流体材料处理系统技术方案

本文公开了流体材料处理系统。该流体可以是液体、溶液、浆料或乳液。系统接收流体、蒸汽和水作为输入。这些馈送到可以引入添加剂的平衡罐中。蒸汽和水用于控制一些物理性质并使得流体能够根据需要分配。在具体实施例中，该系统可用于处理待送到双相燃料进料器以在流化床锅炉中燃烧的材料，能量用于发电或用在各种生产过程中。

Fluid Material Processing System

A fluid material processing system is disclosed. The fluid can be liquid, solution, slurry or emulsion. The system receives fluid, steam and water as input. These feeds are fed to a balancing tank that can be introduced into the additive. Steam and water are used to control some physical properties and allow fluid to be distributed as needed. In specific embodiments, the system can be used to process materials to be sent to a dual-phase fuel feeder for combustion in a fluidized bed boiler, and energy is used for power generation or in various production processes.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】流体材料处理系统
本公开涉及流体材料处理系统。该系统通过施加热、蒸汽和添加剂来影响流体的物理性质(例如粘度)，以增强进一步的下游处理。特别考虑的是，由生产纤维素乙醇形成的流体废料流将在此进行处理。
技术介绍
在燃烧过程中，燃料中的化学能在锅炉的炉内转化为热量。热量通过锅炉中的吸热表面捕获以产生蒸汽。炉中使用的燃料包括各种固体、液体和气体物质。燃烧将燃料转化为大量化合物。在一些应用中，固体生物质废料副产物用作流化床锅炉的燃料。流化床锅炉是燃烧固体燃料的一种方式。一般而言，流化床锅炉包括由一定堆叠高度的固体颗粒形成的床。例诸如敞底系统(底部敞开的系统)或平底系统的流化气体分配格栅位于床下方。敞底系统的特征在于宽间隔的分配管道，在该分配管道上安装有气泡盖，气泡盖用于在压力下分配流化气体(通常是空气)以使床流化。在平底系统中，分配管道形成锅炉的底板。在足够的气体速度下，固体颗粒表现出类似液体的性质。参考图1，已知设计的示例性鼓泡流化床(BFB)锅炉8(可从美国俄亥俄州巴伯顿市的Babcock&Wilcox公司购得)包括鼓泡床10，燃料12经由进料器14输送到该鼓泡床10上。流化床10适当地包括诸如例如沙子的固体颗粒。气密炉烟道(图1中仅示出其下部)包括由管构成的气密管壁16、17，水流经管以冷却管壁。诸如空气的流化气体通过管道18引入到鼓泡床10中，并且间隔开的气泡盖20有助于去除大的混入物。在床下方的除灰系统22中，混入物向下移动并在通过底部料斗24移除到合适的传送系统等(未示出)之前冷却。来自流化床10上的燃烧的热量加热壁管16、17中的水，这可以驱动蒸汽发生器或其他有用功。在一些实施例中，管壁16、17中的水在闭环再循环路径(通常包括补给水管线)中流动。进料器14可以穿过非水冷耐火炉壁(例如，砖炉壁)而不是穿过如图1的说明性实施例中的管壁16，或穿过任何其他类型的锅炉壁。对于进料器14穿过的炉壁，可以设想，包括诸如热绝缘材料、外壳等等的额外特征。纤维素乙醇是由木材、草或植物的不可食用部分制成的先进类型的生物燃料。这种类型的生物燃料由木质纤维素制成，木质纤维素是包括很多大多数植物的结构材料。木质纤维素主要由纤维素、半纤维素和木质素组成。玉米秸秆、柳枝稷、芒草、木屑、农业残留物，甚至草坪和树木维护的副产品都是一些含有木质纤维素的原料。纤维素乙醇生物燃料的生产通常需要使用特种化学品、酶和微生物进行额外处理以分解木质纤维素。因此，纤维素乙醇生产的废产物与传统淀粉乙醇工艺的废产物明显不同，传统淀粉乙醇工艺主要使用谷粒(例如玉米粒)作为原料。通常有来自纤维素乙醇生物燃料工艺的两种废料流。一种是木质素滤饼(滤饼)，其典型水分范围为35％至60％，并且其余为固体。第二种是浆液(syrup)，其典型水分范围为30％至50％，并且其余为固体。希望提供用于处理诸如来自纤维素生物燃料生产过程的废浆液流的流体的系统和方法，其允许这些流体以所需方式输送到进一步下游过程。
技术实现思路
因此，本公开涉及用于处理诸如来自纤维素乙醇生物燃料废料的流体的系统和方法。在具体实施例中，流体是被馈送到流化床锅炉中的废浆液，该锅炉运行以燃烧这些废产物并产生能量。废浆液可具有约30％至约50％的水分含量。由此产生的能量可以呈热气体、蒸汽或电的形式。能量可用于为纤维素乙醇生产过程或其他过程提供动力。在另外的实施例中，添加剂可以被引入废浆液中以减少结块。然而，通常希望不需要对废浆液进行进一步处理。本文还公开了液体材料处理系统，包括：进液管线；进汽管线；平衡罐，其具有与进液管线流体连通的液体入口、与进汽管线流体连通的蒸汽入口、添加剂口、循环口和液体出口；加热器，其流体连接到平衡罐的液体出口；以及加热器下游的管道；其分成(a)具有脉冲阀并通向至少一个进料器出口管线的进料管线和(b)具有压力调节阀并且通向(i)平衡罐的再循环口和(ii)液体储罐两者的返回管线。该系统还可包括进水管线和与进汽管线和进水管线两者均流体连通的清洗管线。清洗管线还可以流体连接到至少一个进料器出口管线。平衡罐还可包括混合器。进料管线可以具有在至少一个进料器出口管线上游的脉冲阀。在具体实施例中，至少一个进料器出口管线延伸至双相燃料进料器。本文还公开了用于制备分配到过程的流体的方法，包括：通过如上所述的材料处理系统的流体入口管线输送流体；用来自进汽管线的蒸汽加热平衡罐中的流体；以及将被加热的流体通过流体出口送到进料管线和至少一个进料器出口管线。流体可以在平衡罐中被加热至约200°F或以下的温度。如果需要，离开平衡罐的被加热的流体可以在加热器中进一步被加热至约200°F或以下的温度。在一些实施例中，进料管线具有在至少一个进料器出口管线上游的脉冲阀，并且热流体可以是脉冲式的，以便将热流体分成离散体积，这可以减少进一步下游处理中的结块。流体可以在平衡罐中与添加剂混合。流经返回管线的热流体可以被输送到平衡罐的再循环口，或者可以被输送到储罐。材料处理系统还可包括(i)进水管线和(ii)与进汽管线和进水管线两者均流体连通的清洗管线。额外处理步骤可包括通过清洗管线并通过(i)进料管线或(ii)返回管线输送水/蒸汽混合物。至少一个进料器出口管线可以延伸到双相燃料进料器。用于分配的流体可以是液体、溶液、浆料或乳液。具体实施例中，用于分配的流体是纤维素生物燃料废浆液。本文进一步讨论了本公开的这些和其他非限制性方面。附图说明以下是附图的简要描述，附图是为了说明本文公开的实施例的目的而给出的，而不是为了限制本文公开的实施例的目的。图1示意性地示出了已知设计的示例性鼓泡流化床(BFB)锅炉。图2是用于以所需形式将流体提供给下游过程的流体材料处理系统的示意图。图3是可以从图2的系统接收流体的双相燃料进料器的剖视立体图。图4是柱状图，示出了对于纤维素生物燃料废浆液每100磅燃料输入元素的“反应”发生情况。图5是流化床锅炉的示意图，图2的流体材料处理系统可以与该锅炉一起使用。具体实施方式通过参照附图可以获得对本文公开的部件、过程和装置的更完整的理解。这些图仅是基于便利性和易于展示本公开的示意性表示，并且因此并非旨在指示装置或其部件的相对大小和尺寸和/或限定或限制示例性实施例的范围。尽管为了清楚起见在以下描述中使用了特定术语，但是这些术语仅旨在表示在附图中为了说明而选择的实施例的具体结构，而不旨在限定或限制本公开的范围。在下面的附图和以下描述中，应理解，相同的数字标记指的是具有相同功能的部件。单数形式的“一”、“一”以及和“该”包括复数指代物，除非上下文明确地另作规定。如说明书和权利要求书中所用，术语“包括”可包含“由......组成”和“基本上由......组成”的实施例。如本文所用，术语“包括”、“包含”、“具有”、“具有”、“可以”、“含有”及其变体用于指需要存在指定部件/步骤并允许存在其他部件/步骤的开放式的过渡短语、术语或单词。然而，这样的描述应该被解释为还将组合物或过程描述为“由......组成”和“基本上由......组成”的列举部件/步骤，其允许仅存在指定部件/步骤，并且排除其他部件/步骤。本文公开的所有范围包括所述端点并且是可独立组合的(例如，“从2瓦特至10瓦特”的范围包括端点2瓦特和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种流体材料处理系统，包括：流体入口管线；进汽管线；平衡罐，所述平衡罐具有流体连接到所述流体入口管线的流体入口、流体连接到所述进汽管线的蒸汽入口、添加剂口、循环口和流体出口；加热器，所述加热器流体连接到所述平衡罐的所述流体出口；以及在所述加热器下游的管道，所述管道分成(a)通向至少一个进料器出口管线的进料管线和(b)具有压力调节阀并通向(i)所述平衡罐的所述再循环口和(ii)所述流体的储罐两者的返回管线。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.26 US 62/341,834;2017.05.22 US 15/601,0991.一种流体材料处理系统，包括：流体入口管线；进汽管线；平衡罐，所述平衡罐具有流体连接到所述流体入口管线的流体入口、流体连接到所述进汽管线的蒸汽入口、添加剂口、循环口和流体出口；加热器，所述加热器流体连接到所述平衡罐的所述流体出口；以及在所述加热器下游的管道，所述管道分成(a)通向至少一个进料器出口管线的进料管线和(b)具有压力调节阀并通向(i)所述平衡罐的所述再循环口和(ii)所述流体的储罐两者的返回管线。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述进料管线具有在所述至少一个进料器出口管线上游的脉冲阀。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括(i)进水管线和(ii)与所述进汽管线和所述进水管线流体连通的清洗管线。4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述清洗管线流体连接到所述至少一个进料器出口管线。5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述平衡罐还包括混合器。6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一个进料器出口管线延伸至双相燃料进料器。7.一种用于制备分配到过程的流体的方法，包括：通过材料处理系统的流体入口管线输送所述流体，所述材料处理系统包括：所述流体入口管线；进汽管线；平衡罐，所述平衡罐具有流体连接到所述流体入口管线的流体入口、流体连接到所述进汽管线的蒸汽入口、添加剂口、循环口和流体出口；加热器，所述加热器流体连接到所述平衡罐的所述流体出口；以及在所述加热器...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·德泽莱姆，K·海尔，J·库利格，L·海纳，S·奥斯伯恩，
申请(专利权)人：巴布考克及威尔考克斯公司，
类型：发明
国别省市：美国,US