干式洗涤器中非稳态条件下的干吸附剂喷射制造技术

本发明专利技术公开了用于干式洗涤器脱硫系统，减少诸如启动的不稳时段的排放水平的方法。干氢氧化钙粉末被喷射到气体流动路径内并且在喷雾干燥器吸收器中水化。然后将所得到的水化粉末沉积到袋滤室中的过滤袋上。这可以以比喷雾干燥器吸收器原本可操作的温度更低的温度进行，允许在燃烧过程中更早地发生脱硫，诸如在周围温度启动冷燃烧系统期间。燃烧系统的操作也可以根据各种操作情境备份、补足、削减或扩增。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】干式洗涤器中非稳态条件下的干吸附剂喷射相关申请的交叉引用本申请要求保护在2011年9月29提交的美国临时专利申请序列号No.61/540,806的优先权。该申请的公开以其全文引用的方式并入到本文中。
本专利技术公开总体而言涉及在启动、停机、故障和其它不稳时段(upsetperiod)期间使用干式洗涤器烟气脱硫系统从燃烧期间产生的烟气移除微粒和其它致污物。特别地，本专利技术公开涉及在燃烧系统中使用形成污染物的化石燃料之前或者在非稳态操作条件下优选地通过将干吸附剂喷射到气流内并且使气流通过喷雾干燥器吸收器以将吸附剂分散到袋滤室中来捕获二氧化硫(SO2)、三氧化硫(SO3)、HCl以及其它酸气的新颖并且有用的方法和系统。
技术介绍
在燃烧期间，在燃料中的化学能转换为热能，热能可以呈各种形式用于不同应用。在燃烧过程中所用的燃料包括较广范围的固态、液态和气态物质，包括煤、油(柴油，2号、船用C级或6号)、天然气、木材、轮胎、生物质等。燃烧将燃料转变为大量化合物。水(H2O)和二氧化碳(CO2)为完全燃烧的主要产物。然而，与燃料中的化学组分的其它燃烧反应会导致不合需要的副产物。取决于所用燃料，这样的副产物可包括微粒(例如，飞灰)、诸如氧化硫(SOx)或氧化氮(NOx)的酸气、诸如汞或砷的金属、一氧化碳(CO)和烃类(HC)。这些副产物中的许多副产物的排放水平由政府实体诸如美国环境保护署(EPA)规定。存在用于从烟气移除这些副产物的多种不同技术。在被称作喷雾干燥化学吸收或干式洗涤的一种方法中，细雾化的碱性水溶液或浆料在燃烧燃料的燃烧腔室下游被喷洒到热烟气内。碱性试剂与污染物起反应，并且形成微粒。水蒸发并且冷却热烟气。离开的清洁蒸汽通常具有约10％至约15％的水分含量。然后烟气行进到微粒收集装置，通常为袋滤室，在袋滤室中，从烟气移除微粒，然后将烟气送到烟囱。当从诸如周围温度的冷条件启动燃烧系统诸如具有燃烧炉的锅炉时，在切换到煤之前，燃烧炉通常燃烧天然气或柴油(2号)以“温热”锅炉。在能开始焚烧煤之前需要约400℉至约500℉的燃烧炉温度。由于各种启动条件和安全要求，在实现稳态操作之前，可以启动和停止燃烧炉多次。完全启动可能用8小时到最多2天之间的时间完成，取决于所遇到的问题。在低温状态下干式洗涤脱硫过程不能良好地工作。特别地，烟气温度通常需要为至少220℉以使用喷雾干燥器吸收器，使得水能被完全蒸发。在启动期间，传递到喷雾干燥器吸收器的烟气温度会低于这个阈值温度，这样仍会产生SOx和其它污染物。此外，在烟气在喷雾干燥器吸收器中达到温度220℉之前，燃烧炉通常到达400℉至500℉的煤操作温度。这在启动期间导致更高的SOx排放。此外，在喷雾干燥器吸收器起动之后袋滤室通常需要30至60分钟操作以积聚大量碱性材料并且实现大量SO2移除。在先前，排放法规并不涵盖“不稳(upset)”时段，诸如启动、停机和故障。但是，由于越来越严格的法规限制，将希望减少这样的排放。能减少启动期间的这种排放的方法将是很有用的。
技术实现思路
本专利技术公开了在使用干式洗涤器用于脱硫的污染控制系统中减少非稳态操作条件诸如启动、停机或故障期间的SOx排放的各种方法和系统。简言之，在燃烧腔室仍处于低于正常操作温度的温度，诸如当燃烧腔室温热和/或喷雾干燥器吸收器低于其220℉的阈值温度时，干氢氧化钙粉末被喷射到烟气内。优选地在喷雾干燥器吸收器上游喷射这种粉末到该系统内。然后将所得到的氢氧化钙粉末收集于下游袋滤室中以形成适用于减少SOx排放的滤饼。在实施例中公开了一种减少在燃烧系统中不稳时段诸如燃烧系统中的燃烧腔室启动时的燃烧排放的方法。燃烧系统具有气体流动路径，气体流动路径从燃烧腔室延伸通过喷雾干燥器吸收器到喷雾干燥器吸收器下游的袋滤室。载气(其可能是烟气)通过气体流动路径流动。将干氢氧化钙粉末混合到运输气体内，通常空气，并且气动地输送到燃烧腔室下游和袋滤室上游的喷射位置，其中干氢氧化钙粉末被吹送(例如，通过喷射)到气体流动路径中的载气内并且与载气混合。在喷雾干燥器吸收器向载气内喷水以润温载气并且降低载气温度。氢氧化钙粉末沉积于袋滤室中以形成滤饼，滤饼减少燃烧排放。在喷雾干燥器吸收器中不喷洒石灰浆料的情况下发生滤饼的形成，其可以在超过220℉的温度发生。在特定实施例中，在喷射位置与喷雾干燥器吸收器之间不将液体添加到载气。喷入到喷雾干燥洗涤器中的载气内的水来自用于从袋滤室再循环固体的再循环系统。因为在启动时使较少的固体再循环，再循环系统可以提供水或浆料。有时，气体流动路径延伸通过燃烧腔室与喷雾干燥器吸收器之间的空气预热器。喷射位置可以位于空气预热器与喷雾干燥器吸收器之间。或者，喷射位置在空气预热器上游。微粒收集装置也可位于空气预热器与喷雾干燥器吸收器之间，其中喷射位置在微粒收集装置的下游。喷射位置也可位于喷雾干燥器吸收器与袋滤室之间。在喷雾干燥器吸收器下游的袋滤室可以是脉冲喷吹式织物过滤器或者反向气流式织物过滤器。在某些不稳条件下，诸如故障，喷入到喷雾干燥器吸收器内的水可以呈简单地水(即H2O)形式或石灰浆料的形式(即，水加上氢氧化钙)。水也可来自用于从袋滤室再循环固体的再循环系统或者通过辅助喷嘴(当雾化器不操作时)。在某些实施例中，进入喷雾干燥器吸收器的烟气具有约140℉至约210℉的温度。通常，进入喷雾干燥器喷射器的载气具有小于220℉的温度。燃烧腔室可以具有小于400℉的温度。在实施例中，载气为离开燃烧腔室的烟气，特别是在燃烧腔室启动期间。但是，这些方法也可以用于停机期间，即当载气的温度随着时间降低时。还公开了一种捕获由燃烧腔室在非稳态操作条件下所产生的烟气中的污染物的方法。干氢氧化钙粉末在燃烧腔室下游和喷雾干燥器吸收器上游的喷射位置混合到烟气内。在喷雾干燥器吸收器中向烟气内喷水以润湿烟气并且降低烟气温度。然后使烟气通过在喷雾干燥器吸收器下游的袋滤室。氢氧化钙粉末沉积于袋滤室中以形成滤饼，滤饼捕获在烟气中的污染物。在下文中特别地描述这些和其它非限制性特征。附图说明下文为附图的简要描述，展示这些附图以用于说明本文所公开的示例性实施例并且并不用于限制示例性实施例。图1为示出了具有干式脱硫系统的常规锅炉的示意图。图2为示出了具有如本公开所描述的干式脱硫系统和氢氧化钙粉末喷射系统的燃烧系统的示意图。图3为脉冲喷吹式织物过滤器中的过滤袋的图示。图4为喷雾干燥器吸收器的剖视图。图5为干吸附剂喷射系统的主要部件的图示。图6为排放与时间之间关系的曲线图，示出了具有氢氧化钙喷射的实际排放和无氢氧化钙喷射的估计排放。图7为示出本专利技术公开的方法的总体过程图。具体实施方式可以通过参考附图获得对本文所公开的部件、过程和设备的更全面理解。为了方便并且容易地展示本专利技术公开，这些附图只是示意性表示，并且因此并非旨在表示其装置或部件的相对大小和尺寸和/或限制示例性实施例的范围。尽管为了清楚起见，在下文的描述中使用具体术语，这些术语旨在仅参考被选择用于在附图中说明的实施例的特定结构并且并非旨在限定或限制本专利技术公开的范围。在附图和下文的描述中，应了解类似附图标记指具有类似功能的部件。单数形式“一”、“该”和“所述”包括复数个指示物，除非上下文清楚地指示为其它情况。如在说明书和权利要求中所用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于减少燃烧系统中非稳态操作条件下产生的燃烧排放的方法，所述燃烧系统具有从燃烧腔室穿过喷雾干燥器吸收器行进到所述喷雾干燥器吸收器的下游的袋滤室的气体流动路径，所述方法包括：在所述燃烧腔室下游和所述袋滤室上游的喷射位置将干氢氧化钙粉末混合到气体流动路径中的载气内；在所述喷雾干燥器吸收器中向载气内喷水以润湿载气并且降低所述载气的温度；以及将所述氢氧化钙粉末沉积于袋滤室中以形成滤饼，所述滤饼减少燃烧排放。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.29 US 61/540,806;2012.07.12 US 13/548,1501.一种用于减少燃烧系统中非稳态操作条件下产生的燃烧排放的方法，所述燃烧系统具有从燃烧腔室穿过喷雾干燥器吸收器行进到所述喷雾干燥器吸收器的下游的袋滤室的气体流动路径，所述方法包括：当进入所述喷雾干燥器吸收器的载气具有自低于220℉起的温度，在所述燃烧腔室下游和所述袋滤室上游的喷射位置将干氢氧化钙粉末混合到气体流动路径中的载气内；在所述喷雾干燥器吸收器中向载气内喷水以润湿载气并且降低所述载气的温度；以及将所述氢氧化钙粉末沉积于袋滤室中以形成滤饼，所述滤饼减少燃烧排放。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述喷射位置与所述喷雾干燥器吸收器之间不将液体添加到所述载气。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，喷入到所述载气内的所述水来自用于从所述袋滤室再循环固体的再循环系统。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述气体流动路径行进通过位于所述燃烧腔室与所述喷雾干燥器吸收器之间的空气预热器。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述喷射位置位于所述空气预热器与所述喷雾干燥器吸收器之间。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述喷射位置在所述空气预热器上游。7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于还包括：在所述空气预热器与所述喷雾干燥器吸收器之间的微粒收集装置。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述喷射位置在所述微粒收集装置下游。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述喷射位置位于所述喷雾干燥器吸收器与所述袋滤室之间。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述袋滤室为脉冲喷吹式织物过滤器、震动反吹式织物过滤器或反向气流式织物过滤器。11.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·J·简库拉，A·A·席尔瓦，E·J·坎波本尼德托，
申请(专利权)人：巴布科克和威尔科克斯能量产生集团公司，
类型：发明
国别省市：美国;US