引起围绕混合封壳94的内部的旋流运动。图5的所示实施例包括扰流器114，以引起混合室90内的固体的湍流。湍流可增强组合进料18的混合。所示扰流器114可包括凸起，如节、钉、翼型件、半圆块团，或它们的任何组合。湍流器114还可包括凹口或凹口和凸起的组合。
[0050]图6为图1-5的固体组合系统16的实施例的截面侧视图。所示的实施例包括由混合封壳94形成的混合室90。固体入口 92和流体入口 102示为通过混合封壳94附接。尽管仅示出了两个固体入口 92和流体入口 102，但混合封壳94可包括任何数目的入口 92和102，如，I到1000,2到500,2到250,2到100,2到50或2至Ij 10个之间。各对入口 92和102可有助于固体进料14的混合和分解。在所示的实施例中，各个流体入口 102具有缝隙形喷嘴或矩形喷嘴，其具有长形开口，例如，大于或等于大约2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1或10:1的长/宽比。这些流体入口 102的长度可在尺寸方面确定为至少等于或大于固体入口 92的宽度或直径，使得流体入口 102产生流体片层(或气动刀)，该流体片层完全地重叠穿过入口 92的固体进料14的进入流。因此，流体入口 102能够切穿流入封壳94中的进入的固体进料14的整体。如上文所述，在某些实施例中，入口 92和/或入口 102可成角度，以引起围绕封壳94的轴线98的旋流，或者入口 92和/或入口 102可成角度，以直接朝轴线98会聚，而不引起旋流，或引起旋流和不引起旋流的入口 92和102的组合可用于封壳94中。
[0051 ] 混合封壳94具有轴向端壁116，轴向端壁116在第一侧壁96之间径向地延伸跨过中心轴线98，从而形成混合室90的端部边界。在所示的实施例中，轴向端壁116远离混合室90向外弯曲，且因此限定弯曲的轴向端壁116。例如，弯曲的轴向端壁116可为凹形的端壁，其具有半球形，以有助于固体进料114和来自吹扫气体供应源42的流体(例如，组合进料18)的进一步的旋流和再循环。轴向端壁116阻挡组合进料18离开混合室90，除非沿流控制区段32的方向。
[0052]在固体混合区段28和固体分解/加压区段30下游，固体组合系统16具有固体流控制区段32，固体流控制区段32具有流控制导管120，流控制导管120构造成控制固体进料的流动和压力，且还用作不可见的阀，以阻挡沿上游方向朝区段28和30的回流。如下文参照图8所述，流控制导管120具有会聚扩散几何形状，如文氏管区段，以控制从区段28和30朝下游输送管122的流，该流将进料朝下游系统20发送。
[0053]图7为图6的固体组合系统16的实施例的局部截面侧视图。在图7的实施例中，各个固体入口 92与多个流体入口 102(诸如一个或更多个排、列、组合或组的接近地间隔的入口 102)相关联。例如，所示的实施例具有至少一排流体入口 102，其跨越固体入口 92的宽度或直径(或更大)，从而使多个流体射流能够跨越来自相应入口 92的进入固体进料14的整体。流体入口 102中的各个冲击在未混合的进料14上以分解进料，且将其混合成组合的进料18。各组入口 102可包括圆形入口、椭圆形入口、多边形入口、矩形入口或它们的任何组合。
[0054]图8为在8-8线内截取的图6的固体组合系统16的实施例的局部截面侧视图。固体流控制区段32包括流控制导管120，流控制导管120具有会聚扩散通路122，诸如文氏管区段。流控制导管120包括会聚导管部分124、扩散导管部分126，和会聚导管部分124与扩散导管部分126之间的喉部128。会聚导管部分124可具有一个或更多个会聚锥形壁、会聚弯曲环形壁，或它们的组合，其中，会聚导管部分124的直径沿下游方向朝喉部128逐渐减小。例如，会聚导管部分124具有会聚角度130 (例如，恒定或逐渐减小的角度)，其减小组合进料18的截面流动面积，从而提高速度且穿过会聚导管部分124到喉部128沿下游方向减小压力。扩散导管部分126可具有一个或更多个扩散锥形壁、扩散弯曲环形壁或它们的组合，其中，扩散导管部分的直径沿下游方向远离喉部128逐渐地增大。例如，扩散导管部分126具有扩散角度132 (例如，恒定或逐渐增大的角度)，其增大组合进料18的截面流动面积，从而提高速度且从喉部128穿过扩散导管部分126沿下游方向增大压力。以此方式，会聚扩散通路122用作不可见的止回阀(例如，人工障碍物)，其防止组合进料18从会聚部分124穿过会聚扩散通路122流至扩散部分126，从而抵抗沿上游方向朝区段28和30的回流。会聚角度130和扩散角度132两者可都在90与180度之间。
[0055]在所示的实施例中，流控制导管120具有一个或更多个保护层134，诸如涂层，以抵抗侵蚀、腐蚀或它们的组合。例如，保护层134可包括一个或更多个金属层、陶瓷层、金属陶瓷层、碳化钨层，或它们的任何组合。层可具有大于大约50、60、70或80的洛氏硬度。因此，保护层134可有助于在流改变速度和压力时沿会聚扩散通路122保护流控制导管120。
[0056]本发明的技术效果包括固体组合系统16，其包括固体混合区段28、固体分解/加压区段30和固体流控制区段32。固体混合区段28可包括混合室90，混合进料14输送至混合室90中且与旋流运动混合。旋流运动还可分解可能在泵送期间已压缩在一起的未混合的进料14。固体分解/加压区段30可包括固体入口 92，固体入口 92输送未混合的进料14，且包括流体入口 102，其使流体(例如，吹扫气体)跨过未混合的进料14冲击，以既提高压力又分解固体进料14。流控制区段32可包括流控制导管120，流控制导管120包括会聚导管部分124、扩散导管部分126和会聚导管部分124与扩散导管部分126之间的喉部128。流控制区段32控制组合进料18的流，以便组合进料18不断向前前进至下游系统20。
[0057]本书面说明使用了实例来公开本发明，包括最佳实施方式，且还使本领域技术人员能够实施本发明，包括制造和使用任何装置或系统，以及执行任何合并的方法。本发明的可申请专利的范围由权利要求限定，且可包括本领域技术人员构想出的其他实例。如果这些其他的实例具有并非不同于本权利要求的字面语言的结构元件，或者，如果这些其他实例包括与本权利要求的字面语言无实质差异的等同结构元件，则确定这些实例在本权利要求的范围之内。
【主权项】
1.一种系统，包括: 固体组合系统，包括: 固体混合区段，其具有混合室和多个固体入口，所述多个固体入口构造成将一种或更多种固体供应到所述混合室中； 固体分解区段，其具有多个流体入口，所述多个流体入口构造成将一种或更多种流体供应到所述混合室中；和 固体流控制区段，其具有在所述混合室下游的会聚扩散通路。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，包括联接到所述固体组合系统的下游系统，其中，所述下游系统包括气化器、反应器、气体处理系统、燃烧系统、燃气涡轮或它们的任何组合。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述固体混合区段包括包绕所述混合室的混合封壳，所述混合封壳包括围绕所述混合室的第一轴线延伸的第一侧壁，且所述混合封壳包括在所述第一侧壁之间延伸跨过所述第一轴线的轴向端壁。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述轴向端壁远离所述混合室向外弯曲。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一侧壁包括多个扰流器，所述多个扰流器构造成增强所述混合室中的混合。
6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一侧壁包括多个面板，所述多个面板围绕所述第一轴线布置以限定多边形导管。
7.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述多个固体入口以第一角度联接到所述第一侧壁，所述多个流体入口以第二角度联接到所述第一侧壁，并且所述第一和第二角度彼此不同。
8.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述固体流控制区段包括具有所述会聚扩散通路的流控制导管，所述流控制导管包括会聚导管部分、扩散导管部分，和所述会聚导管部分与所述扩散导管部分之间的喉部。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个固体入口具有第一轴线，所述多个流体入口具有第二轴线，并且所述第一和第二轴线定向成与彼此交叉。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述第一轴线朝所述混合室的中心轴线向内成角度，并且所述第二轴线围绕所述混合室的第一轴线沿周向成角度，以引起所述混合室中的旋流。
【专利摘要】本发明涉及用于固体进料的固体组合系统。具体而言，一种系统包括固体组合系统，其具有固体混合区段，固体混合区段具有混合室和构造成将一种或更多种固体供应至混合室中的多个固体入口。该系统还包括固体分解区段，其具有构造成将一种或更多种流体供应到混合室中的多个流体入口；和固体流控制区段，其具有混合室下游的会聚扩散通路。
【IPC分类】F23K3-00
【公开号】CN104654341
【申请号】CN201410644312
【发明人】E.潘
【申请人】通用电气公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年11月14日
【公告号】US20150138911