干式洗滌器中穩態條件下的干吸附劑噴射的制作方法
【專利摘要】本發明公開了用于干式洗滌器脫硫系統，減少穩態條件下排放水平的方法。干氫氧化鈣粉末被噴射到氣體流動路徑內并且在噴霧干燥器吸收器中摻水。然后將所得到的漿料沉積到袋濾室中的過濾袋上。這可以以比噴霧干燥器吸收器原本可操作的溫度更低的溫度進行，允許在燃燒過程中更早地發生脫硫，特別是在周圍溫度啟動冷鍋爐期間。鍋爐的操作也可以根據各種操作情境備份、補足、削減或擴增。
【專利說明】干式洗滌器中穩態條件下的干吸附劑噴射
[0001]相關申請的交叉引用
[0002] 本申請要求保護在2011年9月29提交的美國臨時專利申請序列號N0.61/540，795的優先權。該申請的公開以其全文引用的方式并入到本文中。
【技術領域】
[0003]本發明公開總體而言涉及在正常操作期間使用干式洗滌器煙氣脫硫系統從燃燒期間產生的煙氣移除微粒和其它致污物。特別地，本發明公開涉及在燃燒系統中使用形成污染物的化石燃料期間通過將干吸附劑噴射到氣流內并且使氣流通過噴霧干燥器吸收器以將吸附劑分散到袋濾室中來捕獲二氧化硫(SO2)、三氧化硫(SO3)、HC1以及其它酸氣的新穎并且有用的方法和系統。
【背景技術】
[0004]在燃燒期間，在燃料中的化學能轉換為熱能，熱能可以呈各種形式用于不同應用。在燃燒過程中所用的燃料可以包括較廣范圍的固態、液態和氣態物質，包括煤、油(柴油，2號、船用C級或6號)、天然氣、木材、輪胎、生物質等。
[0005]燃燒將燃料轉變為大量化合物。水(H2O)和二氧化碳(CO2)為完全燃燒的主要產物。然而，與燃料中的化學組分的其它燃燒反應會導致不合需要的副產物。取決于所用燃料，這樣的副產物可包括微粒(例如，飛灰)、諸如氧化硫(SOx)或氧化氮(NOx)的酸氣、諸如汞或砷的金屬、一氧化碳(CO)和烴類(HC)。這些副產物中的許多副產物的排放水平由政府實體諸如美國環境保護署(EPA)規定。
[0006]存在用于從煙氣移除這些副產物的多種不同技術。在被稱作噴霧干燥化學吸收或干式洗滌的一種方法中，細霧化的堿性水溶液或漿料在燃燒燃料的燃燒腔室下游被噴灑到熱煙氣內。堿性試劑與污染物起反應，并且形成微粒。水蒸發并且冷卻熱煙氣。離開的清潔蒸汽通常具有約10%至約15%的水分含量。然后煙氣行進到微粒收集裝置，通常為袋濾室，在袋濾室中，從煙氣移除微粒，然后將煙氣送到煙囪。
[0007]當從諸如周圍溫度的冷條件啟動燃燒系統諸如具有燃燒爐的鍋爐時，在切換到煤之前，燃燒爐通常燃燒天然氣或柴油(2號)以“溫熱”鍋爐。在能開始焚燒煤之前需要約400 T至約500 °?的燃燒爐溫度。由于各種啟動條件和安全要求，在實現穩態操作之前，可以啟動和停止燃燒爐多次。完全啟動可能用8小時到最多2天之間的時間完成，取決于所遇到的問題。
[0008]在低溫狀態下干式洗滌脫硫過程不能良好地工作。特別地，煙氣溫度通常需要為至少220 T以使用噴霧干燥器吸收器，使得水能被完全蒸發。在啟動期間，傳遞到噴霧干燥器吸收器的煙氣溫度會低于這個閾值溫度，這樣仍會產生SOx和其它污染物。此外，在煙氣在噴霧干燥器吸收器中達到溫度220 °F之前，燃燒爐通常到達400 T至500 °F的煤操作溫度。這在啟動期間導致更高的SOx排放。此外，在噴霧干燥器吸收器起動之后袋濾室通常需要30至60分鐘操作以積聚大量堿性材料并且實現大量SO2移除。[0009]在先前，排放法規并不涵蓋“不穩(upset) ”時段，諸如啟動、停機和故障。但是，由于越來越嚴格的法規限制，將希望減少這樣的排放。能減少啟動期間的這種排放的方法將是很有用的。
【發明內容】
[0010]本發明公開了在使用干式洗滌器用于脫硫的污染控制系統中減少穩態操作條件期間的SOx排放的各種方法和系統。簡言之，在燃燒腔室處于正常操作條件下(即高溫)時，干氫氧化鈣粉末被噴射到煙氣內。在噴霧干燥器吸收器上游噴射這種粉末。然后將所得到的氫氧化鈣粉末收集于下游袋濾室中以形成適用于減少SOx排放的濾餅。這可用于擴增干式洗滌器的脫硫能力或者削減排放。
[0011]在實施例中公開了一種減少在燃燒系統中正常操作條件下產生的燃燒排放的方法。燃燒系統具有氣體流動路徑，氣體流動路徑從燃燒腔室延伸通過噴霧干燥器吸收器到噴霧干燥器吸收器下游的袋濾室。由燃燒腔室產生的煙氣通過氣體流動路徑流動。將干氫氧化鈣粉末混合到運輸氣體內，通常為空氣，并且氣動地輸送到燃燒腔室下游和袋濾室上游的噴射位置，在那里干氫氧化鈣粉末被吹送到氣體流動路徑中的煙氣內并且與煙氣混合。在噴霧干燥器吸收器向煙氣內噴水以潤濕煙氣并且降低煙氣溫度。然后，煙氣通過袋濾室，其中氫氧化鈣粉末沉積于袋濾室中以形成濾餅，濾餅減少燃燒排放。
[0012]在特定實施例中，在噴射位置與噴霧干燥器吸收器之間不將液體添加到煙氣。
[0013]噴入到噴霧干燥洗滌器內的水來自用于從袋濾室再循環固體的再循環系統。水也可呈堿性漿料的形式，而不只是水。
[0014]有時，氣體流動路徑延伸通過燃燒腔室與噴霧干燥器吸收器之間的空氣預熱器。噴射位置可以位于空氣預熱器與噴霧干燥器吸收器之間。或者，噴射位置在空氣預熱器上游。微粒收集裝置也可位于空氣預熱器與噴霧干燥器吸收器之間，其中噴射位置在微粒收集裝置的下游。
[0015]噴射位置也可位于噴霧干燥器吸收器與袋濾室之間。
[0016]在噴霧干燥器吸收器下游的袋濾室可以是脈沖噴吹式織物過濾器或者反向氣流式織物過濾器。
[0017]混合到煙氣內的干氫氧化鈣粉末的量隨著時間改變，取決于在煙氣中的排放水平(即，削減情境)。
[0018]在噴霧干燥器吸收器中噴入到煙氣內的水可以呈水的形式，特別是當堿性漿料不在噴霧干燥器吸收器中噴灑時(即故障或擴增情境)。
[0019]進入噴霧干燥器吸收器的煙氣可以具有約220 更高的溫度。離開燃燒爐的煙氣可以具有400 更高的溫度。
[0020]還公開了一種操作鍋爐的方法，其使用噴霧干燥器吸收器來清潔煙氣。干氫氧化鈣粉末在鍋爐下游和噴霧干燥器吸收器上游的噴射位置混合到煙氣內。然后在噴霧干燥器吸收器中向煙氣內噴水以形成清潔的含微粒的煙氣。含微粒煙氣中的微粒然后沉積于袋濾室中以形成濾餅，濾餅減少了燃燒排放。這可用作備份以確保脫硫或者以一定方式削減排放水平從而允許在噴霧干燥器吸收器的常規維護期間對于變化的水平做出快速響應，或者補充/替換通常用于煙氣脫硫的石灰漿料。[0021 ] 噴射到煙氣內的干氫氧化鈣粉末量可以通過比較排放水平與預定值來確定。
[0022]噴入到噴霧干燥器吸收器內的水可以呈簡單地水(即H2O)形式或堿性漿料的形式(即，水加上堿性吸附劑，如氫氧化鈣)。水也可來自用于從袋濾室再循環固體的再循環系統或者通過輔助噴嘴(當霧化器不操作時)。在某些實施例中，進入噴霧干燥器吸收器的煙氣具有約220 更高的溫度，即在堿性漿料可以被充分蒸發的條件下。離開燃燒爐的煙氣可以具有400 更高的溫度。
[0023]在下文中特別地描述這些和其它非限制性特征。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]下文為附圖的簡要描述，展示這些附圖以用于說明本文所公開的示例性實施例并且并不用于限制示例性實施例。
[0025]圖1為示出了具有干式脫硫系統的常規鍋爐的示意圖。
[0026]圖2為示出了具有如本公開所描述的干式脫硫系統和氫氧化鈣粉末噴射系統的燃燒系統的示意圖。
[0027]圖3為脈沖噴吹式織物過濾器中的過濾袋的圖示。 [0028]圖4為噴霧干燥器吸收器的剖視圖。
[0029]圖5為干吸附劑噴射系統的主要部件的圖示。
[0030]圖6為排放與時間之間關系的曲線圖，示出了具有氫氧化鈣噴射的實際排放和無氫氧化鈣噴射的估計排放。
[0031]圖7為示出本發明公開的方法的總體過程圖。
【具體實施方式】
[0032]可以通過參考附圖獲得對本文所公開的部件、過程和設備的更全面理解。為了方便并且容易地展示本發明公開，這些附圖只是示意性表示，并且因此并非旨在表示其裝置或部件的相對大小和尺寸和/或限制示例性實施例的范圍。
[0033]盡管為了清楚起見，在下文的描述中使用具體術語，這些術語旨在僅參考被選擇用于在附圖中說明的實施例的特定結構并且并非旨在限定或限制本發明公開的范圍。在附圖和下文的描述中，應了解類似附圖標記指具有類似功能的部件。
[0034]單數形式“一”、“該”和“所述”包括復數個指示物，除非上下文清楚地指示為其它情況。
[0035]如在說明書和權利要求中所用的術語“包括(包含)”可包括“由……組成”和“基本上由......組成”的實施例。
[0036]在本文中所公開的所有范圍包括敘述的端點并且可獨立地組合(例如，“自250 T至400 °F”的范圍包括端點，250 °?和400 °F，和所有中間值)。本文所公開的范圍端點和任何值并不限于精確范圍或值；它們并不充分精確從而包括近似這些范圍和/或值的值。
[0037]如本文所用的近似語言可適于修改任何定量表示，定量表示可變化而不會導致與其有關的基本功能變化。因此，以一個或多個術語諸如“約和基本上”修飾的值在某些情況下可能并不限于所規定的精確值。在至少某些情況下，近似語言可以對應于用來測量該值的儀器的精度。修飾詞“約”也應被認為公開由兩個端點的絕對值限定的范圍。例如，表述“約2至約4”也公開了 “2至4”的范圍。
[0038]術語“熟石灰”指氫氧化鈣，也被稱作Ca(0H)2。術語“水化”當在本文中使用時并不表示存在分子水。
[0039]術語“石灰漿料”用于指氫氧化鈣與水的混合物。其它鈣吸附劑例如包括石灰石或生石灰。術語“石灰石”指碳酸鈣，也被稱作CaC03。術語“生石灰”指氧化鈣，CaO。
[0040]本發明公開提及在其它部件的“上游”和“下游”的部件。這兩個術語是相對于另一提到的部件。如果流動路徑在運行經過所提到的部件之前運行經過給定部件，給定部件在所提到的部件“上游”。同樣，如果流動路徑在運行經過所提到的部件之后運行經過給定部件，給定部件在所提到的部件“下游”。
[0041]本發明公開涉及在使用干式洗滌器用于脫硫的污染控制系統中減少穩態操作條件下SOx排放的各種方法和系統。最通常地，由包含燃燒腔室的燃燒系統生成煙氣，在燃燒腔室中燃燒燃料。當燃燒腔室處于正常操作條件(即高溫)時，干氫氧化鈣粉末可以被噴射到煙氣內粉末。在噴霧干燥器吸收器的上游噴射。然后在下游袋濾室中收集所得到的氫氧化鈣粉末以形成濾餅，濾餅適用于減少SOx排放。
[0042]一般而言，認為這類方法可以用于發生燃燒的任何系統中。燃燒可以用于任何目的，例如發電、產生特定產物或者簡單地焚燒給定燃料。本方法可適用于的示例性燃燒系統包括:發電系統，其使用具有燃燒爐作為燃燒腔室的鍋爐；水泥窯；電弧爐；玻璃爐；熔爐(銅、金、錫等)；制粒機焙燒爐；鼓風爐；焦爐群、化學燃燒加熱器；煉油廠烤爐；以及焚化爐(醫療廢物、城市固體廢物等)。術語“燃燒腔室”在本文中用于指其中發生燃燒的系統內的具體結構。
[0043]圖1總體上示出了具有鍋爐100和下游脫硫系統100的示例性發電系統。化石燃料112，諸如來自粉煤機11的煤，和空氣114在燃燒爐105中燃燒，導致煙氣120生成。煙氣120經過省煤器116，省煤器116用來預熱在鍋爐中用來產生蒸汽的水并且冷卻煙氣120。省煤器116上游的其它傳熱表面未示出。煙氣120然后進入選擇性催化還原(SCR)系統130，選擇性催化還原系統130可存在或者可不存在，用來從煙氣120移除氮氧化物(NOx)。之后，煙氣120通過空氣預熱器140以進一步冷卻煙氣120并且加熱進入燃燒爐105的空氣114。在通過空氣預熱器140之后，煙氣120通常具有約250至約400 °F (121至204°C )的溫度。有時，煙氣120然后通過微粒收集裝置150以收集飛灰和其它較大粒子。煙氣繼續進入干式洗滌器或噴霧干燥器吸收器160。此處，霧化堿性漿料162被噴灑到煙氣內以與氧化硫(SOx)起反應并且進一步冷卻煙氣120到約140至約210 0F (60至99°C )的范圍。在漿料中的水被蒸發，并且所得到的清潔并且載有粒子的煙氣120被輸送到微粒收集裝置170，諸如袋濾室或靜電除塵器，以從煙氣120移除粒子。清潔的煙氣120然后被送到煙囪180。若需要，來自微粒收集裝置170的再循環流172可以用來從袋濾室收集堿性粒子并且使它們與水176在再循環箱180中混合以制成堿性漿料162，堿性漿料162在噴霧干燥器吸收器160中使用。替代地，新鮮漿料164可以用在噴霧干燥器吸收器160中。粒子也可以從微粒收集容器170移除用于處置，在此處以附圖標記174指示。
[0044]在本發明公開的方法中，氫氧化鈣沉積于袋濾室中以在正常操作期間(S卩，穩態操作條件)提供并且促進酸的高效移除。在此方面，煙氣必須行進穿過形成于袋濾室中過濾器上的濾餅，這提供煙氣與堿性氫氧化鈣產物之間的密切接觸并且促進了濾餅對于煙氣中的氣相酸氣(諸如SOx)的吸收。取決于操作情境，干氫氧化鈣粉末可以用來擴增脫硫系統的脫硫能力或者可用于削減總發電系統的排放水平。更一般而言，本發明的方法可以用來從煙氣移除微粒。
[0045]術語“穩態操作條件”在本文中可以用來指通過噴霧干燥器吸收器的煙氣溫度為220 0F (大約104°C )或更高的時段。
[0046]圖2總體上示出了本發明公開的示例性系統，其具有燃燒系統200、下游脫硫系統210和干氫氧化鈣粉末噴射系統290。類似于圖1，空氣214與來自粉煤機211的煤212在燃燒腔室205中燃燒，導致煙氣220生成。一般而言，煙氣為沿著氣體流動路徑行進的載氣。煙氣經過省煤器216 (在省煤器上游的其它傳熱表面未圖示)和從煙氣移除NOx的SCR系統230，SCR系統230可以存在或可以不存在。煙氣通過空氣預熱器240并且繼續進入噴霧干燥器吸收器260。若需要，可選的微粒收集裝置250可以位于空氣預熱器240與噴霧干燥器吸收器260之間以收集飛灰和其它較大粒子。在噴霧干燥器吸收器260中，諸如石灰漿料的霧化堿性漿料260被噴灑到煙氣220內以清潔并且冷卻煙氣。所得到的清潔并且載有粒子的煙氣220被輸送到袋濾室270以從煙氣移除粒子。清潔的煙氣220被送到煙囪280。若需要，來自袋濾室270的再循環流272可以用來從袋濾室收集未起反應的堿性粒子并且使它們與水276在再循環箱280中混合以制成堿性漿料262，堿性漿料262用在噴霧干燥器吸收器中。替代地，新鮮漿料264可以用于噴霧干燥器吸收器260中。來自袋濾室的粒子也可以被處置，在此處以附圖標記274示出。
[0047]燃燒腔室205在空氣預熱器240上游，空氣預熱器240在噴霧干燥器吸收器260的上游。袋濾室270在噴霧干燥器吸收器260的下游。換言之，噴霧干燥器吸收器260位于空氣預熱器240與袋濾室270之間。SCR系統230若存在則可位于燃燒爐205與空氣預熱器240之間。
[0048]本發明的方法設想到氣體流動路徑220存在于燃燒系統與脫硫系統之間。煙氣通過氣體流動路徑流動或者沿著氣體流動路徑行進。干氫氧化鈣粉末在燃燒腔室205下游和袋濾室270上游的噴射位置被噴射到煙氣內。在噴霧干燥器吸收器260中向載氣內噴水以冷卻并且濕潤煙氣。這種水可以簡單地為水(即，H2O)或者呈堿性漿料形式(包含水和堿性吸附劑)的水。氫氧化鈣粉末然后沉積于袋濾室270中以形成濾餅，濾餅用來減少排放。
[0049]干氫氧化鈣粉末噴射系統290包括氫氧化鈣供應源292。設想到氫氧化鈣粉末可以在三個不同的位置A、B、C噴射到脫硫系統內。這三個噴射位置全都在燃燒腔室205的下游和袋濾室270的上游。特別地，煙氣/載氣的溫度應小于1000 T以維持熟石灰的穩定性。
[0050]第一噴射位置A在空氣預熱器240下游和噴霧干燥器吸收器260上游。換言之，噴射位置A在空氣預熱器240與噴霧干燥器吸收器260之間。可選的微粒收集裝置250應在噴射位置A上游。
[0051]第二噴射位置B在燃燒腔室205下游和空氣預熱器240上游。第二噴射位置B也可以被描述為在SCR系統230下游。
[0052]第三噴射位置C在噴霧干燥器吸收器260下游。換言之，噴射位置C在噴霧干燥器吸收器260與袋濾室270之間。
[0053]干氫氧化鈣粉末也可以同時在上文所確定的各個位置噴射。返回參考圖2，在噴霧干燥器吸收器260中噴灑的水可以來自單獨水源，或者在某些實施例中可以來自再循環系統280或者來自堿性漿料262。
[0054]在各種實施例中，可選的微粒收集裝置250可以是靜電除塵器(ESP)或袋濾室。不同類型的袋濾室是本領域中已知的，例如，反向氣流式織物過濾器、震動反吹式織物過濾器和脈沖噴吹式織物過濾器(脈沖式織物過濾器)。
[0055]在噴霧干燥器吸收器260下游的袋濾室270理想地為脈沖噴吹式織物過濾器(PJFF)或者反向氣流式織物過濾器。在這方面，在這個位置，袋濾室優選于ESP，這歸因于與ESP相比袋濾室的脫硫能力。換言之，袋濾室能捕獲呈氣相的污染物，而ESP僅捕集粒子并且并不顯著地捕獲氣相污染物。一般而言，進入袋濾室270的所有煙氣應通過濾餅使得可移除諸如S02、SO3和HCl的酸氣。
[0056]圖3為脈沖噴吹式織物過濾器的示意圖。袋濾室通常包含多個隔室，其中每個隔室包含至多數百個長的、豎直支承的、小直徑織物袋。在脈沖噴吹式織物過濾器(PJFF)中，袋320從管板330懸掛。含微粒的煙氣從袋外側(指示為實心箭頭)流到袋內側(指示為空心箭頭)。煙氣穿過多孔性袋材料，留下微粒以在袋外部形成濾餅340。壓縮空氣的脈沖可以從開口頂部322導向至袋內，造成沖擊波順著袋的長度行進并且使濾餅移位。
[0057]使用氫氧化鈣，因為其鹽不溶于水。相比而言，鈉吸附劑通常是可溶的并且因此不太理想。此外，氫氧化鈣比生石灰更安全，生石灰當與水組合時會發熱。
[0058] 申請人:確定粉末氫氧化鈣的反應性與石灰漿料中的氫氧化鈣的反應性相當。這允許干式脫硫系統在各種條件下可接受地操作。特別地，當堿性漿料供應系統出現故障時，干氫氧化鈣粉末噴射系統允許鍋爐正常操作。當與堿性漿料相比，氫氧化鈣粉末可以以更大量添加，彌補堿性漿料的損失并且維持可接受的排放水平。例如，如果霧化器堵塞，霧化器可以被移除并且備用霧化器可以安裝成向煙氣內繼續噴水。替代地，水可以通過輔助噴嘴引入。氫氧化鈣粉末可以用來維持袋濾室中的脫硫能力。
[0059]另一操作情境是操作堿性漿料在噴霧干燥器吸收器中的噴灑以便維持排放水平接近預定值。隨著排放接近或超過預定值，氫氧化鈣粉末可以立即添加以削減排放水平降低回到可接受的水平。
[0060]可能發生又一操作情境，其中運營工廠具有的堿性漿料供應有限。此處，氫氧化鈣粉末可以用來增加霧化器漿料以維持可接受的排放水平。
[0061]通常，更希望在噴霧干燥器吸收器260上游(S卩，噴射位置A或B)噴射氫氧化鈣粉末，因為噴霧干燥器吸收器幫助在整個袋濾室270中適當地分散粉末。圖4為通常用于脫硫系統中的噴霧干燥器吸收器400的剖視圖。噴霧干燥器吸收器通常具有截頭圓錐形狀的外殼410，圓錐的頂點在吸收器底部。但是，噴霧干燥器吸收器也可以具有平底而不是圓錐形。來自空氣加熱器的煙氣420可以被分流為兩個流422、424，但并非總是這種情況并且這不是本發明公開所必需的。一個流422被導向上氣體分散器430，上氣體分散器430具有環形的形狀。另一流424被導向下氣體分散器440。霧化器450延伸穿過吸收器外殼的頂面中心，并且將石灰漿料噴灑到煙氣內。煙氣通過氣體分散器進入噴霧干燥器吸收器400。噴霧干燥器吸收器被設計成確保煙氣與漿料良好混合，并且大小設計成提供充分的滯留時間來干燥漿料以產生自由流動的固體而不會發生內部沉積。由噴霧干燥器吸收器賦予給氫氧化鈣粉末的混合和湍流確保了在袋濾室中的整個過濾袋上更好地分散氫氧化鈣。由霧化器450將水添加到噴霧干燥器吸收器內到干氫氧化鈣粉末以形成氫氧化鈣漿料。在袋濾室中需要水用于濾餅以實現其完全脫硫能力，因為SO2吸收的反應機制需要分子水存在。蒸發的氫氧化鈣漿料通過出口 460從噴霧干燥器吸收器出來并且前進到袋濾室。
[0062]圖5為用于熟石灰的典型干吸附劑噴射系統的示意圖。熟石灰可以由卡車或由鐵路(此處示出了卡車卸載)遞送510。周圍空氣512被抽吸到卡車內以拾取熟石灰并且將試劑轉移到儲存筒倉520。試劑從儲存筒倉520流動通過一系列閥522、進料器524和料斗526、528到旋轉氣鎖530內，在旋轉氣鎖530中，試劑與運輸氣體540混合以氣動地輸送到噴射位置進入氣體流動路徑(參看圖2)。運輸氣體，通常為空氣，由運輸空氣鼓風機542提供,運輸空氣鼓風機542將運輸氣體通過空氣冷卻器544傳遞以降低空氣溫度從而防止試劑提早煅燒。應當指出的是在本系統中，并無液體噴射到噴射位置與噴霧干燥器吸收器之間的氣體流動路徑內。這與其中溶液和漿料在濕式洗滌器或干式洗滌器上游噴射到煙氣內的現有系統(參看例如授予Wilhelm的美國專利N0.6，126,910)不同。這也與其中干鈣吸附器被噴射然后在管道系統中用水濕潤的系統(參看例如授予Hunt的美國專利N0.5，165, 903)不同。在這些現有系統中，所希望的目的是為了在煙氣進入脫硫系統之前從煙氣移除選定污染物。相比而言，本發明的方法的目的是為了提供堿性試劑(熟石灰)的替代源，在噴霧干燥吸收器中增加熟石灰的濃度并且向袋濾室涂布氫氧化鈣以便提供脫硫和增強的脫硫能力。在噴霧干燥器吸收器之前添加水或液體可能導致氫氧化鈣從氣體分離并且不能行進到袋濾室的不當條件。
[0063]本公開的方法通過提供對于排放水平變化及時反應的手段而改進了脫硫系統響應和在可接受的酸氣排放水平內操作的能力。在維持燃燒系統操作中一個反復出現的主題是解決給定問題所需的時間。氫氧化鈣粉末可以快速地添加并且獲得良好的響應。這個方法也提供無需向該過程添加水的干吸附劑。
[0064]圖7為示出本發明公開的方法的總體過程圖。燃燒系統700包含燃燒腔室705，在燃燒腔室705中，發生燃燒并且導致煙氣生成。煙氣沿著氣體流動路徑720行進通過噴霧干燥器吸收器760到噴霧干燥器吸收器下游的袋濾室770。干氫氧化鈣粉末在燃燒腔室705與袋濾室770之間(在氣體流動路徑720中)與煙氣混合。例如，氫氧化鈣粉末可以在噴霧干燥器吸收器(附圖標記794)上游或噴霧干燥器吸收器(附圖標記796)下游添加。在噴霧干燥器吸收器760內，水(附圖標記762)噴灑到煙氣內以濕潤并且冷卻煙氣。煙氣被傳遞到袋濾室770。氫氧化鈣捕獲煙氣中的污染物或者微粒。清潔的煙氣被發送到煙囪780或者類似裝置以釋放到大氣內。
[0065]用來實踐本發明公開的方法的設計在本領域普通技術人員的技能內。允許實踐這些方法所需的閥、管路、傳感器、連接件和配件也通常是通常市售的。
[0066]示例
[0067]120MWg(總值兆瓦)電力設施具有在圖2中看到的布局。氫氧化鈣粉末的使用在啟動期間實施并且作為石灰漿料的替代品。氫氧化鈣粉末在噴射位置A和C噴射。在圖6中示出了實際煙囪SO2排放。Y軸線為所排放的302量，以lb/MBtu(每百萬BTU多少磅)為單位。X軸線為天時，即從午夜(0:00)到12:00pm。為了參考示出了 0.091b/MBtu的規定煙囪SO2排放限度。示出了兩根線:一根線用于實際排放并且另一根線用于估計排放(在未噴射氫氧化鈣粉末的情況下)。應當指出的是在此圖中嘗試啟動三次:在約12:30am ;約2:45am ；以及約 5:45am。
[0068]參考示例性實施例描述了本公開。顯然，在閱讀和理解先前的詳細描述時，其他人想到修改和更改。預期本公開被理解為包括所有這樣的修改和更改，只要它們屬于所附權利要求或其等效物的范圍。
【權利要求】
1.一種用于減少燃燒系統中正常操作條件下產生的燃燒排放的方法，所述燃燒系統具有從燃燒腔室通過噴霧干燥器吸收器行進到所述噴霧干燥器吸收器的下游的袋濾室的氣體流動路徑，所述方法包括: 在所述燃燒腔室下游和所述袋濾室上游的噴射位置將干氫氧化鈣粉末混合到煙氣內； 在所述噴霧干燥器吸收器中向煙氣內噴水以潤濕煙氣并且降低所述煙氣的溫度；以及 使所述煙氣通過所述袋濾室，其中所述氫氧化鈣粉末捕獲在所述煙氣中的污染物。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述噴射位置與所述噴霧干燥器吸收器之間不將液體添加到載氣。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，噴入到所述煙氣內的所述水來自用于從所述袋濾室再循環固體的再循環系統。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述氣體流動路徑行進通過位于所述燃燒腔室與所述噴霧干燥器吸收器之間的空氣預熱器。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述噴射位置位于所述空氣預熱器與所述噴霧干燥器吸收器之間。
6.根據權利要求4 所述的方法，其特征在于，所述噴射位置在所述空氣預熱器上游。
7.根據權利要求4所述的方法，其特征在于還包括:在所述空氣預熱器與所述噴霧干燥器吸收器之間的微粒收集裝置。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述噴射位置在所述微粒收集裝置下游。
9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述噴射位置位于所述噴霧干燥器吸收器與所述袋濾室之間。
10.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述袋濾室為脈沖噴吹式織物過濾器、震動反吹式織物過濾器或反向氣流式織物過濾器。
11.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述噴霧干燥器吸收器中噴入到所述煙氣內的水呈堿性漿料的形式。
12.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，混合到煙氣內的干氫氧化鈣粉末的量取決于在所述煙氣中的排放水平隨著時間改變。
13.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述噴霧干燥器吸收器中噴入到所述煙氣內的水呈水的形式，并且堿性漿料并不在所述噴霧干燥器吸收器中噴灑。
14.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，進入所述噴霧干燥器吸收器的所述煙氣具有約220 更高的溫度。
15.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，離開所述燃燒腔室的煙氣具有400T或更聞的溫度。
16.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃燒系統選自鍋爐、窯、燃燒爐、熔爐、焙燒爐、火力裝置、加熱器、烤爐或焚化爐。
17.一種操作燃燒系統的方法，所述燃燒系統使用噴霧干燥器吸收器來清潔煙氣，所述方法包括: 在燃燒腔室下游和噴霧干燥器吸收器上游的噴射位置將干氫氧化鈣粉末混合到所述煙氣內；在所述噴霧干燥器吸收器中向煙氣內噴水以形成清潔的含微粒的煙氣；以及 將所述含微粒煙氣中的所述微粒沉積到所述袋濾室中以形成濾餅，濾餅減少燃燒排放。
18.根據權利要求17所述的方法，其特征在于，噴射到所述煙氣內的干氫氧化鈣粉末的量通過將排放水平與預定值來決定。
19.根據權利要求17所述的方法，其特征在于，在所述噴射位置與所述噴霧干燥器吸收器之間不將液體添加到所述煙氣。
20.根據權利要求17所述的方法，其特征在于，所述噴射位置位于空氣預熱器上游，所述空氣預熱器也位于所述噴霧干燥器吸收器的上游。
21.根據權利要求17所述的方法，其特征在于所述噴射位置位于所述噴霧干燥器吸收器與空氣預熱器之間，所述空氣預熱器位于所述噴霧干燥器吸收器上游。
22.根據權利要求17所述的方法，其特征在于，在所述噴霧干燥器吸收器中噴灑的水呈堿性漿料的形式。
23.根據權利要求17所述的方法，其特征在于，在所述噴霧干燥器吸收器中噴灑的水來自用于從所述袋濾室再循環固體的再循環系統。
24.根據權利要求17所述的方法，其特征在于，在所述噴霧干燥器吸收器中噴灑的水通過輔助噴嘴噴灑，并且所述噴霧干燥器吸收器的霧化器并不操作。
25.根據權利要求17所述的方法，其特征在于，進入所述噴霧干燥器吸收器的所述煙氣具有約220 更高的溫度。
26.根據權利要求17所述的方法，其特征在于，離開所述燃燒腔室的煙氣具有400T或更高的溫度。
27.根據權利要求17所述的方法，其特征在于，所述燃燒系統選自鍋爐、窯、燃燒爐、熔爐、焙燒爐、火力裝置、加熱器、烤爐或焚化爐。
【文檔編號】B01D53/56GK103958032SQ201280058190
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2012年9月25日 優先權日:2011年9月29日
【發明者】B·J·簡庫拉, A·A·席爾瓦, E·J·坎波本尼德托 申請人:巴布科克和威爾科克斯能量產生集團公司