專利名稱：用于加熱氣化器的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文中公開的主題大體涉及氣化器。更特別地，公開的主題涉及用于加熱氣化器的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
氣化系統(tǒng)大體包括過程噴射器，其用于將諸如有機原料的氣化燃料隨同氧和蒸汽一起供應(yīng)到氣化器中以生成合成氣。作為預(yù)備步驟，預(yù)熱燃料與空氣的混合物燃燒以在啟動氣化器中的原料的氣化之前將氣化器預(yù)熱至升高的溫度。不幸地，能夠在預(yù)熱期間實現(xiàn)的升高的溫度可被空氣和低壓力(例如，大氣壓)的使用顯著地限制。由于該溫度限制，故如果在預(yù)熱之后不可足夠快地安裝過程噴射器，則氣化器溫度可下降至低于適于開始原料的氣化的溫度閾值。在這種過度冷卻的情況下，將需要重復(fù)預(yù)熱過程以使氣化器溫度上升至升高的溫度。由于該延遲，故對于使原料氣化而言，可損失有價值時間，這進而可導(dǎo)致化學(xué)品的生產(chǎn)損失、電力的生成損失等?？諝夂偷蛪毫?例如，大氣壓)的使用還可顯著地限制升溫速率和完成最終預(yù)熱階段所需的總時間。此外，該延遲可導(dǎo)致氣化生產(chǎn)的顯著損失。

發(fā)明內(nèi)容
在下面概括在范圍上與最初要求權(quán)利的本發(fā)明相稱的某些實施例。這些實施例不意圖限制要求權(quán)利的本發(fā)明的范圍，而是相反地，這些實施例僅意圖提供本發(fā)明的可能形式的簡要概括。實際上，本發(fā)明可包含可與在下面提出的實施例相似或不同的各種形式。在第一實施例中，一種系統(tǒng)包括氣化器噴射器，其構(gòu)造成在熱控制模式期間將熱控制燃料和混合空氣噴射到氣化器中用于燃燒。熱控制燃料與氣化燃料相同或不同，并且系統(tǒng)構(gòu)造成從獨立的氧和氮供應(yīng)物產(chǎn)生混合空氣。

在第二實施例中，一種系統(tǒng)包括控制器，其構(gòu)造成控制聯(lián)接于氣化器的氣化器噴射器的熱控制模式。氣化器噴射器的熱控制模式構(gòu)造成控制將熱控制燃料和混合空氣噴射到氣化器中用于燃燒，并且熱控制燃料與氣化器中在氣化模式期間使用的氣化燃料相同或不同?？刂破鳂?gòu)造成控制從獨立的氧和氮供應(yīng)物生成混合空氣，并且熱控制模式構(gòu)造成在氣化器未以氣化模式操作時控制將氣化器加熱至等于或高于溫度閾值的溫度。在第三實施例中，一種方法包括控制聯(lián)接于氣化器的氣化器噴射器的熱控制模式?？刂茻峥刂颇Ｊ桨刂茝莫毩⒌难鹾偷?yīng)物生成混合空氣以及控制將熱控制燃料和混合空氣噴射到氣化器中用于燃燒。熱控制燃料與氣化器中在氣化模式期間使用的氣化燃料相同或不同?？刂茻峥刂颇Ｊ竭€包括在氣化器未以氣化模式操作時控制將氣化器加熱至等于或高于溫度閾值的溫度。


當(dāng)參考附圖閱讀下列詳細描述時，將更好地理解本發(fā)明的這些和其它的特征、方面和優(yōu)點，其中，同樣的標(biāo)記在所有附圖中表示同樣的部件，其中:圖1是可將富氧空氣用于氣化器的熱控制的氣化系統(tǒng)的實施例的示意性表示；
圖2是圖1的氣化系統(tǒng)的用于與預(yù)熱噴射器一起使用的某些構(gòu)件的實施例的示意性表
示；
圖3是圖1的氣化系統(tǒng)的用于與組合噴射器一起使用的某些構(gòu)件的實施例的示意性表
示；
圖4是用于利用預(yù)熱噴射器以富集/制備空氣來加熱氣化器的方法的實施例的流程
圖5是用于利用組合噴射器以富集/制備空氣來加熱氣化器和操作氣化器的方法的實施例的流程 圖6是用于使氣化系統(tǒng)的某些構(gòu)件以富氧空氣加熱模式操作的方法的實施例的流程
圖7是當(dāng)使氣化器以空氣/燃料加熱模式和富氧空氣/燃料加熱模式操作時的氣化器加熱的實施例的圖表表不;
圖8是以氣化模式操作和以富氧/混合空氣加熱模式操作的燃料噴射器的實施例的軸向透視 圖9是以氣化模式操作和以富氧空氣加熱模式操作的燃料噴射器的實施例的軸向透視圖； 圖10是可制備用于氣化器的熱控制的空氣的氣化系統(tǒng)的實施例的示意性表示；
圖11是圖10的氣化系統(tǒng)的用于與預(yù)熱噴射器一起使用的某些構(gòu)件的實施例的示意性表不;
圖12是圖10的氣化系統(tǒng)的用于與組合噴射器一起使用的某些構(gòu)件的實施例的示意性表不;
圖13是用于使氣化系統(tǒng)的某些構(gòu)件利用制備空氣以熱控制模式操作的方法的實施例的流程 圖14是具有預(yù)熱噴射器的氣化系統(tǒng)的某些構(gòu)件的實施例的示意性表示，該某些構(gòu)件包括用于制備空氣和/或使空氣富含氧的流動管線；以及
圖15是具有組合噴射器的氣化系統(tǒng)的某些構(gòu)件的實施例的示意性表示，該某些構(gòu)件包括用于制備空氣和/或使空氣富含氧的流動管線。部件列表 10氣化系統(tǒng) 12氣化器 14噴射器 16氣體處理單元 18通風(fēng)系統(tǒng) 20供應(yīng)單元 22控制器 24氣化燃料 26氣化燃料供應(yīng)源 28下游過程30功率生成系統(tǒng)32化學(xué)品生產(chǎn)系統(tǒng)34氣化室36耐火襯套38封殼
40富氧空氣供應(yīng)源
42熱控制燃料供應(yīng)源
44氧化劑供應(yīng)源
46緩和劑供應(yīng)源
48吹掃氣體供應(yīng)源
50空氣
52附加氧
54熱控制燃料
56氣化氧化劑
58第一氮氣
60蒸汽
62第二氮氣
64氣化器中的傳感器
66噴射器中的傳感器
68氣體處理單元中的傳感器
70通風(fēng)系統(tǒng)中的傳感器
72供應(yīng)單元中的傳感器
74下游過程中的傳感器
76功率生成系統(tǒng)中的傳感器
78化學(xué)品生產(chǎn)系統(tǒng)中的傳感器
80供應(yīng)閥
92熱控制供應(yīng)物
94熱控制模式
96預(yù)熱模式
98熱保持模式
100熱控制轉(zhuǎn)變
102空氣/燃料加熱模式
104富氧空氣/燃料加熱模式
106熱控制燃料閥
108第一空氣閥
110第二空氣閥
112氧閥
116氣化模式
118氣化供應(yīng)物130用于利用預(yù)熱噴射器以富集/制備空氣加熱氣化器的方法
132將預(yù)熱噴射器安裝到氣化器中的第一步驟
134以熱控制模式預(yù)熱氣化器的第二步驟
136監(jiān)測和控制熱控制模式的第三步驟
138斷開熱控制模式的第四步驟
140用氣化噴射器替換預(yù)熱噴射器的第五步驟
142吹掃氧系統(tǒng)的第六步驟
144起動氣化供應(yīng)源的第七步驟
146監(jiān)測和控制氣化模式的第八步驟
148斷開氣化模式的第九步驟
150吹掃/排出合成氣的第十步驟
152用熱保持噴射器替換氣化噴射器的第十一步驟
154以熱控制模式保持氣化器中的熱量的第十二步驟
156監(jiān)測和控制熱控制模式的第十三步驟
158斷開熱控制模式的第十四步 驟
160用氣化噴射器替換熱保持噴射器的第十五步驟
162用于利用組合噴射器以富集/制備空氣加熱氣化器的方法
164將組合噴射器安裝到氣化器上的第一步驟
166將組合噴射器構(gòu)造用于預(yù)熱的第二步驟
168以熱控制模式預(yù)熱氣化器的第三步驟
170監(jiān)測和控制熱控制模式的第四步驟
172斷開熱控制模式的第五步驟
174將組合噴射器構(gòu)造用于氣化的第六步驟
176吹掃氧系統(tǒng)的第七步驟
178起動氣化供應(yīng)源的第八步驟
180監(jiān)測和控制氣化模式的第九步驟
182斷開氣化模式的第十步驟
184吹掃/排出合成氣的第i^一步驟
186將組合噴射器構(gòu)造用于熱保持的第十二步驟
188以熱控制模式保持氣化器中的熱量的第十三步驟
190監(jiān)測和控制熱控制模式的第十四步驟
192斷開熱控制模式的第十五步驟
194將噴射器構(gòu)造用于氣化的第十六步驟
196用于使氣化系統(tǒng)以富氧空氣加熱模式操作的方法
198開始富集空氣熱控制模式的第一步驟
200建立吸氣的第二步驟
202吹掃氣化系統(tǒng)的第三步驟
204保持細流吹掃的第四步驟
206開始至噴射器的先導(dǎo)空氣流的第五步驟208開始至噴射器的先導(dǎo)燃料流的第六步驟
210點燃空氣/燃料混合物的第七步驟
212使空氣富含氧的第八步驟
214使氣化器加壓/調(diào)節(jié)生產(chǎn)量的第九步驟
216監(jiān)測氣化器溫度的第十步驟
218控制富集空氣/燃料加熱模式的第十一步驟
220啟動熱控制的斷開的第十二步驟
222斷開并吹掃氧流的第十三步驟
224斷開并吹掃燃料流的第十四步驟
226斷開并吹掃空氣流的第十五步驟
228吹掃氣化系統(tǒng)的第十六步驟
240曲線圖
242縱坐標(biāo)
244橫坐標(biāo)
246第一曲線
248第二曲線
250第三曲線
252第一操作窗口
254第二操作窗口
256第一最小過量氧百分比極限
258第二最小過量氧百分比極限
260第一操作窗口的左上角與第一曲線之間的距離
262第二操作窗口的左上角與第二曲線之間的距離
264期望的氣化器溫度
266第一操作窗口的右下角與第一曲線之間的距離
268第二操作窗口的右下角與第二曲線之間的距離
278第一組合噴射器
280富氧/混合空氣加熱模式
282第一噴射器通路
284第二噴射器通路
286第三噴射器通路
288第四噴射器通路
290第一圓形壁
292第二圓形壁
294第三圓形壁
296第四圓形壁
297成角度的末端
298點火器
300組合噴射器302第一噴射器通路
304第二噴射器通路
306第三噴射器通路
308第四噴射器通路
310冷卻插件
320氣化系統(tǒng)
322混合空氣
324獨立的氧供應(yīng)物
326獨立的氮供應(yīng)物
328稀釋的熱控制燃料供應(yīng)物
330熱控制燃料
332氮
334氣化器噴射器
336混合空氣/燃料加熱模式
338熱控制轉(zhuǎn)變
340富氧混合空氣/燃料加熱模式
350用于使氣化系統(tǒng)利用制備空氣以熱控制模式操作的方法
352開始先導(dǎo)氮流的第五步驟
354開始先導(dǎo)氧流的第六步驟
356使先導(dǎo)氮流與氧流混合的第七步驟
358開始至氣化器的先導(dǎo)混合空氣流的第八步驟
360點燃混合空氣/燃料混合物的第十步驟
362使混合空氣富含氧的第i^一步驟
364控制富集混合空氣/燃料加熱模式的第十四步驟
366斷開并吹掃氮流的第十八步驟
400用于富集空氣/燃料加熱模式的流動管線
402用于富集混合空氣/燃料加熱模式的流動管線
404先導(dǎo)流動管線
406火焰
408主流動管線
410流/壓力控制裝置
412混合空氣組分檢查裝置
414富氧空氣組分檢查裝置
416點火系統(tǒng)
418火焰檢測系統(tǒng)
430噴嘴
432用于供應(yīng)空氣的流動管線434用于混合空氣的流動管線436任選流動管線438流/壓力控制裝置 440組分檢查裝置 442流控制裝置。
具體實施例方式將在下面描述本發(fā)明的一個或更多個特定實施例。為了提供這些實施例的簡明描述，可不在說明書中描述實際實施的所有特征。應(yīng)當(dāng)理解，在任何這種實際實施的開發(fā)中，如在任何工程或設(shè)計項目中，必須作出許多特定實施決定以實現(xiàn)開發(fā)者的特定目的，諸如符合系統(tǒng)相關(guān)且商業(yè)相關(guān)的約束，這可從一個實施變化到另一個實施。此外，應(yīng)當(dāng)理解，這種開發(fā)努力可為復(fù)雜且耗時的，但是對于受益于本公開的技術(shù)人員而言，仍將是設(shè)計、制作和制造的日常工作。當(dāng)介紹本發(fā)明的各種實施例的元件時，冠詞“一”、“一個”、“該”和“所述”意圖表示存在元件中的一個或更多個。用語“包括”、“包含”和“具有”意圖是包含的，并且表示可存在除了列出的元件之外的附加元件。本公開涉及用于利用制備空氣加熱氣化器的系統(tǒng)和方法。氣化系統(tǒng)可從獨立的氧和氮供應(yīng)物制備空氣，并且在系統(tǒng)未以氣化模式操作時將混合空氣和熱控制燃料噴射到氣化器中用于燃燒以加熱氣化器。噴射器可在系統(tǒng)以混合空氣/燃料加熱模式操作時將混合空氣噴射到氣化器中，以加熱氣化器的耐火襯套?？刂破骺稍龃笸ㄟ^噴射器流動到氣化器中的氧的濃度，該控制器構(gòu)造成控制用于制備混合空氣的氧與氮的混合物。這可由于混合空氣中的相對較低濃度的氮而向氣化器提供增強的加熱。以該方式，控制器使氣化系統(tǒng)從混合空氣/燃料加熱模式轉(zhuǎn)變?yōu)楦谎趸旌峡諝饧訜崮Ｊ?，以便將氣化器的耐火襯套加熱成聞于溫度闡值?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖，圖1是可將富氧空氣用于氣化器的熱控制的氣化系統(tǒng)10的實施例的不意性表不。氣化系 統(tǒng)10包括氣化器12、噴射器14、氣體處理單兀16、通風(fēng)系統(tǒng)18、供應(yīng)單元20和控制器22。氣化器12構(gòu)造成使通過噴射器14供應(yīng)至氣化器12的氣化燃料24氣化。供應(yīng)單元20可為用于準(zhǔn)備、儲存和/或輸送可通過噴射器14噴射到氣化器12中的各種供應(yīng)物的一個或更多個單元。氣化燃料24可包括各種固體或液體形式的諸如煤的含碳燃料或碳氫化合物，或氣態(tài)供給物(例如，天然氣或燃料氣體)。供應(yīng)單元20可包括氣化燃料供應(yīng)源26，其可包括用于例如通過銑削、粉碎和磨碎固體形式的氣化燃料24而準(zhǔn)備用于氣化的氣化燃料24的單元。一旦做好氣化的準(zhǔn)備，則氣化燃料24可根據(jù)需要從氣化燃料供應(yīng)源26傳輸至氣化器12。氣化器12可將氣化燃料24轉(zhuǎn)化為合成氣,例如一氧化碳(CO)與氫(H2)的組合物。該生成氣體可被稱為未處理合成氣，因為它包括例如H2S。氣化器12還可生成副產(chǎn)物材料，諸如溶渣，其可為濕的灰燼材料。氣體處理單元16可用于清潔未處理合成氣。氣體處理單元16可洗滌未處理合成氣以從未處理合成氣移除HC1、HF、COS、HCN和H2S。此外，氣體處理單元16可通過水處理技術(shù)使鹽與未處理合成氣分離以從未處理合成氣產(chǎn)生可用鹽。隨后，來自氣體處理單元16的氣體可包括具有微量的其它化學(xué)品(例如，NH3(氨)和CH4(甲烷)的經(jīng)處理合成氣(例如，硫被從合成氣移除)。接著，該經(jīng)處理合成氣可傳輸至下游過程28、功率生成系統(tǒng)30或化學(xué)品生產(chǎn)系統(tǒng)32。例如，來自氣體處理單元16的合成氣可傳輸至燃氣渦輪發(fā)動機的燃燒室以便為功率生成過程提供燃料。氣體處理單元16還可在氣化期間提供氣化系統(tǒng)10的背壓控制，在氣體處理單元的用于清潔和/或冷卻合成氣的區(qū)段中提供背壓控制。然而，當(dāng)系統(tǒng)10利用組合噴射器以熱控制模式操作時，通風(fēng)系統(tǒng)18可包括可用于調(diào)節(jié)氣化器12中的壓力的背壓控制。氣化器12可包括氣化在其中發(fā)生的氣化室34、繞著氣化室34布置的耐火襯套36和繞著耐火襯套布置的封殼38。耐火襯套36可由耐火材料(例如，陶瓷)制成，并且設(shè)計成充當(dāng)氣化器12內(nèi)的熱保護層。除了保護封殼38免受高溫操作之外，耐火層36可控制熱損失，并且用作用于用來起動氣化器12的燃燒過程的熱源。實際上，在氣化器12變得能夠以氣化模式操作之前，耐火襯套36可加熱至等于或高于溫度閾值的溫度。除了氣化燃料供應(yīng)源26之外，供應(yīng)單元20可包括富氧空氣(EA)供應(yīng)源40、熱控制燃料(HCF)供應(yīng)源42、氧化劑供應(yīng)源44、緩和劑供應(yīng)源46和吹掃氣體供應(yīng)源(purgesupply) 48。在示出的實施例中，富氧空氣供應(yīng)源40將包括富含附加氧52的空氣50的富氧空氣供應(yīng)至第一噴射器14。同樣地，HCF供應(yīng)源42將HCF54供應(yīng)至第一噴射器，HCF54可與氣化燃料24相同或不同。例如，HCF54可為諸如天然氣的清潔燃料，然而氣化燃料24可為與水混合的煤漿。第 一噴射器14在氣化系統(tǒng)10的熱控制模式(例如，預(yù)熱或熱保持)期間將進入的HCF54和富氧空氣噴射至氣化器12用于燃燒。也就是說，當(dāng)氣化器12不以氣化模式操作時，富氧空氣和HCF54可供應(yīng)至氣化器12以便將氣化器12的耐火襯套36加熱至等于或高于期望氣化器溫度閾值的溫度。這可施加于在下面詳細討論的預(yù)熱操作和熱保持操作二者。氧化劑供應(yīng)源44可向噴射器14提供期望的量的氣化氧化劑(G0)56，諸如氧。氮氣58與蒸汽60的混合物還可經(jīng)由緩和劑供應(yīng)源46提供至噴射器14，并且氮氣62和/或蒸汽還可經(jīng)由吹掃氣體供應(yīng)源48供應(yīng)至噴射器14。在其它實施例中，緩和劑供應(yīng)源46可在氣化模式期間向噴射器14提供回收的CO2或合成氣用于用作緩和劑。緩和劑(例如，氮58和/或蒸汽60、C02或合成氣)、氣化燃料24和氣化氧化劑56為在氣化期間使用的供應(yīng)物，其可通過噴射器14順次進入氣化器12，在系統(tǒng)10以氣化模式操作時連續(xù)地流動穿過噴射器14。吹掃氣體供應(yīng)源48可用于在氣化器12的特定操作期間吹掃噴射器14內(nèi)的某些通路，例如，在從熱控制模式變化為氣化模式時吹掃HCF54的噴射器14?？諝夥蛛x單元可操作成通過例如蒸餾技術(shù)將由空氣壓縮機供應(yīng)的空氣分離成成分氣體用于提供某些供應(yīng)物(例如，附加氧52、氣化氧化劑56和/或氮58和62)。空氣分離單元還可提供無油空氣50，或者無油空氣50可由專用空氣壓縮機提供?？刂破?2構(gòu)造成基于傳感器反饋來控制聯(lián)接于氣化器12的噴射器14的加熱模式。也就是說，控制器22可基于傳感器反饋控制富氧空氣中的附加氧52的量。應(yīng)當(dāng)注意，無論控制器22何時調(diào)節(jié)(例如，增大)富氧空氣中的附加氧52的量，控制器22還可調(diào)節(jié)(例如，減小)流動到噴射器14的空氣的量，以便供給物在氣化器12中產(chǎn)生期望的火焰溫度(例如，保持或者增大火焰溫度)。氣化系統(tǒng)10可包括至少一個傳感器，以獲得指示HCF54的溫度、壓力、燃料參數(shù)、附加氧52的純度、空氣50的特性、富氧空氣的特性、氣化器12的參數(shù)或它們的組合的傳感器反饋。例如，控制器22可從位于氣化器12中的傳感器64接收指示溫度的傳感器反饋。雖然示出為聯(lián)接于氣化器12的耐火襯套36，但是該傳感器64可放置在氣化器12周圍的其它構(gòu)件上，并且校準(zhǔn)成提供耐火襯套36或其它氣化器構(gòu)件的大致溫度。附加的傳感器66、68、70、72、74、76和78可分別測量來自系統(tǒng)10的其它構(gòu)件(包括噴射器14、氣體處理單元16、通風(fēng)系統(tǒng)18、供應(yīng)單元20、下游過程28、功率生成系統(tǒng)30和化學(xué)品生產(chǎn)系統(tǒng)32)的參數(shù)?？刂破?2可基于從傳感器64、66、68、70、72、74、76和78接收的反饋控制氣化器12、噴射器14、氣體處理單元16、通風(fēng)系統(tǒng)18、供應(yīng)單元20、下游過程28、功率生成系統(tǒng)30和化學(xué)品生產(chǎn)系統(tǒng)32的操作?？刂破?2還可基于傳感器反饋操作供應(yīng)閥80以便容許期望的加熱和氣化供應(yīng)物的流從供應(yīng)單元20到噴射器14。例如，在從熱控制模式轉(zhuǎn)變?yōu)闅饣Ｊ狡陂g，如在下面進一步討論的，傳感器64可測量低于氣化器12的期望閾值溫度的耐火襯套36的溫度。作為響應(yīng)，控制器22可控制閥80以便防止氣化燃料24和氣化氧化劑56流動到噴射器14，除非氣化器12等于或高于用于以氣化模式操作的閾值溫度。應(yīng)當(dāng)注意，雖然示出的實施例包括單個供應(yīng)單元20和用于控制供應(yīng)物至噴射器14的流的一系列閥80，但是其它配置可為可能的。例如，熱控制供應(yīng)源(即，富氧空氣供應(yīng)源40和HCF供應(yīng)源42)可位于不同于氣化供應(yīng)源(即，GF供應(yīng)源26、氧化劑供應(yīng)源44、緩和劑供應(yīng)源46和吹掃氣體供應(yīng)源48)的位置。此外，用于緩和劑供應(yīng)源46的氮58和用于吹掃氣體供應(yīng)源48的氮62可來自共同的氮源。另外，熱控制供應(yīng)源可包括附加且分離的吹掃氣體。此外，用于控制這些供應(yīng)物至噴射器14的流的閥80中的一個或更多個可定位在供應(yīng)單元20上游或在其內(nèi)，從而例如允許控制器22在富集空氣到達供應(yīng)單元20或從其流動之前改變富集空氣供應(yīng)源40的氧濃度。圖2是圖1的氣化系統(tǒng)10的可在噴射器14設(shè)計用于氣化器12的加熱時使用的某些構(gòu)件的實施例的示意性表示。在某些實施例中，示出的噴射器14可為預(yù)熱噴射器，其用于在使氣化器12以氣化模式操作之前將氣化器12的耐火襯套36預(yù)熱至期望溫度。在其它實施例中，噴射器14可為熱保持噴射器，其用于在使氣化器12以氣化模式操作之后但在使氣化器12以氣化模式重新起動之前保持耐火襯套36中的熱量。噴射器14在僅用于加熱時可被移除并且用第二噴射器替換，以在氣化模式期間將氣化燃料、氧化劑和緩和劑噴射到氣化器12中用于氣化。不論是用于預(yù)熱氣化器12還是保持氣化器12中的熱量，可為用于預(yù)熱和保持熱量的相同或不同噴射器的噴射器14構(gòu)造成將熱控制供應(yīng)物92噴射到氣化器12中。一旦噴射 到氣化器12中，則HCF54和空氣50被組合和點燃，從而在氣化器12內(nèi)建立燃燒以將耐火襯套36加熱至期望溫度。應(yīng)當(dāng)注意，噴射器14包括多個通路，熱控制供應(yīng)物92(即，HCF54、空氣50和富氧空氣40)通過該多個通路傳送至噴射器14。穿過噴射器的不同路線可便于熱控制供應(yīng)物92在它們進入氣化器12時的組合?；趪娚淦?4的期望功能，控制器22操作閥80以控制對應(yīng)的熱控制供應(yīng)物92到噴射器14和從噴射器14到氣化器12中的流?？刂破?2可根據(jù)熱控制模式94操作氣化系統(tǒng)10的這些閥80和其它構(gòu)件。在熱控制模式94中，噴射器14構(gòu)造成在熱控制模式94期間將HCF54以及空氣50或富氧空氣40噴射到氣化器12中用于燃燒。熱控制模式94可包括預(yù)熱模式96，其構(gòu)造成操作閥80、第一噴射器14和氣化器12，以便在使氣化器12以氣化模式操作之前預(yù)熱氣化器12。另外，熱控制模式96可包括熱保持模式98，其用于操作閥80、第一噴射器14和氣化器12,以便保持氣化器12的耐火襯套36內(nèi)的熱量。此外,熱控制模式94可包括從空氣/燃料加熱模式102向富氧空氣/燃料加熱模式104的熱控制轉(zhuǎn)變100，從而允許系統(tǒng)10增大和減小附加氧52與空氣50的比率和空氣50的流率。例如，在預(yù)熱模式96或熱保持模式98開始時，控制器22可使閥80定位成使得HCF閥106和第一空氣閥108開啟，并且氧閥112保持閉合。這對應(yīng)于控制器22使系統(tǒng)10以空氣/燃料加熱模式104 (即，未使空氣富含氧)操作。當(dāng)系統(tǒng)10繼續(xù)以熱控制模式94操作并且耐火襯套36的溫度增大時，熱控制轉(zhuǎn)變100可控制閥80以開啟氧閥112和部分地閉合空氣閥108。因此，向減小的量的空氣50添加氧52，并且富氧空氣40供應(yīng)至噴射器14用于加熱氣化器12的耐火襯套36。與空氣50相比包含較低百分比的氮和較高百分比的氧的富氧空氣40的組分和流率因此可控制成允許耐火襯套36的溫度增大到高于通過利用不具有附加氧52的空氣50的燃燒而實現(xiàn)的溫度。加熱速率的調(diào)節(jié)還可包括調(diào)節(jié)熱控制供應(yīng)物的生產(chǎn)量。例如，為了增大熱控制模式94中的加熱速率，控制器22可增大HCF54的流率并且還調(diào)節(jié)空氣50和氧52的流率，以控制至富氧空氣40中的期望氧含量和/或過量空氣的期望水平。在另一個實施例中，熱控制模式94包括空氣在其中已經(jīng)包含較高百分比的氧的空氣/燃料加熱模式102，并且熱控制轉(zhuǎn)變100可使空氣/燃料加熱模式102轉(zhuǎn)變?yōu)榭諝庠谄渲邪踔粮甙俜直鹊难鹾洼^低百分比的氮的富氧空氣/燃料加熱模式104。圖3是圖1的氣化系統(tǒng)10的用于在第一噴射器14設(shè)計用于氣化器12的加熱和氣化二者時使用的某些構(gòu)件的實施例的示意性表示。也就是說，第一噴射器14可為組合噴射器(例如，合并噴射器(comb1-1njector))，其構(gòu)造成在熱控制模式期間將HCF54和富氧空氣40噴射到氣化器12中用于燃燒，并且構(gòu)造成在氣化模式116期間將氣化燃料24和氣化氧化劑56噴射到氣化器12中用于氣化?？刂破?2可根據(jù)用于預(yù)熱模式96的控制操作噴射器14、氣化器12和供應(yīng)閥80，如關(guān)于圖2的熱控制模式94描述的。預(yù)熱模式96包括在氣化之前從空氣/燃料加熱模式102轉(zhuǎn)變?yōu)楦谎蹩諝?燃料加熱模式104。如先前討論的，該轉(zhuǎn)變可通過增大向已經(jīng)在空氣/燃料加熱模式102中富含氧的空氣添加的氧52的附加量而完成。以該方式，可僅利用富氧空氣預(yù)熱氣化器12。一旦達到耐火襯套36的閾值溫度，則控制器22可基于傳感器反饋將噴射器14重新構(gòu)造成用于在氣化模式116中使用。首先，為了轉(zhuǎn)變?yōu)闅饣Ｊ?16，對應(yīng)于熱控制供應(yīng)物92的閥80可閉合，以便允許氣化供應(yīng)物118流動穿過噴射器14的相同通路并到氣化器12中用于氣化。其次，對應(yīng)于氣化燃料24、氣化氧化劑56、氮58和蒸 汽60的閥80可開啟以向噴射器14提供氣化供應(yīng)物118。有時，可合乎需要的是使氣化器離線，例如，從氣化模式116轉(zhuǎn)變?yōu)闊岜３帜Ｊ?8。因此，控制器22可操作閥80以阻塞氣化供應(yīng)物118并且接著實現(xiàn)熱控制供應(yīng)物92。因此，控制器22可根據(jù)先前描述的熱保持模式98操作閥80、噴射器14和氣化器12，熱保持模式98包括從空氣/燃料加熱模式102轉(zhuǎn)變?yōu)楦谎蹩諝?燃料加熱模式104。因此，同一噴射器14可以以預(yù)熱模式96、氣化模式116和熱保持模式98操作并且在這些模式之間轉(zhuǎn)變。在這三種操作模式之間轉(zhuǎn)變的過程包括許多其它步驟，關(guān)于圖4-6在下面詳細描述該許多其它步驟。應(yīng)當(dāng)注意，控制器22中的模式(例如，預(yù)熱模式96、熱保持模式98、氣化模式116、空氣/燃料加熱模式102和富氧空氣/燃料加熱模式104)可包括代碼或指令，其在可被執(zhí)行以計算閥80的適當(dāng)位置的程序中被編碼。代碼或指令可儲存在任何合適的制品中，其包括至少一種有形、非臨時、機器可讀取的媒介，諸如控制器22的存儲器、具有控制器22的計算設(shè)備等。圖1-3示出了使空氣富含附加氧以供應(yīng)用于加熱氣化器的富氧空氣40的氣化系統(tǒng)。另外，類似效果可通過從富氧空氣的構(gòu)成部分(即，氮和氧)制備富氧空氣而實現(xiàn)。在下面詳細描述通過以該方式混合空氣而操作的氣化系統(tǒng)。圖4-6的流程圖適用于使由空氣供應(yīng)源供應(yīng)的空氣富集(例如，向空氣添加氧)的氣化系統(tǒng)和使空氣與氮和氧混合的系統(tǒng)二者。圖4是用于利用預(yù)熱噴射器(諸如，圖2的噴射器)以富氧空氣或制備空氣加熱氣化器的方法130的實施例的流程圖。該噴射器可特別地用于利用富氧空氣或制備空氣在氣化之前將氣化器預(yù)熱至期望溫度。如先前提到的，將富含較高含量的氧的空氣和適當(dāng)調(diào)節(jié)后(例如，減小)的比例的空氣用于燃燒以加熱氣化器的耐火襯套可允許氣化器達到比將利用具有較低含量的附加氧的空氣實現(xiàn)的溫度高的溫度，同時還提供較快的加熱速率。因此，氣化器可在一段較長的時間內(nèi)保持在適當(dāng)?shù)臍饣瘻囟忍帯?yīng)當(dāng)注意，方法300中列舉的步驟中的至少一些或全部可為計算機實施的步驟，并且因此可對應(yīng)于儲存在諸如存儲器的非臨時、有形、機器可讀取的媒介上的代碼或指令。方法130包括將預(yù)熱噴射器安裝到氣化器上，如以方框132表示的。安裝可包括將噴射器與氣化器的開口聯(lián)接并密封以及使熱控制供應(yīng)物(例如，HCF、空氣和附加的氧)的適當(dāng)供給源連接于噴射器。在安裝之后，方法130包括以富集/制備空氣熱控制模式預(yù)熱氣化器(方框134)。富集空氣熱控制模式對應(yīng)于富氧空氣加熱模式，其中，空氣富含附加氧，并且制備空氣加熱模式對應(yīng)于富集混合空氣加熱模式，其中，氮和氧被混合以產(chǎn)生富氧空氣。在下面詳細討論用于預(yù)熱氣化器的特定步驟，包括從空氣加熱模式轉(zhuǎn)變?yōu)楦谎蹩諝饧訜崮Ｊ?。方?30進一步包括監(jiān)測和控制富集/制備空氣熱控制模式直到氣化器達到閾值溫度(方框136)。溫度閾值可為基于所使用的特別氣化器和/或特定氣化過程的預(yù)設(shè)值。在達到用于氣化過程的閾值溫度之后，可斷開富集/制備空氣熱控制模式(方框138)。斷開富集/制備空氣熱控制模式(在下面詳細討論)可包括為了預(yù)熱氣化器而采取的顛倒步驟。一旦斷開富集/制備空氣熱控制模式，則方法130包括用氣化噴射器(即，可以以氣化模式操作的噴射器)替換預(yù)熱噴射器(方框140)。換言之，預(yù)熱噴射器和氣化噴射器為兩個分離的噴射器，其可相互排他地安裝至氣化器的入口。氣化噴射器可用于將氣化供應(yīng)物(例如，氣化燃料、 氧化劑和緩和劑)噴射到氣化器中用于氣化。在用于替換噴射器(例如，使第一(預(yù)熱)噴射器與氣化器脫離并且使第二(氣化)噴射器聯(lián)接于氣化器)的時間內(nèi)，氣化器中的耐火襯套的溫度可開始損失熱量。通過利用富氧空氣將氣化器溫度預(yù)熱至相對較高的溫度，氣化器可在對于氣化噴射器的安裝而言足夠長的時間內(nèi)保持高于溫度閾值。該附加的熱量和時間可顯著降低氣化器冷卻到低于適合氣化的較低溫度閾值的可能性。在用氣化噴射器替換預(yù)熱噴射器之后，該方法包括吹掃氧系統(tǒng)(方框142)。氣化過程可在燃料相對富余的條件下執(zhí)行，而預(yù)熱在燃料相對稀薄的條件下執(zhí)行。因此，可合乎需要的是在從加熱模式轉(zhuǎn)變?yōu)闅饣Ｊ街按祾邭埩魵怏w的系統(tǒng)，并且反之亦然。接著，方法130包括起動氣化供應(yīng)源以在氣化器中啟動氣化模式(方框144)。這可包括向氣化器供應(yīng)氣化燃料、氣化氧化劑和緩和劑用于使氣化燃料轉(zhuǎn)化為合成氣，該緩和劑可包括蒸汽和氮中的一個或二者。方法130還包括監(jiān)測和控制氣化器中的氣化模式(方框146)。這可由控制器22完成，如圖3所示，其中，控制器構(gòu)造成在氣化模式期間操作噴射器、氣化器、供應(yīng)閥和其它構(gòu)件。可基于由控制器從遍及氣化系統(tǒng)放置的傳感器接收的傳感器反饋來控制氣化過程。方法130進一步包括在某些條件下斷開氣化模式(方框148)。一個這種條件可包括對維護、維修或修理的需要，其可通過來自位于氣化器、噴射器、氣化燃料供應(yīng)源、氣體處理單元等中的傳感器的反饋而確定。當(dāng)斷開氣化模式時，方法130包括從氣化器吹掃/排出合成氣(方框150)。這可通過使氣化器減壓，在氣化器與噴射器之間建立真空并且通過由控制器操作的噴射器將氮和/或蒸汽的吹掃氣體供應(yīng)物噴射到氣化器中而完成。因此，產(chǎn)生的合成氣可從氣化室排出至氣體處理單元，用于下游過程、功率生成或化學(xué)品生產(chǎn)中的處理和最終使用。在氣化之后，方法130包括用熱保持噴射器替換氣化噴射器(方框152)。該噴射器(與預(yù)熱噴射器一樣)可利用在熱控制模式中，并且在某些實施例中，噴射器可與預(yù)熱噴射器相同。接著，熱保持噴射器用于以富集/制備空氣熱控制模式保持氣化器中的熱量(方框154)。用于熱保持的富集/制備空氣熱控制模式在下面被詳細描述，并且使用與用于預(yù)熱氣化器的富集/制備空氣加熱模式相似的步驟順序。差別在于，預(yù)熱過程在氣化之前將熱量引入到氣化器，而熱保持用于保持在氣化之前已經(jīng)存在于氣化器中的熱量。在示出的實施例中，熱保持用于在氣化之后但在再次開始氣化之前保持氣化器中的熱量。然而，在其它實施例中，熱保持可用于在預(yù)熱氣化器之后但在開始氣化之前保持氣化器中的熱量。如之前，控制器可監(jiān)測和控制富集/制備空氣熱控制模式(方框156)以便使氣化器的溫度保持高于閾值溫度。該閾值溫度可為期望用于以預(yù)熱噴射器預(yù)熱氣化器的相同閾值溫度。接著，方法130包括在氣化系統(tǒng)做好氣化模式的準(zhǔn)備時斷開富集/制備空氣熱控制模式(方框158)，以及用氣化噴射器替換熱保持噴射器(方框160)。當(dāng)系統(tǒng)以氣化模式操作時，這可從方框142開始再次開始過程。圖5是用于利用組合噴射器(例如，熱控制噴射器和氣化噴射器)以富氧/制備空氣加熱氣化器和操作氣化器的方法的實施例的流程圖。方法162中的許多步驟與來自圖4的方法130的步驟相似，并且步驟中的至少一些或全部可為對應(yīng)于儲存在諸如存儲器的非臨時、有形、機器可讀取的媒介上的代碼或指令的計算機實施的步驟。因為該方法162使用組合噴射器，所以同一噴射器可以以富集/制備空氣熱控制模式和氣化模式二者操作。另外，組合噴射器可用于在氣化器未以氣化模式操作時預(yù)熱氣化器并且保持氣化器中的熱量。同一噴射器從富集/制備 空氣加熱模式重新構(gòu)造為氣化模式，而不是當(dāng)在模式之間切換時用另一個噴射器替換一個噴射器，并且反之亦然。方法162包括將組合噴射器安裝到氣化器上(方框164)、將組合噴射器構(gòu)造用于預(yù)熱(方框166)，以及以富集/制備空氣熱控制模式預(yù)熱氣化器(方框168)。方法162還包括監(jiān)測和控制富集/制備空氣熱控制模式直到氣化器達到閾值溫度(方框170)，以及在達到閾值溫度之后并且在做好氣化模式的準(zhǔn)備時斷開富集/制備空氣熱控制模式(方框172)。接著，組合噴射器可構(gòu)造用于氣化(方框174)，而不是由不同噴射器替換。此外，方法162包括吹掃氧系統(tǒng)(方框176)，其可包括在開始氣化供應(yīng)物的流以啟動氣化器中的氣化模式(方框178)之前使氮或蒸汽流動穿過組合噴射器。氣化模式可由控制器監(jiān)測和控制(方框180)，并且在諸如對維護、維修或修理的需要的某些條件下被斷開(方框182)。方法162進一步包括在將組合噴射器構(gòu)造用于熱保持(方框186)之前吹掃/排出合成氣的氣化系統(tǒng)(方框184)。在熱保持構(gòu)造中，組合噴射器以富集/制備空氣熱控制模式保持氣化器中的熱量(方框188)，并且控制器在當(dāng)系統(tǒng)做好氣化模式的準(zhǔn)備時斷開富集/制備空氣熱控制模式(方框192)之前監(jiān)測和控制富集/制備空氣熱控制模式以使氣化器保持高于閾值溫度(方框190)。再者，該方法包括將組合噴射器構(gòu)造用于氣化(方框194)，其從吹掃氧開始再次開始方法162 (方框176)。以該方式，氣化器可通過利用富集(或制備)空氣加熱而循環(huán)，以全部利用同一組合噴射器而具有較高氧含量和氣化燃料的氣化。圖6是用于使氣化系統(tǒng)的某些構(gòu)件以富氧空氣加熱模式操作的方法196的實施例的流程圖。該方法196包括如下步驟，其施加用于使氣化系統(tǒng)以富氧空氣加熱模式操作，用于利用預(yù)熱噴射器或組合噴射器如圖4和圖5所述地預(yù)熱和/或保持氣化器中的熱量。方法196詳細說明圖4中用于預(yù)熱噴射器的預(yù)熱方框134、136和138及熱保持方框154、156和158以及圖5中用于組合噴射器的預(yù)熱方框168、170和172及熱保持方框188、190和192所包含的步驟。如先前提到的，方法196包括可為計算機實施的步驟的一個或更多個步驟，該計算機實施的步驟對應(yīng)于儲存在諸如存儲器的非臨時、有形、機器可讀取的媒介上的代碼或指令。方法196包括開始富集空氣熱控制模式(方框198),從在噴射器與氣化器之間建立吸氣(方框200)開始。這可通過利用蒸汽或真空泵建立從噴射器入口穿過氣化器出口的、穿過氣化器的吸氣并且安裝用于富集空氣加熱模式操作的噴射器而完成。一旦安裝噴射器，則方法196包括吹掃氣化系統(tǒng)的管線、噴射器和氣化器(方框202)。該吹掃可通過使惰性氣體(例如，氮)從吹掃氣體供應(yīng)源流動穿過噴射器和氣化器以便除掉來自較早的氣化或加熱過程的這些殘留物質(zhì)的成分而完成。方法196還包括保持穿過噴射器的某些管線和通路的細流吹掃(方框204)。細流吹掃可為穿過噴射器通路的惰性氣體的相對小的流，以便抑制未被使用的噴射器通路內(nèi)的物質(zhì)的聚集?？稍谄渌饕氲絿娚淦髦袝r調(diào)節(jié)細流吹掃。例如，方法196包括使先導(dǎo)或初始空氣開始流動到噴射器(方框206)以及隨后或同時使燃料開始流動到噴射器(方框208)。當(dāng)每個流開始時，流動穿過噴射器的特定通路的惰性氣體的細流吹掃可減小直到在通路中建立完整的先導(dǎo)或初始空氣流或燃料流。在其它實施例中，細流流動可在將相應(yīng)的先導(dǎo)或初始流弓丨入到通路的同時或者剛好在此之前被縮減(curtail)。接著，空氣/燃料混合物通過點火器點燃以在氣化器中建立用于熱控制(例如，預(yù)熱或熱保持)的空氣/燃料加熱模 式的燃燒(方框210)。該燃燒可開始朝向期望的閾值溫度加熱耐火襯套。為了朝向閾值溫度進一步增大耐火襯套的溫度和升溫速率，方法196包括使空氣富含氧以使氣化器中的熱控制從空氣/燃料加熱模式轉(zhuǎn)變?yōu)楦患諝?燃料加熱模式(方框212)。也就是說，附加氧可逐漸地引入到穿過噴射器的空氣流以在減小空氣流的同時使空氣富含氧，由此減小通過HCF和富氧空氣的燃燒而生產(chǎn)的溫度?？善谕氖钦{(diào)節(jié)噴射器的生產(chǎn)量或者使氣化器加壓(方框214)作為加熱模式操作的一部分?？身憫?yīng)于用于耐火材料的加熱要求作出生產(chǎn)量調(diào)節(jié)以及富氧和過量空氣的程度的調(diào)節(jié)。在利用專用預(yù)熱或熱保持噴射器預(yù)熱和熱保持期間，氣化器的壓力典型地在略微真空下保持在大氣壓處或略高于大氣壓。然而，當(dāng)利用組合噴射器(合并噴射器)操作時，氣化器可加壓以使一個或更多個噴射器速度保持低于否則將使氣化器中的火焰熄滅或者不穩(wěn)定的速度。氣化器可加壓至在大約20至2500ps1、50至2000ps1、100至1500ps1、或350_1200psi的范圍內(nèi)的氣化壓力。例如，氣化器壓力可升高至高于大約30-40psi且低于大約2500psi的壓力。方法196進一步包括通過以向控制器傳遞記錄的溫度的傳感器測量氣化器的溫度而監(jiān)測氣化器溫度(方框216)?？刂破骺煽刂聘患諝?燃料加熱模式直到氣化器達到用于以熱控制模式操作的氣化系統(tǒng)的期望熱控制溫度閾值(方框218)。在這點上，方法196包括啟動氣化器的熱控制的斷開(方框220)，其可通過方法196的下列三個步驟完成。首先，氧流被斷開和吹掃(方框222)，接著，燃料流被斷開和吹掃(方框224)，并且最后，空氣流被斷開和吹掃(方框226)。實際上，這可對應(yīng)于在斷開系統(tǒng)中的熱控制燃料和空氣的流之前使氣化系統(tǒng)從富氧空氣熱控制模式轉(zhuǎn)變?yōu)榭諝鉄峥刂颇Ｊ?。各種吹掃可通過在流均被斷開時使增大的量的惰性氣體流動到噴射器通路中而完成。應(yīng)當(dāng)注意，流按與它們先前引入(方框206、208和212)到噴射器的次序相反的次序被斷開(方框222、224和226)。一旦所有流被斷開，則氣化系統(tǒng)以惰性氣體的吹掃氣體供應(yīng)吹掃(例如，管線、噴射器和氣化器)(方框228)，從而使氣化器做好氣化供應(yīng)物的流的準(zhǔn)備。另外，氣化器可在流被斷開(方框222、224、226)時或者在吹掃氣化系統(tǒng)(方框228)時減壓。圖7是模擬當(dāng)使氣化系統(tǒng)以不同加熱模式操作時可獲得的氣化器加熱的實施例的曲線圖240。曲線圖240示出了氣化器的火焰溫度(縱坐標(biāo)242)對噴射到氣化器中的過量氧的百分比(橫坐標(biāo)244)。橫跨曲線圖240描繪的三條曲線246、248和250表示等焓火焰溫度相對于過量氧的百分比的變化。第一曲線246對應(yīng)于計算用于火焰的等焓火焰溫度，其通過以100%空氣點燃熱控制燃料(例如，HCF54)而不使用任何附加的氧而產(chǎn)生。第二曲線248對應(yīng)于等焓火焰溫度，其通過利用以體積計的90%的空氣與10%的附加氧的混合物燃燒熱控制燃料(例如，HCF54)而產(chǎn)生。最后，第三曲線250對應(yīng)于等焓火焰溫度，其通過利用以體積計的80%的空氣與20%的附加氧燃燒熱控制燃料(例如，HCF54)而產(chǎn)生。曲線圖240示出:對于給定百分比的過量氧而言，當(dāng)更大量的氧添加于噴射到氣化器12中用于加熱氣化器12的空氣/燃料混合物時，氣化器12的溫度增大。除了三條曲線246、248和250之外，曲線圖240包括兩個操作窗口 252和254。這些操作窗口 252和254分別反映用于曲線246和248的耐火襯套36的有效操作溫度。例如，窗口 252的左上角可表示最高溫度，其可通過基于最小過量氧百分比極限256加熱氣化器而實現(xiàn)。對于空氣/ 燃料加熱模式(不使用附加氧)而言，該最小過量氧百分比極限256可為例如大約15%的過量氧。類似地，來看窗口 254，對于富含10%的附加氧的空氣而言，最小過量氧百分比極限258存在，并且該最小極限258大于過量氧百分比極限256。在示出的實施例中，操作窗口 252與在最小過量氧百分比極限256處獲得的對應(yīng)等焓曲線246之間的距離260大約等于操作窗口 254與在最小過量氧百分比極限258處獲得的對應(yīng)等焓曲線248之間的距離262。操作窗口 252和254中的每一個的右下角可表示與最小氣化器溫度264有關(guān)的最大過量氧百分比極限。也就是說，為了在最終加熱階段期間達到期望氣化器溫度264，對于給定的空氣/氧混合物比率而言，存在可與用于加熱氣化器的熱控制燃料(例如，HCF54) 一起使用的最大百分比的過量氧。操作窗口 252的右下角與對應(yīng)等焓曲線246之間的距離266大約等于操作窗口 254的右下角與對應(yīng)等焓曲線248之間的距離268。曲線圖240示出:與不具有任何附加的氧的空氣相比，可通過利用富含附加氧的空氣來加熱氣化器而以給定百分比的過量氧達到較高火焰溫度。另外，較高火焰溫度可在利用較低百分比的燃料時實現(xiàn)，從而使加熱過程更加燃料有效。再者，較高火焰溫度還可改進熱傳遞用于增大朝向預(yù)熱氣化器的最終階段加熱的速率。當(dāng)過量氧244的百分比通過將較高組分的氧噴射到氣化器中而增大時，控制器可在達到過量氧百分比的最小極限258時使氣化系統(tǒng)從空氣/燃料加熱模式轉(zhuǎn)變?yōu)楦患諝?燃料加熱模式。這可由從第一操作窗口 252向第二操作窗口 254的轉(zhuǎn)變表示，從而允許達到較高氣化器溫度。圖8是從氣化模式116轉(zhuǎn)變?yōu)楦谎?混合空氣加熱模式280的組合噴射器278的實施例的軸向透視圖。示出的組合噴射器278包括四個通路282、284、286和288，各種供應(yīng)物可通過四個通路282、284、286和288噴射到氣化器12中。示出的實施例將通路282示出為被處于同心或同軸配置的環(huán)形通路284、286和288環(huán)繞的圓形通路。這些通路282、284、286和288可分別由大致圓形壁290、292、294和296限定，并且每個壁可相對于彼此軸向地固定或是可動的。在具有可動壁的實施例中，控制器22可改變壁290、292、294和296 (和因此成角度的末端297)的相對位置，以便控制流動穿過其的氣化供應(yīng)物118或熱控制供應(yīng)物92的相對流率和壓力。在氣化模式116中，氣化供應(yīng)物118構(gòu)造成流動穿過噴射器278的各個通路282、284、286和288。例如，氮58可流動穿過通路288，而氣化燃料24流動穿過通路284，并且氣化氧化劑56 (例如，氧)流動穿過通路282和286。氮58可用于酌情吹掃氣化系統(tǒng)，并且氣化燃料24和氧化劑56可在氣化器12中反應(yīng)用于生產(chǎn)合成氣。當(dāng)?shù)?8用于吹掃系統(tǒng)時，壁290、292、294和296中的一個或更多個可相對于彼此調(diào)節(jié)以容許使用穿過通路288的氮58的相對低的流率。當(dāng)示出的噴 射器278從氣化模式116轉(zhuǎn)變?yōu)楦谎?混合空氣熱控制模式280時，富氧空氣40 (或利用氮和氧的流的混合空氣)可通過通路282、286和288噴射到氣化器12中，而HCF54噴射穿過通路284。在一些實施例中，熱控制模式94可控制氮隨同HCF54 —起通過噴射通路284噴射到氣化器12中。也就是說，噴射器278可構(gòu)造成通過燃料噴射通路284噴射熱控制燃料54和氮并且通過至少一個附加噴射通路噴射富含氧的空氣。至少一個附加噴射通路中的空氣的量可減小以應(yīng)對(account for)燃料噴射通路284中的氮的增加，并且空氣的該減少可由熱控制模式94控制。這些相對量的燃料54、氮和富集空氣40的噴射可由控制器22調(diào)節(jié)。點火器298可延伸穿過噴射器278的最內(nèi)部通路282以點燃進入氣化器12的熱控制供應(yīng)物92用于加熱氣化器12。當(dāng)用于將混合空氣(例如，利用分離的氮流和氧流)噴射到氣化器12中用于加熱時，噴射器278可通過不同的燃料噴射通路282、284、286和288使不同的混合空氣部分流動到氣化器12中。例如，噴射通路284可構(gòu)造成使混合空氣的第一部分與熱控制燃料54一起流動到氣化器12中，其中，混合空氣的該部分是不具有氧的氮326的一部分。這可產(chǎn)生穿過噴射通路284的稀釋熱控制燃料(DHCF)流。附加噴射通路282、286和288中的至少一個可將混合空氣的部分(諸如，氧324、氮326的第二部分、空氣或它們的組合)噴射到由熱控制模式94控制的氣化器12中?？刂破?2還可減小附加通路282、286和288中的空氣的量以應(yīng)對噴射通路284中的氮的增加。噴射器278可構(gòu)造成輸出以期望的氧/氮比率流動穿過噴射通路282、284、286和288的組合的量的氧324、氮326和/或空氣。例如，期望的氧/氮比率可大致等同于空氣的氧/氮比率，或者期望的氧/氮比率可在氧方面比空氣的氧/氮比率富余。這允許噴射器278將第一混合空氣部分與第二混合空氣部分混合以產(chǎn)生具有附加量的氧的混合空氣，從而產(chǎn)生用于加熱氣化器12的富氧混合空氣。因為流動穿過噴射器278的混合空氣和燃料的期望相對體積流率可在熱控制模式和氣化模式中不同，所以使氮的一部分與燃料54 —起流動穿過噴射通路284可重新平衡穿過不同通路的流，從而允許噴射器278以熱控制模式和氣化模式二者操作。在其它實施例中，噴射器278的至少一個燃料通路(例如，噴射器通路284)可將熱控制燃料54和氮的第一部分噴射到氣化器中，而至少一個其它通路可將氮的第二部分、氧和/或空氣噴射到氣化器中。氮、氧和/或空氣的組合組分可控制成生成混合空氣，其具有大致等同于空氣或者大致等同于富氧空氣的氧和氮的量。應(yīng)當(dāng)注意，組合噴射器的其它配置可用于在以氣化模式116操作與以富氧空氣熱控制模式104操作之間轉(zhuǎn)變。作為實例，圖9是從氣化模式116轉(zhuǎn)變?yōu)楦谎蹩諝饧訜崮Ｊ?80的組合噴射器300的另一個實施例的軸向透視圖。該組合噴射器300包括由各個壁限定的四個通路302、304、306和308，該各個壁可相對于彼此固定或者是可動的。通路302可在氣化模式116期間利用冷卻插件310密封，而不是建立穿過通路中的一個的吹掃氣體流。穿過通路304和308的氣化燃料24的流和穿過通路306的氣化氧化劑56的流可建立，以允許氣化燃料24在氣化器12內(nèi)的氣化。當(dāng)噴射器300從氣化模式116轉(zhuǎn)變?yōu)楦谎蹩諝饧訜崮Ｊ?80時，冷卻插件310可從最內(nèi)部通路302移除或者充分地縮回，從而允許富集空氣40的附加流通過噴射器300引入到氣化器12。在富集空氣加熱模式280中，HCF54可流動穿過通路306，并且剩余量的富集空氣40可通過通路304和308流動到氣化器12中，燃燒在氣化器12中發(fā)生。另外，點火器298可放置在通路302中或者延伸到通路302中用于點燃氣化器12中的燃料/空氣混合物。圖10是可制備用于控制氣化器12的溫度的空氣的氣化系統(tǒng)320的實施例的示意性表示。應(yīng)當(dāng)注意，圖10包括與圖1類似的元件，并且同樣的元件在兩個圖中以同樣的標(biāo)記表示。具有對應(yīng)于圖1的同樣元件的標(biāo)號的圖10的元件在氣化系統(tǒng)10和320 二者中執(zhí)行類似的功能，并且因此將不被重新介紹。如先前提到的，氣化系統(tǒng)320可從氧324和氮326的獨立供應(yīng)物產(chǎn)生混合空氣(MA) 322用于加熱氣化器12。除了 MA供應(yīng)物322之外，供應(yīng)單元20可包括稀釋熱控制燃料(DHCF)供應(yīng)物328，其為HCF330與氮332的混合物。供應(yīng)單元20中的不同供應(yīng)物(諸如，DHCF供應(yīng)物328和混合空氣供應(yīng)物322)可由與圖2的噴射器14類似的氣化器噴射器334噴射到氣化器12中。從氧324和氮326生成混合空氣322以及生成DHCF328可由控制器22控制?？刂破?2還可控 制具有大致等同于空氣的氧324與氮326的比率或具有產(chǎn)生富氧混合空氣的比率的混合空氣322的生成。氣化燃料供應(yīng)源26、氧化劑供應(yīng)源44、緩和劑供應(yīng)源46和吹掃氣體供應(yīng)源48可如先前在圖1中描述地配置。圖11是圖10的氣化系統(tǒng)320的包括構(gòu)造成加熱氣化器12的耐火襯套36的氣化器噴射器334的某些構(gòu)件的實施例的不意性表不。與圖2的噴射器14類似,氣化器噴射器334構(gòu)造成在熱控制模式94期間將熱控制供應(yīng)物92噴射到氣化器12中用于燃燒。然而，在圖11中，這些熱控制供應(yīng)物92包括DHCF328和混合空氣322，并且熱控制供應(yīng)物92可取決于特定控制模式和噴射器構(gòu)造以不同方式生成并輸送至噴射器334。例如，氣化系統(tǒng)320可構(gòu)造成諸如當(dāng)以混合空氣/燃料加熱模式336操作時產(chǎn)生具有大致等同于空氣的氧324和氮326的比率的混合空氣322。再例如，氣化器噴射器334可構(gòu)造成在熱控制模式94期間將熱控制燃料330和具有附加量的氧324的混合空氣322噴射到氣化器12中用于燃燒，以使附加氧324和混合空氣322組合以形成富氧混合空氣。示出的熱控制模式94可包括從混合空氣/燃料加熱模式336向富氧混合空氣/燃料加熱模式340的熱控制轉(zhuǎn)變338。也就是說，氣化器噴射器334可構(gòu)造成在混合空氣/燃料加熱模式336期間噴射不具有附加量的氧324的混合空氣322并且在富氧混合空氣/燃料加熱模式340期間噴射具有附加量的氧324的混合空氣322?？刂破?2可基于傳感器反饋控制氧324和氮326的量用于產(chǎn)生混合空氣322和富氧混合空氣二者。在某些實施例中，混合空氣可組合并排出以在通過噴射器334引入混合空氣以加熱氣化器12之前允許由控制器22調(diào)節(jié)混合空氣組分。圖12是圖10的氣化系統(tǒng)320的某些構(gòu)件的實施例的示意性表示，其中，氣化器噴射器334是組合噴射器。如先前關(guān)于圖3和圖11描述的,不出的氣化器噴射器334、氣化供應(yīng)物118和熱控制供應(yīng)物92可由控制器22控制，以基于傳感器反饋在預(yù)熱模式96、氣化模式116和熱保持模式98之間轉(zhuǎn)變。熱控制供應(yīng)物92(包括用于產(chǎn)生混合空氣322的氧324和氮326的獨立供應(yīng)物)可由如圖11所述的控制器22控制，以在預(yù)熱或保持氣化器36內(nèi)的熱量時在混合空氣/燃料加熱模式336與富氧混合空氣/燃料加熱模式340之間轉(zhuǎn)變。圖11和圖12示出了在氣化器噴射器334上游產(chǎn)生的混合空氣322。這可通過混合裝置(例如，混合室)完成，該混合裝置位于氣化器噴射器334上游，并且設(shè)計成從獨立供應(yīng)源接收氧324和氮326。接著，混合裝置可產(chǎn)生混合空氣322，并且將混合空氣322輸出至氣化器噴射器334，如在示出的實施例中示出的。然而，在其它實施例中，氣化器噴射器334可構(gòu)造成使在組合之前直接流動到氣化器噴射器334中的氧324與氮326混合。圖13是用于使氣化系統(tǒng)的某些構(gòu)件利用富含氧324的制備空氣322以圖11的熱控制模式94操作的方法350的實施例的流程圖。該方法350包括如下步驟，其施加用于使圖10-12的氣化系統(tǒng)以富氧空氣加熱模式操作，用于利用預(yù)熱噴射器或組合噴射器如圖4和圖5所述地預(yù)熱或保持氣化器中的熱量。方法196詳細說明圖4的用于預(yù)熱噴射器的預(yù)熱方框134、136和138及熱保持方框154、156和158以及圖5的用于組合噴射器的預(yù)熱方框168、170和172及熱保持方框188、190和192所包含的步驟。如之前，方法350包括可為計算機實施的步驟的一個或更多個步驟，該計算機實施的步驟對應(yīng)于儲存在諸如存儲器的非臨時、有形、機器可讀取的媒介上的代碼或指令。

方法350 包括在圖 6 中以等同方框 198、200、202、204、208、214、216、220、222、224
和228表示的若干步驟。然而，方法350中的其它步驟由于在氣化系統(tǒng)中制備混合空氣的過程而不同。例如，方法350包括開始富集空氣熱控制模式(方框198)，建立吸氣(方框200)，吹掃例如管線、噴射器和氣化器的氣化系統(tǒng)(方框202)，以及保持開啟的噴射器通路中的細流吹掃(204)。在這之后，方法350包括通過開始先導(dǎo)或初始氮流而執(zhí)行熱控制模式(方框352)，該先導(dǎo)或初始氮流為氮的氮流。方法350以開始先導(dǎo)或初始氧流繼續(xù)(方框354)，隨后通過混合氮流和氧流而生成混合空氣(方框356)，該先導(dǎo)或初始氧流為氧的氧流。這些步驟允許空氣根據(jù)加熱模式混合成氧與氮的期望比率(例如，大致等同于空氣)，而不是從分離的壓縮機引入空氣流。方法350進一步包括在開始穿過氣化器噴射器到氣化器中的熱控制燃料的先導(dǎo)或初始燃料流(方框208)之前開始到氣化器中的混合空氣的先導(dǎo)或初始混合空氣流(方框358)。接著，方法350包括點燃混合空氣/燃料混合物以在氣化器中建立用于熱控制的混合空氣/燃料加熱模式的燃燒(方框360)。接著，混合空氣可富含氧以使燃燒從混合空氣/燃料加熱模式轉(zhuǎn)變?yōu)楦谎趸旌峡諝?燃料加熱模式(方框362)。在使氣化器加壓和/或調(diào)節(jié)流的生產(chǎn)量(方框214)之后并且在監(jiān)測氣化器溫度(方框216)時，方法350包括控制富集混合空氣/燃料加熱模式直到氣化器達到期望的熱控制溫度(方框364)。斷開氣化器的熱控制跟隨著與在圖6中概述的步驟相同的步驟(方框220、222和224)，但是在氧和燃料流被斷開之后，到氣化器中的唯一剩余流為氮，這是因為空氣/燃料混合物的混合空氣從氧和氮流制備。因此，方法350以斷開并吹掃氮流(方框366)和吹掃氣化系統(tǒng)(方框228)結(jié)束。圖14是具有熱控制噴射器(例如，預(yù)熱或熱保持噴射器)的氣化系統(tǒng)的包括用于制備(例如，從獨立的氧和氮流)空氣和/或使空氣富含氧的流動管線的某些構(gòu)件的實施例的示意性表示。如先前在圖2和圖11中示出的，氣化系統(tǒng)10、320包括預(yù)熱噴射器14、334，其用于在熱控制模式期間將熱控制燃料以及空氣、富氧空氣或混合空氣噴射到氣化器12中用于燃燒。熱控制燃料可為熱控制燃料54或稀釋熱控制燃料328。示出的實施例包括在系統(tǒng)10、320以富氧空氣/燃料加熱模式104操作時使用的流動管線400，以及在系統(tǒng)
10、320以富氧混合空氣/燃料加熱模式340操作時使用的流動管線402。在任一模式中，系統(tǒng)10、320建立經(jīng)由先導(dǎo)流動管線404至噴射器14、334的空氣或混合空氣和燃料的先導(dǎo)流用于燃燒，從而生產(chǎn)火焰406以加熱氣化器12。主流動管線408用于將附加的熱控制燃料54、328和富氧空氣輸送至熱控制噴射器14、334以進一步增大氣化器12的溫度?？刂破?2可與沿著不同流動管線400、402、404和408定位的流/壓力控制裝置410連通以便控制進入噴射器14、334的不同供應(yīng)物的流率和壓力。這些裝置410可包括閥，諸如圖1-3和圖10-12的閥80?？刂破?2可控制裝置410以供應(yīng)空氣50，或者使氮326與氧52、324混合用于生產(chǎn)至先導(dǎo)流動管線404和主流動管線408的混合空氣。另外，控制器22可在以富集混合空氣/燃料加熱模式340操作時從混合空氣組分檢查裝置412接收反饋。該裝置412可監(jiān)測流動穿過其的混合空氣的組分(例如，從流動管線402組合的相對量的氧324和氮326)，并且控制器22可相應(yīng)地調(diào)節(jié)這些供應(yīng)物的流以實現(xiàn)氮和氧的期望混合物，以生產(chǎn)混合空氣(例如，大致等同于空氣)。類似的富氧空氣組分檢查裝置414可沿著主流動管線408定位，以在富含附加氧52之后監(jiān)測空氣(例如，空氣50或來自氮流326和氧流52、324的混合空氣)的組分。控制器22可基于噴射器14、334內(nèi)的空氣和燃料混合物的濃度控制點火系統(tǒng)416，并且從火焰檢測系統(tǒng)418接收關(guān)于燃燒的反饋。最后，控制器22構(gòu)造成從 氣化器12內(nèi)的溫度傳感器64接收氣化器溫度反饋。供應(yīng)源、流動管線和控制裝置的其它配置可使用在氣化系統(tǒng)10、320中，以便向噴射器14、334供應(yīng)空氣(制備空氣和/或富含氧的空氣)的期望混合物。圖15是具有組合噴射器的氣化系統(tǒng)的包括用于制備空氣和/或使空氣富含氧的流動管線的某些構(gòu)件的實施例的示意性表示。示出的噴射器可分別執(zhí)行如圖3和圖12所示的噴射器14和334的功能。也就是說，噴射器14、334構(gòu)造成在以加熱模式(例如，預(yù)熱模式96或熱保持模式98)操作與以氣化模式116操作之間轉(zhuǎn)變。系統(tǒng)包括流動管線，其用于通過入口端口或噴嘴430將各種熱控制供應(yīng)物和氣化供應(yīng)物輸送至噴射器14、334內(nèi)的適當(dāng)通路。噴嘴430中的每一個可將不同供應(yīng)物引入到噴射器14、334內(nèi)的不同通路(諸如，在圖8和圖9中詳細說明的通路)中。供應(yīng)物可包括空氣50、附加氧52、324、氮326、HCF54、330、用于稀釋HCF54、330的氮332、氣化燃料24和氣化氧化劑56。氣化氧化劑56可為從與用于熱控制模式的附加氧52、324相同的供應(yīng)物提供的氧，或者可從分離的供應(yīng)源通過不同流動管線流動到噴射器14、334。示出的實施例包括可在供應(yīng)空氣時使用的流動管線432和可在空氣從氮326和氧324的獨立供應(yīng)物混合時使用的其它流動管線434。某些流動管線436可為任選流動管線，其可開啟，并且用于重新平衡穿過噴射器14、334的不同供應(yīng)物的流或者提供用于對應(yīng)供應(yīng)物的附加流動路徑。遍及流動管線放置的流/壓力控制裝置438可控制到噴射器14、334中的供應(yīng)物的流率和壓力，并且組分檢查裝置440可確定燃料或進入空氣的組分。組分可作為反饋提供給控制器22用于控制流/壓力控制裝置438。流控制裝置442還可定位在噴嘴430中的每一個上游，以根據(jù)氣化系統(tǒng)的操作模式控制到噴射器14、334中的不同供應(yīng)物的流。本發(fā)明的技術(shù)效果除了別的以外包括允許利用富氧空氣將氣化器的耐火襯套加熱到高于閾值溫度。由于用于燃燒以加熱氣化器的空氣中的相對減小的氮濃度和相對增大的氧濃度，氣化器可達到比將利用不具有較高含量的氧的空氣來加熱氣化器而實現(xiàn)的溫度高的溫度?？刂破骺赏ㄟ^在當(dāng)空氣通過噴射器流動到氣化器中時使空氣富含氧時同時減小空氣的流率而使氣化系統(tǒng)在空氣/燃料加熱模式與富氧空氣/燃料加熱模式之間轉(zhuǎn)變。通過將氣化器加熱至較高溫度，系統(tǒng)允許氣化器在相對較長的時間內(nèi)保持用于氣化的適當(dāng)溫度。另外，用于預(yù)熱氣化器的、空氣中存在的較高濃度的氧可增大氣化器預(yù)熱的速率和燃料使用效力，由此在利用較少燃料時將氣化器較快地加熱至適當(dāng)?shù)臍饣瘻囟?。從獨立的氮和氧供?yīng)物制備用于加熱氣化器的空氣可提供在控制混合空氣的氮和氧的相對濃度方面的更大靈活性。另外，通過使氮與氧混合以生產(chǎn)混合空氣，氣化系統(tǒng)可在不具有分離的空氣壓縮機的情況下操作，利用典型氣化系統(tǒng)中已經(jīng)存在的流動管線和氣體供應(yīng)源，并且重新分配噴射器內(nèi)的燃料流和混合空氣流以平衡這些供應(yīng)物流動到氣化器中所憑借的速率。該書面的描述使用實例以公開本發(fā)明(包括最佳模式)，并且還使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明(包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)并且執(zhí)行任何并入的方法)。本發(fā)明的可專利范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它實例。如果這些其它實例包括不與權(quán)利要求的字面語言不同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果這些其它實例包括與權(quán)利要求的字面語言無顯著差 別的等同結(jié)構(gòu)元件，則這些其它實例意圖在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，其包括: 氣化器噴射器，其構(gòu)造成在熱控制模式期間將熱控制燃料和混合空氣噴射到氣化器中用于燃燒，其中，所述熱控制燃料與氣化燃料相同或不同，并且所述系統(tǒng)構(gòu)造成從獨立的氧和氮供應(yīng)物產(chǎn)生所述混合空氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，包括在所述氣化器噴射器上游的混合裝置，其中，所述混合裝置構(gòu)造成從獨立供應(yīng)源接收所述氧和所述氮，并且所述混合裝置構(gòu)造成產(chǎn)生所述混合空氣并且將其輸出至所述氣化器噴射器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氣化器噴射器構(gòu)造成使所述氧與所述氮混合以產(chǎn)生所述混合空氣并且將其輸出至所述氣化器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氣化器噴射器包括構(gòu)造成使第一混合空氣部分流動的第一噴射通路和使第二混合空氣部分流動的第二噴射通路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一噴射通路構(gòu)造成使所述第一混合空氣部分和所述熱控制燃料流動，并且所述第一混合空氣部分包括不具有所述氧的所述氮的第一部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二混合空氣部分包括具有所述氧的所述氮的第二部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氣化器噴射器構(gòu)造成使所述第一混合空氣部分與所述第二混合空氣部分混合以產(chǎn)生具有大致等同于空氣的所述氧與所述氮的比率的所述混合空氣。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng) ，其特征在于，所述氣化器噴射器構(gòu)造成使所述第一混合空氣部分與所述第二混合空氣部分混合以產(chǎn)生具有附加量的所述氧的所述混合空氣，并且具有所述附加量的氧的所述混合空氣產(chǎn)生富氧混合空氣。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)構(gòu)造成產(chǎn)生具有大致等同于空氣的所述氧與所述氮的比率的所述混合空氣。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氣化器噴射器構(gòu)造成在所述熱控制模式期間將所述熱控制燃料和具有附加量的所述氧的所述混合空氣噴射到所述氣化器中用于燃燒，并且具有所述附加量的氧的所述混合空氣產(chǎn)生富氧混合空氣。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述熱控制模式包括從混合空氣/燃料加熱模式向富氧混合空氣/燃料加熱模式的熱控制轉(zhuǎn)變，所述氣化器噴射器構(gòu)造成在所述混合空氣/燃料加熱模式期間噴射不具有所述附加量的氧的所述混合空氣，并且所述氣化器噴射器構(gòu)造成在所述富氧混合空氣/燃料加熱模式期間噴射具有所述附加量的氧的所述混合空氣。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，包括控制器，其構(gòu)造成基于傳感器反饋控制所述氧和所述氮的量以產(chǎn)生所述混合空氣和所述富氧混合空氣二者。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，包括所述氣化器，其具有氣化室、繞著所述氣化室布置的耐火襯套和繞著所述耐火襯套布置的封殼，其中，所述熱控制模式構(gòu)造成在所述氣化器未以所述氣化模式操作時控制將所述耐火襯套加熱至等于或高于溫度閾值的溫度。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氣化器噴射器構(gòu)造成經(jīng)由燃料通路噴射所述熱控制燃料與所述氮的第一部分的第一混合物，并且所述氣化器噴射器構(gòu)造成通過至少一個附加噴射通路噴射所述氧、或所述氮的第二部分、或空氣、或它們的組合。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個附加噴射通路中的所述空氣的量減小以應(yīng)對所述燃料噴射通路中的所述氮的增加。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氣化器噴射器構(gòu)造成以第一氧/氮比率輸出所述氧、所述氮和/或所述空氣的量，其中，所述第一氧/氮比率大致等同于空氣的第二氧/氮比率，或者所述第一氧/氮比率在氧方面比空氣的所述第二氧/氮比率更
17.—種系統(tǒng),其包括: 控制器，其構(gòu)造成控制聯(lián)接于氣化器的氣化器噴射器的熱控制模式，其中，所述氣化器噴射器的所述熱控制模式構(gòu)造成控制將熱控制燃料和混合空氣噴射到所述氣化器中用于燃燒，所述熱控制燃料與所述氣化器中在氣化模式期間使用的氣化燃料相同或不同，所述控制器構(gòu)造成控制從獨立的氧和氮供應(yīng)物生成所述混合空氣，并且所述熱控制模式構(gòu)造成在所述氣化器未以所述氣 化模式操作時控制將所述氣化器加熱至等于或高于溫度閾值的溫度。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器構(gòu)造成控制具有大致等同于空氣的所述氧與所述氮的比率的所述混合空氣的所述生成。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器構(gòu)造成控制所述氧與所述氮的比率以生成具有附加量的所述氧的所述混合空氣，并且具有所述附加量的氧的所述混合空氣產(chǎn)生富氧混合空氣。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述熱控制模式包括從混合空氣/燃料加熱模式向富氧混合空氣/燃料加熱模式的熱控制轉(zhuǎn)變，所述氣化器噴射器構(gòu)造成在所述混合空氣/燃料加熱模式期間噴射不具有所述附加量的氧的所述混合空氣，并且所述氣化器噴射器構(gòu)造成在所述富氧混合空氣/燃料加熱模式期間噴射具有所述附加量的氧的所述混合空氣。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器構(gòu)造成通過如下步驟執(zhí)行所述熱控制模式: 開始所述氮的氮流； 開始所述氧的氧流； 生成具有所述氮流和所述氧流的所述混合空氣； 開始到所述氣化器中的所述混合空氣的混合空氣流； 開始穿過所述氣化器噴射器到所述氣化器中的所述熱控制燃料的燃料流； 點燃所述混合空氣流與所述燃料流的混合物以建立用于混合空氣/燃料加熱模式的燃燒。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器構(gòu)造成通過如下步驟執(zhí)行所述熱控制模式: 使所述混合空氣富含附加量的所述氧以使所述燃燒從所述混合空氣/燃料加熱模式轉(zhuǎn)變?yōu)楦谎趸旌峡諝?燃料加熱模式。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述熱控制模式構(gòu)造成控制通過所述氣化器噴射器的燃料噴射通路噴射所述熱控制燃料與所述氮的第一部分的第一混合物，并且所述熱控制模式構(gòu)造成控制通過所述氣化器噴射器的至少一個附加噴射通路噴射所述氧、或所述氮的第二部分、或空氣、或它們的組合。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器構(gòu)造成減小所述至少一個附加噴射通路中的所述空氣的量以應(yīng)對所述燃料噴射通路中的所述氮的增加。
25.一種方法，其包括: 控制聯(lián)接于氣化器的氣化器噴射器的熱控制模式，其中，控制所述熱控制模式包括: 控制從獨立的氧和氮供應(yīng)物生成混合空氣；以及 控制將熱控制燃料和所述混合空氣噴射到所述氣化器中用于燃燒，其中，所述熱控制燃料與所述氣化器中在氣化模式期間使用的氣化燃料相同或不同；以及 在所述氣化器未以所述氣化模式操作時控制將所述氣化器加熱至等于或高于溫度閾值的溫度。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，控制所述熱控制模式包括: 開始所述氮的氮流； 開始所述氧的氧流； 生成具有所述氮流和所述氧流的所述混合空氣； 開始到所述氣化器中的所述混合空氣的混合空氣流； 開始穿過所述氣化器噴射器到所述氣化器中的所述熱控制燃料的燃料流； 點燃所述混合空氣流與所述燃料流的混合物以建立用于混合空氣/燃料加熱模式的燃燒。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，包括: 控制通過所述氣化器噴射器的燃料噴射通路噴射所述熱控制燃料與所述氮的第一部分的第一混合物；以及 控制通過所述氣化器噴射器的至少一個附加噴射通路噴射所述氧、或所述氮的第二部分、或空氣、或它們的組合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于加熱氣化器的系統(tǒng)和方法。系統(tǒng)包括氣化器噴射器，其構(gòu)造成在熱控制模式期間將熱控制燃料和混合空氣噴射到氣化器中用于燃燒。熱控制燃料與氣化燃料相同或不同，并且系統(tǒng)構(gòu)造成從獨立的氧和氮供應(yīng)物產(chǎn)生混合空氣。
文檔編號C10J3/72GK103224816SQ20131002784
公開日2013年7月31日 申請日期2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月27日
發(fā)明者J.S.史蒂芬森, S.S.塔爾亞 申請人:通用電氣公司