集成的吸附剂注入和烟道气脱硫系统技术方案

本发明专利技术公开了集成的吸附剂注入、热回收和烟道气脱硫系统。将干燥吸附剂注入空气加热器上游的烟道气中。这样可降低酸露点温度，在所述烟道气通过所述空气加热器时能够捕获额外的热能。该烟道气然后通过脱硫单元和袋滤器，在这里将固体捕获。捕获额外的热能使得在以较低的烟道气温度进行安全操作的同时，提高总的锅炉效率。该集成的系统与传统方法相比，不消耗较多量的吸附剂，但是可提供改善工厂热耗率的好处。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求于2013年11月15日提交的美国临时专利申请序列号为61/904,939、名称为“集成的吸附剂注入和烟道气脱硫系统”的优先权。将2013年11月15日提交的美国临时专利申请序列号为61/904,939、名称为“集成的吸附剂注入和烟道气脱硫系统”的全部内容通过引用纳入本文。背景本专利技术涉及烟道气脱硫(FGD)系统，其用于除去来源于中硫至高硫燃料的燃烧中产生的烟道气的微粒、气体和其他污染物。详细而言，能够捕捉二氧化硫(SO2)、三氧化硫(SO3)、HCl和其他酸性气体；能够降低烟道气的酸露点温度，且能够减少相关设备的腐蚀。吸附剂在本专利技术系统中被更高效地使用。除此以外，本专利技术能够提高锅炉效率，提高系统的抗腐蚀性，增加材料的利用率，降低投资成本和运作成本，以及增加微粒和/或其他污染物的捕捉能力。在锅炉中的燃烧中，燃料的化学能转化为热的热能，其能够以各种形态用于不同的用途。燃烧过程中使用的燃料可包括许多种类的固体、液体和气体物质，包括煤(具有低、中或高的硫含量)、油(柴油、2号燃油、重油C或6号燃油)、天然气、木材、轮胎、生物质等。锅炉中的燃烧将燃料转变为大量的化学物质。水(H2O)和二氧化碳(CO2)是完全燃烧的主要产物。但是，燃料中化学组分的其他燃烧反应会产生不期望的副产物。根据使用的燃料，这样的副产物可以包括微粒(例如飞尘)，酸性气体诸如硫氧化物(SOx)、卤化物(HCl,HF)或氮氧化物(NOx)，金属诸如汞或砷，一氧化碳(CO)和烃类(HC)。许多这些副产物的排放水平随燃料中存在的组分而不同，但也会随排放控制技术的应用而改变。酸露点温度(ADP)是在该温度下烟道气中的酸性气体预计开始凝结在与烟道气接触的各种系统组件的内部。这样的酸性凝结导致系统组件的腐蚀，且希望能够避免。避免这种腐蚀的一种方法是通过设计热量回收组件，以便烟道气的最低预期温度以适当的余地高于ADP。但是，这样做不能捕获离开锅炉封套的一些能量。无法回收的能量会直接降低锅炉的效率，这对工厂热耗率造成不利的影响；增加的热耗率等于降低的工厂效率。降低的锅炉效率还会因需要额外的风机功率以处理增加的空气和气体流量，及在燃料和灰处理系统中需要额外的功率而降低工厂热耗率。需要提供系统和方法以从烟道气中除去微粒、气体和其他污染物，并减少设备腐蚀和/或提高锅炉的效率和工厂总效率。简要说明本文公开了使用污染控制系统以减少锅炉烟道气流中排出的酸性气体(例如SOx)的多种方法和系统，所述污染控制系统使用循环干燥洗气器(CDS)或喷雾干燥吸收器(SDA)，通过控制空气加热器上游的SO3浓度以进行脱硫。简言之，将熟石灰，即氢氧化钙粉末注入到热回收系统组件上游的烟道气中，例如在锅炉省煤器和再生气体加热器之间。这样可降低SO3浓度和烟道气的酸露点温度(ADP)，能够捕获额外的热能。此外，通过降低离开空气加热器的烟道气的ADP和降低烟道气的温度，能够进一步提高锅炉的效率。在这方面，本文的各实施方式公开了烟道气脱硫系统，其包括：在空气加热器上游的第一吸附剂注入点；在所述空气加热器下游的脱硫单元；及在所述脱硫单元下游的袋滤器，该袋滤器将固体颗粒与洁净气体分离。所述系统包括位于所述气体加热器和所述脱硫单元之间、或位于所述脱硫单元之中的第二吸附剂注入点。有时，所述系统可以进一步包括自所述袋滤器的下游引导至脱硫单元下游的一点的洁净气体再循环烟道。所述系统可以进一步包括用于使固体颗粒自所述袋滤器运行至所述脱硫单元的再循环系统。所述系统还可以包含在至少第一吸附剂注入点进料的吸附剂筒仓。也可以任选地存在第二吸附剂筒仓，用于在第二吸附剂注入点进料。所述脱硫单元可以是循环干燥洗气器或喷雾干燥吸收器。所述袋滤器可以是脉动式织物过滤器、摇动放气(shake deflate)织物过滤器、倒气(reverse gas)织物过滤器、或静电除尘器。所述空气加热器可以描述为包括热流道和冷流道，烟道气经过所述热流道，并且将热能传递至从进气风扇经过所述冷流道的气体(例如空气)。所述系统还可以包括位于所述进气风扇和所述空气加热器的冷流道之间的预热器。或者，所述系统可包括在所述空气加热器周围的冷空气旁路，以使得由所述进气风扇供给的气体不经过所述冷流道。有时，所述系统包括自所述冷流道下游的一点运行至所述冷流道上游的一点的热空气再循环烟道。所述系统可以包括位于所述气体加热器上游的选择催化还原(SCR)单元，所述第一吸附剂注入点位于SCR单元的下游。在该系统中，多个端口用于熟石灰注入，允许所述石灰流的一小部分被注入所述空气加热器的上游，且剩余部分被添加至所述脱硫单元中的其他位置。熟石灰的总流量不大于仅CDS结构(这里，熟石灰仅注入循环干燥洗气器中)的总流量。通过实施本系统，同样的吸附剂总流量还可促进例如在较低的烟道气温度下安全地操作的同时提高锅炉效率(并由此提高工厂效率和工厂热耗率)的优点。本文还公开了用于提高锅炉效率的方法，其包括：在空气加热器上游的第一熟石灰注入点将熟石灰注入烟道气中；降低所述空气加热器中的所述烟道气的温度；在所述空气加热器下游的第二熟石灰注入点将熟石灰注入所述烟道气中；运送所述烟道气通过所述空气加热器下游的和所述第二熟石灰注入点下游的脱硫单元；以及运送所述烟道气通过所述脱硫单元下游的袋滤器，所述袋滤器将固体颗粒与洁净气体分离；其中，离开所述空气加热器之后的所述烟道气的温度低于在所述第一熟石灰注入点没有注入熟石灰的系统中的离开所述空气加热器之后的所述烟道气的温度(优选低至少10°F，包括低至少20°F或30°F)。进入所述空气加热器的所述烟道气可具有约600°F～约800°F的温度。离开所述空气加热器的烟道气(如果有的话，包括空气加热器泄露的影响)，可具有约220°F～约350°F的温度。下面更详细地描述这些和其他非限定性的特征。附图的简要说明以下是附图的简要说明，其目的是说明本文中公开的示例性实施例，并不是为了对其进行限定。图1是说明具有干燥脱硫系统的传统锅炉的组件和流路的图。图2是使用分配箱(distribution box)的传统脱硫系统的侧视图。图3是图2的传统系统的平面图(俯视图)。图4是图2的传统系统的透视图。图5是一个预示例的没有在空气加热器上游进行干燥吸附剂注入(DSI)的从空气加热器离开的烟道气温度，与进行了空气加热器上游的DSI的从空气加热器离开的烟道气温度、以及CDS和SDA(脱硫技术)的最低允许温度的温度比较柱形图。y轴是温度，单位为°F。图6是另一个预示例的没有在空气加热器上游进行干燥吸附剂注入(DSI)的从空气加热器离开的烟道气温度，与进行了空气加热器上游的DSI的从空气加热器离开的烟道气温度、以及CDS和SDA(脱硫技术)的最低允许温度的温度比较柱形图。y轴是温度，单位为°F。专利技术详述参照附图可以更完整地理解本文中公开的组件、步骤和设备。这些附图仅仅是基于便利和易于说明本公开的示意图，因此并不是意在显示装置或其组件的相对大小和尺寸以及/或者明确或限定示例性实施方式的范围。尽管为了清楚起见，在下文中使用了具体的术语，但是这些术语仅仅意在表示用于说明附图中所选择的实施方式的特定结构，并不是意在明确或限定本公开的范围。在附本文档来自技高网...

【技术保护点】
烟道气脱硫系统，其包括：在空气加热器上游的第一干燥吸附剂注入点；在所述空气加热器下游的脱硫单元；和在所述脱硫单元下游的袋滤器，所述袋滤器将固体颗粒与清洁气体分离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.15 US 61/904,939;2014.07.21 US 14/336,6451.烟道气脱硫系统，其包括：在空气加热器上游的第一干燥吸附剂注入点；在所述空气加热器下游的脱硫单元；和在所述脱硫单元下游的袋滤器，所述袋滤器将固体颗粒与清洁气体分离。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括位于所述气体加热器和所述脱硫单元之间、或位于所述脱硫单元之中的第二干燥吸附剂注入点。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述脱硫单元是循环干燥洗气器或喷雾干燥吸收器。4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括从所述袋滤器的下游引导至脱硫单元下游的一点的洁净气体再循环烟道。5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括用于使固体颗粒自所述袋滤器运行至所述脱硫单元的再循环系统。6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括对所述第一干燥吸附剂注入点进料的干燥吸附剂筒仓。7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述袋滤器是脉动式织物过滤器、摇动放气织物过滤器、倒气织物过滤器、或静电除尘器。8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述空气加热器包括热流道和冷流道，所述烟道气经过所述热流道，并且将热能传递至从进气风扇经过所述冷流道的气体。9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，还包括位于所述进气风扇和所述空气加热器的所述冷流道之间的预热器。10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，还包括在所述空气加热器周围的冷空气旁...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·M·沃伦，J·W·盖哈特，A·A·席尔瓦，
申请(专利权)人：巴布考克及威尔考克斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US