D388 (Классификация Марки Угля), ASTM Standards D 2013 (Метод подготовки угольных образцов для анализа), ASTM Standards D 3180 (Практический стандарт для калькуляции угля, анализа кокса на основе определенных данных в различных базах), US Geological Survey Bulletin 1823 (Методы отбора и неорганического анализа угля) и тому подобное.
Установка складирования угля 104 может также сортировать или изменять размер угля, получаемого с угольной шахты 102. Таким образом, полученное сырье может не соответствовать требуемому размеру или форме для его перепродажи на угольное предприятие. Если требуется изменить размер, установка складирования угля 104 может изменить размер угольного сырья путем использования операций распыления, дробления угля, шаровых и жерновых мельниц или тому подобного. После того как необработанный уголь будет приведен к размеру, уголь может быть отсортирован по размеру для его складирования или же может быть складирован после того, как он будет получен на выходе процедуры приведения к размеру. Угольные предприятия, использующие различный уголь, могут найти различный размер угля, преимущественно для обеспечения их процессов горения угля; неподвижный слой топливного угля 220 может нуждаться в крупном угле, который имеет длительное время горения, распыленный топливный уголь 222 может нуждаться в очень небольших размерах угля для быстрого горения.
Используя характеристики угольного сырья 110, угольная шахта 102, установка 104 складирования  могут быть способными хранить угольное сырье согласно классификации угольного сырья для его погрузки на установки обработки или на угольные предприятия. Установка отгрузки 108 может быть связана с установкой 104 складирования угля для отгрузки угольного сырья заказчикам. Установка отгрузки 108 может быть в виде железной дороги, корабля, баржи или тому подобного; это может происходить независимо или в объединении поставляемого угля заказчику. Установка 104 складирования угля  может использовать транспортную систему, которая может включать конвейерную установку 300, тележки, автомотрисы, грузовые автомобили, трактор, или аналогичные установки, чтобы направить классифицированный уголь на установку отгрузки 108. В вышеуказанной реализации здесь может быть, по меньшей мере, одна транспортная угольная система, чтобы транспортировать угольное сырье на установку отгрузки 108.
Установка складирования 112 может быть одиноким предприятием складирования, получающим необработанный уголь от множества угольных шахт 102 для складирования и перепродажи. Полученный необработанный уголь из угольной шахты 102 может быть углем, добытым из угольной шахты, углем с заданными размерами, отсортированным углем и тому подобным. Угольная шахта 102 может предварительно проверить уголь на соответствие характеристикам 110 и может обеспечить выдачу характеристик угля на установку складирования 112. Установка складирования 112 может быть предприятием, которое покупает уголь из угольных шахт 102 для его распределения и перепродажи многочисленным заказчикам, или может быть связана с угольной шахтой 102, которая может быть на удаленном от установки складирования 112 расстоянии.
На базе установки складирования угля 112 угольное сырье может быть проверено для определения его характеристик. Установка складирования угля 112 может использовать стандартную установку тестирования для определения характеристик угля. Характеристики угля могут включать в себя процент влаги, процент золы, процентное содержание летучих веществ, процентное содержание фиксированного углерода, BTU/Ib, BTU/Ib M-A Free, формы серы, размольную характеристику шахты (HGI), общее содержание ртути, температуру плавления, анализ минерального состава золы, электромагнитную абсорбцию/отражение, диэлектрическую проницаемость и тому подобное. Угольное сырье может быть проверено в соответствии с используемыми тестовыми стандартами, такими как ASTM Standards D388 (Классификация Марки Угля), ASTM Standards D 2013 (Метод подготовки угольных образцов для анализа), ASTM Standards D 3180 (Практический стандарт для калькуляции угля, анализа кокса на основе определенных данных в различных базах), US Geological Survey Bulletin 1823 (Методы отбора и неорганического анализа угля) и тому подобное.
Установка складирования угля 112 может также сортировать или изменять размер угля, получаемого с угольной шахты 102, если, например, уголь не соответствует требуемому размеру или форме для его перепродажи на предприятие, потребляющее уголь. Установка складирования угля 112 может изменить размер угольного сырья путем использования распыления, дробления угля, шаровых и жерновых мельниц или тому подобного. После того как размер угольного сырья изменится, уголь может быть отсортирован по размеру для его складирования или же может быть складирован после того, как он будет получен на выходе процедуры задания размера. Различные предприятия, использующие различный уголь, могут найти различный подходящий им размер угля. Например, при сжигании угля, системы 220 с фиксированным слоем топливного угля могут нуждаться в крупном угле, который имеет длительное время горения, в то время как для других установок требуются очень небольшие размеры угля для быстрого горения.
Используя характеристики угольного сырья, установка складирования 104 может быть в состоянии хранить необработанный уголь согласно классификации необработанного угля для его отгрузки на установки обработки или на угольные предприятия. Установка отгрузки 118 может быть связана с установкой складирования угля 114 для отгрузки необработанного угля заказчикам. Установка отгрузки 118 может быть в виде железной дороги, корабля, баржи или тому подобного; это может происходить независимо или в комбинации поставки угля заказчику. Установка складирования угля 114 может использовать транспортную систему, которая может включать конвейерную установку 300, тележки, автомотрисы, грузовые автомобили, трактор, или аналогичные установки, чтобы направлять классифицированный уголь на устройство отгрузки 118. В вышеуказанной реализации здесь может быть, по меньшей мере, одна система транспортирования угля, чтобы транспортировать угольное сырье на установку отгрузки 118.
Характеристики угля 110 от обеих угольной шахты 102 и установки складирования 112 могут храниться в установке хранения данных образца 120. Установка данных образца 120 может содержать все данные для частной партии угля, объем, сорт, тип, отгрузку, или аналогичные данные, которые могут быть охарактеризованы с параметрами, которые могут включать в себя процент влажности, процент золы, процентное содержание летучих веществ, процент содержания фиксированного углерода, BTU/Ib, BTU/Ib M-A Free, вид серы, размольную характеристику шахты шахты (HGI), общее содержание ртути, температуру плавления золы, анализ минерального состава золы, электромагнитную абсорбцию/отражение, диэлектрическую проницаемость и тому подобное.
В реализациях изобретения установка хранения данных образца угля 120 может быть в виде персонального компьютера или в виде специализированного компьютера для хранения и отслеживания характеристик угля 110. Компьютерные устройства могут быть в виде настольного компьютера, сервера, веб-сервера, небольшого портативного компьютера, устройства компакт-диска, устройства цифрового видеодиска, оборудования системного управления или тому подобного. Все компьютерные устройства могут быть размещены друг за другом или же, при превышении числа компьютерных устройств определенного значения, могут быть распределены на удаленном друг от друга расстоянии. Компьютерные устройства могут быть соединены через локальные сети (LAN), глобальные сети (WAN), интернет, интранет, Р2Р или другие новые типы интерфейсов, использующих проводную связь или технологию радиосвязи. Установка данных образца угля 120 может включать в себя сбор данных, которые могут быть базой данных, реляционной базой данных, XML, RSS, ASCII файлом, однородным файлом, текстовым файлом или тому подобным. В реализации изобретения установка 120 хранения данных образца каменного угля может быть поисковой системой для нахождения требуемых данных характеристик угля.
Установка данных образца угля 120 может быть размещена в угольной шахте 102, установке складирования 112, установке обработки твердого топлива 132 или же может находиться на расстоянии от любой из этих установок. В реализации изобретения любая из этих установок может иметь доступ к данным характеристик угля, используя разветвленную цепь. На любой из подсоединенной установки возможна модернизация и модификация доступа. В реализации изобретения установка хранения данных образца угля 120 может быть независимым предприятием, осуществляющим хранение и распределение данных характеристик угля.
Установка хранения данных образца угля 120 может поставлять информацию базисной линии на установку генерации параметра 128, установку требуемых характеристик угля 122 и/или установку калькуляции цен/бизнеса 178. В реализациях информация базисной линии может быть не только изменена этими установками, но может быть использована, например, для определения рабочих параметров установки обработки твердого топлива 132, чтобы запомнить исходные характеристики угля или вычислить себестоимость объема угля.
Требуемые характеристики для угля определяются в установке требуемых характеристик 122. Установка определения требуемых характеристик угля 122 может быть реализована в виде компьютерного устройства или специализированных компьютерных установок для хранения окончательных требуемых характеристик угля для его идентификации. Компьютерные устройства могут быть в виде настольного компьютера, сервера, веб-сервера, небольшого портативного компьютера, устройства компакт-диска, устройства цифрового видеодиска, оборудования системного управления или аналогичных устройств. Все компьютерные устройства могут быть размещены друг за другом или же, при превышении числа компьютерных устройств определенного значения, могут быть распределены на удаленном друг от друга расстоянии. Компьютерные устройства могут быть соединены через локальные сети, глобальные сети, интернет, интранет, Р2Р или другие новые типы интерфейсов, использующих телефонную связь или технологию радиосвязи.
Установка требуемых характеристик каменного угля 122 может включать в себя сбор данных, которые могут быть базой данных, реляционной базой данных, XML, RSS, ASCII файлом, однородным файлом, текстовым файлом или тому подобным. В реализации изобретения установка 122 требуемых характеристик угля может быть поисковой системой для нахождения данных требуемых характеристик угля.
В вышеприведенной реализации установка требуемых характеристик угля 122 может быть определена и поддержана установкой обработки твердого топлива 132, например требуемые характеристики окончательно обработанного угля для каждого вида и марки угля, который установка может обработать. Такие характеристики могут быть сохранены в установке 122 требуемых характеристик и могут быть использованы совместно с информацией от установки данных образца угля 120 путем генерации параметров установкой 128, чтобы создать рабочие параметры для установки обработки твердого топлива 132.
В реализации изобретения может быть множество записей данных требуемых характеристик угля 122; могут быть записи данных для каждого типа угля и марки угля, который может быть обработан установкой обработки твердого топлива 132.
В реализации изобретения данные требуемых характеристик угля 122 могут быть записаны для каждой отгруженной партии угля, полученной от установки обработки твердого топлива. Здесь могут быть требуемые характеристики угля 122, усовершенствованные установкой обработки твердого топлива 132, на основе качества полученного угля и операций обмена, выполняемых устройством обработки твердого топлива 132. Например, установка обработки твердого топлива 132 может быть только способной уменьшить на несколько процентов количество серы или золы, следовательно, установка требуемых характеристик угля 122 может это учитывать, базируясь на начальных значениях процентного содержания серы и золы, полученных в результате операций обмена данными с установкой обработки твердого топлива, которая способна это оценить.
В вышеуказанной реализации требуемые характеристики угля 122 могут быть усовершенствованы на основе требований заказчика. Требуемые характеристики угля 122 могут быть усовершенствованы для обеспечения улучшенных характеристик горения, уменьшения некоторых выделений или тому подобного.
Базируясь на характеристиках образца угля и данных, полученных от установки требуемых характеристик угля 122, могут быть определены рабочие параметры для обработки данных в устройстве обработки твердого топлива 132. Рабочие параметры могут быть переданы на конвейерную установку 130, контроллер 144 и установку управления 134. Рабочие параметры могут быть использованы для контроля газа окружающей среды установки конвейера 130, контроля поступления объема угля, управления температурами предварительного нагрева, требуемыми установками датчиков, микроволной частотой, микроволновой энергией, микроволновым периодическим циклом (например, импульсным или непрерывным), выдачей объема угля, степенью охлаждения и тому подобным.
В реализациях изобретения установка 128 генерации параметров может генерировать базу рабочих параметров для различных устройств и систем установки обработки твердого топлива 132. Установка генерации параметров 128 может быть реализована в виде компьютерного устройства или специализированных компьютерных установок для хранения окончательных требуемых характеристик угля для его идентификации. Компьютерное устройство может быть в виде настольного компьютера, сервера, веб-сервера, небольшого портативного компьютера или аналогичных устройств. Все компьютерные устройства могут быть размещены друг за другом или же, при превышении числа компьютерных устройств определенного значения, могут быть распределены на удаленном друг от друга расстоянии. Компьютерные устройства могут быть соединены через локальные сети, глобальные сети, интернет, интранет, Р2Р или другие новые типы интерфейсов, использующих телефонную связь или технологию радиосвязи. Установка генерации параметров 128 может быть способна хранить базу рабочих параметров как базу данных, реляционную базу данных, XML, RSS, ASCII файла, однородного файла, текстового файла или тому подобное. В вышеприведенной реализации рабочие хранимые параметры базы могут быть найдены для нахождения требуемых данных характеристик угля.
Для того чтобы началась процедура генерации параметров, установка обработки твердого топлива 132 может идентифицировать некоторый отгруженный уголь, который мог участвовать в процессе и для которого требовалась генерация рабочих параметров установкой генерации параметров 128 для отгрузки этого угля. Установка обработки твердого топлива 132 может, кроме того, показывать окончательно обработанные параметры угля. Для нахождения требуемых данных, позволяющих генерировать рабочие параметры, установка генерации параметров 128 может запрашивать обе установки, как установку данных образца угля 120, так и установку требуемых характеристик угля 122.
Из установки данных образца угля 120 могут потребоваться данные для характеристик необработанного угля 110 для определения начальных характеристик угля. В реализации изобретения здесь может быть больше данных чем одна запись данных для частного случая отгружаемого угля. Установка 128 генерации параметров может выбрать самые поздние характеристики, усредненные характеристики, может выбрать самые ранние характеристики или тому подобное. Здесь возможен алгоритм определения подходящих данных с целью его использования для начальных характеристик угля исходя из данных 120 образца угля.
Исходя из требуемых характеристик угля 122 могут быть выбраны данные для окончательно обработанного угля. В реализации изобретения установка обработки твердого топлива 132 может выбирать особый уголь с требуемыми характеристиками 122. В реализации установка генерации параметров 128 может выбирать уголь с записью требуемых характеристик 122 на основе характеристик, которые могут наилучшими образом соответствовать параметрам окончательно обработанного угля, требуемым установкой обработки твердого топлива 132. Установка генерации параметров 128 может обеспечить установку обработки твердого топлива 132 индикацией выбранного угля с требуемыми характеристиками 122, с целью скорейшего утверждения процедуры с рабочими параметрами генерации.
В реализации изобретения установка генерации параметров 128 может использовать компьютер прикладных задач, который может выработать правила обработки угольного сырья, чтобы получить окончательно обработанный уголь. Правила могут быть частью прикладных задач или могут храниться как данные. Правила, применяемые в виде прикладной задачи, могут определить рабочие параметры, которые могут быть востребованы установкой обработки твердого топлива 132, чтобы обрабатывать уголь. Получаемые в результате данные могут быть созданы таким образом, что могут содержать базовую линию рабочих параметров установки обработки твердого топлива 132.
В реализации изобретения может быть установлена предварительно определенная базовая линия рабочих параметров для обработки некоторого угля. Установка генерации параметра 128 может улучшить наибольшее соответствие между данными образца угля 120, требуемыми характеристиками угля 122 и предварительно установленными параметрами для определения базовой линии.
Установка генерации параметров 128 может также определять допуски рабочих параметров, которые могут поддерживать обработку угля, чтобы получить требуемые характеристики окончательно обработанного угля.
Как только рабочие параметры базовой линии определены, установка генерации параметров 128 может выдавать рабочие параметры на контроллер 144 и установку управления 134 для управления установкой обработки твердого топлива 132.
Как показано на Фиг.1, уголь, который участвует в процессе обработки твердого топлива установкой 132, может быть подвергнут воздействию процедур начиная от необработанного угля до окончательно обработанного угля, таких как прием угля 124, процедуры в конвейерной установке 130, процедуры в установке охлаждения 164, выдача угля и размещение его за пределами установки. Внутри конвейерной установки 130 может быть некоторое количество процедур обработки угля, таких как предварительный нагрев угля, микроволновая обработка угля, сбор побочных продуктов (например, воды, серы, водорода гидроокислов) и тому подобное. В реализации изобретения уголь, подлежащий обработке, может проходить все действующие процедуры или часть их, причем часть процедур может неоднократно повторяться, в то время как другие для данного типа угля могут быть пропущены. Все пошаговые процедуры и параметры процедур могут быть определены установкой генерации параметров 128 и переданы на контроллер 144 для управления процедурами, а также на установку управления 134, проверяющую рабочие параметры, базируемые на датчике 142 петли обратной связи. Установка управления 134 может также использоваться в качестве передатчика параметров датчика, которые могут быть использованы для определения, насколько процедура обработки угля соответствует, таким образом, востребованному углю.
Как здесь было указано, установка обработки твердого топлива 132 может использовать конвейерную линию 300 (например, элементы 300А, 300В, 300С и 300D, описанные вместе с приводимыми здесь Фиг.3-6) для транспортировки твердого топлива через конвейерную установку 130. Пошаговые процедуры обработки внутри конвейерной установки 130 могут включать микроволновый нагрев, промывку, газификацию, горение, парообразование, обратную загрузку и тому подобное. Такие пошаговые процедуры обработки твердого топлива могут быть улучшены, в то время как твердое топливо находится на ленте транспортера 300. Пошаговые процедуры обработки могут задавать ленте транспортера 300 такие условия, как радиочастотное микроволновое излучение, высокая температура, истирание и тому подобное, и могут отслеживать противостояние этим условиям в пределах увеличивающегося рабочего временного интервала. Лента транспортера 300 может иметь непрерывную гибкую структуру, качательно-сочлененную, металлопокрытую структуру или иметь другую конвейерную структуру, и в реализациях изобретения от нее требуется единственное назначение отслеживать условия окружающей среды конвейерной установки 130. На ленту транспортера могут влиять условия окружающей среды, такие как радиочастотное микроволновое излучение, высокая температура, истирание и тому подобное. В случае ее качательно-сочлененной структуры, наряду с условиями окружающей среды, также могут возникать такие ситуации, как застопоривание материала, которое возможно при больших промежутках сочленений, микроволновая абсорбция и тому подобное, которые могут быть связаны с качательно-сочлененной структурой. Эффект таких условий на ленте транспортера 300 может быть минимизирован надлежащим выбором материала и структуры ленты транспортера 300.
Условия окружающей среды установки конвейера 130 могут потребовать, чтобы лента транспортера 300 обладала множеством характеристик, таких как низкие микроволновые потери, высокая структурная целостность, высокая прочность, сопротивление изнашиванию, постоянная высокая температуростойкость, сопротивляемость локализованному поднятию высокой температуры, температурная изоляция, сопротивляемость прогоранию насквозь, высокая точка плавления, отсутствие скважистости для проникновения сыпучих веществ и влаги, сопротивляемость разностному тепловому воздействию, способность транспортировать жидкости и тому подобное.
Для ленты транспортера 300 может быть требование иметь низкие микроволновые потери. Установка обработки твердого топлива 132 может использовать микроволны для нагрева твердого топлива. Лента транспортера 300 может поглощать энергию и нагреваться. Если материал ленты транспортера 300 не обладает низкими микроволновыми потерями, лента транспортера 300 может нагреваться и при эксплуатации может разрушаться. Радиочастоты микроволновой RF установки, такой как микроволновая система 148 конвейерной установки 130, могут использоваться в диапазоне от 300 МГц до 1 ГГц и могут принимать значения радиочастот, на которых конвейер может иметь низкие микроволновые потери. Некоторые рабочие условия внутри конвейерной установки 130 могут вызвать некоторое повышение количества абсорбируемой микроволновой энергии лентой транспортера 300. Например, когда твердое топливо - сухое, или когда уменьшается количество твердого топлива на ленте транспортера, возникает немного материала для поглощения в нем микроволновой энергии. В результате лента конвейера 300 может абсорбировать больше микроволновой энергии.
Для ленты транспортера 300 может быть требование поддержания постоянной высокой температуры, возникающей в результате работы конвейерной установки 130. К таким постоянным температурам могут быть отнесены значения 150°F, 200°F, 250°F или тому подобные. Лента транспортера 300 может выдерживать такие высокие температуры за пределами рабочего временного интервала. В добавление, для ленты транспортера 300 может быть требование поддержания локализованной высокой температуры за пределами постоянной рабочей температуры конвейерной установки 130. Такие локализованные высокие температуры могут быть вызваны отдельными частями твердого топлива, развивающими температуру 500°F, 600°F, 700°F или подобную. Эти локализованные тепловые пятна могут прожечь ленту транспортера 300, что может привести к прерываниям операций установки обработки твердого топлива 132.
Для ленты транспортера 300 может быть требование противостоять постоянному изнашиванию при обработке твердого топлива. Например, твердое топливо может поступать на ленту транспортера с высоты одного фута, двух футов, трех футов и т.д. В другом примере твердое топливо может изнашивать ленту транспортера 300, поскольку оно скользит по ленте транспортера 300. Для ленты может быть требование постоянно противостоять изнашиванию за пределами рабочих временных интервалов.
Для ленты транспортера 300 может быть требование нескважистой ее поверхности для сыпучих веществ, влаги и тому подобного. Если сыпучие вещества твердого топлива в каком-то месте проникнут через ленту транспортера 300, то они могут привести к поломке ленты транспортера 300. Например, если твердое топливо в каком-то месте постоянно проникает через ленту транспортера 300 в механическую часть конвейерной установки 130, то механические части конвейерной установки 130 могут работать с затруднениями или могут быть заклинены, что может привести к прерываниям операций установки обработки твердого топлива 132. В добавление, абсорбируемая влага внутри ленты транспортера 300 может увеличивать количество микроволновой энергии, которое может быть абсорбировано лентой транспортера 300. Абсорбция микроволновой энергии может привести к нагреву ленты транспортера 300 и, в результате, сократить срок службы ленты транспортера 300.
Структура ленты транспортера 300 может использовать множество материалов с тем, чтобы удовлетворить требования по условиям окружающей среды конвейерной установки 130. В реализациях изобретения эти материалы могут использоваться как многослойные, среднеслойные, на композитной основе, на прослойках, на пенистой основе, как однослойные, как аддитивные или в других комбинациях, известных в этой области, таким образом, чтобы лента транспортера 300 противостояла условиям окружающей среды конвейерной установки 130. В качестве материала могут быть использованы бутил, резина, плетеный полиэстр, алюминий, полиэстр, фибергласс, Кевлар, Номекс, силикон, полиуретан, многослойные материалы, керамика, высокотемпературные пластмассы, их комбинации и тому подобное. В реализациях изобретения лента транспортера может быть построена на многослойной основе, такой как с верхним слоем, структурным слоем, средним слоем, сгибаемым слоем, плетеным слоем, рогожным слоем, пробковым слоем, температурно-резистивным слоем, слоем низких микроволновых потерь, непористым слоем и тому подобные. В будущих реализациях слой может быть подвижным, чтобы облегчить перемещение, ремонт, пополнение или тому подобное.
В реализациях изобретения лента транспортера 300А выполнена в конфигурации со многими слоями, как это показано на Фиг.3. В этой реализации нижний слой образует структурный слой 310, сделанный из матричного материала 302, усиленного структурными кордами 304, подобными изгибаемой структуре. Такой структурный слой 310 может удовлетворять таким требованиям, как высокая структурная целостность, высокая прочность и тому подобное. Примером комбинации материалов, которые могут быть комбинированы для реализации структурного слоя 310, может быть белый бутил матричной резины 302 с плетеным полиэстром в качестве структурных кордов 304. К другим материалам, которые могут быть использованы как матричный материал, относятся натуральный каучук, синтетический каучук, полимер углеводорода или тому подобное. К другим материалам, которые могут быть использованы в качестве структурных кордов 304, относятся Келвар, Номекс, металл, пластик, поликарбонат, полиэтилентерефталат, нейлон и тому подобное. В этой реализации верхний слой образует покрытие 308, которое может выдерживать высокие температуры. Поверхностный слой 308 может также иметь теплоизолирующие свойства, позволяющие изолировать его от нижнего слоя от нагретого твердого топлива. Поверхностный слой 308 может не обладать высокой прочностью, но к нему предъявляется требование иметь сопротивление изнашиванию, иметь низкий коэффициент микроволновых потерь, иметь тепловые свойства, позволяющие сохранять тепло, или тому подобное. Примерами таких поверхностных слоев 308 могут быть фибергласс, керамика с низкими потерями, а также окись алюминия, оптоволокно, корунд, органическое волокно, композитные материалы или тому подобное. В реализациях изобретения поверхностный слой 308 может быть встроен в виде туго сплетенного материала или в пенистой форме. Другим примером материала поверхностного слоя 308 может быть силикон. Силикон способен выдерживать высокие температуры, но не может иметь сопротивление изнашиванию. В этом плане верхний слой над силиконом, такой как полиуретан, или добавка в силикон могут способствовать повышению сопротивления изнашиванию.
В реализациях изобретения поверхностный слой 308 может быть выполнен таким образом, чтобы он легко снимался, мог быть легко заменим, отремонтирован, повторно наполнен или тому подобное, касающееся поверхностного слоя 308. В этом случае требование иметь сопротивление изнашиваемости и нескважистую структуру может быть ослаблено. В одной реализации изобретения поверхностный слой 308 может быть выполнен в виде роликов с загрузкой вращающихся роликов с одной стороны ленты транспортера 300 и снятием нагрузки роликов на другой стороне.
В реализациях изобретения лента транспортера 300В, показанная на Фиг.4, может противостоять условиям окружающей среды в конвейерной установке 130 без поверхностного покрытия 308. Это может быть сделано путем введения высокотемпературных компонентов материала внутрь матричного материала 302, поскольку белый бутил резины более устойчив к высоким температурам окружающей среды в конвейерной установке 130. В реализациях изобретения структурный слой 310 может предохранять прогорание ленты транспортера 300С, вызываемое высокой температурой твердого топлива, путем встраивания среднего слоя 502 из терморезистивного материала, как это показано на Фиг.5. Примером такого среднего слоя 502 могут служить материалы Кевлар, Номекс, металл, керамика, фибергласс или тому подобное. В этой конфигурации верхняя часть структурного слоя 310 может плавиться, но лента конвейера 300С может еще быть в рабочем состоянии, пока возможен ремонт верхней части структурного слоя 310.
В реализациях изобретения лента конвейера 300D может быть устойчива к условиям окружающей среды конвейерной установки 130, имеющей конфигурацию с многочисленными слоями, как это показано на Фиг.6, где повторяется комбинация слоев, обсуждаемая ранее. Добавление слоев может, кроме всего, настолько увеличить прочность ленты транспортера 300D, насколько возможно уменьшить высокую температуру твердого топлива после его горения. Здесь может быть поверхностный слой 308, который может быть устойчив к температуре, иметь сопротивление изнашиванию, может быть заменяемым и тому подобное. Возможно использование структурного слоя 310А, со средним слоем 502. Такой композитный слой показан как промежуточный слой в ленте транспортера, но в реализациях может быть верхний слой, промежуточный слой, пробковый слой и тому подобное. Здесь может быть структурный слой 310В. Структурный слой 310В показан как пробковый слой, но в реализациях изобретения может быть промежуточный слой или верхний слой. Другие реализации изобретения состоят из многочисленных слоев, которые не ограничены комбинациями, представленными на Фиг.6. Например, реализация может состоять из комбинации слоев, в которых средний слой 502 внутри структурного слоя 310А отсутствует, или имеется различное количество слоев в композитных слоях, или композитный слой сделан из множества подслоев и тому подобное. Несмотря на то что Фиг.6 иллюстрирует структуру с многочисленными слоями и композитными слоями, очевидно, могут появиться другие многочисленные слоеные структуры, которые могут быть введены в эту область квалифицированным специалистом и могут быть встроены в изобретение.
В реализациях изобретения могут быть использованы другие методы, препятствующие появлению высокой температуры твердого топлива и предотвращающие прогар. Примером альтернативного способа может быть применение термографической камеры, для предоставления места элементов твердого топлива, имеющих высокую температуру. После определения места элемента твердого топлива с высокой температурой может быть использована процедура аэрозольного охлаждения для понижения температуры, или может быть использована подметальная машина для изъятия детали до того, как лента транспортера 300 придет в негодность. Другой пример альтернативного способа состоит в возможности измерения диэлектрических характеристик всех элементов твердого топлива, которые поступают на вход конвейерной установки 130, и удаления тех из них, в которых была определена высокая температура. Другой пример альтернативного способа может состоять в транспортировке твердого топлива на ленте транспортера, которая в этой конфигурации включает в себя кипящий слой, который, таким образом, выравнивает температуру всех элементов и изолирует элементы твердого топлива, имеющие высокую температуру на ленте транспортера 300.
В реализациях изобретения контроллер 144 и установка управления 134 могут иметь систему петли обратной связи с контроллером, обеспечивающим выдачу рабочих параметров на установку обработки твердого топлива 132 и конвейерную установку 130, а также на установку управления 134, получающую данные от датчиков 142 конвейерной установки 130 для определения, насколько рабочие параметры требуют регулировки, чтобы произвести требуемый обработанный уголь. Во время обработки угля возможно постоянное применение и регулирование рабочих параметров установки обработки твердого топлива 132 и конвейерной установки 130.
В качестве контроллера 144 может использоваться компьютерное устройство, которым может быть настольный компьютер, сервер, веб-сервер, небольшой портативный компьютер или тому подобное. Все компьютерные устройства могут быть размещены друг за другом или же, при превышении числа компьютерных устройств определенного значения, могут быть распределены на удаленном расстоянии друг от друга. Компьютерные устройства могут быть соединены через локальные сети, глобальные сети, интернет, интранет, Р2Р или другие новые типы интерфейсов, использующих проводную связь или радиосвязь. Контроллер 144 может быть коммерчески доступен как управляющая электронно-вычислительная машина, назначение которой состоит в управлении различными устройствами, или же он может быть изготовлен на заказ как контроллер 144. Контроллер 144 может быть полностью автоматическим, может не принимать во внимание рабочий параметр, может быть управляемым ручным способом, может быть дистанционно управляемым и тому подобное. Контроллер 144 показан как часть установки 130, но может не иметь требования местоположения, относящегося к конвейерной установке 130; контроллер 144 может быть установлен в начале или конце конвейерной установки 130 или же где-нибудь посредине. Контроллер 144 может иметь интерфейс пользователя; пользователь интерфейса может быть наглядно информирован на удаленном расстоянии от компьютерного устройства, соединенного с контроллером 144 по разветвленной цепи.
Контроллер 144 может обеспечивать рабочими параметрами конвейерную установку 130 и устройства установки обработки твердого топлива 132, которые могут включать в себя приемное устройство 124, устройство предварительного нагрева 140, контрольные датчики 142, устройство замены 150, микроволновое устройство 148, устройство охлаждения 164, установку выдачи продукции 168 и тому подобное. Здесь может быть дуплексная система связи с контроллером 144, передающим рабочие параметры, и различные системы и установки, передающие рабочие значения текущей операции. Контроллер 144 может обеспечивать интерфейс пользователя отображением обоих рабочих параметров и рабочих значений текущей операции. Контроллер 144 не может быть в состоянии проводить автоматическую регулировку рабочих параметров, которые могут регулироваться установкой управления 134.
В качестве установки управления 134 может использоваться компьютерное устройство, которым может быть настольный компьютер, сервер, веб-сервер, небольшой портативный компьютер или тому подобное. Все компьютерные устройства могут быть размещены друг за другом или же, при превышении числа компьютерных устройств определенного значения, могут быть распределены на удаленном расстоянии друг от друга. Компьютерные устройства могут быть соединены через локальные сети, глобальные сети, интернет, интранет, Р2Р или другие новые типы интерфейсов, использующих проводную связь или радиосвязь. Установка управления 134 может иметь несколько рабочих параметров, так же как и контроллер 144, и может получать одни и те же текущие рабочие параметры от различных установок и систем. Установка 134 может иметь алгоритм для сравнения требуемых параметров датчика, выдаваемых установкой 128 генерации параметров, и текущих рабочих значений, получаемых от датчиков 142, и определять, имеются ли изменения значений рабочих параметров по сравнению с требуемыми. Например, установка управления 134 может сравнивать текущее значение величин датчика пара в особом местоположении конвейерной установки 130 с требуемыми величинами датчиков и определять, насколько микроволновая энергия должна быть увеличена или уменьшена. Если изменение в рабочих параметрах требует регулировки, то регулировка параметра может быть передана на контроллер 144, чтобы он передал их на соответствующее устройство или устройства. Установка управления 134 может непрерывно управлять установкой обработки твердого топлива 132 и систем конвейерной установки 130 для регулировки параметров.
В качестве наиболее полного примера контроллер 144 может обеспечивать рабочими параметрами установку управления параметрами конвейерной установки 140, необходимыми для работы различных систем конвейерной установки 130. Поскольку обработка угля совершенствуется, установка управления 134 может управлять датчиками 142 для определения, отвечает ли обработанный уголь требованиям датчика для требуемой обработки угля. Если имеется разница между требуемыми табличными значениями датчика и текущими табличными значениями датчика, которые находятся в допустимых пределах, установка управления 134 может отрегулировать один или несколько рабочих параметров и передать новые рабочие параметры на контроллер 144. Контроллер 144 может получать новые рабочие параметры и передавать новые параметры на устройство управления параметрами 140 для управления различными системами конвейерной установки 130.
Установка управления 134 может также получать информацию обратной связи по окончании процесса обработки угля от установки обратной связи 174 и установки выходных параметров угля 172. Здесь две установки могут получать окончательные характеристики процесса обработки угля и передавать информацию на устройство управления 134. Установка управления 134 может сравнивать характеристики окончательно обработанного угля с требуемыми характеристиками 122 для определения, требует ли рабочий параметр регулировки. В реализации изобретения установка управления 134 может использовать алгоритм, оценивающий текущие рабочие значения и конечные значения обработанного угля для определения корректировки в рабочих параметрах. Результаты корректировки должны быть переданы затем на контроллер 144 для ревизии работы систем установки обработки твердого топлива 132.
Функции и взаимодействия различных систем установок обработки угля 132 и установок, показанных на Фиг.1, могут быть проиллюстрированы на примере угля, подлежащего обработке в установке обработки твердого топлива 132.
В этом примере операторы установки обработки твердого топлива 132 могут выбирать необработанный уголь для обработки внутри установки обработки твердого топлива 132 для поставки особым образом обработанного угля заказчику. Установка обработки твердого топлива 132 может выбирать исходный уголь и уголь с требуемыми характеристиками 122 для окончательной обработки угля. Как было описано ранее, установка генерации параметра 128 может генерировать рабочие параметры для обработки выбранного угля. Параметры могут включать оценку угля, подлежащего обработке, воздуха окружающей среды, скорости конвейера, температуры угля, микроволновой мощности, микроволновой частоты, требуемых инертных газов, требуемых табличных значений датчика температур предварительного нагрева, нижней температуры охлаждения и тому подобного. Установка генерации параметра 128 может передавать рабочие параметры и параметры датчика на установку управления 134 и контроллер 144; контроллер 144 может передавать рабочие параметры и параметры датчика на установку управления параметрами 140 и систему датчиков 142.
Продолжая рассмотрение этого примера, приемная установка 124 может получать необработанный уголь от одной из угольных шахт 102 или установок складирования 112, которые могут поставить уголь на установку обработки твердого топлива 132. Необработанный уголь может быть поставлен из складируемой области, размещаемой в установке обработки твердого топлива 132. Приемная установка 124 имеет входную секцию, транзитную секцию и секцию адаптации, которая может получать и контролировать расход и объем угля, который может быть загружен в установку обработки твердого топлива 132. Приемная установка 124 может иметь приемную систему, такую как лента транспортера 300 или подобная, которая может направить необработанный уголь на конвейерную установку 130.
В примере реализации изобретения приемная установка может контролировать объем необработанного угля, поступающего на конвейерную установку, на основе рабочих параметров, выдаваемых контроллером 144. Приемная установка может быть в состоянии изменять скорость работы приемного устройства, определяемую контроллером 144 загрузки параметров. В реализации изобретения приемная установка 124 может быть в состоянии направлять необработанный уголь на приемную установку 134 в непрерывном режиме или же может быть способна направлять необработанный уголь с переменной или пульсирующей скоростью, с которой необработанный уголь может поступать на конвейерную установку 130, в приемные бункеры угля; приемные бункеры угля могут иметь заранее определенный промежуток между заполняемыми партиями угля.
В настоящем примере конвейерная установка 130 может получать необработанный уголь от приемной установки 124 для транспортирования необработанного угля через процедуру обработки угля. Процедуры обработки угля могут включать обработку угля путем предварительного нагрева 138, обработку угля в микроволновом устройстве 148, обработку в виде охлаждения 164 и тому подобное. Конвейерная установка 130 может иметь транспортное устройство, которое может быть изолировано, чтобы создать камеру, где уголь может быть обработан и в которой может быть подготовлен процесс обработки.
В реализациях изобретения в качестве транспортной системы может быть лента конвейера 300, последовательность индивидуальных контейнеров или другие способы транспортировки, которые могут быть использованы для перемещения угля через установки, выполняющие процедуру его обработки. Транспортная система может быть сделана из таких материалов, которые могут быть способными выдерживать высокую температуру обрабатываемого угля (например, металл или высокотемпературные пластики). Транспортные устройства могут способствовать выводу побочных продуктов, таких как газ или жидкость, из любого угля; выводимые побочные продукты при необходимости могут быть собраны конвейерной установкой 130. Скорость транспортной системы может быть переменна и управляться контроллером рабочих параметров 144. Конвейерная установка 130 транспортной системы может передвигаться с той же скоростью, что и приемная установка 124 для хранения сбалансированных объемов угля.
Воздух окружающей среды внутри камеры конвейерной установки 130 может поддерживаться в заданном режиме, когда он может использоваться для вывода побочных продуктов, предохраняя преждевременное возгорание угля и обеспечивая движение потока газов в направлении газов побочных продуктов соответствующей системы удаления 150. Воздух окружающей среды может быть сухим (с низкой влажностью или без влажности), чтобы способствовать удалению влаги из угля, или может быть использован для управления некоторым конденсатом влаги, которая образуется на стенах камеры для сбора жидкости на этой площади.
Камера конвейерной установки 130 может иметь инертную или частично инертную атмосферу; атмосфера с инертными газами может предупреждать возгорание угля во время высокой температуры, которая может быть необходима для вывода некоторых побочных продуктов (например, серы).
Инертные газы могут быть загружены установкой антивозгорания 154, которая может хранить инертные газы для подачи их в камеру конвейерной установки 130. К инертным газам относятся азот, аргон, гелий, неон, криптон, ксенон и радон. Азот и аргон относятся к общепринятым инертным газам, используемым для снабжения негорючими атмосферными газами. Установка антивозгорания 154 может иметь наполненные резервуары газов, которые могут заполнить камеру инертными газами. Вход инертного газа для создания надлежащего газа окружающей среды может контролироваться контроллером рабочих параметров 144. Контроллер 144 может регулировать поток инертного газа, использующего обратную связь от датчиков внутри камеры, которые могут измерять текущие смешанные газы. Базируясь на данных датчиков 142, контроллер 144 может либо увеличивать, либо уменьшать поток инертного газа для поддержания рабочих атмосферных параметров, выдаваемых контроллером 144 и установкой генерации параметров 128.
Если камера конвейерной установки 130 использует в качестве инертного газа азот, то он может быть получен в другом месте, в установке генерации газа 152. Например, установка генерации газа 152 может использовать процедуру амплитудного поглощения давления (PSA) для поставки азота, требуемого камерой конвейерной установки 130. Установка генерации газа 152 может выдавать азот на установку антивозгорания для его размещения в камере. Поток азота в камере может контролироваться контроллером 144, как об этом говорилось ранее.
Любой из газов, поступающих в окружающую среду, может быть получен с использованием положительного или отрицательного давления, применяемого к атмосфере внутри камеры. Газы могут поступать в камеру с позитивным давлением, обеспечивающим прохождение потока через конвейерную установку угля 130 и выход потока с участков камеры. В подобной организации процесса, для всасывания газов в камеру через уголь, может быть приложено отрицательное давление. И тот, и другой процесс может быть использован для сбора выделенного побочного газового продукта в системе удаления 150.
В примере реализации изобретения контроллер может управлять потоком газов в камере путем измерения скорости газа, направления газа, входных величин давления, выходных значений давления и тому подобного. Контроллер 144 может обеспечивать управление и настройку потока газов путем изменения лопастей и воздуходувок внутри конвейерной установки.
Для обработки угля внутри камеры конвейерной установки 130 может поддерживаться вакуум или частичный вакуум. Вакуум окружающей среды может способствовать выводу побочных продуктов из угля и может также служить превентивной мерой против возгорания угля путем вывода сред, способствующих возгоранию угля.
Продолжая операцию обработки угля внутри конвейерной установки 130, уголь может, прежде всего, поступить на установку предварительного нагрева 138. Установка предварительного нагрева 138 может нагреть уголь до температуры, заданной рабочими параметрами; рабочие параметры могут быть заданы контроллером 144. Для удаления влаги с поверхности и влаги, которая может быть даже ниже поверхности угля, уголь может быть предварительно нагрет. Устранение чрезмерной влаги может быть реализовано микроволновыми системами 148, которые для большей эффективности будут использоваться позже, потому что может быть минимум влажной поверхности для абсорбции микроволновой энергии.
Установка предварительного нагрева 138 может содержать ту же самую атмосферу, что и в неподвижной части конвейерной установки 130, или же может поддерживать различную атмосферу.
Установка предварительного нагрева 138 может использовать одну и ту же установку транспортирования, что и неподвижная часть конвейерной установки 130, или же может иметь собственную установку транспортирования. Если установка предварительного нагрева имеет у себя собственную установку транспортирования, она может управляться контроллером 144 и изменять свою скорость, обеспечивая, таким образом, удаление специфической влаги во время предварительного нагрева. Выводимая влага может быть обнаружена датчиком водяного пара, или может быть использована операция взвешивания угля до нагрева и после, для определения объема влаги, которая может быть удалена установкой предварительного нагрева 138. В установке реализации датчики 142 могут измерять вес угля с проградуированной процедурой до и после процесса предварительного нагрева. Для эффективного количества влаги, выводимой из угля, возможно использование обратной связи контроллера 144, и контроллер 144 может регулировать скорость устройства транспортирования установки предварительного нагрева 138, обеспечивая, таким образом, корректировку, если это необходимо.
После установки предварительного нагрева 138 уголь может находиться в конвейерной установке 130 процедуры обработки угля с одним, по меньшей мере, радиоканалом сверхвысоких частот (микроволновая система) 148, используемым для обработки угля. Микроволновая система 148 электромагнитной энергии может быть выполнена в виде магнетрона, клистрона, гиротрона и тому подобного. Микроволновое устройство 148 может вводить микроволновую энергию в уголь для нагрева побочных продуктов и вывода побочных продуктов из угля. Поскольку при нагреве побочные продукты нагреваются в угле, уголь может также нагреваться. Удаление побочных продуктов может происходить, когда вещество меняет твердую фазу на жидкую, жидкую на газообразную, твердую на газообразную или когда происходит изменение других фаз, которые могут привести к выводу побочных продуктов из угля.
В конвейерных установках 130, в которых может быть больше чем одна микроволновая система 148, микроволновая система 148 может быть в параллельной ориентации, последовательной ориентации или комбинации параллельной и последовательной ориентаций для системы транспортирования.
Как будет сказано ниже более подробно, микроволновая система 148 может быть в параллельной ориентации, в которой более чем одна микроволновая система 148 объединены всегда для образования простой станции микроволновых систем обработки 148. В простой станции возможно использование нескольких малых микроволновых систем 148, возможны различные частоты, которые могут быть использованы в простой станции, возможны различные мощности, которые могут быть использованы в различных станциях, возможны различные рабочие циклы, используемые в простой станции, и тому подобное.
Микроволновые системы 148 могут быть также установлены последовательно, где может быть больше чем одна микроволновая система в станции 148, установленной вдоль конвейерной установки 130. Любая из последовательностей микроволновых устройств станций 148 может быть индивидуальным микроволновым устройством 148 или может быть группой параллельных микроволновых устройств 148. Последовательность станций микроволновых устройств 148 может позволить обработку угля независимо в различных последовательных станциях микроволновых устройств вдоль конвейерной установки 130. Например, в первой станции микроволновая система 148 может ожидать удаления из угля воды, влаги, для чего может потребоваться некоторая мощность, частота и рабочие циклы. Во второй станции микроволновая система 148 может ожидать удаления из угля серы, для чего может потребоваться различная мощность, частота и рабочие циклы.
Используя последовательность микроволновых систем, можно также иметь другие обрабатывающие станции между микроволновыми устройствами 148, такие как станции ожидания завершения полного вывода побочных продуктов, систем станции удаления побочных продуктов 150, системного датчика 142 для регистрации выделенных побочных продуктов или тому подобное.
Последовательность станций микроволновых устройств 148 может способствовать выделению различных побочных продуктов, которые должны быть выделены и удалены на различных этапах работы конвейерной установки 130. Это позволяет проще хранить разделенные удаляемые побочные продукты и собирать их соответствующей системой удаления 150. Это может также привести к тому, что картирование одной микроволновой системы 148 для пошаговой обработки или пошагового процесса приводит к использованию особой микроволновой системы 148 для выполнения частного этапа процесса или задания пошаговых процедур. Таким образом, например, микроволновые устройства 148 активируются только для такой пошаговой процедуры, которая должна быть выполнена. В этом примере, если пошаговая процедура не нуждается в выполнении, соответствующее микроволновое устройство 148 не нуждается в активации; если пошаговая процедура требует повторения, соответствующее микроволновое устройство 148 может быть реактивировано, например, для удаления побочных продуктов, которые не были полностью удалены после первой активации.
В экземпляре реализации изобретения управление микроволновой системой 148 включает в себя серию управляемых этапов, таких как считывание, управление состоянием процедуры обработки угля, регулировка рабочих параметров и применение новых рабочих параметров, по меньшей мере, к одной микроволновой системе 148. Как будет сказано далее, управление, регулирование и процедура обратной связи для обеспечения рабочими параметрами микроволновой системы 148 могут быть применимы к одной или нескольким микроволновым системам, главным образом, в одно и то же время.
По меньшей мере, одна из микроволновых систем 148 может управляться контроллером 144. В реализациях изобретения контроллер 144 может обеспечивать рабочими параметрами, которые управляют микроволновой частотой, микроволновой мощностью, микроволновым рабочим циклом (например, непрерывный режим работы или пульсирующий). Контроллер 144 может только получать начальные параметры от установки генерации параметров 128. Управление микроволновой системой 148 может происходить в реальном масштабе времени, например, с помощью рабочих параметров, которые были заданы на микроволновую систему 148, с помощью датчиков 142, выдающих величины операций процесса, с помощью установки управления 134, получающей и регулирующей рабочие параметры, с помощью обратной связи рабочих параметров, поступающих на контроллер 144, и затем, с помощью устройства управления рабочим циклом, который в случае необходимости подлежит повторению.
Контроллер 144 может обеспечивать рабочими параметрами одну или больше микроволновых систем 148. Микроволновые системы 148 могут реагировать на заданные параметры мощности, частоты и рабочего цикла, которыми управляет контроллер 144, при этом обрабатывая уголь в соответствии с командами контроллера, поступающими на частную станцию.
Микроволновые системы могут требовать значительного количества мощности для обработки угля. Для некоторых реализаций изобретения микроволновых систем 148 установки обработки твердого топлива 132, требуемое микроволновое электропитание может быть, по меньшей мере, 15 кВт на частоте 928 мГц или ниже; в других реализациях изобретения требуемое микроволновое электропитание может быть, по меньшей мере, 75 кВт на частоте 902 мГц. Электропитание для микроволновой системы 148 может быть подведено входным высоким напряжением, передаваемым установкой 182. Такая установка 182 может быть способна повышать или понижать вольтаж напряжения от источника для обеспечения требований микроволновой системы 148. В реализациях изобретения микроволновая система 148 может иметь более чем один микроволновый генератор. Входное электропитание системы 180 может обеспечивать подключение к входному высокому напряжению трансляционного входа установки 182 для требуемых значений напряжения. Если установка обработки твердого топлива 132 установлена в установке производства электроэнергии 204, входное электропитание системы 180 может быть получено непосредственно от мощности установки 204 производства электроэнергии. В других реализациях изобретения входное электропитание системы 180 может быть получено от местной энергетической системы.
Как здесь было указано, установка обработки твердого топлива 132 может использовать магнетроны 700 для генерации микроволновой энергии для обработки твердого топлива (например, угля). На Фиг.7 показан магнетрон, который может использоваться как часть микроволновой системы 148 установки обработки твердого топлива 132. В реализациях изобретения магнетрон 700 может быть в виде вакуумной трубки большой мощности, которая генерирует когерентные микроволны. Магнетрон 700, который генерирует большой выход энергии, может состоять из нити накала, которая действует как катод 714, сохраняющий высокий отрицательный потенциал с помощью мощного источника высокого напряжения постоянного тока (DC) 802. Катод может быть конструктивно выполнен внутри центра вакуумной, дольчатой круговой камеры. Наружная долевая часть камеры может воздействовать на анод 710 таким образом, что он начинает притягивать электроны, возникающие за счет эмиссии катода. Магнитное поле может быть образовано магнитом или электромагнитом и ориентировано таким образом, что эмиссия электронов из катода 714 происходит по внешней спирали круговой траектории. Дольчатые отверстия открыты вдоль их длины и в результате соединяются с объединяющим отверстием области 712. Поскольку электроны скользят, пробегая эти отверстия, они могут наводить высокую резонансную радиочастоту в объединяющем отверстии 712, которое при повороте может вызвать объединение электронов в группы. Часть этой области может быть снята с помощью короткой антенны 702, которая подключена к волноводу. Волновод может непосредственно направлять извлеченную энергию радиочастоты мимо магнетрона на твердое топливо, нагревая и обрабатывая его, как указано здесь в другом месте. В качестве альтернативы, энергия от магнетрона может быть направлена на твердое топливо антенной без использования волновода.
На Фиг.8 показана установка высокого напряжения для магнетрона 700. Установка высокого напряжения постоянного тока DC 802, соединяемая через выводы 718 магнетрона 700, обеспечивающего большой выход энергии для обработки твердого топлива, может иметь высокое напряжение постоянного тока таких значений, как 5000 В, 10000 В, 20000 В, 50000 В и подобные. В реализациях изобретения типовой уровень высокого напряжения составляет 20000-30000 В (DC). Такая величина высокого напряжения DC 802 может быть производной от электросиловой установки, напряжение которой представлено в виде однофазного или многофазного напряжения переменного тока (АС) электросети 180, которое преобразуется в высокое напряжение DC 802 через высоковольтный вход установки 182. Электрическая силовая установка, силовое напряжение переменного тока (АС) которой поступает на систему 180, может быть государственной рабочей установкой или, например, частной рабочей установкой. Значения напряжений переменного тока электросети системы 180, обеспечиваемые электросиловой установкой, могут быть 120 В, 240 В, 480 В, 1000 В, 14600 В, 25000 В или подобными. В реализациях изобретения типовое напряжение, используемое на установке, может быть 160 кВ (АС) и может быть типично трехфазным. Далее необходимо преобразовать значения переменного напряжения электросети 180 в высоковольтное напряжение DC 802, используемое магнетроном, причем некоторая потерянная электрическая мощность может быть результатом от электрической несогласованности высокого напряжения на входе передачи электроэнергии установки 182. Желательно уменьшить эти электрические потери мощности, связанные с высоковольтным входом передачи электроэнергии установки 182, чтобы минимизировать рабочие стоимости установки, связанной с работой установки обработки твердого топлива 132. В конфигурации высоковольтного входа передачи электроэнергии установки 182 может быть использовано число реализаций изобретения.
На Фиг.9 показан бестрансформаторный высоковольтный вход установки передачи электроэнергии 900 с одной реализацией изобретения входа высокого напряжения установки передачи электроэнергии 182. Бестрансформаторный высоковольтный вход установки передачи электроэнергии 900 может преобразовывать высокое напряжение переменного тока электрической сети 180 (в реализациях это может быть 14600 В переменного тока) непосредственно в высокое напряжение DC 802, требуемое для работы магнетрона 700 (в реализациях эта величина может составлять 20000 В постоянного тока). При прямом преобразовании высокого напряжения АС электросети 180 в высокое напряжение постоянного тока установки DC 802 можно избежать некоторых этапов, что может привести к повышению коэффициента полезного действия электросети, и уменьшить, таким образом, стоимость функционирования установки обработки твердого топлива 132. В реализациях изобретения исключение этапов может включать процедуру понижения напряжения электросиловой установки высокого напряжения переменного тока 180 в низкое напряжение переменного тока с использованием трансформатора. Далее с помощью выпрямителя получают низкое напряжение постоянного тока, а затем пониженное напряжение постоянного тока снова, с помощью добавочного напряжения конвертируют в высокое напряжение DC 802A, требуемое магнетроном. Для того чтобы избежать этих промежуточных этапов внутри высоковольтного входа установки передачи электроэнергии 182, оба коэффициента полезного действия и надежность устройств может быть улучшена, так же как могут быть уменьшены капитальные вложения и стоимости технического обслуживания.
На первом этапе бестрансформаторный высоковольтный вход установки передачи электроэнергии 900 получает высокое силовое напряжение переменного тока в установке 180, которое поступает через быстродействующий сильноточный автоматический выключатель 902, иногда называемый прерывателем. Разрыв цепи происходит автоматически электрическим выключателем, когда требуется защитить электрическую цепь от аварии, вызванной ее перегрузкой или коротким замыканием. Для каждой фазы входа высоковольтного силового напряжения переменного тока, поступающего от энергетической установки 180, имеется один быстродействующий сильноточный прерыватель цепи 902. Быстродействие, сильноточность прерывателя цепи 902 могут быть вполне достаточны для последующего включения цепи после условий короткого замыкания внутри бестрансформаторного высоковольтного входа установки передачи электроэнергии 900 для защиты электрических энергетических устройств распределения. Высокое быстродействие, сильноточность разрывающего устройства могут обеспечить электрическую изоляцию и защиту распределительных электроустановок, которые, помимо всего, могут быть оснащены другими компонентами, такими как трансформатор 1002. Использование быстродействующего, сильноточного устройства прерывателя 902 вместо трансформатора 1002 может привести к значительному повышению коэффициента полезного действия по сравнению с трансформатором 1002, имеющим электрические потери мощности, вызванные неэффективностью и отсутствием быстродействующей, сильноточной цепи прерывателя. Быстродействующая, сильноточная цепь прерывателя 902 может также служить в системе защитой магнетронов 700. Всплеск или выброс напряжения может привести к выходу из строя магнетронов 700. Это может быть причиной уменьшения микроволновой мощности, поставляемой твердому топливу и возможной причиной неисправности магнетронов.
Второй этап бестрансформаторного высоковольтного входа установки передачи электроэнергии 900 состоит в получении выходного высокого напряжения переменного тока АС 910 через быстродействующий, сильноточный прерыватель и подаче напряжения на каскад выпрямителя 904, где оно конвертируется в высокое напряжение постоянного тока DC 802. Выпрямитель 904 представляет собой электрическое устройство, имеющее в своем составе одно или несколько полупроводниковых устройств, таких как диоды, тиристоры, SCRs (кремниевые управляемые диоды), IGBTs (биполярные транзисторы с изолированным затвором) и тому подобные, предназначенные для конвертации переменного напряжения в постоянное. Выход очень простого выпрямителя 904 может быть охарактеризован как однополупериодный переменного тока, который в дальнейшем фильтруется по постоянному току. Практически, выпрямители 904 могут быть однополупериодными, двухполупериодными, однофазными мостовыми, трехфазными трехимпульсными, трехфазными шестиимпульсными и тому подобными, которые при комбинации различных фильтрующих элементов уменьшают величину остаточной пульсации переменного тока. Получающееся выходное высоковольтное напряжение DC 802 с выпрямителя 904 может быть также регулируемым, например, путем изменения угла зажигания кремниевых управляемых диодов. Этот выход высокого напряжения DC 802 может быть настроен на теоретический максимум пикового значения входа силового напряжения переменного тока на линиях 180. В качестве примера, входное значение силового напряжения переменного тока на линиях 180, равное 14600 В, может теоретически привести к получению напряжения постоянного тока, соответствующего требуемому напряжению 20000 В. Если DC 802 соответствует требованиям входного высокого напряжения DC 802А для подачи на магнетрон 700, то может не быть необходимости в окончательном преобразовании постоянного напряжения в постоянное каскадом конвертера 908, как это показано пунктиром на Фиг.9. После преобразования постоянного напряжения в постоянное, конвертеры 908 могут иметь коэффициент полезного действия 80%, 85%, 95% и подобный, путем снятия для них требования иметь в будущих коэффициентах полезного действия выигрыш для установки обработки твердого топлива 132.
Третий этап, если в нем имеется необходимость, состоит в бестрансформаторном высоковольтном входе установки передачи электроэнергии 900 конвертеров 908 преобразования постоянного напряжения в постоянное. В этой реализации, возможно, еще существует необходимость преобразования конвертерами 908 постоянного напряжения в постоянное между каскадами выпрямителя 904 и магнетрона 700, если выход высокого напряжения DC 802 от выпрямителя имеет недостаточно высокое значение, чтобы соответствовать требованиям высокого напряжения DC 802А входов магнетрона 700. Преобразователь постоянного напряжения в постоянное представляет собой конвертер, в котором конвертируется одно постоянное напряжение в другое. Обычно, преобразование постоянного напряжения в постоянное представляет собой конверсию, путем приложения постоянного напряжения через индуктивность или трансформатор с периодом времени, например, определяемым частотой в пределах от 100 кГц до 5 мГц, связанной с прохождением тока и сохранением магнитной энергии. Затем это напряжение может быть выключено, при этом сохраненная энергия подлежит передаче на выход управления напряжением. Регулируя время выключения, выходное напряжение может регулироваться как раз, когда требуемый ток меняется. В этой реализации необходимость для конвертера постоянного напряжения в постоянное зависит от верхнего уровня приложенного высоковольтного силового напряжения переменного тока на линиях 180. Например, в случае напряжения энергетической установки, равного 12740 В переменного напряжения, на линиях 180 распределения силового напряжения, выпрямитель 904 может обеспечить максимальное значение напряжения DC 802 не более 18000 В постоянного тока. Если высокое напряжение DC 802A, необходимое для магнетрона, составляет 20000 В постоянного тока, то в этом случае для каскада конвертера 908 преобразования постоянного напряжения в постоянное требуется более высокое напряжение DC 802A, чтобы обеспечить требования магнетрона 700.
Добавление быстродействующего, сильноточного прерывателя в бестрансформаторную установку 900 преобразователя мощности может также защитить энергетические электрические устройства от дефектов неэлектрического происхождения внутри установки обработки твердого топлива 132. За пределами электрического падения напряжения, связанного с выходом из строя оборудования, магнетрон 700 может образовывать дугу, связанную с падением магнитного поля внутри магнетрона 700. Такое условие дуги может вызвать большое значение пикового тока от электрической энергетической установки. В реализациях изобретения быстродействующий, сильноточный прерыватель может защитить электрическую энергетическую установку от таких высоких токовых перепадов. Вышеприведенный пример демонстрирует условие, которое может опередить на магнетроне 700 выключение дуги при чрезмерном отражении мощности обратно в магнетрон 700. Это может быть типичным случаем обратного отражения энергии в магнетрон 700 во время работы, и для защиты магнетрона 700 от неисправности, связанной с этой отражаемой мощностью, используется циркулятор магнетрона 700 (изолятор). Однако при неисправности циркулятора в магнетроне 700 возможно образование дуги. Тем не менее, если бы даже система была рассчитана на допустимые отражения мощности, неисправности внутри нее могли вызвать еще большие скачки тока, связанные с выключением дуги магнетрона 700. Это один только пример условия, которое может привести к высоким значениям перепада тока от электрической энергетической установки. При любом условии большого тока, который сохраняется больше двойного периода частоты 60 Гц, распределение энергии, питающей установку, может вызвать неисправность, которая может потенциально быть причиной обратного выключения прерывателей через распределительные и трансляционные устройства, возможно, всех энергетических установок, давно способных генерировать мощность. Плавные изменения в продукте, производимом установкой обработки твердого топлива 132, могут вызывать большие отражения и приводить к появлению дуги. Другая неисправность может быть в результате появления скачкообразных изменений тока явно технологического происхождения. Эти и другие условия повреждения тока могут быть исключены наличием быстродействующего, сильноточного прерывателя. Бестрансформаторный трансляционный вход высоковольтной установки 900 может обеспечить наибольший коэффициент полезного действия электрической мощности и защиту от неисправностей, вызванных исключением или понижением недостаточности внутри установки 182 входного трансляционного напряжения.
На Фиг.10 представлена установка высоковольтного входа передачи электроэнергии с трансформатором 1000, который является одной из реализаций изобретения передачи входного высокого напряжения установки 182. Эта конфигурация преобразования мощности соответствует обеспечению высоким напряжением постоянного тока магнетрона в три этапа. На первом этапе высокое силовое напряжение переменного тока на линиях 180 трансформируется в низкое напряжение АС 910 с помощью трансформатора 1002. Трансформатор 1002 может быть электрическим устройством, которое передает энергию от одной электрической цепи к другой с помощью магнитопровода. Трансформатор 1002 содержит две или больше пар обмоток провода и может также иметь магнитный стержень для концентрации магнитного потока. На Фиг.10 представлен вход силового напряжения переменного тока на линиях 180, поступающего на первую обмотку, называемую первичной, которая создает изменяющийся во времени магнитный поток в стержне, который индуцирует переменное напряжение 910 на другой обмотке, называемой вторичной. Трансформаторы 1002 используются для преобразования между напряжениями, для изменения волнового сопротивления и для обеспечения электрической изоляции между цепями. Например, входное высокое силовое напряжение переменного тока на линиях 180 на Фиг.10 может иметь значение 14600 В переменного тока, а пониженное выходное напряжение АС 910 может иметь значение 480 В переменного тока. В добавление, эти напряжения переменного тока отличаются друг от друга и могут быть также изолированы одно от другого. Трансформатор 1002 может быть однофазным трансформатором, может быть реализован в виде многих однофазных трансформаторов, в виде объединенной установки трансформаторов, в виде мультифазного трансформатора или тому подобного. Кроме того, трансформатор может питаться электроэнергией от энергетической установки. Трансформатор может иметь электрическую мощность, неэффективно связанную с преобразованием от одного напряжения к следующему, и такая неэффективность может быть связана с напряжением и током на входе и выходе трансформатора 1002.
На втором этапе передачи входного высокого напряжения установки в конфигурации с трансформатором 1000, низкое напряжение АС 204А проходит через выпрямитель 904 для получения эквивалентного низкого напряжения DC 802. В качестве примера при входом переменном напряжении АС 910 значением 480 В можно теоретически получить выходное напряжение постоянного тока DC 802 не менее 677 В. Напряжение равное 677 В может быть недостаточным для получения высокого напряжения DC 104, требуемого для магнетрона. В этой структуре может потребоваться третий каскад конвертера 908, преобразующего постоянное напряжение в постоянное, где низкое напряжение DC 802 от выпрямителя 904 устанавливается выше требуемого высокого напряжения DC 802A, или 20000 В постоянного напряжения при использовании преобразования постоянного напряжения в постоянное конвертером 908.
Входное передаваемое на установку высокое напряжение в реализации с трансформатором 1000 может принести преимущества стандартного трехфазного напряжения, низкого напряжения, ряд трансформируемых напряжений, доступных от энергетической установки. Один пример такого устройства - это трехфазный четырехпроводной 480/277 трансформатор, который типично снабжает силовым напряжением большие строения и коммерческие центры. Напряжение 480 В используется для запуска двигателей, в то время как 277 В используется для работы в люминесцентных установках освещения. Для получения 120 В может потребоваться соответствующий вывод, который может быть запитан от линии 480 В. Другие примеры стандартного трехфазного напряжения могут использовать напряжение 575-600 В, скорее чем 480 в, которое может быть уменьшено при необходимости применения третьего каскада 908 конвертера, преобразующего постоянное напряжение в постоянное. Эти примеры не являются ограничительными, и могут быть рассмотрены другие конфигурации, обеспечивающие квалифицированный уровень в технологическом процессе. Применение стандартного трансформаторного устройства может исключить необходимость иметь специальное оборудование от энергетической установки и может, таким образом, уменьшить начальную стоимость таких реализаций. Однако пониженная рабочая мощность, связанная с трансформацией переменного напряжения в низкое, и затем преобразование постоянного напряжения снова в постоянное могут быть нежелательными процедурами, поскольку они могут увеличить рабочую стоимость установки обработки твердого топлива.
На Фиг.11 показан бестрансформаторный высоковольтный вход установки передачи электроэнергии с индуктором 1100, представляющей собой изменение обсуждаемой ранее установки преобразования мощности 900 и представляющей собой одну реализацию изобретения высоковольтной входной трансляционной установки 182. Эта реализация изобретения похожа на бестрансформаторный вход установки передачи электроэнергии 900 в том, что отсутствует трансформатор 1002, но она является более быстродействующей, чем питаемая высоким силовым напряжением переменного тока в установке 180 через быстродействующий, сильноточный прерыватель, обеспечивающий защиту высокого силового напряжения переменного тока в установке 180, питающего непосредственно выпрямитель 904. Как это было в случае бестрансформаторной силовой установки 900, выходное высокое напряжение DC 802 выпрямителя 904 может быть достаточным для того, чтобы исключить конвертер 908 преобразования постоянного напряжения в постоянное. Намерение иметь быстродействующий, сильноточный прерыватель 902 в бестрансформаторном высоковольтном входе установки передачи электроэнергии 900 состояло в том, чтобы обеспечить защиту электрических энергоустановок питающих устройств, в случае короткого замыкания внутри установки обработки твердого топлива 132. Быстродействующий, сильноточный прерыватель 902 может быстро реагировать на отключение цепи, когда силовая электрическая установка нормально функционирует. Быстродействие необходимо, потому что отсутствует развязывающий трансформатор. Бестрансформаторный высоковольтный вход установки передачи электроэнергии с индуктором 1100 обеспечивает защиту компонентов от короткого замыкания по переменному току, поскольку сильноточный индуктор 1102 включен последовательно с магнетроном. Индуктор 1102 замедляет время реакции на короткое замыкание, обеспечивая стандартную энергетическую установку небыстродействующим устройством прерывания цепи, время срабатывания которого достаточно для того, чтобы разомкнуть и защитить силовую электрическую питающую установку устройства. Индуктор, находящийся в условиях прохождения постоянного тока, не влияет на цепь и выполняет функцию виртуального короткого замыкания в цепи. Но если внутри установки обработки твердого топлива 132 возникает короткое замыкание, реакция индуктора будет замедлять реакцию тока, путем введения задержки на эффект короткого замыкания. Эта задержка может дать, таким образом, достаточное время, чтобы сработало стандартное устройство прерывателя 902, требования по быстродействию к которому можно избежать, поскольку в нем нет необходимости.
На Фиг.12 показан высоковольтный вход установки передачи высоковольтного напряжения DC постоянного тока с трансформатором 1200 с одной реализацией высоковольтного входа установки передачи электроэнергии 182. Такая конфигурация преобразования силового напряжения, обеспечивающая высокое напряжение DC 802 на магнетроне, выполняется в два этапа. На первом этапе высоковольтное силовое напряжение переменного тока установки 180 может быть трансформировано в большую или меньшую сторону, как это требуется, с использованием трансформатора 1002. Входное-выходное значения напряжения могут быть определены с помощью действующего входного силового высокого напряжения переменного тока установки 180 и требуемого выходного высоковольтного напряжения DC 802, используемого магнетроном 700. На втором этапе высокое напряжение АС 910 с выхода трансформатора 1002 проходит через каскад выпрямителя 904. Выпрямитель 904 конвертирует входное высокое напряжение переменного тока 910 в высокое напряжение постоянного тока DC 802, которое требуется магнетрону 700. Уровень напряжения трансформатора 1002 и регулируемый выход выпрямителя 904 могут быть оба выбраны на основе входного, высоковольтного силового напряжения переменного тока установки 180 и требуемых значений высоковольтного выходного напряжения DC 802, поступающего на магнетрон 700. Например, установка обработки твердого топлива 132 может быть установлена в географическом регионе, где может быть доступна энергетическая установка силового высокого напряжения переменного тока установки 180 питания напряжением 80000 В. Если для магнетрона 700 требуется напряжение DC 802 постоянного тока, равное 20000 В, то высокое напряжение постоянного тока DC 910, поступающее на выпрямитель 904, может быть выбрано с учетом требуемого уровня напряжения и так, чтобы обеспечить наименьшие выходные пульсации или наибольший коэффициент полезного действия для выпрямителя 904. Выбранный высоковольтный вход DC 910 может быть, например, 16000 В. В этом случае коэффициент трансформации, представляющий отношение числа витков первичной обмотки к вторичной для трансформатора 1002, может составлять 5:1. Напряжение переменного тока 80000 В силовой установки переменного тока 180 может быть понижено на установке AC910 до величины 16000В переменного тока. Значение 16000 В переменного тока высоковольтной установки AC910 затем может быть преобразовано в высокое постоянное напряжение DC 802 выпрямителем 904 и подано на магнетрон 700 установки обработки топлива 132. Эта реализация может привести к высокому коэффициенту полезного действия, связанного с входным напряжением, передаваемым на установку 182, которая сохраняет высокое напряжение во всех случаях, пока сохраняется дефект изоляции, вызываемый трансформатором 1002. Здесь было несколько иллюстративных примеров реализаций изобретения, но только одна, относящаяся к данной области, могла бы оценить изменения, и такие изменения направлены на то, чтобы быть отраженными в настоящем изобретении.
На Фиг.13 показан высоковольтный вход установки для передачи электроэнергии с развязывающим трансформатором, которая представляет одну реализацию высоковольтного входа установки для передачи электроэнергии 182. Такая конфигурация преобразования мощности для обеспечения высокого напряжения DC 802А на магнетрон 700 использует трансформатор 1002 для электрической развязки входного высокого напряжения, передаваемого установкой 182 от энергетической высоковольтной силовой установки переменного тока 180 системы питания. В этой конфигурации трансформатор 1002 может быть задействован только как электрический изолятор и не выполняет функцию обмена напряжениями. Высоковольтный силовой вход переменного тока на линиях 180 подключен к трансформатору 1002, на выходе которого то же самое напряжение, что и на выходе высоковольтного трансформатора АС 1002А. С высоким напряжением АС 910, остающимся прежним в результате работы трансформатора 1002, функция замены уровня напряжения для получения высокого напряжения постоянного тока DC 802A, требуемого магнетроном 700, сначала может быть дополнена конвертером 908, преобразующим постоянное напряжение в постоянное. Высокое напряжение АС 910 с выхода трансформатора поступает на выпрямитель 904, в котором высокое напряжение АС 910 конвертируется в высокое напряжение DC 802. В результате выпрямления уровень напряжения высокого напряжения DC 802 может быть отчасти выше, чем высокое напряжение АС 910 на входе выпрямителя, но может быть ограничен небольшим повышенным процентом. Если высокое напряжение DC 802 не соответствует высокому напряжению DC 802А, требующемуся для магнетрона 700, то конвертер 908 преобразования постоянного напряжения в постоянное может действовать как элемент высокого напряжения на входе установки 182 для передачи электроэнергии, которая обеспечивает, в большей степени, функцию замены напряжения. В реализациях изобретения такая конфигурация может обеспечить путь для высокого напряжения на входе установки 182 для передачи электроэнергии высокого напряжения DC 802A на магнетрон 700 с электрической изоляцией от энергетических установок высокого силового напряжения переменного тока на линиях 180. В этой конфигурации может быть реализовано уменьшение коэффициента полезного действия, вызванное наличием трансформатора.
В реализациях изобретения мощность, необходимая для установки обработки твердого топлива 132, может быть высокой, и может требоваться высокое линейное напряжение, например 160 кВ, силового передаваемого линейного напряжения. Требуемая мощность может быть достаточно высокой для того, чтобы проверить концепцию и конструкцию силовых подстанций, расположенных в стороне от установки обработки твердого топлива 132. Такие мощные подстанции могут быть предназначены только для установки обработки твердого топлива 132 и по существу могут привести к выбору уровней высокого напряжения, которые наилучшим образом соответствуют требуемым напряжениям магнетронов. В этом случае требование для конвертера 908, преобразующего постоянное напряжение в постоянное, может быть опущено.
Таким образом, побочные продукты могут быть выделены из угля с использованием микроволновых систем 148, прикладывающих мощность, частоту и рабочие циклы к частным станциям процесса обработки угля. Для определения уровня удаленных побочных продуктов, полностью удаленных продуктов, продуктов выделяемых в окружающую среду, текущего состояния выхода микроволновой системы 148 и тому подобного может быть использована система датчиков. Система датчиков 142 может включать датчики водяного пара, золы, серы, летучих компонентов и других веществ, выделенных из угля. В добавление, система датчиков 142 может включать датчики микроволновой энергии, микроволной частоты, газа окружающей среды, температуры угля, температуры камеры, скорости конвейерной установки, инертного газа и другие. Датчики могут быть объединены вместе или могут быть расположены вдоль конвейерной установки 130 в соответствии с тем, как того требует процесс обработки угля. Для одного и того же измерения значения могут применяться несколько датчиков. Например, датчик влаги, вызванной водой, может быть установлен в микроволновой системе 148 станции, и другой датчик влаги, вызванной водой, может быть установлен после микроволновой станции 148. В этом примере построение датчиков может привести к установке датчика количества удаленного водяного пара в самой микроволновой станции 148 и количества остаточного водяного пара, удаленного из угля, оставшегося в микроволновой станции 148. При таком расположении первый датчик может быть использован для определения, насколько заданный первый уровень соответствует мощности, частоте и используемому при этом рабочему циклу, и второй датчик может определять, может ли зарезервированная микроволновая система 148 обработки адекватно выполнить удаление воды из угля. Подобные методы могут быть применимы к любым другим датчикам системы датчиков 142.
Считывающий датчик может быть получающим параметры от установки управления 140, которая может иметь интерфейсный датчик для каждого типа датчиков, используемых системой датчиков 142. Установка управления параметрами 140 может использовать аналоговый сигнал для его подачи на аналого-цифровой преобразователь (ADC), преобразующий считанное аналоговое значение в цифровой вид. После получения данных датчика, установка управления параметрами 140 может передавать считанное значение датчика на оба устройства, контроллер 144 и установку управления 134. Контроллер 144 может использовать считывающий датчик для отображения текущих данных процесса обработки угля, представленных на интерфейсе пользователя, где пользователь может наблюдать за поступающими данными процесса и вручную доводить до конца не реализованные соответствующие рабочие параметры.
В экземпляре реализации изобретения установка управления 134 может получать текущие данные процесса и сравнивать затем с требуемыми параметрами процесса обработки угля для определения, насколько установка обработки угля производит уголь, соответствующий требуемым характеристикам 122. Установка управления 134 может содержать, по меньшей мере, два комплекта обработки параметров угля главных параметров, которые могут быть представлены установкой генерации параметров 128, и текущих значений данных процедуры обработки угля, выдаваемых устройством управления параметрами 140. Установка управления 134 может сравнивать требуемые значения текущих параметров для определения, насколько установка обработки угля производит уголь, соответствующий требуемым характеристикам 122. Установка генерации параметра 128 может также обеспечивать установку управления 134 допустимыми отклонениями, которые должны поддерживаться процессом обработки угля, чтобы производить уголь с требуемыми характеристиками 122. Установка управления 134 может использовать набор алгоритмов для определения, требуется ли регулировать какой-либо рабочий параметр. Алгоритмы могут сравнивать текущие данные датчика 142, который основан на рабочих параметрах, и допускаемые отклонения в рабочих параметрах, для определения каких-либо регулировок в рабочих параметрах.
В добавление, установка управления 134 может получать окончательно обработанные данные от установки обратной связи 174, которая может содержать данные выходных параметров угля установки 172 и установки тестирования 170. Алгоритм работы установки управления 134 может использовать данные, полученные от установки с обратной связью 174, вместе с данными текущего процесса, полученными от системы датчиков 142, для регулирования рабочих параметров обработки угля.
Устройство управления 134 может быть в состоянии регулировать один или все рабочие параметры конвейерной установки 130 в реальном масштабе времени.
После того как установка управления 134 отрегулирует рабочие параметры, установка управления 134 может сохранять отрегулированные рабочие параметры в качестве новых рабочих параметров и затем передавать новые рабочие параметры на контроллер 144.
Контроллер 144 может определять, по меньшей мере, один новый параметр, полученный от установки управления 134, и может передавать этот новый рабочий параметр на различные устройства конвейерной установки 130, которая может включать в себя микроволновую систему 148.
Используя вышеописанный процесс обеспечения рабочими параметрами, считывающий текущие значения процесса, интерпретирующий текущие значения процедуры, регулирующий требуемые значения рабочих параметров и передающий отрегулированные рабочие параметры на конвейерную установку 130, некоторые реализации изобретений могут обеспечить в реальном масштабе времени систему обратной связи, которая в непрерывном режиме может отслеживать изменения условий внутри процедуры обработки угля.
Хорошо осведомленному лицу в таком технологическом процессе могло бы быть понятно, что система с обратной связью может применяться к любым системам и установкам конвейерной установки 130.
В экземпляре процедуры обработки угля побочные продукты могут быть удалены из угля в виде газа или жидкостей. Система удаления 150 может быть ответственна за удаление побочных продуктов из конвейерной установки 130; система удаления 150 может удалять побочные продукты, такие как вода, зола, сера, углеводороды, гидроокислы летучих веществ и тому подобное. Система удаления 150 и контроллер 144 могут получать информацию датчиков от системы датчиков 142, для того чтобы объем побочных продуктов в процессе обработки угля мог быть меньшим.
В конвейерной установке 130 могут быть использованы более чем одна система удаления 150 для удаления газов и/или жидкостей. Например, система удаления 150 может удалять водяной пар в микроволновой системе станции 148 с другими системами удаления, установленными после микроволновой станции 148, для сбора остатков пара воды, который может непрерывно уменьшаться после микроволновой системы станции 148. Или в другом примере одна система 150 может удалять водяной пар внутри другой системы удаления 150, которая может удалять золу, серу или другие материалы.
Контроллер 144 может обеспечить рабочие параметры для системы удаления 150 чтобы контролировать скорости вентилятора, скорости насоса и тому подобное. Система удаления 150 может использовать систему обратной связи, подобную микроволновой системе с обратной связью 148, описанной ранее. В случае системы с обратной связью датчики могут выдавать информацию на устройство управления параметрами 144 и устройство управления 134, чтобы обеспечить в реальном масштабе времени обратную связь на устройство вывода 150 для эффективного вывода побочных продуктов.
Система удаления 150 может собирать в результате обработки угля удаленные газы и жидкости из конвейерной установки 130 и передавать собранные побочные продукты на контейнерную установку 162. Контейнерная установка 162 может собирать побочные продукты из конвейерной установки 130, по меньшей мере, в один герметичный резервуар или контейнер. Установка управления 134 может управлять контейнерной установкой 162 для определения уровня побочных продуктов и может обеспечивать информацией пользователя интерфейса, на котором отображается информация с компьютерного устройства, имеющего доступ к установке обработки твердого топлива 132. Установка управления 134 может также определять, когда контейнерная установка 162 достаточно заполнена, чтобы содержание резервуара или контейнера могло быть передано на установку переработки 160.
Установка переработки 160 может быть ответственна за разделение различных собранных побочных фракций, которые могут существовать внутри контейнерной установки 162 в резервуарах и в контейнерах. В реализации изобретения в резервуаре или в контейнере контейнерной установки могут быть собраны более чем один побочный продукт в течение процедуры обработки угля. Например, зола может быть удалена одновременно с водой и серой в течение процедуры микроволновой системы 148, и, таким образом, собранный побочный продукт будет смешанным с водой и/или серой.
Установка переработки 160 может получать побочный продукт от контейнерной установки 162 для его разделения на простые составляющие. Установка 160 может использовать множество фильтрующих и разделяющих на составные части процедур, которые могут включать осаждение, флоккуляцию, центрифигуривание, фильтрацию, дистилляцию, хромотографию, электрофорез, извлечение, извлечение жидкости из жидкости, выпадение в осадок, фракционное замораживание, просеивание, веяние и тому подобное.
Установка управления 134 может управлять процессами переработки установки 160 для надлежащей ее работы и для разделения. Установка переработки 160 может иметь свои собственные датчики для считывания данных, поступающих на установку управления 134, или установка переработки 160 может использовать систему датчиков 142 для управления процессами переработки.
Как только установка переработки 160 разделила побочные продукты на индивидуальные компоненты, они могут быть переданы на установку размещения для удаления из установки обработки твердого топлива 132. Устройство управления установкой 132 может передавать на установку размещения компонентов информацию об уровнях для определения, когда компоненты смогли бы быть размещены. Устройство управления установкой 134 может обеспечить информацией, получаемой от установки размещения, выдаваемой на интерфейс пользователя внутри установки обработки твердого топлива 132. Получаемые от установки размещения 158 продукты могут быть невредными (например, вода и водяной пар), могут быть похожими на почву (например, зола), могут быть продаваемыми продуктами или коммерческими продуктами, подчиненными резолютивному условию. В вышеприведенной реализации побочные продукты собираются в установке размещения 158 и могут быть использованы на других предприятиях (например, сера).
После того как обработка угля на конвейерной установке 130 закончилась, может быть инициирована процедура охлаждения угля на установке 164, где может быть проконтролировано охлаждение угля от температуры его обработки до температуры окружающей среды. Подобно конвейерной установке 130, установка охлаждения 164 может использовать атмосферное управление, транспортную систему, датчики и тому подобные устройства для управления охлаждением угля. Охлаждение угля может быть проконтролировано, например, в качестве превентивной меры повторной абсорбции влаги и/или в качестве превентивной меры других химических реакций, которые могут возникнуть во время процедуры охлаждения. Для поддержания систем установки охлаждения, а также таких параметров, как скорость транспортирования, атмосфера, уровень охлаждения, поток воздуха и тому подобное, может быть использован контроллер 144. Установка охлаждения 164 может использовать те же самые, описанные ранее установки систем с обратной связью, работающие в реальном масштабе времени, используемые конвейерной установкой 130 для контроля рабочих параметров.
С выхода установки 168 может быть получен окончательно обработанный уголь от установки охлаждения 164 и конвейерной установки 130. Выход установки 168 может иметь входную секцию, транзитную секцию и секцию адаптации, которая может получать и контролировать поток и объем угля, который может поступать от установки обработки твердого топлива 132. Окончательно обработанный уголь может поступать с установки обработки твердого топлива 132 на топливную угольную установку 200, установку преобразования угля 210, установку побочных продуктов 212, установку погрузки 214, установку складирования 218 и другие. Выходом установки 168 может служить заборное устройство, такое как лента транспортера 300, шнек или подобные устройства, которые могут питать установку обработки угля на конечном его размещении от установки обработки твердого топлива 132.
На основе рабочих параметров, полученных от контроллера 144, выходная продукция установки 168 может определять величину объема конечной операции обработки угля на выходе конвейерной установки 130. Выходная продукция установки 168 может быть способна изменять скорость поступления выходной продукции установки, основанную на полученных параметрах от контроллера 144.
В добавление, выходная продукция установки 168 может обеспечивать проверку образцов на установке тестирования 170 для проверки окончательной операции обработки угля. Выбор образцов угля может происходить в автоматическом режиме или в режиме ручного управления; выбранный уголь может быть получен за предварительно определенное время, может быть выбран случайным образом, выбран статистически или тому подобное.
Тестируемая установка угля 170 может проверять характеристики окончательно обработанного угля, чтобы сравнить их с требуемыми характеристиками угля 122, в качестве окончательной проверки качества обрабатываемого угля. Тестируемая установка может быть размещена в установке обработки твердого топлива 132, в месте размещения установки удаления побочных продуктов или может быть стандартной коммерческой лабораторией тестирования угля. На Фиг.1 показано тестирующее устройство, входящее в состав установки обработки твердого топлива. Тест окончательно обработанного угля может обеспечивать характеристики угля, которые могут включать процент влаги, процент золы, процент летучих веществ, фиксированный процент углерода, BTU/Ib, BTU/Ib M-A Free, виды серы, индекс размольной характеристики шахты (HGI), общее содержание ртути, температуру плавления золы, анализ минерального состава золы, электромагнитную абсорбцию/отражение, диэлектрическую проницаемость и тому подобное. Окончательно обработанный уголь может быть проверен в соответствии с используемыми тестовыми стандартами, такими как ASTM Standards D388 (Классификация Марки Угля), ASTM Standards D 2013 (Метод подготовки угольных образцов для анализа), ASTM Standards D 3180 (Практический стандарт для калькуляции угля, анализа кокса на основе определенных данных в различных базах), US Geological Survey Bulletin 1823 (Методы отбора и неорганического анализа угля) и тому подобное.
Как только были определены окончательные характеристики обработанного угля установкой тестирования 170, характеристики могут быть переданы на установку выходных параметров угля 172 и/или могут быть приложены с отгружаемой партией окончательно обработанного угля. Приложенные тестовые характеристики к отгружаемой партии угля могут позволить установкам, использующим уголь, узнать характеристики угля и отрегулировать характеристики применяемого угля в соответствии с характеристиками окончательно обработанного угля.
Подобно установке требуемых характеристик угля 122, выходная установка параметров 172 может хранить данные характеристик окончательно обработанного угля. Установка выходных параметров угля 172 может быть в виде персонального компьютера или в виде специализированного компьютера для хранения и отслеживания характеристик угля. Компьютерное устройство может быть в виде настольного компьютера, сервера, веб-сервера, небольшого портативного компьютера, устройства компакт-диска, устройства цифрового видеодиска, оборудования системного управления или аналогичных устройств. Все компьютерные устройства могут быть размещены друг за другом или же, при превышении числа компьютерных устройств определенного значения, могут быть распределены на удаленном друг от друга расстоянии. Компьютерные устройства могут быть соединены через локальные сети, глобальные сети, интернет, интранет, Р2Р или другие новые типы интерфейсов, использующих проводную связь или технологию радиосвязи.
Установка выходных параметров угля 172 может включать в себя сбор данных, которые могут быть базой данных, реляционной базой данных, XML, RSS, ASCII файлом, однородным файлом, текстовым файлом или тому подобным. В вышеприведенной реализации установка выходных параметров угля 172 может быть поисковой системой для нахождения данных требуемых характеристик угля.
Существует множество выходных записей параметров угля, хранимых в установке выходных параметров угля 172, базируемых на числе тестовых образцов, полученных на выходе установки 168 и установки тестирования 170.
Вместе с различными характеристиками угля записи данных, полученные от тестирующей установки 170, установки выходных параметров угля 172, могут хранить полученные данные и/или передавать полученные данные характеристик угля на установку обратной связи 174. Установка выходных параметров угля 172 может передавать только новые полученные данные характеристик угля, причем передавать все записи данных для идентификации угля, передачи статистических данных идентифицируемого угля или тому подобное. Установка выходных параметров угля 172 может передавать любую комбинацию записей данных на установку обратной связи 174.
Установка обратной связи 174 может получать входные параметры данных от установки выходных параметров угля 172. Установка обратной связи 174 может быть в виде персонального компьютера или в виде специализированного компьютера для хранения и отслеживания характеристик угля. Компьютерное устройство может быть в виде настольного компьютера, сервера, веб-сервера, небольшого портативного компьютера, устройства компакт-диска, устройства цифрового видеодиска, оборудования системного управления или тому подобного. Все компьютерные устройства могут быть размещены друг за другом или же, при превышении числа компьютерных устройств определенного значения, могут быть распределены на удаленном друг от друга расстоянии. Компьютерные устройства могут быть соединены через локальные сети, глобальные сети, интернет, интранет, Р2Р или другие новые типы интерфейсов, использующих проводную связь или технологию радиосвязи.
Установка 174 обратной связи может запросить установку выходных параметров угля 172 о предоставлении данных для идентификации угля, который обрабатывается в установке обработки твердого топлива 132. В реализациях изобретения установка 174 обратной связи может запрашивать установку выходных параметров 172 периодически, с установкой временного периода, либо когда требуются данные установкой контроля 134, либо когда установка выходных параметров угля 172 посылает новую запись и тому подобное.
Установка обратной связи 174 может получать только новые полученные данные записей характеристик угля, получать все данные из числа записей данных для идентификации угля (например, многочисленные результаты проверки), получать среднее значение всех записей данных для идентификации угля, получать статистические данные для идентификации угля или тому подобное. Установка обратной связи 174 может иметь алгоритмы для собранных вместе окончательно полученных характеристик обработки угля, чтобы направить их в устройство управления 134. Установка с обратной связью 174 может поставлять на устройство управления 134 последнюю запись данных характеристик, все записи данных для идентификации угля (например, многочисленные результаты проверки), средние значения всех записей данных для идентификации угля, статистические данные идентифицированного угля или тому подобное.
Установка выходных параметров 172 может передавать характеристики угля на установку калькуляции цен/бизнеса 178. Установка калькуляции цен/бизнеса 178 может определять цену и себестоимость обработанного угля от его получения в сыром виде до конечной обработки. Установка оценки калькуляции цен/бизнеса 178 может находить полученные, таким образом, данные угля от установки данных образца угля 120; эта установка может хранить себестоимость полученного угля (например, себестоимость/тонну угля). Установка калькуляции цен/бизнеса 178 может получать данные от установки выходных параметров угля 172, которые могут содержать данные, относящиеся к себестоимости обработки угля. Установка калькуляции цен/бизнеса 178 может применять программное обеспечение, которое может определять конечную цену обработанного угля, базирующуюся на данных себестоимости, полученных и вычисленных на основании информации установки данных образца угля 120 и установки выходных параметров угля 172.
Как показано на Фиг.2, некоторые аспекты использования угля связанны с установкой обработки твердого топлива 132. Как было описано выше, установка обработки твердого топлива 132 может выдавать уголь высокого качества для поставки угля, удобнее всего, различным потребителям. В реализациях изобретения установка обработки твердого топлива 132 может включать в себя установку выходной продукции 168, через которую обработанный уголь в соответствии с описанными здесь системами и способами может быть передан. В реализациях изобретения установка обработки твердого топлива 132 может включать установку тестирования 170, подробное описание которой было приведено выше. Как было описано ранее, результаты проверки угля в установке тестирования 170 могут быть переданы на установки потребления, как это показано на Фиг.2, то есть такое применение установки может иметь больше преимуществ по сравнению с частными методами обработки угля, производимыми в соответствии с описанными здесь устройствами и способами.
На Фиг.2 показан пример установок, которые могли бы использовать уголь, обрабатываемый в соответствии с описанными здесь устройствами и способами, включая, но без ограничений, топливную угольную установку 200 и установку складирования угля 202 для угольного топлива, установку преобразования угля 210, установку побочных продуктов 212, установку отгрузки угля 214 и установку складирования угля 218 для транзитной его отгрузки. В реализациях изобретения уголь отгружается или транспортируется от установки выходной продукции 168 на установку для использования угля. Из этого следует, что установка обработки твердого топлива 132 может находиться в непосредственной близости от установки использования угля или же обе установки могут перемещаться одна по отношению к другой.
Ссылаясь на Фиг.2, угольное топливо, обработанное в соответствии с описанными здесь устройствами и способами, может размещаться в установке угольного топлива 200. Угольное топливо 200 приводит к горению угля при высокой температуре в присутствии кислорода для производства освещения и тепла. До того как уголь начнет гореть, уголь должен быть нагрет до температуры зажигания. Температура зажигания угля такая, как зафиксирована для содержащегося в нем углерода. Температуры воспламенения летучих образований угля выше, чем температура зажигания фиксированного в нем углерода. Газообразные продукты, таким образом, возникают в течение горения угля. Когда начинается горение, тепло, выделяемое за счет окисления сгораемого углерода, может, помимо всего, удерживать высокую температуру, достаточную для поддержания горения. Уголь, который должен быть использован в топливной угольной установке 200, может транспортироваться на установку непосредственно для его использования, или же он может храниться на установке складирования 202, связанной с топливной угольной установкой 200.
Как показано на Фиг.2, установка горения 200 может использоваться для производства электроэнергии 204. Системы для производства электроэнергии включают системы с фиксированным слоем горючего 220, системы с распыленным углем 222, системы с кипящим слоем топлива 224 и системы комбинированного топлива 228, которые используют источники возобновляемой энергии в комбинации с угольным горючим.
В реализациях изобретения системы с фиксированным слоем горючего 220 могут использоваться с углем, обработанным в соответствии с описанными здесь устройствами и способами. Системы с фиксированным слоем горючего 220 могут использовать в качестве топлива кусковой уголь с крупностью кусков 1-5 см. В системах с фиксированным слоем горючего уголь до входа в топку нагревается, и таким образом из него выходят влага и летучие материалы. Как только уголь попадает в область, в которой он может быть воспламенен, температура в угольном слое повышается. Существует число различных типов систем с фиксированным слоем горючего 220, включающих статические колосниковые решетки, топки с нижней подачей топлива, цепные колосниковые решетки, перемещаемые колосниковые решетки и системы распыления топлива. Цепные колосниковые решетки и перемещаемые решетки имеют подобные характеристики. Куски угля поступают на перемещаемую или цепную колосниковую решетку, в то время как воздух подается через колосниковую решетку и через слой угля, лежащего на ней. В системах распыления топлива, для равномерного распределения топлива быстродействующий ротор измельчает уголь внутри топки над перемещающейся колосниковой решеткой. Топливные камеры обычно характеризуются температурой пламени, лежащей в пределах между 1200-1300°С и спокойным длительным временем удержания топлива.
х
Топливо в системе с фиксированным слоем 220 относительно шероховатое, однако выбросы углерода могут приостанавливать одноокиси, закись азота («NO») и летучие вещества во время процесса горения. Химическое топливо и температуры могут изменяться, главным образом, вдоль топливной колосниковой решетки.
2
Выделение SO будет зависеть от содержания серы в топливном угле. Остатки золы могут иметь высокое содержание углерода (4-5%) ввиду относительной неэффективности топлива, а также ограниченного доступа кислорода к углероду, содержащемуся в угле. Можно будет понять на уровне квалифицированного ремесленника, что придание углю особых свойств способствует его преимущественному использованию в системах с фиксированным слоем 220. Из этого следует, что уголь, обработанный в соответствии со способами и устройствами, описанными здесь, может быть в большей степени предназначен для его использования в качестве топлива в системе с фиксированным слоем угля 220.
В реализациях изобретения распыленное угольное топливо («РСС») 222 может быть использовано как топливо 200, применяемое для производства электроэнергии 204. Как указано на Фиг.2, РСС 222 может быть использовано вместе с обработанным углем в соответствии с описанными здесь способами и устройствами. Для РСС уголь может быть измельчен (распылен) на мелкий порошок. Для получения топлива распыленный уголь продувается частью воздуха внутри бойлера через последовательности топливных форсунок. Воздух может также добавляться во второй раз или в третий раз. Рабочие узлы закрываются атмосферным давлением. Рабочая температура топлива лежит в пределах 1300-1700°С и зависит от категории угля. Для битуминозного угля температура топлива лежит в пределах 1500-1700°С. Для низкой категории угля порядок температуры составляет 1300-1600°С. Размер частиц угля, используемого в процедуре распыления, составляет порядка 10-100 микрон. Время удержания частицы составляет обычно 1-5 секунд, и размеры частиц должны быть такими, чтобы они полностью сгорали за это время. Пар, генерируемый этой процедурой, может быть высушен парогенератором и турбиной для производства электроэнергии 204. Распыленное угольное топливо камеры сгорания 222 может быть использовано вместе с пристеночным пламенем или тангенциальной составляющей горения. Результаты пристеночного горения поднимаются по стенкам камеры сгорания, в то время как тангенциальные составляющие горения поднимаются в углу, вместе с пламенем, направляющимся к центру бойлера, образовывая, таким образом, вихревое движение газов во время горения, в результате чего воздух и топливо смешиваются более эффективно. Бойлеры могут заканчиваться либо влажным дном, либо сухим дном в зависимости от выпадающей на дно золы в виде расплавленного шлака или сухого твердого компонента. Преимущественно РСС 222 производит мелкий, тонкий слой золы. Обычно РСС 222 может производить 65-85% мелкой золы с остатком золы в виде грубых фракций (на сухом дне бойлера) или бойлерного шлака (влажное дно бойлера).
x
В реализациях изобретения бойлеры РСС 222 в качестве топлива используют антрацитный уголь, который может быть использован в конструкциях с нижней подачей топлива, где смесь уголь-воздух посылается вниз на конус, служащий основанием бойлера. Такая конструкция приводит к длительному времени удержания, что гарантирует более полное сгорание углерода. В другой конструкции предусмотрена клетка горения, способствующая образованию двух или трех круговых процедур горения, комбинируемых внутри простой, вертикальной установки, которая вырабатывает компактное интенсивное пламя. Высокая температура пламени, получаемая в результате этого горения, может быть из-за образования большого количества NO, но, несмотря на это, применение такой конструкции менее предпочтительно.
В реализациях изобретения бойлерный топливный циклон может быть использован для угля с низкой температурой плавления золы, который трудно было бы использовать вместе с РСС 222. Циклон топки имеет камеры сгорания, установленные в стороне от клиновидного держателя бойлера. Первый поток воздуха переносит топливо в виде мелких частиц угля в топливную камеру, в то время как второй воздушный поток тангенциально нагнетает воздух в циклон, создавая прочную воронку, через которую проникают крупные частицы угля на стенки топливной камеры. Третий поток воздуха поступает непосредственно в центральную воронку циклона для управления центральным вакуумом и расположением топлива внутри топки. Большие частицы угля захватываются в горячем слое, который покрывает внутреннюю поверхность циклона, а затем рециркулируются для более полного сгорания. Маленькие частицы для сгорания проходят в центр воронки. Такая система способствует интенсивному теплообразованию внутри топливной камеры сгорания, и, таким образом, уголь сгорает при экстремально высоких температурах. Топливные газы, остатки обугливающихся веществ и мелкая зола проходят внутрь камеры сгорания бойлера для более полного сгорания топлива. Горячая зола выпадает за счет своего веса на дно камеры для последующего удаления.
х
В бойлерном циклоне 80-90% золы остается на дне бойлера в виде горячего шлака, а меньшая часть тонкой золы удаляется после прохождения через горячие секции бойлера. Такие бойлеры работают при высоких температурах (от 1650 до 2000°С) и используют низкое атмосферное давление. Высокая температура, появляющаяся в результате образования большого количества NO, является большим неудобством применения бойлера этого типа. Бойлерный циклон горения может использовать уголь с некоторыми основополагающими характеристиками: летучие вещества должны составлять больше чем 15% (сухая основа), содержание золы должно быть в пределах 6-25% для битуминозного угля или 4-25% для суббитуминозного угля, а влажность должна быть менее 20% для битуминозного угля и 30% для суббитуминозного угля. Зола должна иметь особые характеристики вязкости шлака; зола шлака, образующая в ходе процесса, оказывает особенно большое действие на работу такого типа бойлеров. В бойлере такого типа может сгорать топливо с высокой влажностью, но при этом требуется изменение конструкции.
Можно будет понять на уровне квалифицированного ремесленника, что придание углю особых свойств способствует его преимущественному использованию в системе РСС 222. Из этого следует, что уголь, обработанный в соответствии со способами и устройствами, описанными здесь, может быть в большей степени предназначен для его использования в качестве топлива в системе РСС 222.
РСС может использоваться в комбинации с субкритическим и суперкритическим циклами парообразования. Суперкритический цикл парообразования - это тот, который возникает в окрестности критической температуры (374°F) и критического давления (22,1 мПа), где перестают существовать газообразные и жидкостные фазы воды. Субкритические системы обычно достигают теплового коэффициента полезного действия 33-34%. Суперкритические системы могут достигать коэффициента полезного действия на 3-5 процентов выше субкритической системы.
2
x
Можно будет понять на уровне квалифицированного ремесленника, что тепловой коэффициент угольного топлива 200 приводит к низкой стоимости производимой электроэнергии 204, поскольку требуется низкосортное топливо. Повышенный тепловой коэффициент полезного действия горючего угля также уменьшается при использовании других выделенных во время горения топлива компонентов, таких как SO и NO. Другими словами, маленькие установки горения, использующие в виде горючего вещества низкосортный уголь, могут иметь тепловой коэффициент полезного действия не менее 30%. Для более крупных установок с субкритическими бойлерными системами, в которых происходит горение высококачественного угля, тепловой коэффициент полезного действия может быть 35-36%. Тепловой коэффициент полезного действия в установках, использующих субкритические системы парообразования, может достигать значения 43-45%. Максимум, достигаемый коэффициентами полезного действия с низкой сортировкой угля и низкой маркой угля, может быть ниже того, который мог бы быть достигнут при высокой сортировке угля и высокой марке угля. Например, максимальное значение коэффициентов полезного действия, ожидаемых в новой установке сжигания бурого угля (имеющейся, например, в Европе), может быть около 42%, в то время как эквивалент установки, работающей на новом битуминозном угле, может достигать примерно 45% максимум теплового коэффициента полезного действия. Системы суперкритических установок парообразования, использующих битуминозный уголь и другие оптимальные конструктивные материалы, могут вырабатывать чистый тепловой коэффициент полезного действия, равный 45-47%. Из этого следует, что уголь, обработанный в соответствии со способами и устройствами, описанными здесь, может быть преимущественно предназначен для оптимизации тепловых коэффициентов полезного действия.
В реализациях изобретения кипящий слой топлива («FBC») системы 224 может быть использован вместе с углем, обработанным в соответствии с описанными здесь способами и устройствами. Система FBC 224 работает на принципе кипящего угля, то есть условии, при котором твердые компоненты становятся свободно плавающими, наподобие жидкотекучей среды. Так как газ проходит вверх через слой твердых частиц, то поток газа производит силы, которые стремятся разделить частицы одна от другой. В системе FBC 224 уголь горит в горячем невоспламеняемом слое, поскольку частицы угля подвешены восходящим потоком флюидизированного газа. Уголь в системе FBC 224 может быть смешан с таким сорбентом, как известняк, и смешанные компоненты могут быть флюидизированы во время процесса горения, что приводит к полному сгоранию топлива и выводу газов серы. Можно будет понять на уровне квалифицированного ремесленника, что придание углю особых свойств способствует его преимущественному использованию в системе FBC 224. Из этого следует, что уголь, обработанный в соответствии со способами и устройствами, описанными здесь, может быть особенно предназначен для его использования в качестве топлива в системе FBC 224. Пример реализаций систем FBC 224 более подробно описан ниже.
x
x
Для производства электроэнергии 204 системы 224 используются, главным образом, с субкритическими паровыми турбинами. Системы FBC 224 могут быть кипящими или циркулирующими. Герметичные системы FBC 224, представленные на ранних стадиях разработки, использовали, главным образом, кипящие слои и могли производить электроэнергию в комбинированном цикле вместе с газом и паровой турбиной. Что касается грубых частиц угля, то они могут быть использованы размером, примерно равным 3 мм. FBC 224 при атмосферном давлении может использоваться с высоким содержанием угольной золы и/или с углем с переменными характеристиками. Топливо загружается при температуре между 800-900°С, главным образом, ниже порога для образования NO, поскольку такие системы работают при низких значениях выделения NO, по сравнению с системами PCC 222.
Кипящие слои имеют низкое флюидизирующее быстродействие, поэтому они удерживаются в слое на глубине, примерно равном 1 мм, с идентифицируемой поверхностью. Как только частицы угля перестают гореть и становятся маленькими, они в конечном счете выбрасываются вместе с газами угля на удаленное расстояние, так же как и летучая зола. Циркулирующие слои используют самую высокую флуидизирующую скорость, поскольку эти частицы угля подвешены в дымоходе газов и проходят через основную топливную камеру в циклон. Частицы больших размеров извлекаются из газов и снова зацикливаются внутри камеры сгорания. Отдельные частицы могут зацикливаться между 10-50 периодами, зависящими от их топливных характеристик. Топливные условия относительно однообразны по всей камере сгорания, и в ней имеется большое количество смешанных частиц. Даже несмотря на то что частицы твердого угля распределены по всей установке, плотность слоя в нижней части топки требует перемешивания топлива в процессе горения. Для слоя горения битуминозного угля, содержание углерода в слое составляет приблизительно 1% вместе с остатком, образующим золу и другие минералы.
Циркулирующие системы FBC 224 могут быть предназначены для особого типа угля. В реализациях изобретения эти системы особенно применимы для низкосортного угля, с высоким содержанием золы, которые трудно окончательно распылить и которые могут иметь переменные топливные характеристики. В реализациях изобретения такие системы также применяются для сжигания угля вместе с другими видами топлива, такими как биомасса или промышленные отходы, в комбинации с топливной системой 228. Однажды построенная установка FBC 224 может работать с более высоким коэффициентом полезного действия вместе с топливом, для которого она была предназначена. Возможны различные варианты ее применения. Тепловой коэффициент полезного действия для циркулирующей системы FBC 224, обычно, в некоторой степени меньше, чем для эквивалентных систем РСС. При использовании низкосортного угля с переменными характеристиками низкий тепловой коэффициент полезного действия может быть даже еще ниже.
Установка FBC 224 в герметизированной системе может быть использована для работы с низкосортным углем и, как следствие, с переменными топливными характеристиками. В герметизированной системе топливная камера и все циклонные газы вместе с углем и вводимым сорбентом помещаются под давлением в емкость, внутри системы через границу давления и через границу давления выводится зола. Когда угольная установка работает, уголь и известняк могут быть смешаны внутри системы вместе с 25% воды, как паста. Система может работать под давлением 1-1,5 МПа, с температурой топлива в интервале между 800-900°С. Топливо нагревает пар, подобно соответствующему бойлеру, и также может производить горячий газ для управления газовой турбиной. Герметизированные установки предназначены для того, чтобы иметь тепловой коэффициент полезного действия не менее 40%, с нижними эмиссиями. Будущие герметизированные системы производства электроэнергии могут быть усовершенствованы таким образом, чтобы они смогли бы иметь тепловой коэффициент полезного действия больше чем 50%.
3
Как показано на Фиг.2, угольное топливо 200 может быть использовано в металлургии 208, такой как выплавка железа и стали. В некоторых реализациях изобретения битуминозный уголь с некоторыми свойствами может использоваться для выплавки без предварительных приготовлений. В качестве примера такой уголь, обладающий таким качеством, как плавкость, в комбинации с другими факторами, включающими высокое содержание фиксированного углерода, низкое содержание золы (<5%), низкое содержание серы и низкое содержание кальцита (CaCO), может использоваться в металлургии 208. Уголь, имеющий качества, необходимые для применения в металлургии 208, может стоить на 15-50% больше стоимости угля, используемого для производства электроэнергии 204. Можно будет понять на уровне квалифицированного ремесленника, что придание углю особых свойств способствует его преимущественному использованию в металлургической системе 208. Из этого следует, что уголь, обработанный в соответствии со способами и устройствами, описанными здесь, может быть в большей степени предназначен для его использования в качестве топлива в металлургической системе 208.
Со ссылкой на Фиг.2 уголь, обработанный в соответствии с описанными здесь способами и устройствами, может быть использован в установке преобразования 210. Как показано на Фиг.2, установка преобразования угля 210 может конвертировать комплексный углеводород угля в другие продукты, используемые, например, в системах газификации 230, производстве синтетического газа и преобразования 234, производстве кокса и чистого углерода 238 и производстве углеводорода 240. Можно будет понять на уровне квалифицированного ремесленника, что придание углю особых свойств способствует его преимущественному использованию в системе преобразования угля 210. Из этого следует, что уголь, обработанный в соответствии с описанными здесь способами и устройствами, может быть в большей степени предназначен для его использования в качестве топлива в установке преобразования угля 210.
В реализациях изобретения уголь, обработанный в соответствии с описанными здесь способами и устройствами, может быть использован для газификации 230. Газификация 230 предполагает преобразование угля в топливный газ, летучие вещества, обугливающиеся вещества и остаточные минералы (зола/шлак). Система газификации 230 преобразует углеводородное топливо, типа угля, в газовые компоненты путем применения нагрева под давлением, обычно в присутствии пара. Устройство, которое обеспечивает этот процесс, называется газификатором. Газификация 230 отличается от горения топлива, потому что она проходит с ограничением доступа воздуха или действующего кислорода. Таким образом, только небольшая часть топлива сгорает полностью. Топливо, которое сгорает, способствует образованию тепла для остального процесса газификации 230.
x
В течение газификации 230 большая часть исходного сырьевого углерода (например, угля) вступает в химическую реакцию с множеством других веществ, образуя совокупный «синтетический газ». Синтетический газ - это, прежде всего, водород, одноокись углерода и другие газообразные составляющие. Компоненты синтетического газа переменны, тем не менее, они основаны на используемом питании установки и используемых условиях газификации. Минеральные остатки в сырье для промышленности не газифицируются, подобно углеродным материалам, поэтому они могут быть разделены и удалены. Загрязненная сера в угле может образовывать серный водород, из которого может быть получена сера или сернокислый оксид. Поскольку газификация проходит в условиях с восстановлением, NO обычно не образуется и вместо него образуется аммиак. Если во время газификации 230 вместо воздуха используется кислород, то в концентрации газового потока производится двуокись углерода, которая может быть изолирована или к которой могут быть приняты превентивные меры, чтобы не загрязнять атмосферу.
Газификация 230 может быть в состоянии использовать уголь, который может отличаться от того, который применяется в топливных установках 200, то есть уголь с высоким содержанием серы или высоким содержанием золы. Зола, типичная для угля, используемого в газификации, наносит ущерб коэффициенту полезного действия процесса, потому что они оба наносят ущерб, способствуя образованию шлака и создавая трудности в размещении твердого топлива внутри системы охлаждения синтетического газа или установки теплообмена. При низких температурах, таких как образующиеся в фиксированных слоях и газифицированных кипящих слоях, образование смолы может вызывать проблемы. Можно будет понять на уровне квалифицированного ремесленника, что придание углю особых свойств способствует его преимущественному использованию в установке газификации 230. Из этого следует, что уголь, обработанный в соответствии со способами и устройствами, описанными здесь, может быть в большей степени предназначен для его использования в качестве топлива в установке газификации 230.
В реализациях изобретения могут быть доступны три типа систем газификации: с фиксированным слоем, с кипящим слоем и переносимый поток. Установки с фиксированным слоем, в виде исключения, применяемые для производства электроэнергии, используют кусковой уголь. В кипящем слое размер используемого угля составляет 3-6 мм. Установки переносимого потока используют распыленный уголь. Установки переносимого потока работают при более высокой температуре (порядка 1600°С), нежели установки с кипящим слоем (порядка 900°С). В реализациях изобретения газификаторы могут работать при атмосферном давлении или могут быть герметизированы. При герметизации газификации угольное сырье может быть внесено через барьерное давление. Для размещения угля может быть использована система крупногабаритного и дорогостоящего закрывающегося бункера, или же уголь может быть в качестве гидросмеси на водяной основе. Затем, потоки побочных продуктов разгерметизируются для удаления их через барьерное давление. Для получения синтетического газа установки теплового обмена и очистки газа внутренне также герметизируются.
Хотя и понятно, что установки газификации 230 не могут использовать горения, тем не менее, в некоторых реализациях изобретения установки 230 могут быть использованы для производства электроэнергии. Например, установка газификации 230, в которой производится электричество, может использовать полный комбинированный цикл системы газификации 232 («IGCC»). В системе IGCC 232 синтетический газ, производимый во время газификации, может быть очищен от загрязняющих веществ (серный водород, аммиак, сыпучие вещества и тому подобные) и может гореть для управления газовой турбиной. В системе IGCC 232 выпуск газов из установки газификации может быть также выполнен в виде теплового обмена с водой для генерации сверхперегретого пара, который управляет паровой турбиной. Поскольку в системе IGCC 232 используется комбинация двух турбин (топливная газовая турбина и паровая турбина), такая система называется «комбинированным циклом». Обычно большая часть мощности (60-70%) в эту систему поступает от газовой турбины. Система IGCC 232 производит электроэнергию с более высоким коэффициентом преобразования энергии, чем топливные угольные системы. Можно будет понять на уровне квалифицированного ремесленника, что придание углю особых свойств способствует его преимущественному использованию в установке IGCC 232. Из этого следует, что уголь, обработанный в соответствии со способами и устройствами, описанными здесь, может быть в большей степени предназначен для его использования в установке IGCC 232.
В реализациях изобретения уголь, обрабатываемый в соответствии с описанными здесь способами и устройствами, может быть использован для производства синтетического газа 234 или для его преобразования в различные другие продукты. Например, такие компоненты, как одноокись углерода и водород, могут быть использованы для производства широкого спектра жидких или газообразных топлив или химических веществ, использующих обычные процедуры, практикуемые в таком технологическом процессе. Другим примером может служить производимый во время газификации водород, который может быть использован в качестве топлива для топливных элементов, или, потенциально, для водородных турбин, или гибридных топливных систем, включающих топливные элементы и водородные турбины. Водород, который отделен от газового потока, также может быть использован в качестве сырья для очистительной промышленности, использующей водород для производства нефтяных продуктов более глубокой переработки.
Синтетический газ 234 может быть также преобразован в различные углеводороды, которые могут быть использованы в качестве топлива или последующей переработки. Синтетический газ 234 может быть конденсирован в легкие углеводороды, используемые, например, в катализаторах Фишера-Тропша. Легкие углеводороды затем могут быть преобразованы в газолин или дизельное топливо. Синтетический газ 234 также может быть преобразован в метанол, который может быть использован в качестве топлива или добавки к топливу или служить основой для производства газолина. Можно будет понять на уровне квалифицированного ремесленника, что придание углю особых свойств способствует его преимущественному использованию в производстве синтетического газа или установке преобразования 234. Из этого следует, что уголь, обработанный в соответствии со способами и устройствами, описанными здесь, может быть в большей степени предназначен для его использования в производстве синтетического газа или установке преобразования 234.
В реализациях изобретения уголь, обработанный в соответствии с описанными здесь способами и устройствами, может быть преобразован в кокс и очищенный углерод. Кокс 238 представляет собой твердый углеродный осадок, полученный из угля, из которого удалены летучие компоненты путем спекания их в печи при высокой температуре (выше чем 1000°С). При такой температуре фиксированный углерод и остаточная зола плавятся вместе. Промышленным сырьем для образования кокса обычно служит битуминозный уголь с низким содержанием золы и серы. Кокс может использоваться в качестве топлива во время, например, плавки железа в доменных печах. Во время таких процессов кокс может также использоваться как восстановительная присадка. При преобразовании угля в кокс могут также возникать побочные продукты, такие как угольная смола, аммиак, легкие масла и угольный газ. Поскольку летучие компоненты угля при производстве кокса 238 удаляются, желательно, чтобы кокс использовался в качестве топлива в печах, в которых условия горения отличаются от условий горения самого угля. Например, кокс как бездымное или выделяющее небольшое количество дыма топливо может гореть в условиях, которые при использовании битуминозного угля могут вызывать большое количество выделений.
Желательно, чтобы уголь отвечал некоторым строгим критериям, к которым относятся содержание влаги, содержание золы, содержание серы, содержание летучих веществ, смолы и пластичности, до того, как он может использоваться как коксующийся уголь. Можно будет понять на уровне квалифицированного ремесленника, что придание углю особых свойств способствует его преимущественному использованию в установке 238 производства кокса. Из этого следует, что уголь, обработанный в соответствии с описанными здесь способами и устройствами, может быть в большей степени предназначен для его использования в производстве кокса 238.
В реализациях изобретения чистый аморфный углерод может быть получен путем нагревания угля до температуры, примерно равной 650-980°С, с ограничением доступа воздуха окружающей среды, в результате чего невозможно полное сгорание топлива. Аморфный углерод 238 - это графит, форма аллотропного углерода, состоящего из микроскопических кристаллов углерода. Таким образом, получаемый аморфный углерод 238 находит широкое применение в промышленности. Например, графит может использоваться в электрохимических компонентах, активированные углероды используются для очистки воды и воздуха, и черный углерод может применяться для усиления покрышек автомобилей. Можно будет понять на уровне квалифицированного ремесленника, что придание углю особых свойств способствует его преимущественному использованию в установке 238 производства очищенного углерода. Из этого следует, что уголь, обработанный в соответствии с описанными здесь способами и устройствами, может быть в большей степени предназначен для его использования в производстве очищенного углерода 238.
В реализациях изобретения основной процесс производства кокса 238 может быть использован для производства углеводорода 240, содержащего смешанный газ, который может быть использован в качестве топлива («городского газа»). Городской газ может содержать, например, около 51% водорода, 15% одноокисного углерода, 21% метана, 10% двуокиси углерода и азота и около 3% других алканов. Для производства метана применяются другие процессы, например процесс Люржи и синтез Сабатье, позволяющие использовать уголь низкого качества.
В реализациях изобретения уголь, обрабатываемый в соответствии с описанными здесь способами и устройствами, может быть преобразован в углеводородные продукты. Например, ожижение превращает уголь в продукты 240 углеродной жидкости, которая может быть использована в качестве топлива. Процесс ожижения угля может быть прямым или косвенным. Любой процесс, который конвертирует уголь в углеводородное топливо 240, может добавлять водород к углеводороду, содержащемуся в угле. Существуют четыре способа ожижения: (1) пиролиз и гидрокарбонизация, где уголь нагревается в отсутствие воздуха или в присутствии водорода; (2)извлечение растворителя, где углеводороды угля селективно выводятся из угольной массы и добавляется водород; (3) катализ ожижения, где катализатор выполняет гидрогенизацию углеродов угля; и (4) косвенное ожижение, где одноокисный и водородный углерод комбинируются в присутствии катализатора. Как пример, процессы Фишера-Тропша представляют собой катализ химической реакции, в которой одноокисный углерод и водород преобразуются в различные формы жидких углеводородов 240. К веществам, образуемым в результате этого процесса, можно отнести синтетическую нефть, применяемую в качестве замены масел или топлива.
В другом примере, низкая температура карбонизации может быть использована для производства из угля жидких углеводородов 240. В этом процессе коксование угля 238 происходит при температуре между 450 и 700°С (сравнить с температурой от 800 до 1000°С для металлургического кокса). Такие температуры оптимизируют производство угольной смолы, более богатой легкими углеводородами 240, чем обычная угольная смола. Затем угольная смола будет преобразована в топливо.
Можно будет понять на уровне квалифицированного ремесленника, что придание углю особых свойств способствует его преимущественному использованию в образовании 240 продуктов углеводородов. Из этого следует, что уголь, обработанный в соответствии с описанными здесь способами и устройствами, может быть в большей степени предназначен для его использования в производстве углеводородов 240.
Со ссылкой на Фиг.2, уголь, обработанный в соответствии с описанными здесь способами и устройствами, может быть использован в установке побочных продуктов 210. Как показано на Фиг.2, установка побочных продуктов угля 210 может преобразовывать уголь в побочные продукты угольного топлива 242 и побочные продукты дистилляции угля 244.
В реализациях изобретения могут быть получены различные побочные продукты угля 242. В качестве примера побочные топливные продукты угля 242 могут включать в себя углеводороды, золу, серу, двуокись углерода, воду или тому подобные. Последующая обработка этих побочных продуктов может быть доведена до конца с экономической выгодой. Можно будет понять на уровне квалифицированного ремесленника, что придание углю особых свойств способствует его преимущественному использованию для производства экономически выгодных побочных топливных продуктов. Из этого следует, что уголь, обработанный в соответствии с описанными здесь способами и устройствами, может быть в большей степени предназначен для его использования в производстве полезных побочных топливных продуктов.
В качестве примера приводится летучее вещество побочного продукта 242 топливного угля. Летучие вещества представляют собой такие продукты, за исключением влаги, которые во время нагрева могут переходить в газ или пар. Для угля процент летучих веществ определяется при первом нагреве до температуры 105°С, при которой убирается влага, затем, нагреве угля до 950°С и измерении остаточного веса. Летучие вещества могут включать смешанные короткие и длинные цепочки углеводородов плюс другие газы, включая серу. Летучее вещество, таким образом, может состоять из смешанных газов, органических соединений, имеющих низкую температуру кипения, которые конденсируются при охлаждении в масла и смолы. Содержание летучих веществ в угле увеличивается со снижением качества угля. Кроме того, угли с высоким содержанием летучих веществ имеют высокую реактивность во время горения и легко воспламеняются.
В качестве другого примера, угольная зола является побочным продуктом 242 топливного угля. Угольная зола состоит из летучей золы (отходы, получаемые из дымовых труб) и зольного остатка (из бойлерных и топливных камер). Грубые частицы (зольный остаток и/или бойлерный шлак), оседающие на дне камеры сгорания, и тонкие фракции (летучая зола) проходят через дымоход, восстанавливаются и снова используются. Концентрация угольной золы может содержать много следов элементов и тяжелых металлов, включая Al, As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Se, Sr, V и Zn. Полученная, таким образом, зола после горения угля может использоваться как добавка к цементным продуктам, как замещающая грунт, при его выемке в гражданских инженерных проектах, как грунт повышенного качества и как компонент других продуктов, включая краски, пластмассы, покрытия и адгезивы.
3
2
2
4
В качестве другого примера, сера является побочным продуктом 242 топливного угля. Сера в угле может быть высвобождена при горении как окись серы или может быть получена в угольной золе за счет реакции с основными окислами, содержащимися в примесях минералов (процесс, известный как самосохранение серы). Наибольшую значимость базового окисла для самосохранения серы имеет CaO, образованный в результате разложения CaCO и сгорания кальция, содержащего органические группы. Горение угля состоит в выполнении двух последовательных шагов: удаление летучих веществ и сгорание обугливающегося топлива. Во время удаления летучих веществ горение серы преобразуется в SO. Во время горения обугливающегося топлива одновременно протекает процесс образования SO, сульфитации и разложения CaSO.
В реализациях изобретения могут быть получены различные продукты дистилляции угля 244. Деструктивными компонентами дистилляции 244 угля служат угольная смола и угольный газ в добавлениях к металлургическому коксу. Применения металлургического кокса и угольного газа обсуждались ранее как продукты преобразования угля. Угольная смола, третий побочный продукт, имеет многочисленные примеры коммерческого назначения. Можно будет понять на уровне квалифицированного ремесленника, что придание углю особых свойств способствует его преимущественному использованию для производства экономически выгодных побочных продуктов дистилляции 244. Из этого следует, что уголь, обработанный в соответствии с описанными здесь способами и устройствами, может быть в большей степени предназначен для его использования в производстве полезных побочных продуктов дистилляции 244.
В качестве побочного продукта дистилляции угля 244 может служить угольная смола. Угольная смола представляет собой смешанное соединение углеводородных веществ. Большая часть этих летучих компонентов, имеющих запах углеводородов различного состава, получаются из наипростейшего летучего вещества (бензин) и преобразуются в нелетучие вещества со сложной структурой и большим молекулярным весом. Углеводороды в угольной смоле широко представлены бензиновой основой, нафталиновой основой, или антраценовой основой, или фенантреновой. Здесь может быть различное количество алифатических углеводородов, парафинов или олефинов. В добавление, угольная смола содержит небольшое количество простых фенолов, таких как карболовая кислота и кумарон. Могут быть также найдены компоненты серы и азотосодержащие органические соединения. Большая часть азотных веществ в угольной смоле основана на свойствах и соответствии семейству пиридина и хинолина, например анилина.
В реализациях изобретения угольная смола впоследствии может использоваться для фракционной дистилляции с целью получения количества полезных органических соединений, включая бензин, толуол, ксилен, нафталин, антрацен и фенантрен. Такие вещества могут иметь название сырых угольных смол. Они оставляют основу для синтеза количества продуктов, таких как красители, медикаменты, приправы, парфюмерия, синтетическая резина, краски, презервативы и взрывчатые вещества. После фракционной дистилляции сырых угольных смол остатки смолы удаляются. Такое вещество может использоваться для изготовления кровли, мощения улиц, в качестве изоляционного и водонепроницаемого материалов.
В реализациях изобретения угольная смола может также использоваться в своем исходном состоянии без применения к ней фракционной дистилляции. Например, до того как она может быть использована, смола может быть нагрета до некоторой степени для вывода из нее летучих веществ. Угольная смола в своем исходном состоянии может использоваться как краска, как материал, устойчивый к атмосферным воздействиям, или как защитное покрытие от коррозии. Угольная смола может также использоваться в качестве кровельного материала. Угольная смола может сгорать, как топливо, хотя при этом выделяются вредные газы. При горении угольной смолы образуется большое количество сажи, называемой ламповой копотью. Если сажу собрать, она может быть использована для производства углерода для электрохимической промышленности, в принтерах, красителях и т.д.
Со ссылкой на Фиг.2, уголь, обработанный в соответствии с описанными здесь способами и устройствами, может быть транспортирован на установку отгрузки 214 или установку складирования 218. Можно будет понять на уровне квалифицированного ремесленника, что придание углю особых свойств способствует его безопасному и эффективному транспортированию и складированию. Из этого следует, что уголь, обработанный в соответствии с описанными здесь способами и устройствами, преимущественно может быть предназначен для упрощения его отгрузки и складирования.
В реализациях изобретения уголь может быть транспортирован от места его добычи до места использования. Транспортировка угля может осуществляться в установке отгрузки 214. Прежде чем он будет транспортирован, уголь может быть очищен, отсортирован и/или раздроблен до нужных размеров. В некоторых случаях, установки производства электроэнергии могут быть размещены в стороне или внутри шахты, производящей уголь для установки. Для этих установок уголь может подаваться конвейерами или подобными средствами. Однако, в большинстве случаев, установки производства электроэнергии или другие установки, использующие уголь, размещаются на некотором удалении. Основным способом транспортировки угля от шахт до удаленных установок является железная дорога. Могут быть также использованы баржи и другие плавучие средства. Реально осуществима транспортировка по магистралям грузовиками, но она может быть неэффективной по стоимости, особенно на расстояния более пятидесяти миль. Взвешенный в воде порошкообразный уголь гидросмеси угля транспортируется трубопроводами. Можно будет понять на уровне квалифицированного ремесленника, что придание углю особых свойств облегчает транспортирование угля в установке погрузки 214. Из этого следует, что уголь, обработанный в соответствии с описанными здесь способами и устройствами, особенно может быть предназначен для облегчения его транспортировки.
В реализациях изобретения уголь может храниться в установках складирования на том или другом месте, где он будет использован, или же на удаленном месте, от которого он может быть перемещен к месту эксплуатации. В реализациях изобретения, таких как угольные топливные установки 200 и другие установки по использованию угля, уголь может храниться на месте. В качестве примера, для установок производства электроэнергии 204 угля должно храниться на 10% или больше годовой потребности. Однако излишние объемы хранимого угля могут приводить к трудностям, связанным со спонтанным самовозгоранием, потерей летучих материалов и потерей теплотворной способности. Антрацитный уголь может представлять в меньшей степени риски, чем другие марки угля. Антрацит, например, не может быть объектом спонтанного возгорания и поэтому может храниться в неограниченных количествах для угольных батарей. Напротив, битуминозный уголь может спонтанно возгораться, если он размещен в достаточно больших батареях и может быть достаточно дезинтегрирован.
В хранимом угле возможны два типа изменений. Неорганические материалы, такие как пириты, могут окисляться, и органические материалы в самом угле могут окисляться. Когда неорганические материалы окисляются, объем и/или вес угля может увеличиваться и уголь может дезинтегрироваться. Если окисляется само угольное вещество, изменения не могут быть оценены немедленно. Окисление органического материала в угле включает в себя окисление углерода и водорода, абсорбцию кислорода ненасыщенными соединениями углеводородов и приводит к изменениям, которые могут вызвать потери теплотворной способности угля. Эти же изменения могут вызвать спонтанное возгорание. Можно будет понять на уровне квалифицированного ремесленника, что придание углю особых свойств минимизирует разрушительные изменения, которые могут появляться в хранимом угле и в установке складирования 218. Из этого следует, что уголь, обработанный в соответствии с описанными здесь способами и устройствами, преимущественно может быть предназначен для сохранения его характеристик в установке складирования 218.
Теперь приводится более детальное описание, которое представлено для отдельных компонентов установки обработки твердого топлива, таких как входных, выходных и связанных способов и систем.
Уголь образуется из вещества растительного происхождения, которое разлагается без доступа воздуха под влиянием влажности, повышенного давления и повышенной температуры. Существуют два этапа образования угля. Первый этап - биологический, когда целлюлоза превращается в торф. Второй этап - физикохимический, когда торф превращается в уголь. Геологические процессы, которые образуют уголь, называются углефикацией. Так как углефикация прогрессирует, химическое образование угля постепенно изменяет компоненты с более высоким содержанием углерода и более низким содержанием водорода, которые могут быть найдены в структурах ароматических колец.
Тип угля или марка угля указывают уровень достигнутой углефикации. Марки угля, расположенные в порядке от самого высокого до самого низкого, включают антрацит, битуминозный уголь, суббитуминозный уголь и бурый уголь/лигнит. С увеличением уровня углефикации процентное содержание летучих веществ уменьшается и теплотворная способность увеличивается. Таким образом, угли высоких марок содержат меньше летучих веществ и имеют большую теплотворную способность. Обычно также с повышением марки уголь содержит меньше влаги, меньше кислорода и больше фиксированного углерода, больше серы и больше золы. Термин «марка» различает два вида угля по содержанию золы и серы.
Все угли содержат минералы. Эти минералы являются неорганическими веществами, найденными в угле. Образованный минерал, который интегрирован непосредственно в состав угля, называется включенным минералом. Образованный минерал, который выделен из матричной структуры угля, называется исключенным минералом. Исключенный минерал может быть распределен среди угольных частиц или может случайно присутствовать в угле, потому что шахтные установки используют для заполнения жидкость от соседних минеральных слоев. Неорганический материал в угле приносит золу в результате его горения или трансформации.
Несвязанный углерод угля называется содержащим фиксированный углерод. Некоторое количество общего углерода соединяется с водородом, поэтому это соединение горит как углеводород. Именно вместе с другими газами, которые образуются при нагревании угля, в угле образуется летучее вещество. Фиксированный углерод и летучие вещества образуют топливо. Кислород и азот, содержащиеся в летучих веществах, являются составной частью топлива, под которым понимается количество угля, свободного от влаги и золы. В добавление к топливу уголь содержит влагу и разные минералы, которые образуют золу. Зола, содержащаяся в угле США, может меняться приблизительно в пределах от 3 до 30%. Влажность может меняться от 0,75 до 45% от суммарного веса угля.
Большое количество золы в угле является нежелательным, поскольку она уменьшает теплотворную способность угля и взаимодействует с топливом, засоряя воздух, проходимый в печь. Если уголь имеет также высокое содержание серы, то она может соединяться с золой, образуя плавкий шлак, который впоследствии препятствует эффективному горению в печи. Влага в угле может вызывать трудности во время горения, потому что она абсорбирует тепло, когда она превращается в пар, уменьшая, таким образом, температуру печи.
Несмотря на обсуждаемые здесь технологии, прикладываемые для иллюстрации предложений по использованию угля в одной топливной установке, понятно, что они могут быть приложены в комбинации к другим установкам, использующим уголь, например работающим на биомассе или отходах промышленности, использующих методы, похожие на общепринятые для такого рода технологий.
Здесь возможны два основных метода добычи угля 102: поверхностная добыча и подземная добыча. Способы поверхностной добычи могут включать площадь добычи, контур добычи и открытую шахту добычи.
Площадь угольной шахты может быть покрыта неугольным материалом, называемым вскрышным слоем, причем вскрышной слой может быть удален до начала добычи угля. Поверхность разработки месторождения может быть найдена на плоской территории, контур месторождения может соответствовать пласту вдоль возвышений или гор, и разработка месторождения может быть открыта, когда угольный пласт толстослойный, с разрезом, составляющим сотню футов. Оборудование, применяемое в поверхностных шахтах, может включать скребковые экскаваторы, экскаваторы, бульдозеры, фронтальные погрузчики, ковшовые колесные экскаваторы и тележки.
При извлечении угля из подземных угольных шахт 102 существуют три основных способа: камерно-столбовой, длинные забои, стандартные подрывные работы. Камерно-столбовой способ состоит в непрерывной отбойке угля врубовой машиной и челночной доставкой угля на конвейерную установку для его вывоза. После определенной дистанции устанавливаются потолочные перекрытия и процесс повторяется. В длинных шахтных забоях врубовые машины перемещаются через длинные непрерывные забои угля, который отгружается на конвейерную установку. Перекрытия могут быть выполнены из стальных балок, которые являются частью длинных перегородок врубовых машин. При использовании способа стандартных подрывных работ и вывоза добытого угля, с помощью взрывных установок возможен подрыв угля и последующий его вывоз с использованием стандартного оборудования (например, конвейерная установка, рельсы, трактор).
Угольная шахта 102 может содержать более чем один угольный пласт, который может быть в виде непрерывной линии угля. Угольная шахта 102 может содержать множество различного типового угля с известными характеристиками 110 внутри угольной шахты и/или угольного пласта. Некоторый уголь из типового ряда может содержать торф, бурый уголь, лигнит, суббитуминозный уголь, битуминозный уголь или антрацитный уголь. Угольная шахта 102 может проверять характеристики 110 угля внутри шахты и/или пласта. Проверенные характеристики 110 могут быть выборочными, периодическими, непрерывными или тому подобными. Для определения характеристик угля 110 угольная шахта может проверять уголь на отдаленном расстоянии, или возможно отослать образцы угля на внешнюю установку проверки. Рабочая разработка месторождения может отслеживать шахту, чтобы классифицировать виды угля, содержащиеся в ней, для определения, где и какой тип угля находится в шахте. Различные типы угля могут иметь стандартную классификацию 110 по содержанию влаги, минералов и материалов, таких как сера, зола, металлы и тому подобные. Процентное содержание влаги и других материалов внутри типа угля могут влиять на характеристики горения и теплотворную способность угля (BTU/lb). Оператор угольной шахты 102 может выбирать угольную шахту из перечня, чтобы поддерживать структуру типа угля для его поставки потребителю, то есть ту шахту, в которой тип угля наилучшим образом согласован с рынком, чтобы обеспечить поставку угля, имеющего наибольший спрос, на рынок или потребителям. В реализациях изобретения уголь с меньшей влажностью, такой как битуминозный уголь и антрацит, может обеспечить лучшее горение и теплотворные способности.
В реализации изобретения установки разработки угольного месторождения 102 могут содержать установки хранения размерного угля 104 и установки отгрузки 108 для перемещения добытого угля.
Установка размерного угля может быть использована для преобразования сырого добытого угля в уголь определенной формы и требуемого размера. Размер угля может быть задан установкой, расположенной на поверхности шахты путем распыления, дробления, применения шаровых мельниц, просто мельниц или тому подобных устройств. Уголь может поступать на конвейерные угольные установки, определяющие его размер, из шахт с помощью тележек или подобных механизмов. Задание размера угля может быть непрерывным процессом потребления угля, или может быть использован процесс группового изготовления заданного размера угля.
Установка складирования 104 может быть использована для временного хранения сырого угля или угля с заданными размерами, прежде чем он будет отгружен потребителю. Установка складирования 104 может дополнительно содержать установку сортировки, где необработанный уголь или пересортированный уголь с заданными размерами может быть впоследствии классифицирован по размеру угля. Установка складирования 104 может быть реализована в виде строений, навесов, автомотрис, открытых пространств или тому подобного.
Установка складирования 104 может быть связана с установкой отгрузки 108, определяющей способ транспортирования угля. Установка отгрузки 108 может использовать рельсы, тележки или подобные механизмы для доставки угля угольной шахты потребителям. Устройство погрузки 108 может использовать ленты транспортера 300, тележки, погрузчики или аналогичные механизмы, индивидуально те или другие или в комбинации, чтобы доставить уголь в соответствии со способом его транспортировки. В зависимости от объема угля в шахте, установка погрузки 108 может быть непрерывным рабочим погрузчиком или может отгружать уголь в старт-стопном режиме по запросу.
Установка складирования угля 112 может быть посредником для наименее удаленного источника угля и может закупать, складировать и выполнять промежуточные операции с различными видами угля для различных потребителей. В качестве источника складирования угля может быть установка 112, угольная шахта 102 иди другие установки складирования угля. Установка складирования угля 112 может получать и хранить множество типов угля от множества местных источников угля, из которых осуществляется его вывоз. В реализации изобретения установка складирования 112 может хранить уголь в соответствии с его типом. Типы угля могут включать, но это не является ограничением, торф, бурый уголь, лигнит, суббитуминозный уголь, битуминозный уголь и антрацитный уголь. Установка хранения угля может включать установку складирования 114, установку погрузки 118 или другие установки для обработки, сортировки, хранения и отгрузки угля. В реализации изобретения установка складирования угля 112 может продавать уголь или спекулировать углем, вывезенным с местных угольных шахт для последующей перепродажи.
Установка складирования 112 может получать уголь от местных источников вывоза угля; тип угля и характеристики 110 могут быть предоставлены источником угля. Установка складирования угля 112 может также улучшать дополнительный уголь, тестируя любую из двух проверенных полученных характеристик или впоследствии классифицируя уголь; установка складирования угля 112 может хранить типы субугля для различных потребителей угля. Типы субугля могут быть впоследствии классифицированы по маркам угля в соответствии с характеристиками угля 110. Установка складирования 112 может иметь на месте установки тестирования угля или же может использовать стандартный уголь, тестируемый в лаборатории.
Установка складирования 114 может быть использована для хранения угля из удаленно расположенных источников угля, прежде чем уголь будет отгружен потребителю. Установка складирования 114 может дополнительно содержать установки сортировки, где уголь может быть впоследствии классифицирован по размеру угля и его характеристикам 110. Дополнительная установка сортировки может, кроме того, задавать размер угля путем распыления, дробления, применения шаровых мельниц, просто мельниц или тому подобных устройств. Установка складирования 114 может быть реализована в виде строений, навесов, автомотрис, открытых пространств или тому подобных.
Установка складирования 114 может быть связана с установкой отгрузки 118, определяющей способ транспортирования угля. Установка отгрузки 118 может использовать железную дорогу, грузовики или подобные механизмы для доставки угля от установки складирования 114 потребителям угля. Устройство отгрузки 118 может использовать ленты транспортера 300, грузовики, погрузчики или аналогичные механизмы, индивидуально те или другие или в комбинации, чтобы доставить уголь в соответствии со способом его транспортировки. В зависимости от установки складирования 112, установка отгрузки 118 может быть непрерывным рабочим погрузчиком или может отгружать уголь в старт-стопном режиме по запросу.
Для классификации данных угля 110 данные образца угля 120 могут быть ячейкой запоминающего устройства. Данные образца угля 120 могут быть представлены в виде базы данных, реляционной базы данных, таблицы, тестового файла, файла XML, формата RSS, однородного файла или подобного представления информации, которая может сохранять характеристики 110 угля. Данные могут храниться на компьютерном устройстве, которое может включать сервер, веб-сервер, настольный компьютер, небольшой компьютер, портативный компьютер, PDA, флэш-память или тому подобное. Если характеристики угля поставляются на удобочитаемом печатном листе бумаги, то данные характеристик могут быть введены в формат соответствующих данных образца на компьютерное устройство. В реализации изобретения данные характеристик угля 110, получаемого из угольной шахты 102 или из установки складирования 112, могут быть отосланы по электронной почте, FTР, подключенному интернету, WAN, LAN, P2P или тому подобному. Данные угольного образца 120 могут быть утверждены на угольной шахте 102, на установке складирования 112, на установке приема и тому подобном. Данные угольного образца 120 могут быть доступны через сеть, которая может включать интернет.
Данные образца угля 120 могут включать отсылаемое название угольной шахты, название установки складирования, конечного потребителя угля, требуемые свойства угля, возможно, окончательно полученные данные, характеристики угля (например, влажность), используемую установку тестирования угля, дату тестирования угля, проверку, насколько полученный уголь сухой, электромагнитную абсорбцию/отражение, проверку установки тестирования, дату проверки тестирования и тому подобное. В реализации изобретения могут быть, по меньшей мере, одни данные тестирования характеристик угля и данные теста для угольного образца.
В реализации изобретения хранимые данные образца угля 120 могут быть получены стандартной лабораторией, такой как Standard Laboratories of South Charleston, West Virginia, USA. Стандартная лаборатория может представить характеристики, которые могут включать процентное содержание влаги, золы, летучих веществ, фиксированного углерода, BTU/lb, BTU/lb M-A Free, образования серы, размольную характеристику (HGI), общее содержание ртути, температуру плавления золы, анализ минералов золы, электромагнитную абсорбцию/отражение, диэлектрические свойства и тому подобное. В реализации изобретения стандартная лаборатория может тестировать уголь, как полученный, так и высушенный. В реализации изобретения тестирование полученного угля может быть в виде сырого угля, полученного без какой-либо обработки. В реализации изобретения тестированию высушенного угля может подлежать уголь после удаления из него остаточной влаги. Стандартная лаборатория может классифицировать уголь на соотвествие стандартов, таких как ASTM Standards D388 (Классификация Марки Угля), ASTM Standards D 2013 (Метод подготовки угольных образцов для анализа), ASTM Standards D 3180 (Практический стандарт для калькуляции угля, анализа кокса на основе определенных данных в различных базах), US Geological Survey Bulletin 1823 (Методы отбора и неорганического анализа угля) и тому подобное.
В реализации изобретения может быть, по крайней мере, одна запись данных, хранимая в данных образца угля для каждой отгружаемой партии угля. Может больше чем одна запись данных, если уголь был предметом случайной или периодической проверки во время разработки месторождения, хранения угля или погрузочного процесса. В реализации изобретения каждый выполненный тест при погрузке угля может иметь характеристики угля, хранимые в данных образца угля 120. Тестовые характеристики угля могут совершенствоваться в требованиях к угольной шахте 102, установке складирования 112, установке получения и тому подобному.
Требуемые характеристики угля 122 могут быть базой данных характеристик горения обработанного угля, требуемой некоторыми рабочими установками. Требуемыми характеристиками угля 122 могут быть база данных, реляционная база данных, таблица, текстовый файл, файл XML, RSS, однородный файл или аналогичные форматы, которые могут хранить требуемые характеристики угля для установки, использующей особый уголь. Данные требуемых характеристик угля 122 могут храниться на компьютерном устройстве, которое может включать сервер, веб-сервер, настольный компьютер, небольшой компьютер, портативный компьютер, PDA, флэш-память или тому подобное.
В реализации изобретения могут быть, по меньшей мере, одни данные требуемых характеристик угля 122 для установки, использующей особый уголь. Здесь может быть уголь с данными требуемых характеристик 122 для каждого типа угля, полученного или хранимого установкой обработки твердого топлива 132. В реализации изобретения установка обработки твердого топлива 132 может получать или хранить множество типов угля, которые могут включать торф, бурый уголь, лигнит, суббитуминозный уголь, битуминозный уголь и антрацитный уголь. Каждый тип угля может отличаться от требуемых характеристик 122 для рабочей установки угля, и требуемые характеристики угля 122 могут быть основаны на способности к изменению полученных или хранимых характеристик угля 110. В реализациях изобретения полученные или хранимые характеристики угля могут храниться в данных 120 угольного образца.
Требуемые характеристики угля 122 могут быть основаны на возможности параметров систем установки обработки твердого топлива 132, таких как система определения теплоемкости, система определения размера угля, система определения типа процесса в камере, конвейерная система задания размера, конвейерная система плавающей марки угля, электромагнитная частота, уровень электромагнитной мощности, длительность электромагнитной мощности, глубина проникновения мощности в уголь и тому подобное. Эти типовые значения и параметры могут изменяться в зависимости от входных характеристик угля. В реализации изобретения установка обработки твердого топлива 132 может знать, какой тип угля может быть отработан установкой использования угля и какие параметры могут быть выбраны из угля с требуемыми характеристиками 122 для производства обработанного угля, предназначенного для установки использования угля.
В реализации изобретения установка использования угля для обеспечения коэффициента полезного действия или требований к окружающей среде может нуждаться в некоторых рабочих параметрах, таких как BTU/lb, процентное содержание серы, золы, металлов и тому подобное. Требуемые характеристики угля 122 могут быть основаны на этих параметрах; управление этими параметрами может гарантировать установке использования угля горение угля с требуемыми выделениями.
В реализации изобретения требуемые характеристики угля 122 могут служить показателем специальных качеств топливного угля, таких как BTU/lb, влажность, содержание серы, золы и тому подобное. В реализации изобретения специальные качества сгораемого угля могут быть только ограничены установками обработки, способными измерять характеристики обработанного угля. Например, если установка обработки твердого топлива 132 только способна измерять выделения влаги и серы, то специальный показатель качества топливного угля может только содержать показатели влаги и серы.
Установка обработки твердого топлива 132 (установка) может быть использована для изменения сорта угля путем удаления из него побочных продуктов, таких как влага, сера, зола, вода, водород, гидроокислы, и других, которые могут входить в состав угля. Установка обработки твердого топлива 132 может использовать микроволновую энергию и/или другие способы для удаления побочных продуктов из угля. Установка обработки твердого топлива 132 может включать множество устройств, модулей, установок, компьютерных устройств и другого оборудования для загрузки/разгрузки, перемещения, обработки угля. Установка обработки твердого топлива 132 может быть модульной конструкции, может быть расширяемой, может быть перемещаемой, фиксированной или тому подобной.
В реализации изобретения установка обработки твердого топлива 132 может быть модульной установкой с устройствами, модулями, установками, компьютерными устройствами и тому подобным, предназначенными для укомплектования индивидуальных устройств, которые могут быть связаны одно с другим с предварительно определенными требованиями или без предварительно определенных требований.
В реализации изобретения установка обработки твердого топлива 132 может быть расширяемой модульной конструкцией для двух процессов: непрерывного потока и однократного. Для непрерывного потока установка обработки твердого топлива 132 может очищать входные камеры, камеры обработки, выходные камеры и другие камеры, с целью обеспечения требуемого объема для частной установки. Например, установка производства электроэнергии может требовать большего объема обработанного угля, чем металлургическая установка, и для этого установка обработки твердого топлива 132 может быть расширена для обеспечения процесса определения требуемого объема угля. Непрерывный поток обработки угля может включать камеру с конвейером для перемещения угля через некоторые процессы. Камеры и конвейерные системы могут быть также расширены для выдачи требуемого объема в единицу времени для установки.
В реализации изобретения установка твердого топлива 132 может использовать однократный процесс обработки, и однократная обработка камеры, входного сырья, выходной продукции и тому подобное может быть расширена для объема угля, который требуется для обработки. Однократная обработка угля может включать закрытую камеру, которая может обрабатывать некоторое количество угля в каждом цикле.
Установка обработки твердого топлива 132 может быть передвижной, способной передвигаться среди множества установок или множества участков внутри установки. Например, единичное предприятие может иметь множество установок, которые могут нуждаться в обработке угля и могут иметь в распоряжении одну установку обработки твердого топлива для обработки угля. Устройство обработки твердого топлива 132 может выделить некоторое количество времени в каждой установке предприятия для обеспечения запасов обрабатываемого угля, прежде чем он будет отправлен на следующую установку предприятия. В другом примере, установка складирования 112 может иметь одну установку обработки твердого топлива 132, которая перемещается между множеством участков внутри установки складирования 112 для обработки множества типов угля, который может храниться в установке складирования 112. В реализации изобретения установка обработки твердого топлива 132, будучи перемещаемой, может быть также выполнена в виде модульной конструкции, позволяющей легко устанавливать установку 132 на месте эксплуатации.
Установка обработки твердого топлива 132 может быть выполнена в виде фиксированной структуры, которая размещается в некоторой специализированной установке. В реализации изобретения для специализированной установки может потребоваться объем обрабатываемого угля, который требовался для установки обработки твердого топлива 132 для производства непрерывного потока обработанного угля. Например, установка производства электроэнергии может требовать объем непрерывно поступающего угля, который может быть требованием, указанным установкой обработки твердого топлива 132.
В реализации изобретения установка обработки твердого топлива 132 может работать со специализированной установкой в режиме онлайн или офлайн. Установка обработки твердого топлива 132 может быть в режиме онлайн со специализированной установкой для обеспечения непрерывного процесса образования потока обработанного угля в пределах установки, использующей уголь. Например, установка производства электроэнергии может иметь твердое топливо, обработанное установкой 132, которая поставляет его в бойлеры для производства пара. Установка обработки твердого топлива 132 может быть в режиме офлайн с установкой, обрабатывающей уголь, с выходом, по меньшей мере, на одно складируемое место. Например, установка производства электроэнергии может иметь установку обработку твердого топлива 132, обеспеченную запасами различных типов угля, которые она обрабатывает. Обработанный уголь затем может поступать только на ленту транспортера 300 системы производства электроэнергии, которая в нем нуждается.
Установка обработки твердого топлива 132 может включать множество устройств, модулей, оборудования, компьютерных устройств и тому подобных, таких как установка генерации параметров 128, установка приема топлива 128, установка управления 134, установка газогенерации 152, установка антивозгорания 154, установка вывоза 158, установка переработки 160, контейнерная установка 162, конвейерная установка 130, установка охлаждения 164, установка распределения продукции 168 и установка тестирования 170.
В качестве установки генерации параметров 128 может использоваться компьютерное устройство, такое как сервер, веб-сервер, настольный компьютер, микрокалькулятор, PDA, флэш-память и другие. Установка 128 генерации параметров 128 может генерировать и обеспечивать рабочими параметрами установку обработки твердого топлива 132 для обработки полученного или складированного угля. Параметры генерации установки 128 могут обеспечивать вычисление и хранение рабочих параметров для установки. В реализации изобретения параметр генерации установки 128 может использовать данные, поступающие от двух установок, данных образца угля 120 и требуемых характеристик 122 для генерации рабочих параметров. В реализации изобретения данные образца угля 120 и информация требуемых характеристик 122 может быть доступна с помощью LAN, WAN, R2R, CD, DVD, флэш-памяти или аналогичных устройств.
В реализации изобретения уголь, подлежащий обработке установкой 132, может быть идентифицирован оператором установки обработки твердого топлива 132. В реализации изобретения уголь может быть идентифицирован по типу, числу однократных процессов, числу тестов, числу идентификаций или тому подобному. Установка генерации параметров 128 может иметь доступ к тестовой информации угля, хранимой в данных образца угля 120 и данных требуемых характеристик угля 122 для идентификации угля. В реализации изобретения установка генерации параметров может находить полученные или хранимые тестовые данные угля из данных 120 образца угля. В реализации изобретения установка генерации параметров 128 может находить требуемые характеристики обработанного угля из требуемых характеристик угля 122. В реализации изобретения может быть, по меньшей мере, один набор требуемых характеристик обработанного угля для каждых полученных или хранимых тестовых данных угля. В случае если таких наборов может быть больше одного набора действующих данных для получения тестовых данных угля и требуемых характеристик угля, установка генерации параметров может использовать усредненные значения данных, самые последние значения данных, самые первые значения данных, статистическое значение данных или тому подобное.
В реализации изобретения установка генерации параметров, на основе тестовой информации и требуемых характеристик обработанного угля, может определять начальные параметры для запуска рабочих параметров для установки. Рабочие параметры могут быть использованы для получения набора параметров различных устройств и оборудования установки обработки твердого топлива 132 для получения требуемых характеристик угля. Установка генерации параметров 128 определяет параметры, которые могут включать скорость конвейера, объем угля за период времени, микроволновую частоту, микроволновую мощность, температуру поверхности угля, показания основного датчика, уровни воздушного потока, расход инертного газа, марки поступающего топлива, марки выдаваемого топлива, температуры предварительного нагрева, время предварительного нагрева, степень охлаждения и тому подобное. В реализации изобретения все параметры, которые могут быть востребованы установкой для обработки требуемого угля, могут быть определены установкой генерации параметра.
В реализации изобретения параметры микроволновой частоты могут иметь множество установок, которые могут включать одну частоту, фазированную частоту (то есть переход от одной частоты к другой частоте), частоты для множества микроволновых устройств, непрерывную частоту, пульсирующую частоту, пульсирующую частоту рабочего цикла и тому подобное.
В реализации изобретения параметры микроволновой мощности могут иметь множество установок, которые могут включать непрерывную мощность, пульсирующую мощность, фазированную мощность (например, переход от одной мощности ко второй), мощности для множества микроволновых устройств и тому подобное.
В реализации изобретения в зависимости от типа угля и побочных продуктов, которые удаляются из угля, температура поверхности угля может быть регулируемой. Установка генерации параметров 128 может определять температуру поверхности угля, которая может быть регулируемой во время обработки угля. В реализации изобретения различные значения температуры поверхности угля могут быть востребованы в различное время в процессах обработки угля для удаления побочных продуктов. Например, одна температура может быть необходима для удаления влаги из угля, в то время как вторая температура может быть необходима для удаления серы из угля. Поэтому установка генерации параметров может определять множество значений температур поверхности угля, регулирование которых должно происходить во время процесса обработки угля. В реализации изобретения различные параметры температуры поверхности угля могут поступать на установку датчиков, которые могут иметь диапазон считываемых значений температур до 250°С. В реализации изобретения уголь может быть нагрет до некоторого значения внутренней температуры и температуры поверхности, потому что нагревание побочных продуктов происходит за счет микроволновой энергии микроволновой системы 148.
Установка приема угля 124 может получать уголь, предназначенный для установки обработки твердого топлива 132, из угольной шахты 102 или установки складирования 112, причем установка складирования 112 может быть расположена на том же самом месте, что и установка обработки твердого топлива 132, или же установка складирования 112 может быть удалена. Установка приема угля 124 может включать в себя установку сбора пыли, установку определения размера угля и его марки, входную секцию, переходную секцию, секцию адаптации и тому подобные. В реализации изобретения установка приема угля может управлять объемом угля, который поступает на конвейерную установку 130 для обработки. Например, установка приема угля может быть способна управлять объемом угля, проходящим через нее, путем закрывания или открывания люка, выключения скорости входного шнека или тому подобных действий.
Уголь может подаваться на установку приема угля 124 с помощью системы ленты транспортера 300, тележек, фронтального загрузчика, заднего загрузчика и тому подобных устройств.
В реализации изобретения действие по загрузке угля в установку приема угля 124 может приводить к образованию несогласованного количества угольного порошка, для которого может быть предусмотрена установка сбора порошка. В реализации изобретения угольный порошок может быть собран в контейнеры и удален из установки приема угля.
Установка обработки твердого топлива 132 может обрабатывать уголь более эффективно, если конвейерная установка 130 получает согласованный размер угля; согласованный размер угля может оптимизировать микроволновый нагрев угля. Установка приема угля 124 может сортировать поступающий уголь по сортам или по величине во множестве его размеров. В реализации изобретения может быть множество конвейерных систем для процесса обработки угля различных размеров. Уголь может быть отсортирован с использованием сортировочной решетки, использованием дверей с различным весом для направления угля на другую конвейерную установку или тому подобного.
В реализации изобретения установка приема угля 124 может перемещать уголь от входного источника на конвейерную установку 130, использующую множество секций, которые могут включать входную секцию, транзитную секцию, секцию адаптации и тому подобное. В реализации изобретения входная секция может получать необработанный уголь внутри установки приема угля; эта секция может быть достаточно большой, чтобы при заполнении буфера угля исключить переполнение потока угля или выбег угля. В реализации изобретения транзитная секция может представлять собой канал или трубопровод для перемещения угля от входной секции до секции адаптации; эта секция может быть клиновидной, чтобы правильно сопрягались различающиеся размеры входной секции и секции адаптации. В реализации изобретения секция адаптации может перемещать уголь из транзитной секции на конвейерную установку 130; выход этой секции может быть тем же самым, что и выход конвейерной установки.
В реализации изобретения, если уголь сортируется по сорту или по размеру, то секций может быть больше чем одна входная секция, транзитная или секция адаптации.
Устройство управления 134 может управлять множеством устройств, систем и датчиков установки обработки твердого топлива 132. Устройство управления 134 может получать и выдавать информацию на датчики, контроллеры, устройства обработки и тому подобные. В реализации изобретения установка управления может во время процедуры регулировать процесс обработки угля, основанный на входных данных, поступающих от различных датчиков и устройств. Например, устройство управления может получать информацию от датчика влажности и датчика веса для определения, насколько правильно удаляется количество влаги из угля; рабочий параметр может быть отрегулирован на основе этой информации.
В реализации изобретения установка управления 134 может изменять рабочие параметры установки, чтобы регулировать обработку угля в установке обработки твердого топлива 132. В реализации изобретения изменения рабочих параметров могут быть выполнены в других устройствах, которые могут включать контроллер 144 конвейерной установки, установку переработки 160, контейнерную установку 162, установку обратной связи 174, установку антивозгорания 154 или тому подобное.
В реализации изобретения установка управления 134 может содержать компьютерное устройство, такое как сервер, веб-сервер, настольный компьютер, микрокалькулятор, PDA, флэш-память и другие. В реализации изобретения устройство управления 134 может связываться с другими устройствами и датчиками, использующими LAN, WAN, R2R, CD, DVD, флэш-память или аналогичные устройства. В реализации изобретения установка управления может использовать алгоритм для определения операций обмена рабочими параметрами с установкой обработки твердого топлива 132.
Установка 154 антивозгорания может быть источником газов для предупреждения воспламенения угля во время процесса обработки. Поскольку для того чтобы удалить побочные продукты требуется нагревание угля, уголь в процессе обработки может быть нагрет до температуры, близкой к температуре возгорания. Для предупреждения первичного возгорания угля в процессе его обработки могут быть использованы инертные газы, которые создают инертную газовую атмосферу внутри камеры обработки угля. Инертные газы включают азот, аргон, гелий, неон, криптон, ксенон и радон. Азот и аргон могут быть лучшими распространенными инертными газами, используемыми в качестве негорючих атмосферных газов.
Инертные газы могут поставляться на установку 154 антивозгорания по трубопроводам, автомобилями-цистернами, газогенераторными установками на месте или тому подобными способами. В реализации изобретения, если применяется система автомобиля-цистерны, поставляемый газ может быть получен с помощью автомобиля-цистерны внутри установки хранения цистерны или же автомобиль может оставить трейлер с цистерной, чтобы использовать ее как временное хранилище газа.
В реализации изобретения инертный газ из установки антивозгорания 154 может быть использован в сочетании с атмосферным воздухом или может быть единой атмосферой в камере обработки угля.
При снабжении установки антивозгорания 154 азотом, установка обработки твердого топлива 132 может использовать на месте установку 152, производящую азот, для генерации азота, требуемого для камеры обработки угля. В реализации изобретения азот может быть получен путем использования коммерческой установки процесса поглощения давления (PSA). Размеры установки, производящей газ, должны быть правильно выбранными, чтобы генерация газа происходила в требуемом объеме азота для установки обработки твердого топлива 132.
Силовая сеть 180 может быть силовой электрической сетью, соединяемой с единой энергосистемой, которая может быть использована для силового питания установки обработки твердого топлива 132; требования к силовому питанию установки обработки твердого топлива 132 могут включать микроволновую систему 148. Силовая сеть может быть взята из единой энергосистемы, которая является внешней по отношению к установке, или может быть взята из внутренней единой энергосистемы, если установка представляет собой установку производства электроэнергии.
Установка высокого входного напряжения 182 может снабжать собственную силовую сеть пошагово, обеспечивая собственную силовую сеть уровнями напряжений, требуемыми установкой обработки твердого топлива 132. Установка передачи входного высокого напряжения может получать силовое питание 180 очень высокого напряжения, которое необходимо пошагово уменьшить, используя установку 182. В реализации изобретения установка передачи входного высокого напряжения 182 может включать требуемые компоненты и устройства для пошагового обеспечения силовым напряжением собственной силовой сети с уровнями напряжений для установки обработки твердого топлива 132. Установка передачи входного высокого напряжения может питать линии передачи внутри установки обработки твердого топлива 132 для подключения установки обработки твердого топлива 132 к силовой сети 180.
Конвейерная установка 130 может транспортировать уголь через системы, участвующие в процессе обработки угля, для удаления побочных продуктов; транспортировка угля может быть непрерывной подачей угля. Конвейерная установка 130 может получать уголь от приемного устройства установки 124, перемещающей уголь, по меньшей мере, через одну процедуру обработки и поставлять обработанный уголь на установку охлаждения 164. В реализации изобретения конвейерная установка 130 может включать установку транспортировки, такую как конвейер, множество ковшей транспортеров угля или других вмещающих устройств перемещения угля, по меньшей мере, через одну процедуру обработки угля. Установка транспортировки может быть выполнена из материала, который предназначен для выдерживания значений температур обработанного угля, такого как металл, высокотемпературная пластмасса или тому подобные.
Конвейерная установка 130 может содержать множество установок и систем, которые могут включать установку предварительного нагрева 138, систему управления параметрами 140, систему датчиков 142, систему удаления 150, контроллер 144, микроволновую/радиосистему 148 и тому подобное. Все эти отдельные установки и системы могут быть скоординированы для обработки угля во время процесса обработки путем использования рабочих параметров, или установки генерации параметров, и/или устройства управления 134. Конвейерная установка 130 может быть в состоянии регулировать рабочие параметры во время процесса обработки; регулирование рабочих параметров может выполняться вручную оператором, который управляет процессом, или автоматически, в реальном масштабе времени с помощью контроллера 144.
В реализации изобретения конвейерная установка 130 может быть размещена в непосредственной близости к транспортной установке; в качестве размещения может быть рассмотрена камера. В реализации изобретения камера может содержать средства, участвующие в процессе обработки угля, оборудование газовой камеры, датчики, систему удаления побочных продуктов 150, контейнеры угольного порошка и тому подобные. Камера может обеспечивать все входные и выходные процедуры обработки угля, такие как поступление газа в окружающую среду, удаление побочных продуктов, удаление угольного порошка, загрузку угля, отгрузку угля и тому подобное.
В реализации изобретения установка транспортирования может иметь различные скорости, задаваемые рабочими параметрами. Например, установка транспортирования может двигаться с медленной скоростью, если сразу загружается большой объем угля или если это низкосортный тип угля (например, торф), который содержит большой процент побочных продуктов. Установка транспортирования может двигаться медленно, чтобы предоставить большее время, отводимое для микроволновых генераторов. Установка транспортирования может двигаться с постоянной скоростью или может иметь переменную скорость в различных состояниях процесса. Например, установка транспортирования может двигаться медленно рядом с микроволновыми генераторами, но быстро между микроволновыми генераторами. Уголь может быть расположен на установке транспортирования таким образом, чтобы было пространство между кусками угля, что может способствовать перемещению угля установкой транспортирования через координированные этапы процедуры обработки угля. Например, уголь может быть расположен на том же самом расстоянии, что и микроволновые генераторы, что может привести к тому, что во время процесса уголь может находиться под каждым микроволновым генератором.
В реализации изобретения движение и скорость установки транспортирования могут быть скоординированы с работой микроволновых генераторов. В зависимости от работы микроволновых генераторов установка транспортирования может иметь большую или меньшую скорость.
В реализации изобретения рабочая установка транспортирования может управляться рабочими параметрами, определенными установкой 128 генерации параметров, и отслеживающими или исправленными рабочими параметрами устройства управления 134.
Контроллер 144 может быть компьютерным устройством, которое может получать рабочие параметры от установки генерации параметров 128 и устройства управления 134 для процедуры обработки угля. В реализации изобретения контроллер 144 может содержать компьютерное устройство, такое как сервер, веб-сервер, настольный компьютер, микрокалькулятор, PDA, флэш-память и другие. В реализации изобретения контроллер 144 может связываться с другими устройствами и датчиками, использующими LAN, WAN, R2R, CD, DVD, флэш-память или аналогичные устройства. В реализации изобретения положение контроллера 144, взаимодействующего с камерой обработки угля, не имеет значения; контроллер может быть установлен на входе, на выходе и в другом месте вдоль камеры обработки угля. Если контроллер 144 контролируется или управляется оператором, контроллер может быть установлен в месте, позволяющем оператору наблюдать критические области процесса обработки угля или датчики процесса обработки угля.
В реализации изобретения контроллер 144 может выдавать рабочие параметры, по меньшей мере, на установку транспортирования, управления воздушным потоком, инертным газом, микроволновой частотой, микроволновой мощностью, температурой предварительного нагрева и тому подобное.
В реализации изобретения контроллер 144 может управлять частотой, по меньшей мере, одной микроволновой системы 148. Микроволновая система 148 может быть управляема, чтобы выдавать простую частоту или пульсирующую частоту. Если в конвейерной установке 130 имеется больше чем одна микроволновая система 148, контроллер 144 может выдать рабочие параметры на более чем одну микроволновую установку 148; на различных частотах может работать более чем одна микроволновая установка.
В реализации изобретения контроллер 144 может управлять мощностью, по меньшей мере, одной микроволновой системы 148. Микроволновая система 148 может быть управляема, чтобы выдавать простую мощность или пульсирующую мощность. Если в конвейерной установке 130 имеется больше чем одна микроволновая система 148, контроллер 144 может выдать рабочие параметры на более чем одну микроволновую установку 148; с различной мощностью может работать более чем одна микроволновая установка.
В реализации изобретения контроллер 144 может управлять процессами в окружающей среде конвейерной установки 130, которые могут включать воздушный поток, поток инертного газа, поток водорода, положительное давление, отрицательное давление, вакуумные уровни и тому подобное. Воздушный поток в конвейерной установке 130 может включать обеспечение сухим воздухом, инертными газами, водородом и изменение давления для управления удалением газов из угля. В реализации изобретения сухой воздух может быть использован для того, чтобы способствовать уменьшению влаги угля в конвейерной установке. В реализации изобретения инертный газ может быть использован для запрета самовозгорания угля при высоких температурах угля; инертные газы могут быть также использованы для предупреждения других процессов окисления. В реализации изобретения во время процесса удаления серы может быть использован водород. В реализации изобретения создание давления в конвейерной установке может быть использовано для удаления побочных продуктов, таких как газы, которые, таким образом, выделяются из угля.
В реализации изобретения контроллер 144 может быть коммерчески доступной управляющей вычислительной машиной, или контроллер для конвейерной установки 130 может быть сделан на заказ. В реализации изобретения контроллер может получать рабочее состояние обратной связи от систем и устройств конвейерной установки 130. Обратная связь может охватывать установки потока, текущие изменяющиеся параметры, процентное содержание заполненных емкостей и тому подобное. Петля обратной связи может быть доступна на контроллере 144 или любом компьютерном устройстве, связанном с контроллером 144.
В реализации изобретения контроллер может иметь режим зашкаливания управления, что может разрешить оператору перейти на ручное изменение рабочих параметров, по меньшей мере, одного процесса обработки угля. Ручное изменение рабочих параметров может быть рассмотрено как крайний случай или как полное ручное управление процессом обработки угля.
В реализациях изобретения обработка по времени (полная программа, согласно которой уголь может быть объектом микроволнового воздействия) обычно составляет от 5 секунд до 45 минут, в зависимости от размера и конфигурации конвейерной установки 130, доступности микроволновой системы 148 и объема угля, подлежащего обработке. Для небольших объемов требуется небольшое время обработки.
Установка предварительного нагрева 138 может нагревать уголь до того, как он будет нагрет микроволновой системой 148. Предварительный нагрев может быть использован для удаления чрезмерной влаги из угля. Удаление излишней чрезмерной влаги может выполняться для облегчения работы микроволновой системы 148, которая при удалении внутренних побочных продуктов удаляет влагу, что может привести к абсорбции микроволновой энергии.
В реализации изобретения уголь может быть предварительно нагрет с помощью теплового излучения, инфракрасного излучения или другими подобными способами, которые могут использовать электроэнергию, газ, масло или тому подобное.
В реализации изобретения установка предварительного нагрева 138 может быть внутри установки 130 или может быть внешней и предшествовать конвейерной установке 130.
В реализации изобретения установка предварительного нагрева может использовать воздух окружающей среды, который может быть использован в качестве сухого воздуха при удалении влаги. Воздух окружающей среды может проходить через установку предварительного нагрева, чтобы способствовать высушиванию угля.
В реализации изобретения установка предварительного нагрева 138 может иметь установку сбора, собирающую удаленную влагу.
Микроволновая/радиосистема (микроволновая система) 148 может выдавать электромагнитную микроволновую энергию на уголь в конвейерной установке 130 для удаления побочных продуктов. Побочными продуктами могут быть влага воды, сера, зола, металлы, вода, водород, гидроокислы и тому подобные. Побочные продукты могут быть удалены из угля путем нагрева побочных продуктов, используя микроволновую энергию до температуры, при которой побочные продукты удаляются из угля. Удаление может происходить, когда фаза рабочего вещества меняется от твердого состояния к жидкому, от жидкого к газообразному, от твердого к газообразному, или в ходе других изменяемых фаз, которые могут привести побочный продукт к тому, что он будет удален из угля.
В реализации изобретения различные продукты могут быть выделены из угля при различных значениях температуры; значения температуры поверхности угля могут лежать в пределах от 70 до 250°С. В реализациях изобретения влага воды может быть удалена на нижних значениях, в то время как сера удаляется при температуре от 130 до 240°С; зола может быть удалена в интервале температур между водой и серой и может быть удалена с водой и/или серой. В реализации изобретения уголь может быть нагрет до некоторого внутреннего значения температуры поверхности, потому что нагрев побочных продуктов происходит с помощью энергии микроволновой системы.
В реализации изобретения электромагнитная энергия микроволновой системы 148 может быть получена такими устройствами, как магнетрон, клистрон, гиротрон или тому подобное. В реализации изобретения в конвейерной установке 130 может быть, по меньшей мере, одна микроволновая система 148. В реализации изобретения в конвейерной установке 130 может быть больше чем одна микроволновая система 148.
В конвейерной установке 130, где имеются больше чем одна микроволновая система 148, микроволновая система 148 может быть в параллельной ориентации, в последовательной ориентации или в комбинации параллельно-последовательной ориентации по отношению к транспортной системе.
Параллельная ориентация микроволновой системы 148 может иметь более чем одну микроволновую систему 148, установленную рядом с одной или двумя сторонами конвейерной установки 130. В реализации изобретения более чем одна микроволновая система 148 могут быть объединены вместе и установлены по обе стороны конвейерной установки 130. Например, в некотором месте вдоль конвейерной установки 130 имеется N микроволновых систем 148 с N/2 на каждой стороне конвейерной установки 130. Такая конфигурация может позволить приложить большую микроволновую мощность в некотором месте конвейерной установки, может позволить работать с более чем одной небольшой микроволновой системой для создания требуемой мощности, может позволить установить в некотором месте под уклоном вверх или вниз микроволновые установки, может позволить установить импульсный режим работы микроволновых установок, может позволить установить непрерывный режим работы микроволновых установок, может позволить установить комбинацию непрерывного или импульсного режима или тому подобное. В реализации изобретения более чем одна микроволновая система 148 может контролироваться независимо или как единое устройство.
Для квалифицированного специалиста в этой области когда-то станет очевидно, что для получения требуемых параметров обработки угля параллельные микроволновые системы 148 могут быть управляемы по обеспечению микроволновой энергией в части количества микроволновых установок, частот, комбинаций установок или комбинаций частот.
Микроволновые системы последовательной ориентации 148 могут иметь больше чем одну микроволновую систему 148, устанавливаемую вдоль длины конвейерной установки 130. В реализации изобретения каждая устанавливаемая индивидуальная микроволновая система 148 может быть рассмотрена как станция или элемент процесса общего процесса обработки угля. В реализации изобретения может быть больше чем одна единственная микроволновая система или одна группа микроволновых систем 148, может быть не более одного места на длине ленты конвейерной установки 130. Между последовательно установленными микроволновыми системами 148 имеется расстояние, что означает, что между последовательно установленными микроволновыми установками 148 могут выполняться другие процедуры. Последовательность микроволновых систем 148 может позволить различным микроволновым частотам быть приложенными в различные места, различной микроволновой мощности быть приложенной в различные места, различным микроволновым рабочим циклам (пульсирующий или непрерывный) быть приложенными в различные места или тому подобное.
В реализации изобретения расстояние между микроволновыми системами 148 может позволить иметь предварительную подготовку другим процессам, таким как удаление побочных продуктов, охлаждение угля, размещение побочных продуктов для завершения процесса удаления, обработка угля, взвешивание угля, опознавание удаленных продуктов или тому подобное.
В реализации изобретения более чем одна последовательная микроволновая система 148 может иметь одну избыточную микроволновую систему или группу, которые могут быть способны повторить при необходимости частный процесс обработки. Например, одна микроволновая станция может прикладывать свою мощность для удаления влаги воды из угля, с последующим взвешиванием угля на установке взвешивания для определения удаленной влаги воды. В зависимости от веса угля можно определить, что влага воды все еще остается в угле, и избыточная микроволновая система 148 может быть следующим местом для повторного приложения мощности для удаления оставшейся влаги воды. В реализации изобретения избыточная микроволновая система 148 может или не может быть использована в будущем процессе угля. В реализации изобретения избыточная микроволновая установка 148 может повторять тот же самый процесс, который был предусмотрен для микроволновой системы 148, или может быть использована для различных процессов, не предусмотренных для микроволновой системы 148.
В другом примере датчики влаги воды могут определить, что влага воды все еще выводится из угля и для угля может быть применен второй избыточный процесс обработки. В реализации изобретения устройство управления может определить, требуется ли повторение микроволнового процесса.
В реализации изобретения микроволновая система 148 может работать в пульсирующем или непрерывном режимах работы. Для регулирования микроволновой энергии, прикладываемой к углю, выходная микроволновая энергия может быть пульсирующей, путем регулирования временного интервала работы на постоянной частоте. В реализации изобретения микроволновая мощность на источник может быть, по меньшей мере, 15 кВт на частоте 928 МГц или ниже и в другой реализации изобретения может быть, по меньшей мере, 75 кВт на частоте 902 МГц или выше.
В реализации изобретения более низкие частоты микроволновой энергии могут проникать в уголь глубже, чем более высокие частоты. Микроволновая система 148 генерирует выходную частоту в пределах между 100 МГц и 20 ГГц. Другие частоты или микроволновая энергия могут быть использованы в соответствии с реализациями изобретения.
Как обсуждалось ранее, микроволновая система 148 может быть установлена в виде координированных каскадов. Например, уголь в конвейерной установке 130 может быть расположен с промежутками, соответствующими расстоянию между микроволновыми системами 148, что позволяет углю во время процесса обработки угля располагаться под каждым микроволновым генератором. В реализации изобретения это может быть преимуществом в процессе обработки угля, заключающемся в изменении скорости конвейера в каждой станции микроволновой системы 148 для обработки угля. В реализации изобретения это может быть однократным способом обработки на непрерывной конвейерной установке 130.
В реализациях изобретения время обработки (полная программа, согласно которой уголь может подвергаться микроволновому воздействию) обычно лежит в интервале от 5 секунд до 45 минут, в зависимости от размера и конфигурации конвейерной установки 130, доступности микроволновой системы 148 и объема обрабатываемого угля. Для небольших объемов требуется малое время обработки.
В реализации изобретения, при 100% коэффициента полезного действия, 1кВт электромагнитной энергии может выпаривать 3,05 фунтов воды в час при температуре окружающей среды. При правильно заданном электромагнитном излучении систем 98% этой энергии может абсорбироваться и конвертироваться в тепло. Например, 1 кВт приложенной электромагнитной энергии требует примерно 1,15 кВт электроэнергии и выпаривает 2,989 фунтов воды; для удаления 160 фунтов влаги может потребоваться 61,6 кВт электроэнергии.
Установка управления параметрами 140 может получать информацию от датчиков и передавать ее в виде обратной связи на контроллер 144. В реализации изобретения установка управления параметрами 140 может включать в себя компьютерное устройство, такое как сервер, веб-сервер, настольный компьютер, микрокалькулятор, PDA, флэш-память и другие. В реализации изобретения установка управления параметрами 140 может связываться с другими устройствами и датчиками, использующими LAN, WAN, R2R, CD, DVD, флэш-память или тому подобное. В реализации изобретения установка управления параметрами 140 может иметь интерфейс для получения сигналов от различных датчиков установки обработки твердого топлива 132. Интерфейс может быть способен получать от датчиков любой из двух сигналов, либо аналоговый, либо цифровой. Для аналогового сигнала интерфейс установки управления параметрами 140 может использовать преобразователь аналогового сигнала в цифровой вид (ADC) для конвертации аналогового сигнала в цифровые данные для их хранения.
В реализации изобретения установка управления параметрами 140 может иметь интерфейс с датчиками, которые могут входить в состав конвейерной установки 130 как измеряющие воздушный поток, скорость конвейера, температуру, микроволновую мощность, микроволновую частоту, уровни инертного газа, уровни влажности, уровни золы, уровни серы или тому подобное. Измеренные температуры могут иметь два значения температуры угля, то есть во время обработки угля и температуры в камере; температура в камере может быть индикацией того, имеется ли в камере огонь.
В реализации изобретения установка управления параметрами 140 может содержать внешнее запоминающее устройство, такое как RAM, CD, DVD, флэш-память или тому подобное, которые могут хранить данные считывающего датчика. Установка управления параметрами 140 может хранить информацию датчика, передавать в реальном масштабе времени в виде обратной связи на контроллер 144, хранить информацию датчика и передавать в реальном масштабе времени в виде обратной связи на контроллер или использовать другой способ запоминания/обратной связи. В реализации изобретения устройство управления параметрами 140 может собирать считываемые данные датчиков и передавать хранимые данные обратной связи на контроллер 144. Собранные данные считывающих датчиков могут быть использованы для выдачи на контроллер 144 прошлых средних значений показаний считывающих датчиков, периода времени считываемых датчиков, гистограммы значений считывающих датчиков по прошествии длительного времени, реальное время считывания датчиками и тому подобное.
В реализации изобретения данные датчиков, собранные установкой управления параметров 140, могут быть просмотрены на установке управления параметрами 140 или любом компьютерном устройстве, связанном с установкой управления параметров 144.
Датчики 142 конвейерной установки 130 могут выдавать данные процесса обработки угля на установку управления параметрами 140 и контроллер 144. Данные датчиков процесса обработки угля могут включать водяной пар, золу, серу, микроволновую мощность, микроволновую частоту, температуру поверхности угля, вес угля, микроволновое излучение, измеренные значения воздушного потока, температуру конвейерной установки и тому подобное. В реализациях изобретения датчики могут быть аналоговыми или цифровыми измерительными устройствами.
В реализации изобретения водяной пар конвейерной установки 130 может быть измерен анализатором влажности. Анализатор влажности может быть установлен относительно микроволновой системы 148 для измерения водяного пара, удаляемого из угля в процессе обработки. В реализации изобретения обработка угля может быть непрерывной процедурой до того, как измеренный уровень водяного пара не достигнет предварительно заданного уровня. Уровень водяного пара может быть измерен как процент влажности, в масштабе одна миллионная, одна миллиардная или других измерениях пара.
В реализации изобретения измерение обоих параметров золы и серы может выполняться сигнатурным уровневым анализатором. Здесь может быть химическое разделение сигнатуры анализатора уровня для золы и серы. В реализации изобретения обработка угля может быть непрерывной до тех пор, пока измеренный уровень золы и серы не достигнет предварительно определенного уровня.
В реализации изобретения мощность и частота микроволновой системы 148 могут быть измерены как текущий уровень, который подлежит сравнению с установленными уровнями.
В реализации изобретения температура поверхности угля может быть измерена датчиками, такими как инфракрасные датчики, или термометрами. Температура датчиков может быть установлена в зависимости от процесса обработки угля для измерения температуры поверхности угля в течение обработки угля и после нее: процесс обработки угля может быть одним из двух, нагревание угля или охлаждение. В реализации изобретения обработка угля может быть непрерывной до тех пор, пока измеренная температура поверхности угля не достигнет предварительно определенного уровня. В реализации изобретения уголь может быть нагрет изнутри и поверхностно, поскольку нагрев побочных продуктов выполняется с помощью микроволновой энергии микроволновой установки 148.
В реализации изобретения вес угля может быть измерен с помощью коммерчески доступных весов. Вес угля может быть использован для определения побочных продуктов, удаленных из угля. В реализации изобретения уголь может быть измерен до и после установки обработки для определения потерянного веса угля. Разница веса угля может быть индикатором процентного содержания побочных продуктов, которые могут быть удалены из угля. В реализации изобретения взвешивание угля может происходить в реальном масштабе времени, поскольку уголь проходит через взвешивание на весах.
В реализациях изобретения микроволновое излучение от конвейерной установки 130 может быть измерено, например, индикатором безопасности. Датчик микроволнового излучения может быть стандартным доступным датчиком. В реализации изобретения может быть обеспечена безопасность окружающей среды, поскольку микроволновое излучение за пределами предварительно определенного уровня не может быть измерено в стороне от конвейерной установки 130.
В реализации изобретения текущее значение воздушного потока конвейерной установки 130 может быть измерено для сравнения с требуемым воздушным потоком. Воздушный поток может быть измерен с точки зрения его скорости, направления, давления, разрежения и тому подобного.
В реализации изобретения температура камеры конвейерной установки 130 может быть измерена стандартными температурными датчиками. Для камеры обработки угля температура камеры может быть измерена с точки зрения обнаружения признаков безопасности. Система удаления 150 может удалять побочные продукты из конвейерной установки 130, то есть те продукты, которые были удалены из обработанного угля. Побочные продукты могут быть удалены из угля как газ или как жидкость. Система удаления 150 может удалять газы с помощью движения воздуха навстречу трубопроводу, где газы могут быть собраны и обработаны. Система 150 может использовать положительное или отрицательное давления для удаления газов из конвейерной установки 130. Система положительного давления может загонять газы в область их сбора, в то время как отрицательное давление может выталкивать газы из области их сбора. Система удаления 150 может собирать жидкости на дне конвейерной установки 130 водосборной площади.
В реализации изобретения некоторые побочные продукты могут быть собраны по очереди, газ и жидкость (например, вода). В реализации изобретения, как только водяной пар удален из угля, некоторое количество водяного пара может быть захвачено системой удаления газа. В зависимости от количества и степени водяного пара, удаляемого из угля, водяной пар может конденсироваться как водяная жидкость на стенах конвейерной установки 130.
В реализации изобретения конденсация воды на стенах может быть снижена с потоком воздуха внутри области сбора жидкости.
В реализации изобретения в зависимости от температуры угля сера может действовать подобно влаге воды, удаляемой как газ или как жидкость. В реализации изобретения зола может быть удалена либо с влажностью воды, либо с серой.
В реализации изобретения установка сбора газа может собирать простой тип газа или может собирать множество газов, удаляемых из обрабатываемого угля. В зависимости от места внутри конвейерной установки и температуры угля в процессе его обработки, из угля может быть удален, по меньшей мере, один газ. В зависимости от температуры угля, газы, удаляемые в некотором месте конвейерной установки, могут быть газами различного типа. Например, в месте, где температура угля лежит в интервале между 70 и 100°С, газы могут быть, главным образом, водяными парами, а где температура угля лежит в интервале между 160 и 240°С, газы могут быть, главным образом, парами серы.
В реализации изобретения установка сбора жидкости может собирать простую типовую жидкость или может собирать множество жидкостей, удаляемых из обработанного угля. В зависимости от места внутри конвейерной установки и температуры угля в процессе его обработки, из угля может быть удалена, по меньшей мере, одна жидкость. Контейнерная установка 162 может получать побочные продукты в виде газа и жидкости, удаляемые из конвейерной установки 130 системой удаления 150. Удаленные побочные продукты могут включать воду, серу, угольный порошок, золу, водород, гидроокислы и тому подобные. В реализации изобретения контейнерная установка 162 может иметь герметичный резервуар для жидкости, удаленной из конвейерной установки 130, для хранения; здесь может быть множество герметичных резервуаров. В реализации изобретения могут быть различные герметичные резервуары, размещаемые в различных местах конвейерной установки 130 для сбора жидкостей.
В реализации изобретения контейнерная установка 162 может иметь герметичные резервуары для сбора газов, удаленных из конвейерной установки 130; здесь может быть множество герметичных газовых резервуаров. В реализации изобретения герметичный газовый резервуар может содержать более чем один тип газа в зависимости от того, в каком месте был удален газ из конвейерной установки. В реализации изобретения могут быть различные герметичные резервуары, размещаемые в различных местах конвейерной установки 130 для сбора газов.
В реализации изобретения контейнерная установка может также включать экран, для экранирования микроволновой энергии в конвейерной установке 130.
Установка переработки 160 может получать газ и жидкости от конвейерной установки 162 для разделения газов и жидкостей на отдельные газы и жидкости для продажи.
В реализации изобретения побочные продукты могут быть разделены с использованием процесса, который может включать в себя осаждение, флоккуляцию, центрифугирование, фильтрацию, дистилляцию, хромотографию, электрофорез, выделение, жидкостную экстракцию, выпадение осадка, фракционное замораживание, просеивание, веяние или тому подобное.
В реализации изобретения, после того как газы и жидкости будут разделены, газы и жидкости могут быть помещены в индивидуальные контейнеры или резервуары.
Установка вывоза 158 может получать отдельно полученные газы и жидкости от устройства переработки 160 для вывоза. В реализации изобретения вывоз газов и жидкостей может включать удаление их в виде отходов, продажу газов или жидкостей другим предприятиям, удаление невредных газов (например, водяного пара) или тому подобное. В реализации изобретения другими предприятиями могут быть компании, которые могут прямо использовать отдельно полученные газы или жидкости, или могут быть предприятием, которое может в будущем очистить газы или жидкости для перепродажи.
Установка вывоза 158 может быть соединена с установкой транспортирования отдельно полученных газов и жидкостей по железной дороге, грузовиками, по трубопроводам или подобным образом.
Установка 158 может временно включать хранение емкостей, которые могут позволить временно хранить газы или жидкости, пока не будет достигнут объем реальной коммерческой отгрузки. В реализации изобретения емкости временного хранения могут быть локальными или могут быть размещены на расстоянии.
Установка охлаждения 164 может быть размещена после конвейерной установки 130 и может выдавать регулируемый состав воздуха для управления процессом охлаждения угля. В реализации изобретения установка охлаждения может быть встроена в конвейерную установку 130 или может быть отделена на выходе конвейерной установки; на Фиг.1 показана установка охлаждения как отдельная установка.
В реализации изобретения установка охлаждения 164 может управлять степенью охлаждения угля и регулировать состав воздуха для предупреждения повторной абсорбции влаги, поскольку уголь охлаждается после процесса обработки. В реализации изобретения установка охлаждения 164 может иметь установку транспортирования, которая может состоять из конвейерной установки 300, множества отдельных контейнеров или подобного оборудования, окруженного замкнутым пространством, которое может создать охлаждающую камеру.
В реализации изобретения процесс управляемого охлаждения может включать последовательное охлаждение воздуха до температуры окружающей среды, естественное охлаждение в регулируемом составе воздуха, охлаждение с принудительной подачей инертного газа или тому подобное. В реализации изобретения система транспортирования может быть способна изменять скорость для поддержания собственного уровня охлаждения. В реализации изобретения может быть установлен системный датчик для управления газами, температурой угля, скоростью конвейера и тому подобным. Данные датчика могут быть получены контроллером установки охлаждения 164 или могут быть использованы контроллером 144 конвейера 130; контроллер может обеспечить выдачу рабочих параметров установки охлаждения 164.
В реализации изобретения управляемой атмосферой может быть сухой воздух или инертный газ.
Установка распределения угля 168 может перемещать окончательно охлажденный уголь в отдаленное от конвейерной установки 130 место. В реализации изобретения установка распределения угля 168 может включать систему транспортирования, установку сбора угольного порошка, входную секцию, транзитную секцию, секцию адаптации и тому подобное. В реализации изобретения установка распределения может поставлять окончательно обработанный уголь в бункеры, автомотрисы, места хранения, непосредственно на установки обработки или тому подобное. В реализации изобретения установка распределения выходной продукции может поставлять окончательно обработанный уголь в бункеры, автомотрисы, местные склады, непосредственно на установку обработки или тому подобное.
В реализации изобретения входная секция может получать обработанный уголь из установки охлаждения, и размер приемной секции может быть задан таким, чтобы приемная секция соответствовала транспортной системе установки охлаждения 164, а размеры выходной секции соответствовали транзитной секции.
В реализации изобретения транзитная секция может быть каналом, направляющим обработанный уголь в секцию адаптации; транзитная секция может содержать систему транспортировки.
В реализации изобретения размер секции адаптера может быть задан для согласования с транзитной секцией, а требуемая форма - для согласования с размещением выходной продукции (например, автомотриса, склад, поставка непосредственно на установку).
В реализации изобретения установка распределения 168 может обслуживать, по меньшей мере, одно место. В реализации изобретения на одну конвейерную установку 130 может быть больше чем одна установка распределения 168, чтобы питать больше чем одно место выходной продукции.
Установка тестирования 170 может отбирать образцы окончательно обработанного угля и выполнять проверку образца угля для определения, насколько характеристики обработанного угля соответствуют требуемым характеристикам 122. В реализации изобретения установка тестирования может быть локальной или дистанционно расположенной от установки 132.
В реализации изобретения стандартный тест может выполняться в соответствии с такими стандартами, как ASTM Standards D388 (Классификация Марки Угля), ASTM Standards D 2013 (Метод подготовки угольных образцов для анализа), ASTM Standards D 3180 (Практический стандарт для калькуляции угля, анализа кокса на основе определенных данных в различных базах), US Geological Survey Bulletin 1823 (Методы отбора и неорганического анализа угля) и тому подобное. Стандартный тест может предоставить характеристики угля, которые могут включать процентное содержание влаги, золы, летучих веществ, фиксированного углерода, BTU/lb, BTU/lb M-A Free, образования серы, размольную характеристику (HGI), общее содержание ртути, температуру плавления золы, анализ минералов золы, электромагнитную абсорбцию/отражение, диэлектрические свойства и тому подобное.
В реализации изобретения это могут быть периодически изымаемые образцы из окончательно обработанного угля, это могут быть первый и последний образцы, это может быть один образец и тому подобное. В реализации изобретения могут быть проверены не все образцы из числа выбранных, и могут быть использованы статистические показатели всех образцов из окончательно обработанного угля с добавлением тестов, основанных на результатах статистических образцов. Осведомленному в этой технологии лицу может быть понятен статистический выборочный метод проверки различных параметров, предполагающий знание, как много образцов подлежит проверке и может ли быть возврат к другим образцам в зависимости от результата теста.
В реализации изобретения окончательно обработанный уголь не может быть использован до того, пока не будут приняты данные проверки тестового образца окончательной обработки угля.
Выходные параметры угля 172 могут быть местом хранения информации для ее классификации 110 для окончательно обработанного угля. Выходные параметры угля 172 могут быть представлены в виде базы данных, реляционной базы данных, таблицы, тестового файла, файла XML, формата RSS, однородного файла или подобного представления информации, которая может сохранять характеристики окончательно обработанного угля. Данные могут храниться на компьютерном устройстве, которое может включать сервер, веб-сервер, настольный компьютер, небольшой компьютер, портативный компьютер, PDA, флэш-память или аналогичные устройства. В реализации изобретения данные характеристик окончательно обработанного угля могут быть переданы на установку выходных параметров 172 на листе бумаги документальной копии, в электронном виде, в виде баз данных или аналогично представленных данных. Если характеристики окончательно обработанного угля поставляются в виде документальной копии, характеристики могут быть введены в соответствующий формат выходных характеристик угля 172 или на компьютерное устройство. В реализации изобретения окончательно обработанные характеристики угля могут быть отосланы по электронной почте, FTР, подключенному интернету, WAN, LAN, P2P или аналогичными способами из установки тестирования 170. Выходные параметры 172 могут быть доступны через сеть, которая может включать интернет.
Установка тестирования 170 может представить характеристики угля, которые могут включать процентное содержание влаги, золы, летучих веществ, фиксированного углерода, BTU/lb, BTU/lb M-A Free, образования серы, размольную характеристику (HGI), общее содержание ртути, температуру плавления золы, анализ минералов золы, электромагнитную абсорбцию/отражение, диэлектрические свойства и тому подобные.
В реализации изобретения могут быть, по меньшей мере, одни зарегистрированные данные, хранимые в выходных параметрах 172 для каждого окончательно обработанного угля. Здесь может быть больше чем одни зарегистрированные данные, если окончательно обработанный уголь стал объектом выборочной или периодической проверки во время процесса обработки угля. В реализации изобретения каждый тест, проводимый на окончательно обработанном угле, может иметь характеристики угля, хранимые в выходных параметрах угля 172.
Установка обратной связи 174 может сравнивать характеристики окончательно обработанного угля с требуемыми характеристиками 122 для определения, насколько окончательно обработанный уголь соответствует допускам требуемых характеристик. В качестве установки обратной связи может быть компьютерное устройство, которое может включать сервер, веб-сервер, настольный компьютер, небольшой компьютер, портативный компьютер, PDA, флэш-память или тому подобное.
В реализации изобретения установка обратной связи 174 может поддерживать допуски характеристик угля, которые могут считаться приемлемыми для окончательно обработанного угля. Допуски могут быть представлены в виде базы данных, реляционной базы данных, таблицы, тестового файла, файла XML, формата RSS, однородного файла или подобного представления информации, которая может сохранять характеристики окончательно обработанного угля. В реализации изобретения установка обратной связи 174 может быть подсоединена к сети, которая может включать подключенный интернет, WAN, LAN, P2P или тому подобное. В реализации изобретения установка обратной связи 174 может сравнивать характеристики окончательно обработанного угля с требуемыми характеристиками 122 для определения пригодности окончательно обработанного угля.
В реализации изобретения, если окончательно обработанный уголь не соответствует согласованным допускам, устройство управления 134 может провести изменение рабочих параметров.
В реализации изобретения, если окончательно обработанный уголь не соответствует согласованным допускам, может быть составлен отчет; отчет может быть получен с любого компьютерного устройства, связанного по сети с установкой обратной связи.
Установка калькуляции цен/бизнеса (установка сделки) 178 может определить конечную цену окончательно обработанного угля. Установка сделки 178 может быть компьютерным устройством, которое может включать сервер, веб-сервер, настольный компьютер, небольшой компьютер, портативный компьютер, PDA, флэш-память или аналогичные устройства. В реализации изобретения установка сделки 178 может быть подсоединена к сети, которая может включать подключенный интернет, WAN, LAN, P2P или тому подобное.
В реализации изобретения установка сделки может получать данные себестоимости необработанного угля и эксплуатационные расходы установки 132 для определения конечной себестоимости обработанного угля. Себестоимость функционирования установки 132 может быть получена в процессе обработки угля; уголь может быть идентифицирован по типу, числу однократных процессов, числу идентификаций или тому подобному. В реализации изобретения эксплуатационные расходы установки 132 могут быть зарегистрированы для всей обработки идентификации угля. Эксплуатационные расходы могут включать стоимость электроэнергии, используемого инертного газа, используемого угля, заработную плату обслуживающего персонала, стоимости тестов и тому подобное.
В реализации изобретения отчет по сделке может быть получен с любого компьютерного устройства, связанного по сети с установкой обратной связи.
В угольной топливной установке 200, для производства тепла и света, горение угля происходит при высокой температуре в присутствии кислорода. Для воспламенения угля необходимо, чтобы он был нагрет до температуры ниже температуры горения. Температура воспламенения угля определяется содержанием в нем фиксированного углерода. Температура воспламенения содержащихся в угле летучих веществ выше температуры воспламенения фиксированного углерода. Продукты газообразования в процессе горения могут быть, таким образом, дистиллированы. Когда горение начинается, тепло, производимое за счет окисления топливного углерода, может, помимо прочих условий, поддерживать высокую температуру, достаточную для поддержания горения. Непосредственное горение угля может быть получено, например, в топках с фиксированным слоем 220 или механических топках горения, установках горения распыленного угля 222, установках горения с кипящим слоем угля 224 и тому подобном.
Системы с фиксированным слоем 220 находят применение в небольших бойлерных установках сжигания угля в течение более чем столетия. Они используют кусковой загружаемый уголь, размеры куска которого составляют примерно 1-5 см. Уголь нагревается при его загрузке в печь, при условии что влага и летучие вещества из угля удалены. Так как уголь перемещается в район его воспламенения, температура угольного слоя увеличивается. Имеется количество различных типов топливных систем, включая топки со статическими колосниковыми решетками, топки с нижней подачей топлива, топки с цепными колосниковыми решетками, топки с перемещающимися колосниковыми решетками и системы распределительных топок. Топки печей с цепными и перемещающимися колосниковыми решетками имеют подобные характеристики. Куски угля загружаются на цепную или перемещаемую колосниковую решетку, в то время как воздух направляется через колосниковую решетку и через слой лежащего на ней угля. В распределительной топке быстродействующий ротор разбрасывает уголь внутри топки сверху перемещающейся колосниковой решетки, распределяя топливо более менее равномерно. Топки печей характеризуются температурой пламени, лежащей в пределах между 1200-1300°С, и достаточно большим временем удержания.
x
2
Топливо в системе 220 с фиксированным слоем относительно неровное, и, таким образом, во время процесса горения могут прерываться выделения CO, NO и летучих веществ. Химическое топливо и температуры могут изменяться, главным образом, через топливную колосниковую решетку. Выделение SO будет зависеть от содержания серы в загруженном угле. Остаток золы может иметь высокое содержание углерода (4-5%) ввиду относительно неэффективного топлива и ограниченного доступа кислорода к углероду, содержащемуся в угле.
Способ распыленного угольного топлива («РСС») 222 представляет собой лучший обычно используемый способ применения угольного топлива для производства электроэнергии 204. Перед применением уголь измельчается (распыляется) на мелкий порошок. Распыленный уголь продувается частью воздуха для получения топлива внутри бойлера через последовательности форсунок горения. Воздух может также добавляться во второй раз или в третий раз. Рабочие узлы закрываются атмосферным давлением. Рабочая температура топлива лежит в пределах 1300-1700°С и зависит от марки угля. Для битуминозного угля температура топлива лежит в пределах 1500-1700°С. Для низкой марки угля порядок температуры составляет 1300-1600°С. Размер частиц угля, используемого в процедуре распыления, составляет порядка 10-100 микрон. Время удержания частицы составляет обычно 1-5 секунд, и размеры частиц должны быть такими, чтобы они полностью сгорали за это время. Пар, генерируемый этой процедурой, может быть высушен парогенератором и турбиной для производства электроэнергии 204.
Распыленное угольное топливо камеры сгорания 222 может быть использовано вместе с пристеночным пламенем или тангенциальной составляющей горения. Результаты пристеночного горения поднимаются по стенкам камеры сгорания, в то время как тангенциальные составляющие горения поднимаются в углу, вместе с пламенем, направляющимся к центру бойлера, образовывая, таким образом, вихревое движение газов во время горения, в результате чего воздух и топливо смешиваются более эффективно. Бойлеры могут заканчиваться либо влажным дном, либо сухим дном в зависимости от выпадающей на дно золы в виде расплавленного шлака или сухого твердого компонента. Преимущественно РСС 222 производит мелкий, тонкий слой золы. Обычно РСС 222 может производить 65-85% мелкой золы с остатком золы в виде грубых фракций (на сухом дне бойлера) или бойлерного шлака (влажное дно бойлера).
x
Бойлеры, использующие в качестве топлива антрацитный уголь, могут использовать конструкции с нижней подачей топлива, где смесь уголь-воздух посылается вниз на конус, служащий основанием бойлера. Такая конструкция приводит к длительному времени удержания, что гарантирует более полное сгорание углерода. В другой конструкции предусмотрена клетка горения, способствующая образованию двух или трех круговых процедур горения, комбинируемых внутри простой вертикальной установки, которая вырабатывает компактное интенсивное пламя. Высокая температура пламени, получаемая в результате этого горения, может быть из-за образования большего количества NO, но несмотря на это применение такой конструкции менее предпочтительно.
Бойлерный топливный циклон может быть использован для угля с низкой температурой плавления золы, который трудно было бы использовать вместе с РСС 222. Циклон топки имеет камеры сгорания, установленные в стороне от клиновидного держателя бойлера. Первый поток воздуха переносит топливо в виде мелких частиц угля в топливную камеру, в то время как второй воздушный поток тангенциально нагнетает воздух в циклон, создавая прочную воронку, через которую проникают крупные частицы угля на стенки топливной камеры. Третий поток воздуха поступает непосредственно в центральную воронку циклона для управления центральным вакуумом и расположением топлива внутри топки. Большие частицы угля захватываются в горячем слое, который покрывает внутреннюю поверхность циклона, а затем рециркулируются для более полного сгорания. Маленькие частицы для сгорания проходят в центр воронки. Такая система способствует интенсивному теплообразованию внутри топливной камеры сгорания, и, таким образом, уголь сгорает при экстремально высоких температурах. Топливные газы, остатки обугливающихся веществ и мелкая зола проходят внутрь камеры сгорания бойлера для более полного сгорания топлива. Горячая зола выпадает за счет своего веса на дно камеры для последующего удаления.
х
В циклоне бойлера 80-90% золы остается на дне бойлера в виде горячего шлака, а меньшая часть тонкой золы удаляется после прохождения через горячие секции бойлера. Такие бойлеры работают при высоких температурах (от 1650 до 2000°С) и используют низкое атмосферное давление. Высокая температура, появляющаяся в результате образования большого количества NO, является большим неудобством применения бойлера этого типа. Бойлерный циклон горения может использовать уголь с некоторыми основополагающими характеристиками: летучие вещества должны быть больше чем 15% (сухая основа), содержание золы должно быть в пределах 6-25% для битуминозного угля или 4-25% для суббитуминозного угля, а влажность должна быть менее 20% для битуминозного угля и 30% для суббитуминозного угля. Зола должна иметь особые характеристики вязкости шлака; зола шлака, образующаяся в ходе процесса, оказывает особенно большое действие на работу такого типа бойлеров. В бойлере такого типа может сгорать топливо с высокой влажностью, но при этом требуется изменение конструкции.
Распыленное угольное топливо 222 в США используется в субкритическом и суперкритическом циклах парообразования. Суперкритический цикл парообразования - это тот, который возникает в окрестности критической температуры (374°F) и критического давления (22,1 мПа), где перестают существовать газообразные и жидкостные фазы воды. Субкритические системы обычно достигают теплового коэффициента полезного действия 33-34%. Суперкритические системы могут достигать коэффициента полезного действия на 3-5% выше субкритической системы.
2
x
Повышенный тепловой коэффициент полезного действия горючего угля приводит к уменьшению стоимости производства электроэнергии, поскольку используется низкосортное топливо. Повышенный тепловой коэффициент полезного действия также уменьшает другие выделения, генерируемые во время горения топлива, такие как SO и NO. Другими словами, небольшие топливные установки, использующие в виде горючего вещества низкосортный уголь, могут иметь тепловой коэффициент полезного действия не менее 30%. Для более крупных установок с субкритическими бойлерными системами, в которых происходит горение высококачественного угля, тепловой коэффициент полезного действия может быть 35-36%. Тепловой коэффициент полезного действия в установках, использующих субкритические системы парообразования, может достигать значения 43-45%. Максимум, достигаемый коэффициентами полезного действия с низкой сортировкой угля и низкой маркой угля, может быть ниже того, который мог бы быть достигнут при высокой сортировке угля и высокой маркой угля. Например, максимальное значение коэффициентов полезного действия, ожидаемых в новой установке сжигания бурого угля (имеющейся, например, в Европе), может быть около 42%, в то время как эквивалент установки, работающей на новом битуминозном угле, может достигать примерно 45% максимум теплового коэффициента полезного действия. Системы суперкритических установок парообразования, использующих битуминозный уголь и другие оптимальные конструктивные материалы, могут вырабатывать чистый тепловой коэффициент полезного действия, равный 45-47%.
Система с кипящим слоем («FBC») 224 смешивает уголь с таким сорбентом, как известняк, и флюидизирует смешанные компоненты во время процесса горения, что приводит к полному сгоранию топлива и выводу газов серы. «Флюидизация» создает условие, при котором твердые компоненты становятся свободно плавающими, наподобие жидкотекучей среды. Так как газ проходит вверх через слой твердых частиц, то поток газа производит силы, которые стремятся разделить частицы одна от другой. В системе FBC 224 уголь горит в горячем невоспламеняемом слое, поскольку частицы угля подвешены восходящим потоком флюидизированного газа.
x
x
Системы FBC 224 используются, главным образом, с субкритическими паровыми турбинами. Системы FBC 224 с атмосферным давлением могут быть кипящими или циркулирующими. Герметичные системы FBC 224, представленные на ранних стадиях разработки, использовали, главным образом, кипящие слои и могли производить электроэнергию в комбинированном цикле вместе с газом и паровой турбиной. FBC 224 при атмосферном давлении может использоваться с высоким содержанием угольной золы и/или с углем с переменными характеристиками. Что касается грубых частиц угля, то они могут быть использованы размером, примерно равным 3 мм. Топливо загружается при температуре между 800-900°С, главным образом, ниже порога образования NO, поскольку такие системы работают при низких значениях эмиссий NO, по сравнению с системами PCC 222.
Кипящие слои имеют низкое флюидизирующее быстродействие, поэтому они удерживаются в слое на глубине, примерно равном 1 мм, с идентифицируемой поверхностью. Как только частицы угля перестают гореть и становятся маленькими, они в конечном счете выбрасываются вместе с газами угля на удаленное расстояние, так же как и летучая зола. Циркулирующие слои используют самую высокую флуидизирующую скорость, поскольку эти частицы угля подвешены в дымоходе газов и проходят через основную топливную камеру в циклон. Частицы больших размеров извлекаются из газов и снова зацикливаются внутри камеры сгорания. Отдельные частицы могут зацикливаться между 10-50 периодами, зависящими от их топливных характеристик. Топливные условия относительно однообразны по всей камере сгорания, и в ней имеется большое количество смешанных частиц. Даже несмотря на то что частицы твердого угля распределены по всей установке, плотность слоя в нижней части топки требует перемешивания топлива в процессе горения. Для слоя горения битуминозного угля содержание углерода в слое составляет приблизительно 1% вместе с остатком, образующим золу и другие минералы.
Циркулирующие системы FBC 224 могут быть предназначены для особого типа угля. Эти системы особенно применимы для низкосортного угля, с высоким содержанием золы, который трудно окончательно распылить и который может иметь переменные топливные характеристики. Такие системы также применяются для сжигания угля вместе с другими видами топлива, такими как биомасса или промышленные отходы. Как только установка построена, она будет работать с более высоким коэффициентом полезного действия с предназначенным для нее топливом. Возможны различные варианты ее применения. Тепловой коэффициент полезного действия обычно, до некоторой степени, меньше, чем для эквивалентных систем РСС. При использовании низкосортного угля с переменными характеристиками низкий тепловой коэффициент полезного действия может быть даже еще ниже.
Установка FBC 224 в герметизированной системе может быть использована для работы с низкосортным углем и, как следствие, с переменными топливными характеристиками. В герметизированной системе топливная камера и все циклонные газы вместе с углем и вводимым сорбентом помещаются под давлением в емкость, внутри системы через границу давления, и через границу давления выводится зола. Когда угольная установка работает, уголь и известняк могут быть смешаны в системе вместе с 25% воды, как паста. Система может работать под давлением 1-1,5 МПа, с температурой топлива в интервале между 800-900°С. Топливо нагревает пар, подобно соответствующему бойлеру, и также может производить горячий газ для управления газовой турбиной. Герметизированные установки предназначены для того, чтобы иметь тепловой коэффициент полезного действия не менее 40%, с нижними эмиссиями. Будущие герметизированные системы производства электроэнергии могут быть усовершенствованы таким образом, чтобы они смогли иметь тепловой коэффициент полезного действия больше чем 50%.
3
Некоторые битуминозные угли сами имеют свойства, позволяющие использовать их для выплавки железа и стали без предварительного образования кокса. Их особенность для такого применения зависит от некоторых качеств угля, включающих плавкость, и комбинации других факторов, включающих высокое содержание фиксированного углерода, низкое содержание золы (<5%), низкое содержание серы и низкое содержание кальцита (CaCO). Уголь, имеющий качества, необходимые для применения в металлургии, может стоить на 15-50% больше, чем уголь для производства тепла.
Газификация 230 предполагает преобразование угля в топливный газ, летучие вещества, обугливающиеся вещества и остаточные минералы (зола/шлак). Система газификации 230 преобразует углеводородное топливо типа угля в газовые компоненты путем применения нагрева под давлением, обычно в присутствии пара. Устройства, которые выполняют этот процесс, называются газификаторами. Газификация 230 отличается от горения топлива, потому что она проходит с ограничением доступа воздуха или действующего кислорода. Таким образом, только небольшая часть топлива сгорает полностью. Топливо, которое сгорает, способствует образованию тепла для остального процесса газификации 230. Вместо горения большая часть исходного сырьевого углерода (например, угля) вступает в химическую реакцию с множеством других веществ, образуя совокупный «синтетический газ». Синтетический газ - это, прежде всего, водород, одноокись углерода и другие газообразные составляющие. Компоненты синтетического газа переменны, тем не менее, они основаны на используемом питании установки и используемых условиях газификации.
x
Минеральные остатки в сырье для промышленности не газифицируются, подобно углеродным материалам. Минеральные остатки могут быть разделены и удалены. Загрязненная сера в угле может образовывать серный водород, из которого может быть получена сера или сернокислый оксид. Поскольку газификация проходит в условиях с восстановлением, NO обычно не образуется и вместо него образуется аммиак. Если во время газификации 230 вместо воздуха используется кислород, то в концентрации газового потока производится двуокись углерода, которая может быть изолирована или к которой могут быть приняты превентивные меры, чтобы не загрязнять атмосферу. Газификация 230 может быть способной использовать уголь, который, возможно, трудно использовать в топливных установках ввиду наличия в нем высокого содержания серы или высокого содержания золы. Зола, типичная для угля, используемого в газификации, наносит ущерб коэффициенту полезного действия процесса, потому что они оба наносят ущерб, способствуя образованию шлака и создавая трудности размещения твердого топлива внутри систем охлаждения синтетического газа или установок теплообмена. При низких температурах, таких как образующиеся в фиксированных слоях и газифицированных кипящих слоях, образование смолы может вызывать проблемы.
Доступны три типа систем газификации: с фиксированным слоем, с кипящим слоем и переносимый поток. Установки с фиксированным слоем, в виде исключения, применяемые для производства электроэнергии, используют кусковой уголь. В кипящем слое размер используемого угля составляет 3-6 мм. Установки переносимого потока используют распыленный уголь. Установки переносимого потока работают при более высокой температуре (порядка 1600°С), нежели установки с кипящим слоем (порядка 900°С). Газификаторы могут работать при атмосферном давлении или могут быть герметизированы. При герметизации газификации угольное сырье может быть внесено через барьерное давление. Для размещения угля может быть использована система крупногабаритного и дорогостоящего закрывающегося бункера, или же уголь может быть загружен в виде гидросмеси с водяной основой. Для удаления через барьерное давление потоки побочных продуктов должны быть разгерметизированы. Для получения синтетического газа установки теплового обмена и очистки газа также должны быть внутренне герметизированы.
Системы полной газификации комбинированного цикла (IGCC) 232, реализующие процессы газификации, используются для производства электроэнергии. В системе IGCC 232 синтетический газ, производимый во время газификации, очищается от загрязняющих веществ (серный водород, аммиак, сыпучие вещества и тому подобные) и горит, управляя газовой турбиной. В системе IGCC 232 выпуск газов из установки газификации происходит в виде теплового обмена с водой для генерации сверхперегретого пара, который управляет паровой турбиной. Поскольку в системе IGCC 232 используется комбинация двух турбин (топливная газовая турбина и паровая турбина), такая система называется «комбинированным циклом». Обычно большая часть мощности (60-70%) в эту систему поступает от газовой турбины. Системы IGCC 232 производят электроэнергию с более высоким коэффициентом преобразования энергии, чем топливные угольные системы.
Синтетический газ 234 может быть преобразован во множество других продуктов. Например, такие компоненты, как одноокись углерода и водород, могут быть использованы для производства широкого спектра жидких или газообразных топлив или химических веществ, использующих обычные процедуры, практикуемые в таком технологическом процессе. Другим примером может служить производимый во время газификации водород, который может быть использован в качестве топлива для топливных элементов или потенциально для водородных турбин или гибридных топливных систем, включающих топливные элементы и водородные турбины. Водород, который отделен от газового потока, также может быть использован в качестве сырья для очистительной промышленности, использующей водород для производства нефтяных продуктов более глубокой переработки.
Синтетический газ 234 может быть также преобразован в различные углеводороды, которые могут быть использованы в качестве топлива или для последующей переработки. Синтетический газ 234 может быть конденсирован в легкие углеводороды, используемые, например, в катализаторах Фишера-Тропша. Легкие углеводороды затем могут быть преобразованы в газолин или дизельное топливо. Синтетический газ 234 также может быть преобразован в метанол, который может быть использован в качестве топлива или добавки к топливу или служить основой для производства газолина.
Кокс 238 представляет собой твердый углеродный осадок, полученный из угля, из которого удалены летучие компоненты путем спекания их в печи при высокой температуре (выше чем 1000°С). При такой температуре фиксированный углерод и остаточная зола плавятся вместе. Промышленным сырьем для образования кокса обычно служит битуминозный уголь с низким содержанием золы и серы. Кокс может использоваться в качестве топлива во время, например, плавки железа в доменных печах. Во время таких процессов кокс может также использоваться как восстановительная присадка. При преобразовании угля в кокс могут также возникать побочные продукты, такие как угольная смола, аммиак, легкие масла и угольный газ. Поскольку летучие компоненты угля при производстве кокса 238 удаляются, желательно, чтобы кокс использовался в качестве топлива в печах, в которых условия горения отличаются от условий горения самого угля. Например, кокс как бездымное или выделяющее небольшое количество дыма топливо может гореть в условиях, которые при использовании битуминозного угля могут вызывать большое количество выделений. Желательно, чтобы уголь отвечал некоторым строгим критериям, к которым относятся содержание влаги, содержание золы, содержание серы, содержание летучих веществ, смолы и пластичности, до того, как он может использоваться как коксующийся уголь.
Чистый аморфный углерод 238 может быть получен путем нагревания угля до температуры, примерно равной 650-980°С, с ограничением доступа воздуха окружающей среды, в результате чего невозможно полное сгорание топлива. Аморфный углерод 238 - это графит, форма аллотропного углерода, состоящего из микроскопических кристаллов углерода. Таким образом, получаемый аморфный углерод 238 находит широкое применение в промышленности. Например, графит может использоваться в электрохимических компонентах, активированные углероды используются для очистки воды и воздуха, и черный углерод может применяться для усиления покрышек автомобилей.
В реализациях изобретения основной процесс производства кокса 238 может быть использован для производства углеводорода 240, содержащего смешанный газ, который может быть использован в качестве топлива («городского газа»). Городской газ может содержать, например, около 51% водорода, 15% одноокисного углерода, 21% метана, 10% двуокиси углерода и азота и около 3% других алканов. Для производства метана применяются другие процессы, например процесс Люржи и синтез Сабатье, позволяющие использовать уголь низкого качества.
Ожижение превращает уголь в продукты 240 углеродной жидкости, которая может быть использована в качестве топлива. Процесс ожижения угля может быть прямым или косвенным. Любой процесс, который конвертирует уголь в углеводородное топливо 240, может добавлять водород к углеводороду, содержащемуся в угле. Существуют четыре способа ожижения: (1) пиролиз и гидрокарбонизация, где уголь нагревается в отсутствие воздуха или в присутствии водорода; (2) извлечение растворителя, где углеводороды угля селективно выводятся из угольной массы и добавляется водород; (3) катализ ожижения, где катализатор выполняет гидрогенизацию углеродов угля; и (4) косвенное ожижение, где одноокисный и водородный углерод комбинируются в присутствии катализатора. Как пример, процессы Фишера-Тропша представляют собой катализ химической реакции, в которой одноокисный углерод и водород преобразуются в различные формы жидких углеводородов 240. К веществам, образуемым в результате этого процесса, можно отнести синтетическую нефть, применяемую в качестве замены масел или топлива.
В другом примере, низкая температура карбонизации может быть использована для производства из угля жидких углеводородов 240. В этом процессе коксование угля 238 происходит при температуре между 450 и 700°С (сравнить с температурой от 800 до 1000°С для металлургического кокса). Такие температуры оптимизируют производство угольной смолы, более богатой легкими углеводородами 240, чем обычная угольная смола. Затем угольная смола будет преобразована в топливо.
Угольное топливо производит различные побочные продукты угля 242, включающие углеводороды, золу, серу, двуокись углерода, воду или тому подобные. Последующая обработка этих побочных продуктов может быть доведена до конца с экономической выгодой.
Летучие вещества представляют собой такие продукты, за исключением влаги, которые во время нагрева могут переходить в газ или пар. Для угля процент летучих веществ определяется при первом нагреве до температуры 105°С, при которой убирается влага, затем, нагреве угля до 950°С и измерении остаточного веса. Летучие вещества могут включать смешанные короткие и длинные цепочки углеводородов плюс другие газы, включая серу. Летучее вещество, таким образом, может состоять из смешанных газов, органических соединений, имеющих низкую температуру кипения, которые конденсируются при охлаждении в масла и смолы. Содержание летучих веществ в угле увеличивается с уменьшением марки угля. Кроме того, угли с высоким содержанием летучих веществ имеют высокую реактивность во время горения и легко воспламеняются.
Угольная зола, распространенный продукт угольного горения, состоит из летучей золы (отходы, получаемые из дымовых труб) и зольного остатка (из бойлерных и топливных камер). Грубые частицы (зольный остаток и/или бойлерный шлак), оседаемые на дне камеры сгорания, и тонкие фракции (летучая зола) проходят через дымоход, восстанавливаются и снова используются. Концентрация угольной золы может содержать много следов элементов и тяжелых металлов, включая Al, As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Se, Sr, V и Zn. Полученная таким образом зола после горения угля может использоваться как добавка к цементным продуктам, как замещающая грунт, при его выемке в гражданских инженерных проектах, как грунт повышенного качества и как компонент других продуктов, включая краски, пластмассы, покрытия и адгезивы.
3
2
2
4
Сера в угле может быть выделена при горении как окись серы или может быть получена в угольной золе за счет реакции с основными окислами, содержащимися в примесях минералов (процесс, известный как самосохранение серы). Наибольшую значимость базового окисла для самосохранения серы имеет CaO, образованный в результате разложения CaCO и сгорания кальция, содержащего органические группы. Горение угля состоит в выполнении двух последовательных шагов: удаление летучих веществ и сгорание обугливающегося топлива. Во время удаления летучих веществ горение серы преобразуется в SO. Во время горения обугливающегося топлива одновременно протекает процесс образования SO, сульфитации и разложения CaSO.
Деструктивными компонентами дистилляции 244 угля служат угольная смола и угольный газ в добавлениях к металлургическому коксу. Применения металлургического кокса и угольного газа обсуждались ранее как продукты преобразования угля. Угольная смола, третий побочный продукт, имеет многочисленные примеры коммерческого назначения.
Угольная смола представляет собой смешанное соединение углеводородных веществ. Большая часть этих летучих компонентов, имеющих запах углеводородов различного состава, получаются из наипростейшего летучего вещества (бензин) и преобразуются в нелетучие вещества со сложной структурой и большим молекулярным весом. Углеводороды в угольной смоле широко представлены бензиновой основой, нафталиновой основой, или антраценовой основой, или фенантреновой. Здесь может быть различное количество алифатических углеводородов, парафинов или олефинов. В добавление, угольная смола содержит небольшое количество простых фенолов, таких как карболовая кислота и кумарон. Могут быть также найдены компоненты серы и азотосодержащие органические соединения. Большая часть азотных веществ в угольной смоле основана на свойствах и соответствии семейству пиридина и хинолина, например анилина.
Угольная смола может быть фракционно дистиллирована 244 с целью получения количества полезных органических соединений, включая бензин, толуол, ксилен, нафталин, антрацен и фенантрен. Такие вещества могут иметь название сырых угольных смол. Они cоставляют основу для синтеза количества продуктов, таких как красители, медикаменты, приправы, парфюмерия, синтетическая резина, краски, презервативы и взрывчатые вещества. После фракционной дистилляции сырых угольных смол остатки смолы удаляются. Такое вещество может использоваться для изготовления кровли, мощения улиц, в качестве изоляционного и водонепроницаемого материалов.
Угольная смола может также использоваться в своем исходном состоянии без применения к ней фракционной дистилляции 244. До того как она может быть использована, смола может быть нагрета до некоторой степени для вывода из нее летучих веществ. Угольная смола в своем исходном состоянии может использоваться как краска, как материал, устойчивый к атмосферным воздействиям, или как защитное покрытие от коррозии. Угольная смола может также использоваться в качестве кровельного материала. Угольная смола может сгорать, как топливо, хотя при этом выделяются вредные газы. При горении угольной смолы образуется большое количество сажи, называемой ламповой копотью. Если сажу собрать, она может быть использована для производства углерода для электрохимической промышленности, в принтерах, красителях и т.д.
Обычным для топливных угольных установок 200 и других предприятий, использующих уголь, считается хранение угля в отдаленном месте. Для установок производства электроэнергии 204 угля должно храниться на 10% или больше годовой потребности. Однако излишние объемы хранимого угля могут приводить к трудностям, связанным со спонтанным самовозгоранием, потерей летучих материалов и потерей теплотворной способности. Антрацитный уголь может представлять в меньшей степени риски, чем другие марки угля. Антрацит, например, не может быть объектом спонтанного возгорания и поэтому может храниться в неограниченных количествах для угольных батарей. Напротив, битуминозный уголь может спонтанно возгораться, если он размещен в достаточно больших батареях и может быть достаточно дезинтегрирован.
В хранимом угле возможны два типа изменений. Неорганические материалы, такие как пириты, могут окисляться, и органические материалы в самом угле могут окисляться. Когда неорганические материалы окисляются, объем и/или вес угля может увеличиваться и уголь может дезинтегрироваться. Если окисляется само угольное вещество, изменения не могут быть оценены немедленно. Окисление органического материала в угле включает в себя окисление углерода и водорода, абсорбцию кислорода ненасыщенными соединениями углеводородов и приводит к изменениям, которые могут вызвать потери теплотворной способности угля. Эти же изменения могут вызвать спонтанное возгорание.
В реализациях изобретения уголь может быть транспортирован от места его добычи до места использования. Прежде чем он будет транспортирован, уголь может быть очищен, отсортирован и/или раздроблен до нужных размеров. В некоторых случаях, установки производства электроэнергии могут быть размещены в стороне или внутри шахты, производящей уголь для установки. Для этих установок уголь может подаваться конвейерами или подобными средствами. Однако, в большинстве случаев, установки производства электроэнергии или другие установки, использующие уголь, размещаются на некотором удалении. Основным способом транспортировки угля от шахт до удаленных установок является железная дорога. Могут быть также использованы баржи и другие плавучие средства. Реально осуществима транспортировка по магистралям грузовиками, но она может быть неэффективной по стоимости, особенно на расстояния более пятидесяти миль. Взвешенный в воде порошкообразный уголь гидросмеси угля транспортируется трубопроводами.
В реализации изобретения параметры обработки твердого топлива для непрерывного процесса обработки твердого топлива, для однократного процесса обработки или других процессов могут генерироваться установкой генерации параметров 128, основанных на требуемых характеристиках твердого топлива и возможностях обработки установкой обработки твердого топлива 132. Данные образца угля 120 могут быть взяты за начальные характеристики твердого топлива в качестве входных данных установки обработки твердого топлива 128, и требуемые характеристики угля 122 могут обеспечить требуемые окончательные характеристики твердого топлива.
В реализации изобретения первый шаг в определении параметров обработки твердого топлива может быть в определении разницы между характеристиками сырого, необработанного твердого топлива и требуемыми характеристиками окончательно обработанного твердого топлива.
Как было описано ранее, информация твердого топлива, хранимая в данных образца 120, может включать такие данные, как процентное содержание влаги, золы, летучих веществ, фиксированного углерода, BTU/lb, BTU/lb M-A Free, образования серы, размольная характеристика (HGI), общее содержание ртути, температура плавления золы, анализ минералов золы, электромагнитная абсорбция/отражение, диэлектрические свойства и тому подобное. Характеристики твердого топлива могут быть отнесены к такому топливу, которое поступает с угольной шахты 102, с установки складирования 112, с установки обработки твердого топлива или тому подобного. В реализации изобретения установка обработки твердого топлива 132 может проверять и определять характеристики твердого топлива для хранения в данных образца угля 120.
В реализации изобретения, как обсуждалось ранее, требуемые характеристики угля 122 могут хранить конечные требуемые характеристики твердого топлива для поставки его потребителю для использования в месте расположения установки обработки твердого топлива 132 или тому подобного. Например, установка обработки твердого топлива 132 может быть частью большой установки и может для нее производить окончательно обработанное твердое топливо. В реализации изобретения требуемые характеристики угля 132 могут хранить характеристики, требуемые потребителем, заказывающим твердое топливо, причем твердое топливо может быть произведено из доступного, полученного твердого топлива и характеристики твердого топлива могут быть получены с использованием вышеупомянутого полученного твердого топлива или тому подобного.
В реализации изобретения параметры обработки твердого топлива могут быть сгенерированы установкой генерации параметров 128, основанной на окончательно требуемых характеристиках обработанного твердого топлива. Окончательно обработанные требуемые характеристики твердого топлива могут быть связаны с требованиями заказчика, касающимися горения, дальнейшей обработки, хранения и перепродажи или тому подобного.
В реализации изобретения параметры обработки твердого топлива могут быть сгенерированы на основе требуемых окончательных характеристик твердого топлива и возможностей установки обработки твердого топлива 132. В реализации изобретения установка генерации параметров 128, базируясь на требованиях для окончательно требуемого твердого топлива, может искать и находить характеристики твердого топлива из характеристик 122 для окончательно обработанного требуемого твердого топлива. В реализации изобретения установка генерации параметров 128 может вычислять предпочтительные характеристики для получения твердого топлива, требуемого для производства окончательно обработанного твердого топлива. После вычисления установка генерации параметров 128 может искать данные угольного образца 120 для идентификации сырого угля твердого топлива, который может быть обработан установкой обработки твердого топлива 132 для производства окончательно обработанного требуемого твердого топлива.
В реализации изобретения вычисления, производимые установкой 128 генерации параметров, могут относиться к возможностям функциональных особенностей установки обработки твердого топлива 132. В зависимости от конфигурации установки обработки твердого топлива 132, установка обработки твердого топлива 132 может иметь некоторые возможности для обработки твердого топлива. Например, установка обработки твердого топлива 132 может быть способна удалить некоторый процент влаги из твердого топлива в течение одного цикла обработки твердого топлива. В определении качеств необработанного твердого топлива, для выбора из образца угля данных 120, установка генерации параметров 128 может рассматривать количество влажности окончательно обработанного твердого топлива и вычислять количество влаги, которое может быть удалено из необработанного твердого топлива для определения начального содержания влаги в характеристиках твердого топлива. Например, если требуется иметь окончательную влажность 5% содержания влаги и установка обработки твердого топлива способна удалить 80% влаги из необработанного угля во время одного цикла обработки, это означает, что начальные выбираемые условия могут быть выбраны из группы необработанного твердого топлива, имеющего 25 процентов содержания влаги. И наоборот, установка генерации параметров 128 может выбирать необработанное твердое топливо с самым высоким процентом содержания влаги и определять множество циклов обработки, для получения наилучшей эффективности или показателя стоимость-эффективность при обработке. Лицу, осведомленному в этом технологическом процессе, можно понять, что возможности установки обработки твердого топлива могут меняться для различных типов твердого топлива и могут также меняться в зависимости от других характеристик твердого топлива при эксплуатации вышеуказанной установки вместе с твердым топливом или тому подобном.
В реализации изобретения вычисления, производимые установкой генерации параметра 128, могут проводиться для каждой из характеристик требуемого твердого топлива. В реализации изобретения вычисления, производимые на наборе требуемых характеристик окончательного твердого топлива, могут производить установку характеристик необработанного твердого топлива. В реализации изобретения установка генерации параметра 128 может пытаться найти соответствие набора параметров, используемых в точном соответствии критерию лучшего соответствия, критерию соответствия, основанному на некоторых характеристиках самого высокого приоритетного соответствия, в комбинации соответствия критериев, в статистическом соответствии критериев или тому подобном.
В реализации изобретения в результате процесса поиска соответствия установка генерации параметров 128 может найти более чем одно необработанное твердое топливо, которое отвечает критериям соответствия. Например, поиск данных 120 образца угля может приводить к нахождению более чем одного необработанного твердого топлива, если используется критерий наилучшего соответствия. В реализации изобретения наилучший критерий соответствия может требовать для идентификации необработанное твердое топливо, которое отвечает, по меньшей мере, требуемым параметрам твердого топлива; наилучшее соответствие может быть с необработанным твердым топливом, которое соответствует лучшим параметрам. В реализации изобретения наилучший критерий соответствия может требовать идентификацию необработанного твердого топлива, которое отвечает, по меньшей мере, некоторым из требуемых параметров твердого топлива; наилучшее соответствие может быть с необработанным твердым топливом, которое соответствует лучшим параметрам. В реализации изобретения набор результирующих значений из параметров процедуры соответствия может включать классификационный список соответствия необработанному твердому топливу; твердое топливо с самым высоким показателем может быть в самом верху, и самые низкие показатели могут быть в самом низу списка. В реализации изобретения показатели списка могут быть отсортированы по желанию потребителя.
В реализации изобретения список соответствующего твердого топлива может быть представлен оператору установки обработки твердого топлива 132 для окончательного выбора твердого топлива на основе его использования для производства требуемого окончательно обработанного твердого топлива. В реализации изобретения оператор может представить список соответствия необработанного твердого топлива; список может содержать классификацию, указывающую необработанное твердое топливо, которое может рассматриваться как имеющее наилучшее соответствие. В реализации изобретения, где находятся соответствия для многочисленных характеристик, установка генерации параметров 128 может установить приоритетный режим отбрасывания большей части параметров соответствия. В реализации изобретения, где соответствия находятся для многочисленных характеристик, установка генерации параметров 128 может вычислить показатель совокупного соответствия, представляющий уровень соответствия среди всех характеристик. В реализации изобретения приоритетный режим может использоваться для придания большего веса некоторым характеристикам соответствия при намерении вычисления показателя совокупного соответствия. В реализации изобретения параметры для оценки наиболее близкого соответствия могут быть выбраны пользователем как приоритетные, совокупные, или могут быть использованы другие измеренные соответствия при сохранении технических характеристик потребителя.
В реализации изобретения, после того как необработанное твердое топливо выбрано, установка генерации параметров 128 может генерировать набор параметров для обработки выбранного необработанного твердого топлива.
В другой реализации изобретения установка генерации параметров 128 может вычислять параметры обработки твердого топлива, базируясь на имеющемся в распоряжении твердом топливе и возможностях установки обработки твердого топлива 132. В реализации изобретения может быть, по меньшей мере, одно доступное твердое топливо, получаемое установкой обработки твердого топлива 132. В реализации изобретения установка генерации параметров 128 может выбирать одно из имеющихся в распоряжении необработанных твердых топлив, определять характеристики необработанного твердого топлива на основании данных 120 образца угля и определять конечное обработанное твердое топливо, которое может быть произведено с учетом возможностей обработки установкой обработки твердого топлива 132. Установка генерации параметров 128 также может моделировать изменения, которые могут быть в необработанном твердом топливе в течение одного цикла обработки и в течение многих циклов обработки. Рассматривая возможности установки обработки твердого топлива, установка генерации параметров 128 может моделировать результаты обработки необработанного твердого топлива, используя несколько различных наборов параметров обработки, и, таким образом, может быть выбран режим обработки, обеспечивающий наибольший коэффициент полезного действия и показатель себестоимость-эффективность.
В реализации изобретения один тип необработанного твердого топлива может быть использован для производства более чем одного типа конечного обработанного твердого топлива. Например, выбранное необработанное твердое топливо может содержать 30 процентов влаги, и установка обработки твердого топлива 132 может быть способна удалить от одной трети до двух третей влажности в каждом цикле обработки. Следовательно, установка обработки твердого топлива может быть способна производить конечную продукцию твердого топлива с содержанием влаги от 10 до 20 процентов в течение одного цикла. Если во втором цикле также удаляется между одной третью и двумя третями влаги, то в конечной продукции может быть достигнуто содержание влаги в интервале между 3,3 и 13,3%. Второй и последующие циклы могут не производить такую же эффективную обработку как в первом цикле, поэтому в этих циклах не может быть обеспечен тот же самый процент удаления влаги, как в первом цикле. Следует добавить, что обработка в одном цикле может быть более эффективна и/или с более высоким показателем себестоимость-эффективность, чем при обработке с множеством циклов, или наоборот. Использование одного цикла означает, что установка обработки твердого топлива 132 может быть способна производить конечное твердое топливо с содержанием влаги между 10 и 20 процентами. При использовании многих циклов установка обработки твердого топлива может быть способна производить конечное твердое топливо с содержанием влаги между 3 и 13 процентами. Потребитель, желающий иметь окончательное твердое топливо с содержанием влаги 10 процентов, имеет возможность получить тот же самый результат, используя различные типы протоколов обработки, зависящих, по меньшей мере, частично от экономических показателей проведения циклов обработки, использующих различные параметры и различные режимы.
В реализации изобретения установка генерации параметров 128 может определять конечные характеристики твердого топлива для всех выбранных характеристик необработанных твердых топлив, базируясь на возможностях установки обработки твердого топлива 132. Лицу, осведомленному в этом технологическом процессе, можно понять, что оптимизация особых характеристик окончательного твердого топлива может повлечь за собой обработку параметров, которые могут быть не идеальными для оптимизации других характеристик. Отсюда можно предположить, что могут быть выбраны многочисленные циклы обработки, причем каждый из них с различными параметрами, и, таким образом, может быть оптимизировано множество характеристик конечного твердого топлива.
В реализации изобретения, когда установка обработки твердого топлива 132 генерирует рабочие параметры, установка генерации параметров 128 может рассматривать характеристики окончательного твердого топлива для требуемого твердого топлива, запрашиваемого твердого топлива, прошлого производимого твердого топлива или тому подобного.
В реализации изобретения рабочие параметры установки обработки твердого топлива 132 могут быть определены из окончательно выбранного твердого топлива.
В другой реализации изобретения установка генерации параметров 128 может вычислять рабочие параметры для установки обработки твердого топлива 132 на основе предыдущего твердого топлива, обрабатываемого в установке обработки твердого топлива 132. В реализации изобретения установка генерации параметров 128 может хранить прошлую информацию для необработанного, полученного ранее твердого топлива и обработанного твердого топлива, которое может быть произведено от полученного необработанного твердого топлива. При использовании этого процесса, когда получено некоторое необработанное твердое топливо, установка генерации параметров 128 может определять характеристики обработки твердого топлива, которое может быть произведено с необработанным твердым топливом. В добавление, установка генерации параметров 128 может находить соответствие определенного конечного обработанного твердого топлива с требуемым конечным обработанным топливом для вычисления рабочих параметров установки обработки твердого топлива 132.
В реализации изобретения установка генерации параметров 128 может поддерживать прошлые данные рабочих параметров для обработки полученного ранее необработанного твердого топлива; прошлые рабочие параметры могут быть использованы вместо вычисления новых параметров.
В реализации изобретения рабочие параметры установки обработки твердого топлива 132 могут быть вычислены для непрерывного процесса, одноразовых процессов или других процессов обработки твердого топлива.
В реализации изобретения, после того как установка генерации параметров 128 определит рабочие параметры для обработки твердого топлива, рабочие параметры могут быть переданы на устройство управления 134, контроллер 144, установку управления параметрами 140 или тому подобное.
В реализации изобретения обработка твердого топлива использует непрерывный процесс обработки, одноразовые процессы, комбинацию непрерывных и одноразовых процессов или тому подобные, которые могут управляться с использованием петли обратной связи между устройством управления 134, контроллером 144, датчиками процесса обработки 142 или тому подобным.
Как обсуждалось ранее, установка генерации параметров 128 может вычислять параметры обработки твердого топлива, которые могут быть использованы различными системами установки обработки твердого топлива 132 для обработки твердого топлива, которое должно отвечать особым характеристикам. Особые характеристики могут быть основаны на требованиях заказчика, возможностях установки обработки твердого топлива 132, имеющегося в наличии необработанного твердого топлива или тому подобном.
В реализации изобретения в течение обработки твердого топлива в установке обработки твердого топлива 132 установка управления 134 может управлять процессом обработки путем получения информации от процедурных датчиков 142. В реализации изобретения контроллер 144 может обеспечивать выдачу рабочих команд на различные системы (например, микроволновая система 148) для обработки твердого топлива. В реализации изобретения процедурные датчики 142 могут оценивать работу установки обработки твердого топлива 132. Датчики 142 могут измерять входные и выходные параметры различных систем конвейерной установки 130, побочные продукты, удаленные из твердого топлива в течение обработки, измерять невещественные показатели (например, уровень содержания влаги) или тому подобное.
В реализации изобретения установка управления 134 может получать параметры обработки твердого топлива от установки генерации параметров 128. При управлении обработкой твердого топлива установка управления 134 может применять области допустимых значений задания параметров. В реализации изобретения области допустимых значений могут базироваться на возможностях систем, возможностях датчиков, минимальных и максимальных значениях параметров, требуемых для некоторого твердого топлива, приоритетном измерении твердого топлива или тому подобном.
В реализации изобретения установка генерации параметра 128 может определять области допустимых значений, которые могут быть применены к параметрам обработки твердого топлива.
В реализации изобретения контроллер 144 может получать параметры твердого топлива без областей допустимых значений. Контроллер может обеспечивать выдачу рабочих команд, базируясь на параметрах твердого топлива без областей допустимых значений.
В реализации изобретения управление процессом обработки и петля обратной связи могут быть установлены между устройством управления 134, контроллером 144, датчиками процесса обработки 142 для управления непрерывными процессами и управлением за пределами данных управления обработки непрерывной обработки твердого топлива, однократной обработкой твердого топлива или тому подобным.
В реализации изобретения петля обратной связи может начинаться с установки генерации параметров 128, обеспечивающей выдачу рабочих параметров на установку управления 134 и контроллер 144. В реализации изобретения установка управления 134 может выдавать в рабочих параметрах параметр допустимых значений; параметр допусков может быть использован для сравнения результатов считывающих датчиков 142 с допускаемыми результатами обработки. В реализации изобретения рабочие параметры могут включать параметры для управления системами установки обработки твердого топлива 132, измерения побочных продуктов, полученных при обработке (например, уровень удаленной влаги), и тому подобное. В реализации изобретения установка управления 134 может использовать информационный датчик 142 измерения побочных продуктов, чтобы изменить значения параметров в системных параметрах.
В реализации изобретения контроллер 144 может начинать обработку твердого топлива путем передачи рабочих параметров на системы конвейерной установки 130, такие как микроволновая система 148, транспортная система, система предварительного нагрева 138, система управления параметрами 140, система удаления 150 и тому подобное. В реализации изобретения контроллер 144 может передавать рабочие параметры на системы обработки твердого топлива без допусков. Получив рабочие параметры, системы обработки твердого топлива могут начинать обработку твердого топлива с использованием непрерывного процесса, однократного процесса или тому подобного.
В реализации изобретения, как только процесс обработки твердого топлива начался, датчики 142 могут начать измерять выходные параметры различных работающих систем обработки твердого топлива. В реализации изобретения выходные параметры обработки могут включать такие измерения, как микроволновая мощность, микроволновая частота, скорость конвейера, значения температур, воздушный поток, уровни инертного газа и тому подобное. В реализации изобретения обработка выходных параметров может включать измерение удаленных побочных продуктов, таких как удаленная влага, удаленная зола, удаленная сера, а также температуру поверхности твердого топлива, температуру воздуха и тому подобное. Как обсуждалось ранее, датчики 142 могут быть установлены в различных местах вдоль конвейерной установки 130 для измерения различных выходных параметров обработки твердого топлива.
В реализации изобретения датчики 142 могут обеспечивать измерения выходных параметров твердого топлива, поступающих на установку управления 134. Установка управления 134 может получать результаты измерения датчика 142 в реальном масштабе времени во время обработки твердого топлива. В реализации изобретения установка управления 134 может сравнивать измерения датчика 142 с областью допустимых значений рабочих параметров.
В реализации изобретения установка управления 134 может содержать различные алгоритмы для изменения рабочих параметров на основе полученных измерений датчика 142. Алгоритмы могут определять величины изменения в рабочих параметрах, если результаты измерения датчика выходят за пределы области допустимых значений. Например, данные измерения датчика 142 могут быть либо внутри, либо выше, либо ниже области допустимых значений.
В реализации изобретения установка управления 134 может строить изменения рабочих параметров на измерениях датчика 142 в реальном масштабе времени, выборочных измерениях датчика 142, среднем значении измерений датчика 142, статистическом значении измерений датчика 142 или тому подобном.
В реализации изобретения изменения рабочих параметров могут быть реализованы на основе измеренных датчиком 142 побочных продуктов, таких как удаленная влага, удаленная зола, удаленная сера, а также значения температуры поверхности твердого топлива, вес твердого топлива и тому подобное. В реализации изобретения установка модификации алгоритма 134 может надежно связывать датчик измерений побочных компонентов 142 с параметрами систем установки обработки твердого топлива 132 для регулирования датчика 142 считывания побочных продуктов. Например, для измерения побочного продукта уровня влаги в окружающей среде, конвейерной установке может потребоваться увеличение или уменьшение значений параметров микроволновой системы 148, таких как мощность микроволновой установки, микроволновая частота, микроволновый рабочий цикл, число работающих микроволновых систем или тому подобное. В реализации изобретения установка управления алгоритмом 134 может объединять системный считывающий датчик с взаимодействующим считывающим датчиком 142 для определения, в какой степени требуются изменения параметров в системе. Например, считывающий датчик 142 уровня мощности для микроволновой системы 148 может быть объединен с датчиком уровня влаги на площади микроволновой системы 148. В результате, измененными параметрами микроволновой системы 148 могут быть такие, как оценка текущего уровня мощности, установленного в микроволновой системе 148, и оценка влажности окружающей среды. В этом примере установленная в микроволновой системе 148 мощность может быть выше измеренного значения, сравнимого с требуемым установленным параметром, но считанная влажность может быть ниже значения влажности, сравнимого с требуемым уровнем. В этом случае параметр установки мощности может быть увеличен для удаления влаги из твердого топлива, даже если устанавливаемая мощность микроволновой системы всегда ниже требуемого значения установки.
В реализации изобретения датчик измерения побочных продуктов 142 может быть связан более чем с одной системой установки обработки твердого топлива 132. В реализации изобретения может быть множество датчиков 142 измерения побочных продуктов, связанных с системой. В реализации изобретения установка управления 134 может определять, как наилучшим образом изменять рабочий параметр (параметры) системы для компенсации измерений датчика побочных продуктов, показания которого находятся за пределами области допустимого параметра. В реализации изобретения установка управления 134 может предварительно определять регулировки датчика 142, может располагать базой регулируемых параметров, может использовать нервную сеть для регулирования параметров, основанного на предыдущем регулировании, причем регулирование может выполняться вмешательством человека, или тому подобное. В реализации изобретения безопасная установка рабочих системных параметров может быть введена в систему, которая не может их отвергнуть или которая требует вмешательства администратора, чтобы отвергнуть.
В реализации изобретения установка управления 134 может поддерживать прошлые рабочие параметры регулирования, устанавливаемые во время обработки твердого топлива. Установка управления 134 может отсылать к параметрам прошлого регулирования, определяя в них следующий параметр регулирования. Например, мощность микроволновой системы 148 может быть предварительно отрегулирована на повышенное содержание влаги, подлежащей удалению из твердого топлива. Когда определялась величина мощности микроволновой системы 148, регулирование базировалось на новом значении считывающего датчика 142, и установка управления 132 может отсылать предыдущий параметр регулирования для определения величины следующего параметра регулирования. Например, прошлый параметр регулирования может показать, что последнее регулирование микроволновой системы 148 на повышенное содержание влаги на 5 процентов убирается двумя процентами. Эта информация может быть использована для регулирования мощности микроволновой системы 148 для получения требуемого изменения удаляемой влаги из твердого топлива. В реализации изобретения на основе последовательности измерений прошлых параметров регулирования может быть получена кривая калибровки, и, таким образом, для получения требуемого результата такое регулирование параметра может быть выполнено более точно в ответ на некоторые результаты считывающих датчиков 142.
В реализации изобретения, как только установка управления 134 произвела регулировку рабочих параметров твердого топлива, отрегулированные параметры могут быть переданы на контроллер 144 для передачи их на различные системы установки обработки твердого топлива 132. В реализации изобретения отрегулированные параметры могут быть переданы в реальном масштабе времени, с некоторым временным интервалом, непрерывно или подобным образом.
В реализации изобретения, как только контроллер 144 получает отрегулированные параметры, контроллер может передавать отрегулированные параметры на различные системы в реальном масштабе времени, с некоторым временным интервалом, непрерывно или подобным образом.
Точно так же установка управления 134, контроллер 144 и датчик 142 петли обратной связи могут непрерывно выдавать рабочие параметры на системы установки обработки твердого топлива 132, получать с помощью измерительных датчиков 142 информацию о компонентах и побочных продуктах, передавать результаты измерений на устройство управления 134, регулировать рабочие параметры, передавать отрегулированные рабочие параметры на контроллер и тому подобное.
В реализации изобретения, для обработки твердого топлива, непрерывной петлей обратной связи могут быть охвачены рабочие параметры для непрерывного процесса, однократного процесса или тому подобного.
В реализации изобретения системы конвейерной установки 130 могут управляться рабочими параметрами, генерируемыми установкой генерации 128 и измененными установкой управления 134. Как было сказано ранее, рабочие параметры могут управляться и регулироваться установкой управления 134 и контроллер 144 может передавать рабочие параметры на системы конвейерной установки 130.
В реализации изобретения конвейерная установка твердого топлива может включать такие системы, как лента транспортера, микроволновые системы, датчики, системы сбора, установку предварительного нагрева, установку охлаждения и тому подобное. В реализации изобретения конвейерная установка 130 может быть непрерывно обрабатывающей установкой, однократно обрабатывающей установкой или тому подобным.
В реализации изобретения обработка твердого топлива для получения окончательно обработанного твердого топлива, отвечающего требуемым характеристикам, может управляться системами конвейерной установки 130, использующими рабочие параметры, выбранные для производства твердого топлива с требуемыми характеристиками. Лицу, осведомленному в этом технологическом процессе, можно понять, что требуемые характеристики окончательно обработанного твердого топлива могут быть получены путем регулирования управления более чем одной системы конвейерной установки 130. Например, влага, удаленная из твердого топлива в течение процесса обработки, может управляться путем регулирования мощности микроволновой системы 148, частоты микроволновой системы 148, рабочего цикла микроволновой системы 148, температурой предварительного нагрева, значениями скорости конвейера, составом атмосферы (например, воздух или инертный газ) или подобными параметрами, используемыми индивидуально или в комбинации. Параметры систем конвейерной установки 130 могут быть подвержены влиянию других требований, таких как получение твердого топлива в единицу времени, начальные характеристики необработанного твердого топлива, окончательные характеристики обработанного топлива или тому подобное.
В реализации изобретения контроллер 144 может хранить рабочие параметры для систем конвейерной установки 130 и может передавать параметры на системы конвейерной установки 130. В реализации изобретения контроллер 144 может преобразовывать рабочие параметры в системы команд, которые будут восприняты и исполнены системами конвейерной установки 130.
В реализации изобретения датчики 142 могут быть использованы для измерения операций систем конвейерной установки 130 и для получения информации, касающейся обработки твердого топлива. В реализациях изобретения датчики 142 могут измерять информацию, поступающую непосредственно от систем конвейерной установки 130, таких как микроволновая система, или информацию состояния окружающей среды, которая может вытекать из обработки твердого топлива, такой как выделенная из твердого топлива влага. В реализациях изобретения состояние окружающей среды может включать уровень влаги, уровень золы, уровень серы, температуру воздуха, температуру поверхности твердого топлива, уровень инертных газов, уровень охлаждения или тому подобное. В реализации изобретения может быть множество датчиков 142 для измерения одних и тех же состояний окружающей среды внутри конвейерной установки 130, причем для обеспечения избыточности или для выполнения измерений в различных местоположениях, для сопровождения последовательности обработки используется любой из двух датчиков. Например, может быть множество датчиков 142 для измерения удаленной влаги из твердого топлива, измеряемой с помощью датчиков влажности 142, размещенных в микроволновой системе 148, следом за установкой микроволновой системы 148 и тому подобное. В добавление, могут быть датчики воды для измерения объема водяной жидкости, которая собирается установкой сбора в конвейерной установке 130. В реализации изобретения может быть множество датчиков для каждого вида измерений, производимых внутри установки 130.
В реализации изобретения датчики 142 могут записывать информацию различных компонентов и побочных продуктов и передавать эту информацию на установку управления 134. Как было сказано ранее, установка управления может использовать полученную датчиками информацию для выполнения настройки параметров регулирования твердого топлива. В реализации изобретения установка управления 134 может передавать отрегулированные параметры твердого топлива на контроллер для изменения обработки твердого топлива.
В реализации изобретения обработка твердого топлива может быть непрерывно измеряемой процедурой для обеспечения достижения характеристик окончательно обработанного твердого топлива. Поэтому процесс обработки твердого топлива может быть постоянно регулируемым, в ответ на какие-либо изменения характеристик необработанного твердого топлива. Например, характеристика твердого топлива, такая как содержание влаги, может меняться за пределами времени обработки необработанного топлива. В этом примере содержание влаги начинается с одного начального уровня запуска процесса обработки твердого топлива и меняется в ту или иную сторону в течение времени процесса обработки. В реализации изобретения любая из измеряемых характеристик твердого топлива может изменяться с поступлением твердого топлива. При использовании датчиков 142 внутри конвейерной установки 130, в то время как твердое топливо обрабатывается, рабочие параметры могут быть отрегулированы для получения совместимого набора характеристик в течение полного времени обработки твердого топлива. В реализации изобретения рабочие параметры конвейерной установки 130 могут быть отрегулированы для получения набора характеристик в окончательно обработанном твердом топливе.
В реализации изобретения, как только твердое топливо обработано, параметры, которые могут быть отрегулированы, могут включать микроволновую энергию, температуру воздуха, уровни инертного газа, быстродействие воздушного потока, быстродействие конвейерной установки и тому подобное. В реализации изобретения рабочие параметры конвейерной установки 130 могут управляться и регулироваться индивидуально, группами, соединенными группами (например, быстродействие и мощность микроволновой энергии) и подобным образом.
В реализации изобретения способ управления и регулирования рабочими параметрами может быть применен к непрерывному процессу обработки, к однократному процессу обработки или другим способам обработки твердого топлива. В однократном процессе обработки характеристики необработанного твердого топлива могут меняться от одного процесса обработки к другому и могут требовать различных рабочих параметров для производства согласованного обработанного твердого топлива в конце процесса обработки.
В реализации изобретения датчики 142 конвейерной установки твердого топлива 130 могут измерять выделяемые из твердого топлива продукты в результате обработки твердого топлива, могут измерять рабочие параметры систем конвейерной установки 130 или тому подобное. После этого датчики 142 могут передавать информацию измерения на контроллер 144, могут передавать информацию измерения на установку управления 134, могут передавать информацию измерения на установку калькуляции цен/бизнеса, могут передавать информацию измерения для управления параметром 140 или тому подобное. В реализации изобретения конвейерная установка 130 может обрабатывать твердое топливо в непрерывном процессе обработки, однократном процессе или тому подобном, и датчики 142 могут регистрировать информацию обработки твердого топлива из этих процессов.
В реализации изобретения датчики 142 могут измерять системные параметры конвейерной установки 130, которые могут включать скорость конвейера, мощность микроволновой системы 148, частоту микроволновой системы 148, рабочий цикл микроволновой системы 148, температуру воздуха, поток инертного газа, воздушный поток, воздушное давление, давление инертного газа, уровни удаленных продуктов, хранимых в резервуарах, уровни нагрева, уровни охлаждения и тому подобное. Следует добавить, что датчики 142 могут также измерять нерабочие параметры, или параметры информации окружающей среды, которые могут включать удаленный водяной пар, удаленные пары серы, собранный объем воды, собранный объем серы, собранный объем золы, вес твердого топлива, температуру поверхности твердого топлива, температуру предварительного нагрева, температуру охлаждения и тому подобное. В реализации изобретения может быть, по меньшей мере, один датчик 142 для каждой системы конвейерной установки. Например, микроволновая система 148 может иметь один или больше датчиков 142 для измерения потребляемой мощности, частоты, выходной мощности и тому подобного. В реализации изобретения может быть больше чем один датчик 142 для измерения побочных параметров. Например, может быть один или больше датчиков уровня влаги 142 для измерения выделенной влаги из всего твердого топлива, прошедшего через конвейерную установку 130. Может быть, что датчик влаги 142 в системе микроволновой установки 148 установлен сразу после системы микроволновой установки 148 или тому подобное. Может быть также больше чем одна система микроволновой установки 148, которые могут также иметь больше чем один датчик влаги 142.
В реализации изобретения с помощью установки обработки твердого топлива 132 датчики 142 могут быть в состоянии измерять потребление ресурсов, таких как потребляемая мощность, используемый инертный газ, используемый газ, используемое масло или тому подобное. В реализации изобретения датчики 142 могут быть в состоянии измерять продукты, произведенные установкой обработки твердого топлива 132, такие как вода, сера, зола, или другие продукты, выделенные из твердого топлива в течение обработки.
В реализации изобретения датчики 142 могут передавать информацию измерения на контроллер 144, установку управления 134, установку калькуляции цен/бизнеса 178 или тому подобное. В реализации изобретения датчики 142 могут передавать селективно, например не передавать всю информацию установки обработки твердого топлива 132 всем установкам-получателям этой информации.
В реализации изобретения контроллер 144 может получать информацию датчика 142 от различных систем конвейерной установки 130. Контроллер может быть ответственным за поддержание состояния рабочих параметров различных систем конвейерной установки 130. Например, контролер может быть ответственным за поддержание скорости конвейера в непрерывном процессе обработки твердого топлива. Датчики 142 могут обеспечивать поступление информации о скорости конвейера на контроллер 144, которая может задать контроллеру режим поддержания параметра требуемой скорости. Например, как только количество твердого топлива добавляется или уменьшается из конвейерной установки 130, могут потребоваться различные уровни мощности для поддержания постоянной скорости конвейера и контроллер 144 может подрегулировать мощность, требуемую для поддержания постоянной скорости конвейера.
В реализации изобретения установка управления 134 может получать информацию датчика 142, которая позволяет управлять рабочими параметрами, для обработки необработанного твердого топлива. В реализации изобретения установка управления 134 может получать системную информацию датчика 142, которая может включать частоту микроволновой системы 148, мощность микроволновой системы 148, рабочий цикл микроволной системы 148, скорость конвейера, уровни инертного газа и тому подобное. В реализации изобретения установка управления 134 может получать информацию датчика 142 о побочных продуктах, которые могут включать удаленную серу, удаленную золу, температуру поверхности твердого топлива, температуру воздуха и тому подобное.
Как было сказано ранее, установка управления 134 может объединять датчик 142 получения информации для двух компонентов и побочных продуктов, используемых в алгоритмах достижения, и/или поддержания требуемых рабочих параметров обработки твердого топлива, для производства требуемого окончательно обработанного твердого топлива. В реализации изобретения установка управления 134 может получать набор базовых рабочих параметров от установки генерации параметров 128. Установка управления 134 может после этого регулировать базовые параметры, основанные на получении информации от датчика 142. В реализации изобретения установка управления 134 может передавать отрегулированные рабочие параметры на контроллер 144 для управления установкой обработки твердого топлива 130.
В реализации изобретения установка калькуляции цен/бизнеса может получать информацию датчика 142, имеющую отношение к величине себестоимость/прибыль окончательно обработанного твердого топлива. В реализации изобретения информация, относящаяся к себестоимости/прибыли, может включать, или позволяет провести калькуляцию себестоимости для производства окончательно обработанного топлива, такие затраты, как стоимость инертных газов, объем собранных нетвердотопливных продуктов, объем окончательно обработанного твердого топлива или тому подобное.
В реализации изобретения информация датчиков, связанная с себестоимостью, может включать используемую мощность, используемый инертный газ, входное твердое топливо и тому подобное. В реализации изобретения могут быть датчики 142, которые измеряют потребляемую мощность каждой системой установки обработки твердого топлива 132. В реализации изобретения потребляемая мощность может включать электричество, газ, масло или тому подобное. В реализации изобретения потребляемыми могут быть объем инертного газа, вода или тому подобное.
В реализации изобретения информация датчиков, связанная с прибылью, может включать объем собранной воды, объем собранной серы, объем собранной золы, объем окончательно обработанного твердого топлива или тому подобное.
В реализации изобретения установка 178 калькуляции цен/бизнеса может получать информацию датчика 142 в реальном масштабе времени, по возрастанию времени, по запросу или подобным образом. В реализации изобретения информация по запросу может быть затребована из установки 178 калькуляции цен/бизнеса, от датчиков 142 или тому подобного.
В реализации изобретения установка калькуляции цен/бизнеса 178 может использовать алгоритмы для определения объема окончательно обработанного топлива, использующие информацию, которая может включать начальную стоимость единицы объема необработанного твердого топлива, стоимость единицы объема твердого топлива установки обработки 132, полученные установкой обработки твердого топлива 132 материалы, приносящие прибыль (например, вода, сера или зола), энергопотребление установки обработки твердого топлива 132 на единицу объема и тому подобное.
В реализации изобретения датчики 142 могут обеспечивать информацией себестоимость/прибыль, которая может включать объем полученного твердого топлива, энергию, требуемую для предварительного нагрева, энергию, требуемую для конвейера, объем инертного газа, энергию, требуемую для микроволновой системы 148, энергию, требуемую для охлаждения твердого топлива, объем выдаваемого твердого топлива, собранной воды, собранной серы, собранной золы или тому подобное.
В реализации изобретения установка калькуляции цен/бизнеса 178 может иметь доступ к себестоимости, пересчитанной на единицу электроэнергии, газа, масла, твердого топлива и тому подобного. В реализации изобретения установка калькуляции цен/бизнеса 178 может иметь доступ к рыночной стоимости выделенных продуктов, таких как вода, сера, зола, твердое топливо или тому подобное.
В реализации изобретения установка калькуляции цен/бизнеса 178, используя информацию себестоимости продукции, данные себестоимости и рыночную стоимость, может быть в состоянии определить себестоимость окончательно обработанного твердого топлива, себестоимость удаленных из твердого топлива продуктов и тому подобное. В реализации изобретения установка калькуляции цен/бизнеса 178 может вычислять в реальном масштабе времени рыночную цену окончательно обработанного твердого топлива и такие параметры, как величину убытка, среднюю цену по завершении цикла обработки твердого топлива по возрастанию или тому подобное.
Например, установка калькуляции цен/бизнеса 178 может получать начальные данные себестоимости необработанного твердого топлива из данных 120 образца угля. Установка 124 входных датчиков может выдавать показатель объема твердого топлива, загружаемого в конвейерную установку 130 для обработки. Датчики конвейерной установки 130 могут выдавать информацию о потребляемой энергии, необходимой для предварительного нагрева твердого топлива, транспортировки твердого топлива, норму инертного газа, вводимого в конвейерную установку 130, энергетических затрат для микроволновых систем 148, энергетических затрат для установки охлаждения 164, объем окончательно обработанного твердого топлива, полученного из установки обработки твердого топлива, и тому подобное. В реализации изобретения установка калькуляции/бизнеса 178 может соизмерять такие измерения датчиков с себестоимостью единичной продукции для каждого вида затрат для разработки модели стоимости обработанного твердого топлива. В реализации изобретения модель затрат может включать по возрастающей складываемые затраты отдельных систем, участвующих в процессе обработки твердого топлива, с начальными затратами необработанного твердого топлива для вычисления себестоимости окончательно обработанного твердого топлива.
В реализации изобретения полученное при вычислении значение окончательно обработанного твердого топлива может сравниваться с рыночной стоимостью твердого топлива для создания эффективности модели для установки обработки твердого топлива 132.
В добавление, установка калькуляции цен/бизнеса 178 может получать информацию об объеме побочных продуктов, собранных установкой обработки твердого топлива 132, которая может иметь рыночные продукты, такие как вода, сера, зола, другие выделенные продукты или тому подобное. Эта информация может быть использована для вычисления рыночной стоимости на единицу различных выделенных продуктов твердого топлива для получения модели прибыли для выделенных из твердого топлива продуктов.
В реализации изобретения установка калькуляции цен/бизнеса 178 может вычислять модели затрат, модели прибылей, эффективности моделей и другие финансовые модели для работы установки обработки твердого топлива 132.
В реализации изобретения микроволновая система 148 конвейерной установки 130 может быть одной из множества систем обработки, входящих в установку обработки твердого топлива 132, воздействующих на твердое топливо для удаления из него нежелательных продуктов. Микроволновая система 148 может быть использована в единственном числе, в сочетании с множеством микроволновых систем 148, в сочетании с другими процессами для удаления нежелательных продуктов или подобным образом.
В реализации изобретения микроволны, генерируемые микроволновыми системами 148, могут быть использованы для нагрева нежелательных продуктов твердого топлива до температуры, которая может вызывать выделение нежелательных продуктов из твердого топлива. В реализации изобретения нежелательными продуктами твердого топлива могут быть влага воды, сера, зола или тому подобное. В реализации изобретения, как только микроволновая энергия прикладывается к твердому топливу, нежелательные продукты могут быть нагреты до температуры, которая может вызывать выделение нежелательных продуктов, таких как газ, жидкость, комбинация газа и жидкости или тому подобное, из твердого топлива. Например, вода может быть удалена как газ, как только вода, содержащаяся в твердом топливе, достигает температуры преобразования воды в пар. Но в зависимости от температуры серы, сера может быть удалена как газ или как жидкость. В реализации изобретения, как только сера нагревается, сера вначале удаляется как жидкость, а затем как газ. В реализации изобретения могут быть преимущества в двухэтапном выделении нежелательных продуктов для обеспечения полного выделения нежелательных продуктов из твердого топлива.
В реализации изобретения может быть больше чем одна микроволновая система 148 для удаления нежелательных продуктов твердого топлива. В реализации изобретения может быть больше чем одна микроволновая система 148 внутри конвейерной установки 130. Более чем одна микроволновая система 148 может запрашивать для твердого топлива различные управляемые параметры, такие как частота, мощность, рабочий цикл или тому подобные. В реализации изобретения различные управляемые параметры микроволновой системы 148 могут быть нацелены на удаление некоторых нежелательных продуктов из твердого топлива. Следует добавить, что прикладываемая энергия микроволновых систем 148 может быть нацелена на некоторые способы удаления нежелательных продуктов, таких как преобразование нежелательных продуктов в газ, в жидкость или тому подобное.
В реализации изобретения микроволновая система 148 может включать более чем одно микроволновое устройство, каждое из которых может управляться независимо, группами или подобным образом.
В реализации изобретения микроволновая система 148 может работать независимо; следовательно, для каждого из независимых микроволновых устройств могут быть заданы рабочие параметры. Например, микроволновая система 148 может иметь более чем одно микроволновое устройство, и каждое независимое микроволновое устройство может иметь управляемые параметры, такие как мощность, частота, рабочий цикл или тому подобное. В реализации изобретения контроллер 144 и установка управления 134 могут управлять каждым из независимых микроволновых устройств.
В реализации изобретения независимые управляемые микроволновые устройства могут улучшать различные функции для эффективного удаления нежелательных продуктов из твердого топлива. Например, первое микроволновое устройство может работать на некоторой частоте с постоянной установленной мощностью, в то время как второе микроволновое устройство может работать на различных частотах, используя рабочий цикл, где устанавливаемая мощность может меняться во времени. Объединение этих двух работающих микроволновых устройств может ставить целью удаление особых нежелательных продуктов, используя особое фазовое состояние вещества (например, газ или жидкость).
В реализации изобретения микроволновая система 148 может включать множество микроволновых устройств, которые работают в группе; следовательно, здесь может быть один набор рабочих параметров для целой группы, независимо от числа микроволновых устройств, которые могут быть в группе микроволновых систем 148. Например, объединение в группы количества микроволновых устройств и обеспечение всех микроволновых устройств одной и той же частотой и заданной мощностью может быть способом решения задачи снабжения высокой микроволновой энергией твердого топлива, с использованием небольших микроволновых устройств, эквивалентных одному большому микроволновому устройству. Использование небольших микроволновых устройств может привести к конфигурации микроволновых устройств, для эффективного удаления нежелательных продуктов. В реализации изобретения работа микроволновой системы 148 может быть изменена из установленного режима независимой работы микроволнового устройства в режим работы группового микроволнового устройства, путем передачи рабочих параметров режима работы. Например, микроволновая система 148 может работать как независимое микроволновое устройство, когда независимые параметры были переданы для каждого и микроволнового устройства, но микроволновая система 148 может работать как групповое микроволновое устройство, когда рабочие параметры одной группы были переданы на микроволновые устройства. В реализации изобретения микроволновая система 148 может работать как независимое микроволновое устройство, как групповое микроволновое устройство или тому подобное.
В реализации изобретения микроволновые системы 148 могут быть размещены вдоль конвейерной установки 130 для обеспечения обработки объединением микроволновых систем, которые могут производить требуемое окончательно обработанное топливо. Например, вдоль конвейерной установки 130 может быть установлена более чем одна микроволновая система 148 с целью удаления влаги воды из твердого топлива. Первая микроволновая система 148 может быть направлена на удаление некоторого количества влаги из твердого топлива; вторая микроволновая система 148 может быть установлена на расстоянии от первой микроволновой системы 148 для выделения дополнительной влаги из твердого топлива. Добавленная микроволновая система 148 может быть установлена вдоль конвейерной установки 130 для продолжения уменьшения содержания влаги, поскольку твердое топливо перемещается вдоль конвейерной установки 130. В реализации изобретения нежелательный продукт твердого топлива может быть удален в нарастающем режиме путем обработки твердого топлива множеством микроволновых систем 148 вдоль конвейерной установки 130. В реализации изобретения между микроволновыми системами 148 может быть расстояние, позволяющее удалять нежелательный продукт; расстояние может быть задано как период времени между этапами обработки. В реализации изобретения микроволновые системы могут быть установлены закрытыми вместе. Может быть понятно, что такие процессы обработки могут быть применены к удалению других нежелательных продуктов твердого топлива либо независимо, либо в сочетании с другими нежелательными продуктами твердого топлива.
В реализации изобретения энергия от микроволновых систем 148 может быть приложена индивидуально на конвейерные установки 130, на первую конвейерную установку 130, обрабатывающую твердое топливо, и, по меньшей мере, более чем на одну конвейерную установку, обрабатывающую твердое топливо в дальнейшем. В реализации изобретения каждая конвейерная установка 130 может обрабатывать твердое топливо и затем обеспечивать своими продуктами дополнительные конвейерные установки 130 до того, как будут достигнуты окончательные характеристики обработки угля.
В реализации изобретения установка однократной обработки топлива может обеспечивать по возрастанию удаление нежелательных продуктов из твердого топлива. В реализации изобретения установка однократной обработки твердого топлива может иметь, по меньшей мере, одну микроволновую установку 148, которая может управляться переменными рабочими параметрами. Например, микроволновая система 148 может работать с первой мощностью, частотой и рабочим циклом на первом этапе обработки и различной мощностью, частотой и рабочим циклом на втором этапе обработки. В реализации изобретения это может быть временной период между этапами, чтобы создать условия для полного удаления нежелательных продуктов в результате первого этапа обработки до наступления второго этапа обработки. В реализации изобретения периода времени между этапами обработки может не быть, и непрерывная обработка может быть приложена к однократно обработанному твердому топливу. В реализации изобретения установка однократной обработки топлива может инициировать процесс твердого топлива с такими многими этапами обработки, которые нуждаются для производства окончательно обработанного твердого топлива.
В реализации изобретения, как обсуждалось ранее, микроволновые системы 148 могут управляться петлей обратной связи, которая может включать датчики 142, установку управления 134, контроллер 144 и тому подобное. В реализации изобретения датчики 142 могут быть установлены вдоль конвейерной установки 130 или размещены внутри установки однократной обработки для измерения коэффициента полезного действия микроволновой системы 148 при удалении нежелательных продуктов твердого топлива. Датчики могут быть установлены в микроволновой системе 148 или после микроволновой системы 148 для измерения удаленных газов нежелательных продуктов, для измерения удаленной жидкости нежелательных продуктов или тому подобного.
В реализации изобретения датчики 142 могут передавать считанные данные обработки твердого топлива на установку управления 134 от множества местных датчиков. В реализации изобретения установка управления 134 может быть нацелена на считывание данных каждого датчика 142 процесса обработки. Поскольку считывающий датчик 142 получает данные от датчиков 142, установка управления 134 может сравнивать полученные данные считывающего датчика 142 с данными нацеленных датчиков для определения, насколько востребован дальнейший процесс обработки твердого топлива. В реализации изобретения, основанной на получении считывающих значений датчиков 142, установка управления 134 может передавать отрегулированные рабочие параметры на системы конвейерной установки 130. В реализации управления установка управления 134 может связывать каждый датчик 142 внутри конвейерной установки с рабочей системой конвейерной установки 130. В реализации изобретения каждый считывающий датчик 142 может показывать вес, поскольку он может быть задействован в системном управлении. Например, первый датчик 142, размещенный в том же самом месте, что одна из микроволновых систем 148, может показывать больший вес, нежели второй датчик, размещенный на некотором расстоянии от микроволновой системы 148 по направлению движения. В реализации изобретения установка управления 134 может поддерживать табличный вес, который задает вес, который мог бы быть получен считывающим датчиком 142.
В реализации изобретения установка управления 134 может хранить предыдущие значения считывающих датчиков 142, которые могут разрешать установке 134 отслеживать мгновенные значения считывающих датчиков 142, средние значения считывающих датчиков, статистические значения считывающих датчиков, считывающих датчиков отклонения, считывающих датчиков изменения качества или тому подобного. В реализации изобретения установка управления 134 может использовать любой из способов следящих датчиков для определения необходимости регулирования требуемого параметра системы.
В реализации изобретения могут быть использованы различные считывающие датчики 142 для регулирования различных параметров систем конвейерной установки 130. Например, первый датчик 142 может быть использован для управления и регулирования частотой микроволновой системы, а второй датчик 142 может быть использован для управления и регулирования мощностью микроволновой системы 148. В реализации изобретения большинство датчиков 142, которые могут быть связаны с микроволновой системой 148, могут быть использованы для регулирования отдельных микроволновых устройств внутри микроволновой системы 148. Например, если внутри микроволновой системы 148 имеется четыре микроволновых устройства, то для регулирования четырех микроволновых устройств индивидуально может быть использовано множество датчиков, связанных с микроволновой системой 148. Следует добавить, что любая из микроволновых систем 148, расположенная вдоль конвейерной установки 130, может быть одинакова в управлении либо индивидуально, либо в группе.
Можно понять, что любая из систем конвейерной установки может управляться в одном и том же режиме.
В реализации изобретения системы конвейерной установки 130 могут получать от установки управления 134 отрегулированные параметры, основанные на характеристиках окончательно обработанного топлива. В реализации изобретения, после того как твердое топливо полностью обрабатывается в установке обработки твердого топлива 132, установка тестирования 170 может проверять образцы окончательно обработанного твердого топлива для определения окончательных характеристик твердого топлива. В реализации изобретения установка тестирования 170 может быть частью установки обработки твердого топлива 132, может быть внешней установкой тестирования по отношению к установке тестирования 132 или тому подобным.
В реализации изобретения установка тестирования 170 может проверять твердое топливо на процентное содержание влаги, золы, летучих веществ, фиксированного углерода, BTU/lb, BTU/lb M-A Free, образования серы, размольную характеристику (HGI), общее содержание ртути, температуру плавления золы, анализ минералов золы, электромагнитную абсорбцию/отражение, диэлектрические свойства и тому подобное. В реализации изобретения эти конечные характеристики твердого топлива могут храниться в выходных параметрах угля 172, где они могут быть действующими для требуемых характеристик угля 122, для установки обратной связи 174, для установки управления 134 и тому подобного.
В реализации изобретения конечные характеристики твердого топлива могут быть определены, несмотря на то что в установке обработки твердого топлива используется один и тот же цикл. В реализации изобретения, несмотря на то что твердое топливо все еще обрабатывается, подмножество характеристик окончательно обработанного твердого топлива уже считается действующим. Это подмножество характеристик может быть определено на удаленной тестирующей установке 170, которая может разрешать обратной связи обеспечивать данными установку управления 134 в реальном масштабе времени.
В реализации изобретения выходные параметры угля 172 могут передавать информацию тестирования на установку управления 134, установка управления может получать информацию тестирования из выходных параметров угля 172 или тому подобное.
В реализации изобретения установка управления 134 может использовать полученную информацию тестирования твердого топлива как добавление к входным данным, которые могут быть рассмотрены при регулировке рабочих параметров установки обработки твердого топлива 132. В реализации изобретения установка генерации рабочих параметров 128 может иметь доступ к информации тестирования, хранимой в выходных параметрах угля 172, через требуемые характеристики угля 122 и поэтому может использовать прошлые данные теста в генерации исходных рабочих параметров. В реализации изобретения установка генерации параметров 128 может передавать прошлую тестовую информацию на установку управления 134. В реализации изобретения прошлая переданная тестовая информация может отражать итоговую сводку, статистическую информацию, информацию об образце, информацию отклонения, тестовую информацию в сравнении с рабочими параметрами или тому подобное.
В реализации изобретения установка управления 134 может сравнивать прошлую информацию тестирования, взятую из установки генерации параметров 128, с новой тестовой информацией, взятой из выходных параметров угля 172, для определения, каким образом новая тестовая информация может быть связана с прошлой информацией. В реализации изобретения установка управления 134 может хранить новую тестовую информацию как дополненную тестовую. В реализации изобретения новая тестовая информация может быть сохранена в установке управления 134 на тот период, пока не пройдет цикл в установке обработки твердого топлива 132 по обработке необработанного твердого топлива. В реализации изобретения сохраненная тестовая информация может быть прошлой информацией для потока необработанного твердого топлива цикла обработки. В реализации изобретения сохраненная информация может отражать данные отклонения, статистические данные, данные образца или тому подобные данные цикла потока обработки твердого топлива. В реализации изобретения, как только тестовая информация получена, хранимая информация может быть сохранена вместе с рабочими параметрами. В реализации изобретения установка управления может анализировать сходство рабочих параметров во время, когда тестовая информация была получена для параметров отклонения, в сравнении с конечной тестовой информацией.
В реализации изобретения, как только новая тестовая информация получена установкой управления 134, данные могут быть сравнены с прошлыми тестовыми данными, могут быть сравнены с хранимыми тестовыми данными или тому подобное. В реализации изобретения установка управления 134 может использовать тестовые данные результата сравнения в качестве показателя при регулировании рабочих параметров установки обработки твердого топлива 132. В реализации изобретения тестовая информация может быть использована как прямой показатель для параметра регулирования, как косвенный показатель для параметра регулирования (например, множитель), как комбинация прямого и косвенного параметров или тому подобное.
В реализации изобретения тестовые данные могут влиять на регулирование рабочих параметров путем выдачи указания установке управления 134 о проверке соответствия рабочих параметров, используемых для обработки твердого топлива, требуемому окончательному твердому топливу. Например, датчики 142 конвейерной установки 130 могут показывать, что из твердого топлива во время обработки удалено требуемое количество влаги, но тестовая информация может обеспечивать данными характеристик, указывающих другой процент влаги, который может быть удержан в твердом топливе, по отношению к тому, который был вычислен при использовании данных, полученных от датчиков 142 конвейерной установки 130. В реализации изобретения тестовая информация может быть использована для регулирования рабочих параметров и может проверять обработку твердого топлива, чтобы ввести изменения в окончательные характеристики тестовой информации.
В реализации изобретения тестовые данные могут быть использованы установкой управления 134 для выполнения регулирования параметра табличного значения веса, для регулирования коэффициентов в алгоритмах, используемых для регулирования рабочих параметров, для определения, насколько добавленные системы конвейерной установки нуждаются в том, чтобы они могли быть использованы в обработке твердого топлива (например, действующие микроволновые системы), для определения, насколько могут быть востребованы дополнительные циклы обработки твердого топлива (например, многократное исполнение операций обработки), или тому подобного.
В реализации изобретения побочные продукты, удаленные в процессе обработки из твердого топлива, могут быть собраны установкой обработки твердого топлива 132. В реализации изобретения датчики 142 могут измерять такие выделенные продукты из твердого топлива, как газ, жидкость или тому подобное. В реализации изобретения установка управления 134 и контроллер 144 могут быть связанными с датчиками 142 для управления выделенными удаленными продуктами. В реализации изобретения датчики 142, установка управления 134, контроллер 144 или подобные устройства могут передавать данные о выделенных продуктах на установку калькуляции цен/бизнеса 178. В реализации изобретения датчик 142 информации, полученной в установке управления 134 и контроллере 144, позволяет вычислять уровни мгновенных удаленных величин, средние уровни удаленных величин, общие выделенные продукты, тип выделенных продуктов или тому подобное.
В реализации изобретения во время обработки из твердого топлива выделяются такие побочные продукты, которые могут быть собраны системой удаления 150, которая способна удалять выделенные газы, выделенные жидкости, выделенные газы, которые могут конденсироваться в жидкость, или тому подобное. В реализации изобретения в установке обработки твердого топлива может быть больше чем одна система удаления 150. В реализации изобретения выделенные газы могу быть собраны в газоотводах, трубопроводах или контейнерах для транспортировки газов для контейнерной установки 162, установки переработки 160, установки вывоза 158 или тому подобного. В реализации изобретения выделенные жидкости и газы, которые конденсируются в жидкость, могут быть собраны в жидкостных хранилищах, трубопроводах или контейнерах для транспортировки жидкостей на контейнерную установку 162, установку переработки 160, установку вывоза 158 или тому подобное.
В реализации изобретения могут быть датчики 142, которые измеряют количество выделенных побочных продуктов и передают данные измерений на устройство управления 134, контроллер 144 и тому подобное. В реализации изобретения установка управления 134 определяет количество выделенных продуктов, уровень выделенных продуктов, количество выделенных продуктов, собираемых в хранилищах, уровень выделенных удаленных газов и тому подобное. В реализации изобретения установка управления 134 может определять, стоит ли повышать уровни удаляемых побочных продуктов, понижать или изменять их иным способом, для получения желательных уровней продуктов твердого топлива. Например, установка управления 134 может получать информацию датчика 142, по которой может быть образовано больше жидких выделенных продуктов, чем удаленных из установки обработки твердого топлива 132 хранилищами жидкости. В ответ на эту информацию установка управления 134 может приказать контроллеру 144 уменьшить уровень удаляемой жидкости. В реализации изобретения это может вызвать увеличение скорости насоса для изменения удаляемого уровня жидкости, запуска другого насоса для изменения удаляемого уровня или тому подобного. Аналогичным образом, газовый датчик 142 может передавать на установку управления 134 такие параметры выделенного атмосферного газа (давление, температура, концентрация газа и тому подобное), которые указывают на то, что выделенный газ не удален на заданном уровне. В реализации изобретения установка управления 134 может приказать контроллеру 134 изменить уровни удаляемого газа путем регулирования скорости вентилятора, запуска другого вентилятора, изменения давления в камерах сбора газа или тому подобного. В реализациях изобретения система вывода 150 установки обработки твердого топлива 132 может управляться индивидуально или как часть группы.
В реализации изобретения датчики 142 могут быть расположены в различных местах вдоль конвейерной установки 130 для измерения результатов различных операций обработки твердого топлива. В реализации изобретения установка управления 134 может производить регулировку работы систем удаления 150, основанную на считывающих датчиках 142, которые указывают, например, уровень количества выделенных продуктов. Установка управления 134 может вычислять уровень побочных выделенных продуктов, основанный на показаниях считывающих датчиков 142, и может регулировать уровни удаляемых продуктов системы удаления 150, основанные на уровнях выделенных продуктов, уровнях полученных продуктов, считанных атмосферных продуктов или тому подобном. В реализации изобретения могут быть датчики 142, которые измеряют выделенные продукты, такие, как вода, сера, зола и тому подобные, для местной обработки установки обработки твердого топлива 132. В реализации изобретения установка управления 134 может быть способна регулировать местную обработку системы удаления 150 для поддержания заданных уровней для побочных продуктов.
В реализации изобретения, как об этом говорилось ранее, сбор выделенных побочных продуктов может быть процессом, выполняемым контейнерной установкой 162, установкой переработки 160, установкой вывоза 158 или тому подобным. В реализации изобретения могут быть датчики 142, которые могут обеспечивать информацией установку управления 134 о состояниях этих установок. В реализации изобретения установка управления 134, контроллер 144, система удаления 150 или подобные устройства могут контролировать уровни, с которых собираемые выделяемые побочные продукты собираются, разделяются, размещаются или иным путем управляются вручную. В реализации изобретения сбор удаленных выделенных побочных продуктов происходит до достижения порогового значения собранных продуктов, при котором в это время оператор установки обработки твердого топлива 132 может быть проинформирован о том, что выделенные продукты нуждаются в их удалении из установок их сбора. В реализации изобретения выделенный продукт, такой как вода, может быть выделен из установки обработки твердого топлива без ее аккумулирования или агрегирования.
В реализации изобретения датчики 142, установка управления 134, контроллер 144 или подобные устройства могут передавать данные выделенного продукта на установку калькуляции цен/бизнеса 178. В реализации изобретения установка калькуляции/бизнеса 178 может иметь информацию, связанную с рынком, такую как рыночная стоимость или стоимость на месте расположения, действующую для каждого из удаленных побочных продуктов. В реализации изобретения, решения, относящиеся к размещению удаленных выделенных побочных продуктов, могут быть основаны на их рыночной стоимости, их себестоимости или тому подобном. Данные, относящиеся к рынку, могут включать информацию, связанную с аспектами регулирования особых продуктов, например твердая цена, относящаяся к охране окружающей среды, или перепроизводство в генерации или размещении особых веществ. В реализации изобретения установка управления 134, контроллер 144 или подобные устройства, установка калькуляции/бизнеса 178 на основе данных, переданных датчиками 142, могут быть в состоянии вычислить рыночную стоимость выделенных побочных продуктов, себестоимость выделенных продуктов или тому подобное. Например, собранная жидкая сера может иметь рыночную стоимость для ее использования в промышленности, в то время как собранная зола может не иметь рыночной стоимости и может стоить денег для ее закапывания как мусор.
Понятно, что данные, относящиеся к рынку, могут быть применимы к числу различных рынков. Например, собранная зола может иметь рынок ценообразования от отрицательных значений (цена на месте расположения) до положительных значений, устанавливаемых в зависимости от требования для ее различного промышленного использования. В реализации изобретения установка калькуляции цен/бизнеса 178 может вычислять рыночные стоимости выделенных побочных продуктов в единицу времени, среднюю рыночную стоимость на единицу твердого топлива, мгновенные значения рыночной стоимости по уровню удаленных продуктов или тому подобное. В реализации изобретения установка калькуляции цен/бизнеса 178 может вычислять рыночную стоимость обработанного твердого топлива с учетом рыночной стоимости или себестоимости выделенных побочных продуктов, которые собираются из твердого топлива, прошедшего обработку. Например, установка калькуляции цен/бизнеса 178 может получать данные о выделенном продукте для особого цикла обработки твердого топлива. Установка калькуляции цен/бизнеса 178 может вычислять полную себестоимость и, следовательно, рыночную стоимость обработанного твердого топлива путем калькуляции себестоимости обработки твердого топлива и величины, себестоимость/рыночная стоимость, для общих выделенных побочных продуктов.
В реализации изобретения установка калькуляции цен/сделки 178 может содержать алгоритмы для вычисления себестоимости окончательно обработанного твердого топлива, рыночной стоимости окончательно обработанного твердого топлива, себестоимости размещения веществ выделенных продуктов, рыночной стоимости веществ выделенных продуктов или тому подобное. В реализации изобретения алгоритм может включать получение рыночной стоимости необработанного твердого топлива из данных 120 образца угля, себестоимость окончательно обработанного твердого топлива из выходных параметров угля 172, себестоимость в процессе обработки от установки обработки твердого топлива 132 и тому подобное.
В реализации изобретения установка 178 калькуляции цен/бизнеса может подводить итог данных по себестоимости, по рыночной стоимости или тому подобному для полного цикла обработки твердого топлива или для части цикла. В реализации изобретения установка калькуляции цен/бизнеса 178 может вычислять итоговую стоимость и рыночную стоимость периодически, в конце цикла обработки, по запросу для части цикла или подобным образом.
В реализации изобретения установка калькуляции цен/сделки 178 может подводить итог данных рыночной стоимости необработанного образца твердого топлива на основе данных 120 образца угля. В реализации изобретения рыночная стоимость необработанного твердого топлива может быть вычислена как себестоимость на единицу продукции, как общая себестоимость полного объема полученного необработанного топлива или тому подобное. В реализации изобретения установка 178 калькуляции цен/сделки в процессе обработки может вычислять рыночную стоимость необработанного используемого твердого топлива путем определения общего количества твердого топлива, обработанного в течение цикла или части цикла, и использования рыночной стоимости на единицу продукции необработанного твердого топлива для вычисления суммарной рыночной стоимости необработанного твердого топлива. В реализации изобретения рыночная стоимость используемого необработанного твердого топлива может быть входной величиной в алгоритме оценки рыночной стоимости.
В реализации изобретения, как ранее было описано, рабочие параметры могут быть получены как обратная связь с установки 178 калькуляции цен/бизнеса после цикла обработки твердого топлива. В реализации изобретения рабочие параметры могут включать заложенные в обработку твердого топлива затраты, такие как используемое электричество, используемый газ, используемое масло, используемый инертный газ и тому подобное. В реализации изобретения установка калькуляции цен/бизнеса 178 может подводить итог по всем себестоимостям операций из цикла обработки твердого топлива. В реализации изобретения установка калькуляции цен/бизнеса 178 может хранить данные себестоимости, отнесенной на единицу продукции, для всех рабочих параметров. В реализации изобретения установка калькуляции цен/бизнеса 178 может вычислять себестоимость рабочих параметров для цикла обработки твердого топлива, использующего себестоимость на каждую индивидуальную единицу и количество используемых рабочих единиц. В реализации изобретения себестоимости операций обработки твердого топлива могут быть внутри алгоритма вычисления рыночной стоимости.
В реализации изобретения установка калькуляции цен/бизнеса 178 может подводить итог рыночной стоимости выделенных продуктов твердого топлива, себестоимость размещения выделенных продуктов и тому подобное. В реализации изобретения установка калькуляции цен/бизнеса 178 может хранить себестоимость на единицу информации, рыночную стоимость на единицу информации или тому подобное для всех выделенных продуктов. В реализации изобретения себестоимость итоговых выделенных продуктов и рыночная стоимость могут быть входной величиной алгоритма рыночной стоимости твердого топлива.
В реализации изобретения установка калькуляции цен/бизнеса 178 может хранить информацию дохода от операций. В реализации изобретения информация дохода от операций может быть связана с типом обрабатываемого твердого топлива, рыночной потребностью обрабатываемого твердого топлива, количеством требуемого обрабатываемого твердого топлива или тому подобным. В реализации изобретения доход от операций может быть выражен в процентах от себестоимости обработанного твердого топлива, фиксированной прибыли на единицу обработанного твердого топлива, фиксированного дохода на единицу твердого топлива, поставляемого заказчику или тому подобном. В реализации изобретения доход от операции может быть входным параметром алгоритма определения рыночной стоимости.
В реализации изобретения установка калькуляции цен/бизнеса 178 может объединять рыночную стоимость используемого необработанного твердого топлива, себестоимости операций, себестоимость/рыночную стоимость выделенных продуктов твердого топлива, себестоимость операции и тому подобное, для определения окончательной рыночной стоимости обработки твердого топлива. В реализации изобретения установка калькуляции цен/бизнеса 178 может хранить данные окончательной рыночной стоимости, отчет окончательной рыночной стоимости для передачи на установку обработки твердого топлива, отчет окончательной рыночной стоимости для передачи заказчику и тому подобное. В реализации изобретения хранимая рыночная стоимость обработки твердого топлива может быть действующей для последующего анализа и вычисления, включая прошлые итоговые результаты, запросы, данные о тренде или тому подобное.
В реализации изобретения необработанное твердое топливо может быть обработано для частной установки конечного потребителя. В реализациях изобретения установка конечного потребителя может быть одна из многих конечных потребителей заказчика, специально указанной заказчиком, установкой конечного потребителя, непосредственно связанной с установкой обработки твердого топлива 132, или тому подобным. В реализации изобретения установкой конечного потребителя может быть топливная установка 200, установка преобразования угля 210, установка побочных продуктов угля 212 или тому подобное.
В реализации изобретения топливная угольная установка 200 может включать установку производства электроэнергии 204, металлургическую установку 208 или тому подобное. Установка производства электроэнергии 204 может включать топливную установку 220 с фиксированным слоем угля, топливную установку 222 с распылением угля, топливную установку 224 с кипящим слоем угля, объединение топливных установок, использующих источник возобновляемой энергии 228, или тому подобное.
В реализации изобретения установка преобразования угля может включать установку газификации 230, установку встроенной газификации 232 с комбинированным циклом, установку 234 производства синтетического газа, установку 238 производства кокса, установку производства чистого углерода 238, установку производства углеводорода 240 или тому подобное.
В реализации изобретения установка побочных продуктов 212 может включать установку 242 побочных продуктов топливного угля, установку 244 побочных продуктов дистилляции угля или тому подобное.
В реализации изобретения установка конечного потребителя может выставлять требование на обработку твердого топлива путем задания требований на обработку твердого топлива в выходных параметрах 172. Требования могут обеспечить необходимые характеристики установки конечного потребителя твердого топлива. В реализации изобретения требуемые характеристики твердого топлива могут включать такие данные, как процентное содержание влаги, золы, летучих веществ, фиксированного углерода, BTU/lb, BTU/lb M-A Free, образования серы, размольная характеристика (HGI), общее содержание ртути, температура плавления золы, анализ минералов золы, электромагнитная абсорбция/отражение, диэлектрические свойства и тому подобное.
В реализации изобретения установка конечного потребителя может задавать характеристики особого необработанного твердого топлива для обработки, разрешать установке обработки твердого топлива 132 выбирать наилучшее необработанное твердое топливо для обработки или некоторые комбинации.
В реализации изобретения, после того как требования обработки твердого топлива будут введены как выходные параметры угля 172, установка обработки твердого топлива может определять, будет ли процесс обработки твердого топлива непрерывным процессом, однократным процессом или будут использованы другие способы обработки. В реализации изобретения установка обработки твердого топлива 132 может определять способ обработки на основе показателей, включающих требуемый объем твердого топлива конечного потребителя, требуемые характеристики твердого топлива конечного потребителя, доступное необработанное твердое топливо, возможности различных способов обработки или тому подобное. Например, однократный процесс может быть полезен для небольшого количества требуемого обработанного твердого топлива, в то время как процесс непрерывной обработки может быть предпочтительным для получения больших количеств. Для обработки твердого топлива с узким диапазоном характеристик обработки установка обработки твердого топлива 132 может выбирать однократный процесс для поддержания наилучшего управления за пределами характеристик путем использования базисных характеристик. Лицо, осведомленное в такой технологии, может понимать другие причины для выбора одного из двух процессов, непрерывного или импульсного, для обработки требуемого топлива конечного потребителя.
В реализации изобретения установка конечного потребителя может требовать для работы особое твердое топливо, или может требовать необработанное твердое топливо с некоторыми характеристиками, или может требовать сортировку необработанного твердого топлива на входе или тому подобное. В реализации изобретения установка конечного потребителя может иметь информацию относительно особых партий необработанного твердого топлива, доступного для обработки в установке обработки твердого топлива 132, и установка конечного потребителя может выбирать одну из доступных партий необработанного твердого топлива. В реализации изобретения установка обработки твердого топлива 132 может выдать список доступного необработанного твердого топлива на установку конечного потребителя, или же установка обработки твердого топлива 132 может обеспечить установку конечного пользователя списком обрабатываемого твердого топлива, которое может быть произведено. Осведомленному ремесленнику могут быть прозрачными другие методы, разрешающие конечному пользователю определять на входе необработанное твердое топливо. В реализации изобретения установка обработки твердого топлива 132 может принимать окончательное решение с учетом входного необработанного твердого топлива. В реализации изобретения определение выбора необработанного твердого топлива может быть основано на возможностях установки обработки твердого топлива 132, прошлой обработки особого необработанного твердого топлива, характеристик необработанного твердого топлива или тому подобном.
В реализации изобретения, после получения установкой обработки твердого топлива 132 требований конечного потребителя, установка обработки твердого топлива 132 может выбрать наилучшее пригодное необработанное твердое топливо для производства окончательно требуемого обработанного топлива. В реализации изобретения данные образца угля 120 могут находиться с помощью установки генерации параметров 128 для определения наиболее подходящего необработанного твердого топлива. В реализации изобретения наиболее подходящее твердое топливо может быть выбрано в соответствии с таким критерием, как характеристики конечного потребителя, определяющие окончательно обработанное твердое топливо, возможностью установки непрерывной обработки, возможностью установки однократной обработки, допустимыми отклонениями от требований установки конечного потребителя твердого топлива или тому подобным.
В реализации изобретения, после того как необработанное твердое топливо выбрано, установка генерации параметра 128 может определять параметры, которые могут быть использованы для его обработки для достижения требуемых конечным потребителем характеристик. Как ранее было описано, установка генерации параметра 128 может получать характеристики окончательно обработанного твердого топлива из требуемых характеристик угля 122, где требуемые характеристики угля 122 могут быть определены конечным потребителем. В реализации изобретения установка генерации параметра 128 может использовать алгоритм для вычисления рабочих параметров для обработки необработанного твердого топлива. В реализации изобретения алгоритмы могут рассматривать такие переменные, как возможность установки обработки твердого топлива 132, различия между выбранным необработанным твердым топливом и требуемым установкой конечного потребителя твердым топливом, прошлые результаты подобной обработки необработанного твердого топлива или тому подобное. В реализации изобретения установка генерации параметра 128 может затем установить рабочие параметры систем конвейерной установки 130 (например, микроволновых систем 148), число периодов, требуемых для обработки необработанного твердого топлива, уровни нагрева, уровни охлаждения, атмосферные условия, которые могут быть использованы во время обработки твердого топлива, удаление выделенных продуктов из необработанного твердого топлива и тому подобное. В реализации изобретения установка генерации параметра 128 может передавать рабочие параметры на установку управления 134, контроллер 144 для управления обработкой необработанного твердого топлива.
Установка генерации параметра 128 может выбирать необработанное твердое топливо для использования или производства установкой конечного потребителя, использующей различные способы, которые могли бы быть прозрачными для осведомленного ремесленника. В реализации изобретения установка генерации параметра 128 может находить характеристики установки конечного потребителя из требуемых характеристик угля 122. В реализации изобретения установка генерации параметра 122 может использовать ключевые характеристики из характеристик конечного потребителя твердого топлива для выбора необработанного твердого топлива. В реализации изобретения ключевые характеристики требуемого конечного продукта могут быть предоставлены установкой конечного потребителя, или определены установкой генерации параметра 128, или определены возможностями установки обработки твердого топлива 132, или тому подобное.
Ключевые характеристики могут быть использованы для определения процесса обработки необработанного твердого топлива. В реализации изобретения ключевые характеристики могут быть выстроены в порядке их значимости для характеристик установки конечного потребителя. В качестве альтернативы выстраивание характеристик может быть выполнено установкой конечного потребителя, установкой генерации параметра 128 или другой соответствующей установкой. В реализации изобретения выстраивание может быть предопределено в соответствии с конечным использованием твердого топлива. Например, установка конечного потребителя может указывать, что в окончательно обработанном твердом топливе требуется некоторый уровень влажности, несмотря на то что другие характеристики значительно занижены. Поскольку уровень влажности имеет самый высокий уровень в выстраиваемых характеристиках требуемой обработки угля, необходима установка для поддержания требуемого уровня влаги, которая могла бы принимать предшествующие значения других установок.
В реализации изобретения установка генерации параметра 128 может использовать ключевые характеристики для выбора необработанного твердого топлива из имеющегося в распоряжении. В реализации изобретения установка генерации параметра 128 может использовать ключевые характеристики для определения рабочих параметров, необходимых для обработки необработанного твердого топлива для производства твердого топлива конечного потребителя. В реализации изобретения установка генерации параметра 128 может устанавливать рабочие параметры, основанные только на ключевых характеристиках, или установка генерации параметров 128 может использовать ключевые характеристики в соответствии с другими характеристиками для определения рабочих параметров.
В реализации изобретения определенные рабочие параметры могут быть переданы на установку управления 134, контроллер 144 или тому подобное. В реализации изобретения установка управления 134, использующая конвейерную установку 130, датчики 142, может управлять и регулировать рабочими параметрами в течение процесса обработки твердого топлива. В реализации изобретения, как только твердое топливо обрабатывается, датчики 142 могут измерять рабочие параметры для ключевых характеристик и передавать считанную датчиками 142 информацию на установку управления 134. Если установка управления определяет, что рабочие параметры требуют регулировки для получения ключевых характеристик твердого топлива, установка управления 134 может передавать отрегулированные рабочие параметры на контроллер 144. В реализации изобретения контроллер 144 может обеспечить управление системами конвейерной установки 130 для обработки твердого топлива в соответствии с рабочими параметрами.
В реализации изобретения с использованием в процессе обработки петли обратной связи с установкой управления 134, контроллером 144 и датчиками 142 установка обработки твердого топлива 132 запускает процесс поставки необработанного твердого топлива в установку конечного потребителя, для которой требуется твердое топливо. В реализации изобретения твердое топливо может быть получено в непрерывном процессе обработки, в однократном процессе обработки, комбинации непрерывного и однократного процессов обработки или тому подобном.
В реализации изобретения по окончании процесса обработки окончательно обработанное твердое топливо может быть проверено на установке тестирования 170, для определения характеристик окончательно полученного твердого топлива. В реализации изобретения характеристики проверенного твердого топлива могут быть сравнимы с начальными характеристиками установки конечного потребителя твердого топлива. В реализации изобретения характеристики, с которыми сравниваются полученные параметры, могут быть ключевыми характеристиками, всеми характеристиками твердого топлива или комбинаций из этого подмножества. В реализации изобретения установка тестирования 170 может определять, соответствуют ли характеристики окончательно обработанного твердого топлива требуемым характеристикам установки конечного потребителя, запрашивающей твердое топливо. В реализации изобретения, как только твердое топливо обработано, проверяемые характеристики могут быть переданы на установку управления 134. В реализации изобретения установка управления 134 может регулировать рабочие параметры, основанные на характеристиках, выданных установкой тестирования 170.
В реализации изобретения, как только будет определено, что окончательно обработанное твердое топливо не соответствует требованиям установки конечного потребителя, окончательно обработанное твердое топливо может быть объектом последующей обработки в установке обработки твердого топлива 132. В реализации изобретения, как только твердое топливо обработано, окончательно обработанное твердое топливо может храниться на временной площади складирования до тех пор, пока не будет определено, что оно соответствует требованиям конечного потребителя. Когда будет определено, что окончательно обработанное твердое топливо соответствует требованиям установки конечного потребителя, окончательно обработанное твердое топливо может быть транспортировано на установку конечного потребителя.
В реализации изобретения характеристики проверки окончательно обработанного твердого топлива могут храниться с выходными параметрами угля 172. В реализации изобретения сохраняемые тестовые характеристики окончательно обработанного твердого топлива могут служить в качестве прошлых результатов для будущего выбора требуемого твердого топлива установкой конечного потребителя, для окончательной проверки в установке конечного потребителя, запрашивающей твердое топливо, полноты обработки необработанного твердого топлива или для других нужд, которые могли бы быть рассмотрены осведомленными ремесленниками.
В реализации изобретения сделка может быть проведена для обработки необработанного твердого топлива для частной установки конечного потребителя. В реализации изобретения стоимость обработки необработанного твердого топлива может включать затраты, связанные с электроэнергией, газом, маслом, инертным газом, размещением выделенных из твердого топлива продуктов, транспортировкой окончательно обработанного твердого топлива на установку конечного потребителя и тому подобным. В реализации изобретения сделка может включать доход, полученный от обработки твердого топлива, включая процедуры от продажи удаленных продуктов твердого топлива или окончательно обработанного твердого топлива.
В реализации изобретения каждый запрос установки конечного потребителя на обработку твердого топлива может быть обработан как сделка. В реализации изобретения, как только установка конечного потребителя сообщает о характеристиках, требуемых для окончательно обработанного твердого топлива, установка калькуляции цен/бизнеса 178 может начинать подытоживать финансовые мероопределения обработки необработанного твердого топлива для достижения требуемых характеристик. Например, установка калькуляции цен/бизнеса может начать с объема угля, главной книги, базы данных, крупноформатной таблицы или тому подобного, для подытоживания финансовых мероопределений (например, себестоимости, доходы, прибыли и убытки), связанных с обработкой необработанного твердого топлива.
В реализации изобретения, как только установка генерации параметра 128 выбрала необработанное твердое топливо, идентификация необработанного твердого топлива может связываться с установкой калькуляции цен/бизнеса 178. Используя идентификацию необработанного твердого топлива, установка калькуляции цен/бизнеса 178 может находить параметры себестоимости необработанного твердого топлива из данных 120 образца угля. В реализации изобретения установка калькуляции цен/бизнеса 178 может хранить информацию себестоимости необработанного твердого топлива для определения себестоимости обработки частного цикла обработки. Информация себестоимости может включать себестоимость на единицу продукции (например, себестоимость/тонна), общую себестоимость необработанного твердого топлива, общее число действующих установок и тому подобное. На основе количества твердого топлива, подлежащего обработке, и запрашиваемого установкой конечного потребителя, установка калькуляции цен/бизнеса 178 может быть способна вычислять себестоимость и соотношение издержек производства твердого топлива, требуемого для производства твердого топлива, запрошенного установкой конечного потребителя.
Как было описано ранее, установка генерации параметра 128 может генерировать рабочие параметры для обработки необработанного твердого топлива и может передавать рабочие параметры на установку управления 134, контроллер 144 или тому подобное. Установка управления 134, контроллер 144 или тому подобные устройства могут управлять обработкой необработанного твердого топлива путем выдачи рабочих параметров системам, таким как системы нагрева, конвейеры, микроволновые системы 148, вентиляционные системы, насосы, системы удаления 150 и тому подобное. В течение обработки необработанного твердого топлива себестоимость энергии может быть включена в себестоимость различных рабочих систем, потребляющих электроэнергию, газ, масло или тому подобное. В реализации изобретения установка обработки твердого топлива 132 может иметь датчики 142, которые могут измерять параметры операций различных систем. В реализации изобретения датчики 142 могут также измерять потребляемую энергию каждой из систем в течение обработки твердого топлива.
В реализации изобретения датчики могут передавать информацию об используемой энергии каждой системой на установку калькуляции цен/бизнеса 178 во время обработки необработанного топлива. В реализации изобретения установка калькуляции цен/бизнеса 178 может хранить себестоимость на единицу продукции для различных видов энергии и может быть способной преобразовывать используемую энергию установкой обработки твердого топлива 132 в рыночную стоимость. Например, датчики могут передавать данные о количестве киловатт, используемых микроволновой системой 148, в установку калькуляции цен/бизнеса 178, которая имеет доступ к информации относительно себестоимости за один киловатт. Используя эти полученные данные и информацию о цене, установка калькуляции цен/бизнеса 178 может вычислять себестоимость работы микроволновых систем 148 для обработки доставленного необработанного твердого топлива. В реализации изобретения установка калькуляции цен/бизнеса 178 может подытоживать себестоимость обработки необработанного твердого топлива в течение цикла обработки и может хранить эти итоговые себестоимости в файле себестоимости установки конечного потребителя обработанного твердого топлива. В реализации изобретения установка калькуляции цен/бизнеса 178 может подводить итоги себестоимостей, связанных с циклами обработки для будущих калькуляций и анализов.
В реализации изобретения дополнительные затраты и доходы/убытки могут быть связаны с побочными продуктами, которые собираются в течение обработки необработанного твердого топлива. В реализации изобретения во время обработки необработанного твердого топлива могут быть получены побочные продукты, такие как вода, сера, зола и тому подобное. Некоторые из этих собранных побочных продуктов могут иметь рыночную стоимость, поэтому они могут быть проданы (например, сера). Некоторые другие побочные продукты могут не иметь рынка, поэтому они требуют хранения, что сказывается на цене.
В реализации изобретения датчики 142 могут измерять количество выделенных побочных продуктов, собранных в конвейерной установке 162, установке переработки 160, установки вывоза 158 и тому подобном. Эти датчики 142 могут затем передавать данные, относящиеся к количеству таких продуктов на установку калькуляции цен/бизнеса 178. В реализации изобретения установка калькуляции цен/бизнеса 178 может хранить информацию о рыночной стоимости, стоимости хранения и тому подобное о различных побочных продуктах и может вычислять себестоимости и величину доход/убытки, связанную с каждым доходом, или себестоимость каждого выделенного продукта. Например, установка управления 134, контроллер 144, датчики 142 или тому подобное могут указывать установке калькуляции цен/бизнеса 178, что собрано некоторое количество серы (побочный продукт) и доступно для продажи. Установка калькуляции цен/бизнеса 178 может классифицировать собранную серу для продажи с последующей передачей данных о сере на предприятие, которое будет ее использовать. Таким образом, установка калькуляции цен/бизнеса 178 может вычислять себестоимость серы, полученную установкой обработки твердого топлива 132, или может вычислять прибыль от проданной серы как производную от себестоимости, или может производить другие финансовые вычисления, которые могли бы быть прозрачными для осведомленного ремесленника.
Вычисления, касающиеся себестоимостей, ожидаемых значений доходы/убытки и тому подобное, могут быть также усовершенствованы в любой точке во время обработки угля, как, например, сбор выделенных продуктов, с использованием, например, текущих или планируемых данных относительно рыночных цен, и, таким образом, спланированные величины себестоимости, прибыли, доходы/убытки и тому подобное могут быть получены для особых поставляемых на рынок побочных продуктов. Текущие цены, достигнутые после продажи и/или передачи побочных продуктов, могут быть сравнены с планируемыми, или планируемые цены могут быть сравнены с прошлыми действующими ценами. Другие применения и комбинации в реальном масштабе времени планируемой и прошлой финансовой информации будут быстро понятны осведомленным ремесленникам. В реализации изобретения установка калькуляции цен/бизнеса 178 может хранить финансовую информацию относительно побочных продуктов (включая издержки производства, прибыли и тому подобное) в файле стоимости для установки конечного потребителя обработанного твердого топлива.
В реализации изобретения, основанной на размещении установки конечного потребителя, количества окончательно обработанного угля, способа транспортировки доставляемого твердого топлива и тому подобного, установка калькуляции цен/бизнеса 178 может вычислять себестоимость транспортировки для доставки обработанного топлива на установку конечного потребителя. В реализации изобретения установка калькуляции цен/бизнеса 178 может использовать данные, относящиеся к себестоимости транспортирования, для вычисления общей себестоимости для установки конечного потребителя твердого топлива. В реализации изобретения установка калькуляции цен/бизнеса 178 может хранить себестоимости транспортировки в файле себестоимости для установки конечного потребителя обработанного твердого топлива.
В реализации изобретения установка калькуляции цен/бизнеса 178 может определять рабочий параметр доход/убыток для обработки необработанного твердого топлива в требуемой установке конечного потребителя твердого топлива. Количество алгоритмов, доступных для определения этого рабочего параметра доход/убыток, могло бы быть разработано обычным лицом, осведомленным в данной технологии. Например, рабочий параметр доход/убыток может быть определен как процент от общей себестоимости обработки необработанного твердого топлива или как задание величины доход/убыток на единицу обработанного твердого топлива. В реализации изобретения установка калькуляции цен/бизнеса 178 может хранить операционный доход в файле себестоимости для установки конечного потребителя твердого топлива.
В реализации изобретения установка калькуляции цен/бизнеса 178 может получать указание от установки управления 134, контроллера 144, датчиков 142 или тому подобных, что обработка необработанного твердого топлива для установки конечного потребителя выполнена полностью. В реализации изобретения в указании о том, что обработка необработанного твердого топлива произведена полностью, установка калькуляции цен/бизнеса 178 может подытожить все издержки обработки твердого топлива и определить величину доходы/убытки для установки конечного потребителя твердого топлива с рыночной стоимостью. В реализации изобретения подытоживания себестоимости и доходов могут использовать стандартную практическую процедуру расчета. В реализации изобретения рыночная стоимость окончательно обработанного топлива может быть передана на установку конечного потребителя. В качестве альтернативы, как описано выше, установка калькуляции цен/бизнеса может обеспечивать планирование себестоимости, доходы/убытки, ожидаемую прибыль и тому подобное на всем протяжении цикла обработки, позволяя установке конечного потребителя самой принимать экономичные решения во время обработки.
В реализации изобретения параметры твердого топлива могут храниться, по меньшей мере, в одной установке хранения как база данных. В реализации изобретения, по меньшей мере, одна установка хранения может представлять собой жесткий диск, накопитель на CD, накопитель на DVD, флэш-память, ZIP-дисковод, накопитель на магнитной ленте или тому подобное. В реализации изобретения одна установка хранения, по меньшей мере, может быть единственной установкой хранения, может быть в виде локальных установок хранения, может быть в виде множества распределенных установок хранения, может быть в виде комбинации локальных и распределенных установок хранения или тому подобного. В реализации изобретения базами данных могут быть база данных, реляционная база данных, база данных SQL, таблица, файл, однородный файл, файл ASCII, документ, файл XML или тому подобное.
В реализации изобретения информация о твердом топливе может отражать информацию, относящуюся к необработанному полученному твердому топливу, характеристики твердого топлива, требуемые установкой конечного потребителя, рабочие параметры установки обработки твердого топлива 132, тестовую информацию окончательно обработанного твердого топлива или тому подобное. Информация о твердом топливе может храниться в таких установках, как данных образца угля 120, требуемых характеристик угля 122, выходных параметров угля 172, установке генерации параметров 128, установке управления 134, контроллере 144 или тому подобном.
В реализации изобретения данные образца угля 120 могут хранить характеристики твердого топлива, такие как база данных для доступа к ней установками, такими как установка генерации параметра 128, требуемых характеристик угля 122, установки калькуляции цен/бизнеса 178 или тому подобное. В реализации изобретения характеристики угля могут включать процентное содержание влаги, золы, летучих веществ, фиксированного углерода, BTU/lb, BTU/lb M-A Free, образования серы, размольную характеристику (HGI), общее содержание ртути, температуру плавления золы, анализ минералов золы, электромагнитную абсорбцию/отражение, диэлектрические свойства и тому подобное. Эти характеристики твердого топлива могут быть предоставлены шахтой 102, установкой складирования 112, установкой тестирования 170 или тому подобным. В реализации изобретения характеристики в базе данных могут описывать начальные условия твердого топлива, предшествующие обработке в установке конечного потребителя.
В реализации изобретения база данных образца угля 120 может быть поисковой, позволяющей находить информацию необработанного твердого топлива. В реализации изобретения информация необработанного твердого топлива может быть найдена установкой генерации параметра 128 для выбора необработанного топлива с целью его преобразования в твердое топливо установки конечного потребителя. В реализации изобретения хранимая информация базы данных необработанного твердого топлива может содержать единственную запись для каждого твердого топлива или множество записей для каждого твердого топлива. В реализации изобретения может быть множество записей, как результат периодических образцов, статистических образцов, случайных образцов или тому подобного. В реализации изобретения, когда происходит поиск данных образца угля 120, на каждое необработанное твердое топливо может быть более чем одна соответствующая возращенная запись.
В реализации изобретения требуемые характеристики угля 122 могут хранить характеристики конечного потребителя, характеристики обработанного твердого топлива, базируемые на доступном необработанном твердом топливе, прошлые характеристики обработанного твердого топлива или тому подобное, как база данных для доступа установкой генерации параметра 128, установкой данных образца угля 120, выходных параметров угля 172, или тому подобное. В реализации изобретения характеристики угля могут включать процентное содержание влаги, золы, летучих веществ, фиксированного углерода, BTU/lb, BTU/lb M-A Free, образования серы, размольную характеристику (HGI), общее содержание ртути, температуру плавления золы, анализ минералов золы, электромагнитную абсорбцию/отражение, диэлектрические свойства и тому подобное. Характеристики твердого топлива могут быть обеспечены установками, как установка 128 генерации параметра угля, выходных параметров угля 172, установкой конечного потребителя или тому подобными. В реализации изобретения характеристики в базе данных могут описывать конечные условия обработки твердого топлива после обработки необработанного твердого топлива.
В реализации изобретения требуемые характеристики угля 122 могут быть поисковой базой данных, позволяющей находить параметры окончательно обработанного твердого топлива. В реализации изобретения параметры окончательно обработанного твердого топлива могут быть найдены установкой генерации параметра 128 для выбора характеристики установкой конечного потребителя для генерации рабочих параметров установки обработки твердого топлива 132. В реализации изобретения хранимая информация базы данных окончательно обработанного твердого топлива может содержать единственную запись для каждого твердого топлива или множество записей для каждого твердого топлива. В реализации изобретения может быть множество записей, как результат периодических образцов, статистических образцов, случайных образцов или тому подобного. В реализации изобретения, когда происходит поиск данных образца угля 122, на каждое необработанное твердое топливо может быть более чем одна соответствующая возращенная запись.
В реализации изобретения, использующей данные образца 120 и требуемые характеристики угля 122, установка генерации параметра 128 может генерировать рабочие параметры установки обработки твердого топлива 132. Рабочими параметрами могут быть данные, устанавливаемые для управления различными системами установки обработки твердого топлива 132, для обработки необработанного твердого топлива в установке конечного потребителя. Рабочие параметры могут храниться в базе данных в любой релевантной установке, включая установку генерации параметра 128, установку управления 134 или контроллер 144. В дополнение к рабочим параметрам установка генерации параметра 128 может генерировать набор допустимых значений для каждого функционирующего узла, который может храниться в той же самой базе данных как рабочие параметры или который может храниться отдельно от базы данных. В реализации изобретения комбинированные наборы рабочих параметров и допустимых значений могут обеспечить, главным образом, все требования для управления обработкой твердого топлива.
В реализации изобретения процесс обработки может управляться рабочими параметрами с датчиком измерений 142, используемым для определения, функционируют ли системы установки обработки особого твердого топлива 132 в рамках предварительно установленных допусков. Базируясь на показаниях датчика измерений 142, работа особой системы может быть отрегулирована таким образом, что она снижается внутри предельных допускаемых значений. Следует добавить, что рабочие параметры могут быть отрегулированы так, что функция особых систем падает внутри предварительно заданных предельных значений. Например, рабочий параметр для микроволновой системы 148 может быть отрегулирован от начального рабочего параметра, если датчик измерения 142 показывает значение за пределами любого из двух, нижнего или верхнего, пределов допуска для микроволновой системы 148. В реализации изобретения база данных рабочих параметров может быть изменена, чтобы было соответствие регулирования рабочему параметру, переданному на систему.
В реализации изобретения, после того как окончательная обработка твердого топлива завершится, установка управления 134 может передать окончательно измененные рабочие параметры базы данных на установку генерации параметра 128, где могут храниться измененные рабочие параметры. В реализации изобретения сохраненные рабочие параметры могут быть связаны с сохраняемыми характеристиками необработанного твердого топлива, которое обрабатывается с использованием модифицированных рабочих параметров. В соответствии с этой реализацией изобретения, когда будущее необработанное твердое топливо подлежит обработке, установка генерации параметра 128 может искать рабочий модифицированный параметр базы данных для нахождения набора данных для использования в качестве начальных рабочих параметров. В реализациях изобретения может быть найден единственный записанный рабочий параметр, может быть найден ряд модифицированных рабочих параметров или может быть найден набор рабочих модифицированных параметров, так что начальные рабочие параметры для обработки нового необработанного твердого топлива могут использовать среднее значение или модифицированные рабочие параметры, единственный рабочий параметр записи, статистическую итоговую величину модифицированных рабочих файлов или тому подобное.
Как было описано выше, после того как твердое топливо будет обработано в установке обработки твердого топлива 132, обработанное твердое топливо может быть проверено на тестирующей установке 170 для определения характеристик окончательно обработанного твердого топлива. В реализации изобретения характеристики окончательно обработанного топлива могут включать процентное содержание влаги, золы, летучих веществ, фиксированного углерода, BTU/lb, BTU/lb M-A Free, образования серы, размольную характеристику (HGI), общее содержание ртути, температуру плавления золы, анализ минералов золы, электромагнитную абсорбцию/отражение, диэлектрические свойства и тому подобное. В реализации изобретения характеристики окончательно обработанного твердого топлива могут храниться в выходных параметрах угля 172. В реализации изобретения данные характеристик могут быть использованы для обеспечения обратной связи на устройство управления 134 для управления процессом обработки твердого топлива, могут быть связаны с требуемыми характеристиками угля 122, могут обеспечивать данными установку калькуляции цен/бизнеса 178 или тому подобное.
В реализации изобретения, во время цикла обработки твердого топлива, в выходных параметрах угля 172 могут храниться данные характеристик, по меньшей мере, один набор данных характеристик окончательно обработанного угля. Как было описано ранее, характеристики окончательно обработанного твердого топлива могут быть переданы на установку управления 134 для рассмотрения, когда имела место регулировка рабочих параметров установки обработки твердого топлива 132. В реализации изобретения характеристики окончательно обработанного твердого топлива могут быть связаны с требуемыми характеристиками угля 122 для определения рабочих параметров для особого необработанного твердого топлива.
Например, установка генерации параметра 128 может быть востребована для определения рабочих параметров для обработки особого необработанного твердого топлива. Установка генерации параметра 128 может искать требуемые характеристики угля 122 для окончательно обработанного твердого топлива, в результате предварительной обработки выбранного необработанного твердого топлива. Установка генерации параметра 128 может также находить окончательные тестируемые характеристики из цикла твердого топлива, которое может быть произведенным как окончательно обработанное твердое топливо. Установка генерации параметра 128 может рассматривать всю эту информацию, когда определяются рабочие параметры необработанного твердого топлива.
В реализациях изобретения установка генерации параметра 128 может выдавать итоговый набор характеристик твердого топлива для множества образцов твердого топлива, выдавать итоговый набор технических данных для основного твердого топлива, используемого установками конечного потребителя, выдавать итоговый набор рабочих параметров, используемых для преобразования необработанного твердого топлива в твердое топливо, используемое установкой конечного потребителя, или тому подобное. В реализации изобретения подытоживание баз данных может иметь следствием генерацию множества заранее определенных рабочих параметров установки обработки твердого топлива 132. Заранее определенное множество рабочих параметров может быть использовано для позднего выбора для обработки установкой обработки рабочих параметров 132 твердого необработанного топлива для установки конечного потребителя. В реализации изобретения базами данных могут быть база данных, реляционная база данных, база данных SQL, таблица, файл, однородный файл, файл ASCII, документ, файл XML или тому подобное. Как описано выше и показано на Фиг.1 и 2, установкой конечного потребителя могут быть топливная установка угля 200, установка преобразования угля 210, установка побочного продукта 212 или тому подобное.
В реализации изобретения установка генерации параметра 128 может выдавать итоговый набор характеристик твердого топлива для множества образцов твердого топлива из данных образца угля 120. В реализации изобретения данные 120 образца угля содержат информацию для необработанного твердого топлива, которое может быть доступно установке обработки твердого топлива 132, может содержать информацию для прошлого необработанного твердого топлива, которое может быть использовано установкой обработки твердого топлива 132, или тому подобное. Для каждого необработанного твердого топлива может быть больше чем одна запись данных в данных 120 образца угля, вытекающая из одного и того же твердого топлива, имеющего множество результатов проверки образца. В реализации изобретения установка генерации параметра 128 может выдавать итоговые наборы характеристик необработанного твердого топлива, базируемые на доступном необработанном твердом топливе, недавно обработанном необработанном твердом топливе, наборе необработанных твердых топлив, выбранном установкой обработки твердого топлива 132, или тому подобном.
В реализации изобретения итоговая база данных характеристик необработанного твердого топлива может содержать множество двойных записей, которые содержат информацию от одного и того же твердого топлива; множество двойных записей может быть результатом множества образцов, полученных из одного и того же необработанного твердого топлива. В реализации изобретения собранная база данных характеристик необработанного твердого топлива может иметь несколько ступеней. Первая ступень может охватывать полное группирование данных образца твердого топлива в итоговой базе данных необработанного твердого топлива. На второй ступени установка генерации параметра 128 может использовать алгоритм сортировки записей, перебора двойных записей, сохранение базы данных конечного необработанного твердого топлива в устройстве сохранения и тому подобное. В реализации изобретения двойные записи могут быть удалены из базы данных необработанного твердого топлива, двойные записи могут быть усреднены, двойные записи могут быть статистически выбраны или тому подобное. В реализации изобретения конечная база данных необработанного твердого топлива может содержать все записи необработанных твердых топлив, которые могут быть преобразованы в установке конечного потребителя твердого топлива.
Подобным образом, информация установки конечного потребителя твердого топлива может быть сгруппирована в базу данных окончательно обработанного твердого топлива. В реализации изобретения информация установки конечного потребителя твердого топлива может быть сохранена в базе данных требуемых характеристик угля 122. В реализации изобретения база данных требуемых характеристик угля 122 может содержать информацию характеристик на окончательно обработанном твердом топливе, запрашиваемую установками конечного потребителя, прошлую информацию характеристик предыдущих окончательно обработанных твердых топлив и тому подобное. В реализации изобретения собранные базы данных окончательно обработанного твердого топлива могут содержать множество записей, которые содержат информацию, относящуюся к одному и тому же окончательно обработанному твердому топливу; множество двойных записей может вытекать из множества образцов, взятых из одного и того же окончательно обработанного твердого топлива, взятых во время обработки твердого топлива.
В реализации изобретения группирование баз данных окончательно обработанного твердого топлива может иметь несколько ступеней. Первая ступень может охватывать полное группирование данных образца твердого топлива в итоговой базе данных необработанного твердого топлива. На второй ступени установка генерации параметра 128 может использовать алгоритм сортировки записей, перебора двойных записей, сохранение базы данных конечного необработанного твердого топлива в устройстве сохранения и тому подобное. В реализации изобретения двойные записи могут быть удалены из базы данных необработанного твердого топлива, двойные записи могут быть усреднены, двойные записи могут быть статистически выбраны или тому подобное. Для каждого необработанного твердого топлива может быть больше чем одна запись данных в данных 120 образца угля, вытекающая из одного и того же твердого топлива, имеющего множество результатов проверки образца. В реализации изобретения установка генерации параметра 128 может выдавать итоговые наборы характеристик необработанного твердого топлива, базируемые на доступном необработанном твердом топливе, недавно обработанном необработанном твердом топливе, наборе необработанных твердых топлив, выбранном установкой обработки твердого топлива 132, или тому подобном.
В реализации изобретения установка генерации параметра 128 может использовать собранную базу данных необработанного твердого топлива и собранную базу данных окончательно обработанного топлива для получения рабочих параметров, используемых для преобразования твердого топлива в окончательно обработанное твердое топливо, используемое установкой конечного потребителя.
В реализации изобретения рабочие параметры могут быть определены установкой генерации параметра 128, выбирающей запись характеристики необработанного твердого топлива из собранной базы данных необработанного твердого топлива и приводящей ее в соответствие с каждыми записями базы данных окончательно обработанного твердого топлива для вычисления рабочих параметров для каждой из соответствующих записей. В реализации изобретения, поскольку рабочие параметры определены для соответствующих записей, рабочие параметры могут храниться в собранной базе данных рабочих параметров. Например, если имеется пятьдесят необработанных твердых топлив в собранной базе данных необработанного твердого топлива и одна сотня окончательно обработанных твердых топлив в окончательно собранной базе данных твердого топлива, каждое из пятидесяти твердых топлив может быть поставлено в соответствие каждой сотне окончательно обработанных твердых топлив для определения рабочих параметров, которые могли бы потребоваться для преобразования необработанного твердого топлива в требуемое твердое топливо. Это может вылиться в пятьсот записей итоговых рабочих параметров.
В реализации изобретения установка генерации параметра 128 может определять, что некоторое твердое топливо не может быть преобразовано в окончательно обработанное твердое топливо и, следовательно, не может определять рабочие параметры для особых соответствующих твердых топлив.
В другой реализации изобретения установка генерации параметра 128 может выбирать записи характеристик твердого топлива из итоговой базы данных необработанного твердого топлива и определять окончательно обработанное твердое топливо, которое может быть преобразовано установкой обработки твердого топлива 132. В реализации изобретения установка генерации параметра 128 может определять рабочие параметры для каждых записей характеристик необработанного твердого топлива в итоговой базе данных необработанного твердого топлива. В реализации изобретения рабочие параметры могут быть определены рабочими возможностями установки обработки твердого топлива 132. В реализации изобретения рабочие параметры для каждых записей характеристик необработанного твердого топлива могут быть сохранены в итоговой базе данных рабочего параметра.
В реализации изобретения установка генерации рабочего параметра 128 может определять рабочие параметры путем приведения в соответствие характеристик необработанного твердого топлива с используемой возможностью установки обработки твердого топлива 132, определять рабочие характеристики из характеристик необработанного твердого топлива или тому подобное. В реализации изобретения способы определения рабочего параметра могут быть использованы индивидуально или в комбинации.
В реализации изобретения рабочие итоговые параметры могут быть сохранены, чтобы быть выбранными в позднее время для обработки необработанного твердого топлива в установке конечного потребителя твердого топлива. В реализации изобретения итоговая база данных рабочих параметров может также хранить информацию необработанного твердого топлива и окончательно обработанного твердого топлива, которые использовались для создания рабочих параметров. Следовательно, итоговая база данных рабочего параметра может включать рабочие параметры, характеристики необработанного твердого топлива, характеристики окончательно обработанного твердого топлива или тому подобное. Характеристики необработанного твердого топлива и характеристики окончательно обработанного твердого топлива могут включать идентификацию твердого топлива.
В реализации изобретения, если установка конечного потребителя требует от установки обработки твердого топлива некоторого окончательно обработанного твердого топлива, установка генерации параметра 128 может привести в соответствие запрашиваемые характеристики окончательно обработанного твердого топлива к одному из окончательно обработанного твердого топлива, характеристики которого хранились в соответствующих базах данных. В реализации изобретения приведение в соответствие требуемого твердого топлива установки конечного потребителя для итогового окончательно обработанного твердого топлива может быть лучшим соответствием при использовании ключевых характеристик, при выстраивании наиболее важных характеристик твердого топлива или тому подобном.
В реализации изобретения после нахождения соответствия запрашиваемого твердого топлива для установки конечного пользователя, установка генерации параметра 128 может выбрать все возможные твердые топлива, которые могут быть использованы для создания твердого топлива для установки конечного потребителя, может выбрать все возможные рабочие параметры, которые могут быть использованы для создания твердого топлива конечного потребителя или тому подобное. В реализации изобретения применение всех из возможных необработанных твердых топлив может быть использовано для создания твердого топлива установки конечного потребителя, при этом установка генерации параметра 128 может искать данные образца угля 120 для определения, какое (если даже любое) из возможных необработанных твердых топлив имеется в распоряжении. В реализации изобретения установка генерации параметра 128 может выбирать необработанное твердое топливо из данных 120 образца угля твердого топлива, которое находится в пределах некоторого допуска, требуемого необработанным твердым топливом. Если для установки обработки твердого топлива 132 имеется в распоряжении, по меньшей мере, одно из необработанных твердых топлив, установка генерации параметра 128 может выбирать сохраненные рабочие параметры, которые соответствуют выбранному необработанному твердому топливу и установке конечного потребителя твердого топлива. Выбранные рабочие параметры могут быть переданы на установку управления 134 и контроллер 144 для обработки необработанного твердого топлива в установке конечного потребителя твердого топлива.
В реализации изобретения способ моделирования себестоимости, связанный с обработкой твердого топлива для специальной установки конечного пользователя, может быть усовершенствован путем обеспечения базы данных, содержащей набор характеристик твердого топлива для множества образцов твердого топлива, набор технических данных для основных видов твердого топлива, используемого набором установок конечного потребителя, набором рабочих параметров, используемых для преобразования образца твердого топлива в основное твердое топливо, используемое конечным потребителем, набором себестоимостей, связанных с реализацией набора рабочих параметров, и тому подобное. В реализации изобретения моделируемая себестоимость может быть использована для обеспечения разных отчетов по себестоимости, таких как счет-фактура, подсчитанная для установки конечного потребителя обработанного твердого топлива, внутренние произведенные затраты для сравнения с текущими затратами обработки, прогнозы затраты/рыночная стоимость, коэффициент полезного действия установки обработки твердого топлива 132 или тому подобное. В реализации изобретения базами данных могут быть база данных, реляционная база данных, база данных SQL, таблица, файл, однородный файл, файл ASCII, документ, файл XML или тому подобное.
В реализациях изобретения установка конечного потребителя может быть топливной угольной установкой 200, установкой преобразования угля 210, установкой побочных продуктов 212 или тому подобным.
Установка обработки твердого топлива 132 может использовать способ моделирования рыночной стоимости обработанного твердого топлива для специальной установки конечного потребителя. В реализации изобретения установка конечного потребителя может потребовать, чтобы установка обработки твердого топлива обрабатывала необработанное твердое топливо до получения окончательно обработанного твердого топлива с особыми характеристиками. Установка конечного потребителя может не только указывать начальное твердое топливо, подлежащее использованию; установка обработки твердого топлива 132 может выбирать соответствующее необработанное твердое топливо, базируемое на характеристиках твердого топлива установки конечного потребителя.
В реализации изобретения характеристики установки конечного потребителя могут быть переданы и сохранены в требуемых характеристиках угля 122. Установка калькуляции цен/бизнеса может получать извещение, что характеристики были переданы в требуемые характеристики угля 122.
В реализации изобретения, как только поступает извещение о том, что характеристики твердого топлива получены, установка калькуляции цен/бизнеса 178 может требовать, чтобы установка генерации параметра 128 идентифицировала необработанное твердое топливо для передачи данных на установку конечного потребителя. Как было описано ранее, установка генерации параметра 128 может определять надлежащее твердое топливо, зная требуемые характеристики и возможности установки обработки твердого топлива 132, путем нахождения прошлых данных обработки твердого топлива, для определения начального необработанного твердого топлива, путем запросов базы данных о возможных необработанных твердых топливах, и рабочих параметров, полученных из предварительно определенной базы данных, или тому подобного.
В реализации изобретения, как только установка генерации параметра 129 выбрала имеющееся в распоряжении необработанное твердое топливо, необходимое для преобразования до установки конечного потребителя твердого топлива, установка генерации параметра 128 запрашивает данные 120 характеристик образца угля для доступного необработанного твердого топлива.
В реализации изобретения установка генерации параметра 128 может передавать информацию идентификации и характеристик для необработанного твердого топлива, информацию идентификации и характеристик для твердого топлива установки конечного потребителя, рабочие параметры для преобразования необработанного твердого топлива в твердое топливо установки конечного потребителя и то же самое передавать на установку калькуляции цен/бизнеса 178. В реализации изобретения установка калькуляции цен/бизнеса 178 может иметь базу данных, связывающую себестоимость с рабочими параметрами для особого твердого топлива. В реализации изобретения установка калькуляции цен/бизнеса 178 может быть способна моделировать операцию установки обработки твердого топлива 132, обеспечивая виртуальную обработку необработанного твердого топлива в твердое топливо конечного потребителя, используя рабочие параметры от установки генерации параметра 128. Используя рабочие параметры, установка калькуляции цен/бизнеса 178 может быть способна определить объем твердого топлива, обработанного за период времени, количество затраченной энергии, количество используемого инертного газа, количество выделенных из твердого топлива продуктов и тому подобное. Например, моделирование может быть в состоянии определить тонны в час производимого твердого топлива с использованием полученного рабочего параметра для задания скорости конвейера или размера установки однократного режима. В другом примере моделирование может быть в состоянии вычислить требуемое количество электроэнергии микроволновых систем 148 на основе установок рабочих параметров.
В реализации изобретения, используя рабочие параметры, моделирование установки калькуляции цен/бизнеса 178 позволяет определять рыночную стоимость для полного преобразования необработанного твердого топлива в твердое топливо установки конечного потребителя, мгновенную рыночную стоимость в любое время в течение преобразования твердого топлива, возрастающую рыночную стоимость, добавляемую некоторыми из различных систем установки обработки твердого топлива 132, или тому подобное.
В реализации изобретения установка калькуляции цен/бизнеса 178 может моделировать установку обработки твердого топлива 132 на базе использования интерфейса или компьютерного устройства. В реализации изобретения пользователь интерфейса может представить рабочие инструменты для разрешения пользователю использовать моделирование, остановку моделирования, паузу в моделировании, выводы моделирования, обратное моделирование, выполнение моделирования в медленном режиме, выполнение моделирования в быстром режиме, средоточие на особой системе или тому подобное. В реализации изобретения средоточие на особой системе может обеспечить пользователя дополнительной информацией для конкретной системы. В реализации изобретения информация, поступающая от моделирования, может быть потребована потребителем.
В реализации изобретения установка калькуляции цен/бизнеса 178 может быть в состоянии предоставлять отчет об информации моделирования рыночной стоимости полного преобразования необработанного твердого топлива в твердое топливо установки конечного потребителя, для мгновенного значения рыночной стоимости в любое время в течение преобразования твердого топлива, для нарастающей рыночной стоимости, добавляемой различными системами установки обработки твердого топлива, или тому подобного. В реализации изобретения отчет может иметь вид напечатанного отчета, отчета в виде изображения, документального отчета, базы данных, крупноформатной таблицы, файла или тому подобного. Отчеты могут показывать содержание, временные подробности, системные подробности или тому подобное.
В реализации изобретения установка калькуляции цен/бизнеса 178 может иметь, по меньшей мере, одну базу данных, которая содержит предполагаемую себестоимость, связанную с моделированием обработки твердого топлива. Например, база данных может иметь электрические показатели для микроволновых систем 148, затраты в расчете на кубический фут инертных газов, стоимость человеческих ресурсов управления установкой обработки твердого топлива 132, затраты/рыночная стоимость выделенных продуктов твердого топлива, восстановленных системой удаления 150, затраты/рыночная стоимость используемого твердого топлива и тому подобное. Эти затраты могут представлять старые предположения в моделировании. В реализации изобретения установка калькуляции цен/бизнеса 178 может прикладывать предполагаемые затраты к моделированию для определения отношения затраты/рыночная стоимость обработанного твердого топлива установки конечного потребителя.
В реализации изобретения установка калькуляции цен/бизнеса 178, использующая моделирование установки обработки твердого топлива 132, может представить установке конечного потребителя расчет ценообразования рыночной стоимости требуемой обработки твердого топлива. Расчет может быть основан на моделировании, использующем рабочие параметры, себестоимости и ценообразование рыночной стоимости для рабочих параметров и тому подобное. В реализации изобретения подсчитанное ценообразование рыночной стоимости может быть для специальной установки конечного потребителя, запрашивающего твердое топливо, использующего особое необработанное твердое топливо.
Несмотря на то что изобретение было раскрыто в связи с показанными и детально описанными предпочитаемыми реализациями, тому, кто осведомлен в этой технологии, будут очевидны различные модификации и усовершенствования. Соответственно, объем настоящего изобретения не ограничивается приведенными примерами, и его следует трактовать в максимально широком смысле.
Все документы, упомянутые в настоящем описании, включены в него во всей своей полноте в качестве ссылки.