[發明專利]分離和富集有機和/或非有機材料的裝置和方法

無效

• 申請號: 200580035143.5
• 申請日: 2005-10-11
• 公開（公告）號: CN101072647A
• 公開（公告）日: 2007-11-14
• 發明（設計）人: 馬克·A·內斯;馬修·P·科格林;愛德華·K·萊維;內納德·薩魯納茨;約翰·M·惠爾登
• 申請（專利權）人: 大河能量
• 主分類號: B07B4/00
• 分類號: B07B4/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 陳平

相關申請的交叉參考

本申請是2005年4月15日提交的美國序列號11/107,153的部分繼續，所述美國序列號11/107,1?53要求在2004年10月12日提交的美國臨時申請系列60/618,379的優先權，這兩個申請都通過引用將其全部內容結合到此。

發明領域

本發明涉及使粒狀材料與含污染物或其它不適宜組分的更密實和/或更大的材料分離，同時將所述更密實和/或更大的材料富集以移出并進一步處理或處置的裝置和方法。更具體而言，本發明利用與被用于處理煤或其它有機材料的流化床操作性連通的洗滌器組件，以這種方式，使含污染物或其它不適宜組分的更密實和/或更大的材料與其余的煤或其它有機材料分離。

發明背景

全世界約63％的電力以及在美國產生的70％電力都是在發電裝置由化石燃料如煤、石油或天然氣的燃燒而產生的。這樣的燃料在發電裝置的燃燒室中燃燒，以產生用于使鍋爐中的水轉變成蒸汽的熱量。然后，蒸汽被過熱并將其引入到巨大蒸汽渦輪機中，由此它再推動渦輪機的扇狀葉片，使軸旋轉。這個旋轉的軸再使發電機的轉子旋轉，從而產生電。

在美國開采的89％的煤都被用作發電裝置的熱源。不同于石油和天然氣的是，能夠從地球上經濟地提取的煤可能的供給是豐富的。煙煤由于含量豐富并且具有較高的熱值，因而是電力生產用的最廣泛地使用等級的煤。然而，它們還包含中等至高含量的硫。作為在美國日益嚴格的環境法規如清潔空氣法案的結果，發電裝置不得不在這些裝置的煙囪上游昂貴地安裝洗滌裝置，以防止這些煤燃燒所產生的二氧化硫(“SO₂”)、氮氧化物(“NO_x”)和飛灰污染空氣。

低級煤如次煙煤和褐煤由于硫含量低，因而已經被作為發電裝置用的熱源得到了日益的關注。然而，它們在燃燒時還產生很大量的SO₂、NO_x和飛灰，因而廢氣需要進行處理，以滿足聯邦和州的污染標準。另外，灰和硫是在煤中出現的主要雜質?；抑饕射X、鈣、鐵和硅的礦石化合物組成。煤中的一些硫也是礦石-尤其是黃鐵礦的形式，所述黃鐵礦是鐵和硫的化合物。在煤中余量硫是有機硫的形式，它與煤中的碳緊密結合在一起。

采煤公司通常在將它們的煤產物在供給終端用戶如發電廠和焦化生產廠之前，將它們的煤產物進行清潔以除去雜質。在煤碎片通過篩分設備進行分類以形成粗大、中等和細小的流之后，將這三種煤流輸送到洗滌裝置，在該裝置中，煤顆粒與水混合。利用比重原理，包含最大量雜質的最重碎片沉到洗滌器的底部，因而它們進入廢料倉，隨后處置。然后，將來自這三種流的潔凈煤顆粒合并在一起，并用振蕩器、夾具或熱空氣鼓風機進行干燥，以產生準備用于運送到終端用戶的最終煤產品。

盡管采煤操作使用的清潔工藝除去了煤中的大部分灰，但是該清潔工藝對硫的影響較小，因而有機硫與煤中的碳緊密結合在一起。因此，煤在燃燒之前，可以采用其它方法進一步純化。例如，可以將煤顆粒輸送到大的機器內，在機器中煤顆粒進行振動及鼓動氣流。授權給Oetiker的美國專利3,852,168公開了用于使玉米粒和皮部分(husk?part)分離的方法和裝置。另一方面，授權給Zaltzman等的美國專利5,244,099教導了顆粒材料通過向上傾斜的槽輸送，流化氣體被強迫從槽的底部通過該槽，從而形成流化材料床。同時，使槽進行豎直振蕩運動，以有助于包含在材料混合物內的各種組分的分離?；旌衔镏忻軐嵼^低的組分上升到流化床的表面，而更密實的組分下降到底部。在槽的輸出端，可以使用氣流分流器回收不同層的材料。這種裝置擅長于分離農業產品和沙子。

現有技術已知，在一些情況下，可以在不添加機械振動或豎直振蕩的情況下利用流化床實現顆粒分離。例如，授權給Strohmeyer的美國專利4,449,483使用了加熱的流化床干燥器處理城市垃圾，并且在該垃圾燃燒產生熱之前，除去了該垃圾中的更重顆粒比如玻璃。同時，授權給Binnix等的美國專利3,539,001通過中間選擇性除去預定尺寸和比重的材料而使這些材料從混合物中分選出來。材料混合物沿向下的斜篩支撐行進，并且被引導向上的空氣脈沖懸浮。授權給Fletcher等的美國專利2,512,422再次使用了向下傾斜的流化床，該流化床帶有引導向上的空氣脈沖，其中通過在相對于床的總橫截面積具有足夠橫截面積的流化床單元的頂部安置孔，以控制流化床內的靜壓水平，從而防止更高比重的小顆粒在煤床內升起，因而煤的小顆粒可以從煤混合物中得到分離并純化。