[发明专利]用于检测将固体和载气输送至流动气流的管道中的堵塞现象的系统和方法

说明书

相关申请的引用

本专利申请要求2008年7月8日提交的先前共同待审的美国临时专利申请No.61/079,033的权益，该文献的公开内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种可用于监测和检测管道中堵塞现象(pluggage)的方法和系统，所述管道用于将固体、液体和/或气体通过管壁或室壁输送至流动气体中，其中所述堵塞可减少或阻碍此类输送。

背景技术

工程领域很久以来一直使用细长中空管，该细长中空管横过气流承载管壁或室壁，从而使得管能够从管或室外部源向管或室内部的点输送夹带在载气中的微细固体。该细长中空管通常称为“喷管”。一般来讲，喷管具有固体和载气流过的孔。该孔与外部固体和气体进料源输送相通，并且在管或室内部的点是打开的，以实现固体和载气通过喷管孔向目标气流的输送。

从业人员所面临的困难是喷管孔和一个或多个孔开口的堵塞问题。当供应材料是固体时堵塞是个问题。固体通常以悬浮在载气中或由载气所承载的颗粒形式进行供应。当使用多个喷管时，如果怀疑有堵塞现象，在没有对每个喷管进行检查的情况下，从业人员不能确定哪个喷管被堵了。这类逐个喷管检查是耗时的并且可能要求关闭整个喷管阵列以进行检查。因此，需要一种方法和装置来对各个喷管的堵塞情况进行监测，使得问题喷管能够被识别、从运行中移除和被拔出，而整个过程并不影响其余喷管的工作。

发明内容

本发明涉及一种包括管或室的系统，所述管或室的尺寸设计并构造成使得气流可以流过其中，所述管或室的至少一个壁限定一个或多个管开口。该系统还包括设置在每个管开口中的一个或多个细长喷管，至少一个所述细长喷管与以下各项流体连通(i)包括来自管的外部源的颗粒状固体和载气的进料和(ii)当流动时与气流的至少一部分相交的管或室内部的点。每个细长喷管限定至少一个纵向孔和一个或多个开口，通过所述纵向孔至少部分地发生流体连通。该系统进一步包括与各自细长喷管相关联的至少一个检测装置。当进料流动通过细长喷管的纵向孔时，检测装置适于监测进料的流率或指示流率的参数。检测装置能够检测到进料流率的减小，该减小明显到足以指示通过细长喷管的进料流量的减小。当使用喷管阵列且在正常工作条件下通过喷管的进料易于堵塞时，这类喷管是非常有用的，例如，将悬浮于载气(诸如空气)中的活性炭颗粒进料注入煤燃烧所产生的烟道气中来捕集汞。

采用本发明的喷管，可通过各种方法来确定流率。在一种这样的方法中，操作人员记录下温度监测器的温度输出。温度的变化通过温度监测器进行报告。该温度变化通过耦接至加热元件(通常称为“热丝”)的热电偶进行报告。流率的降低减弱了流动进料气体的冷却，这样增加了通过热电偶所感测的且传送至温度监测器的“热丝”的温度。操作人员能够根据该指示进行操作，关闭问题喷管并根据需要对其进行修理。由于监测是针对每个喷管的，因此在无目标查找问题喷管时无需中断所有喷管的工作，如果喷管没有如本发明的喷管所提供的那样被各自温度监测，就会存在无目标查找的情况。

短语“多种、固体和载气”和“一种固体和载气”是指一种包括固体和载气的混合物。例如，在优选的实施例中，本发明的方法包括固体的气体悬浮物的进料，例如空气悬浮物和颗粒状活性炭。

尽管本发明涉及多种喷管构造和进料方法，但是这样一种已知的喷管构造和进料方法包括从管或室的外部源将固体和载气通过气流承载管或室的壁供应至载气流。本方法包括：

a.设置至少一个细长喷管，使得其与管或室的外部的进料源以及管和室内部在与载气流的至少一部分相交的点处流体连通，喷管具有纵向孔并终止于远端开口，通过该孔发生流体连通；和

b.进料通过喷管孔和远端开口进行输送，由此进料与载气流的至少一部分相混合。