一种具有氨回收及飞灰精选的排放物控制系统及其方法，包括将氨导引至与一排放物中的至少部分的三氧化硫反应，并产生至少一或多个氨化合物；沉淀排放物中的至少部分的飞灰粒子与氨化合物，且精选至少沉淀的飞灰粒子；混合至少部分的加热的精选飞灰粒子与沉淀的氨化合物，以回收至少部分的氨；重复使用被回收的氨，并用于导引氨的步骤中使其与至少部分的三氧化硫产生反应。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种煤燃烧系统及方法，特别是一种具有排放控制及飞灰精选 (beneficiation)的煤燃烧系统及其方法。
技术介绍
从诸如在发电场中所使用的煤燃烧炉或锅炉产生的排放物，可能根据所燃 烧的煤的种类而包含多种不同的气体。这些气体中，部分可被排放至环境中的 气体的数量会受到控制。举例而言，有规定是用以限制可被排放至大气中的氮 氧化物的数量。为减少排放至环境中的氮氧化物的数量，选择性触媒反应器已被增设于诸 如在发电场中所使用的煤燃烧炉或锅炉。氨会被引入一选择性触媒反应器 (selective catalytic reactor, SCR)中且与排放物中的氮氧化物混合以产生 氮及水，进而减少所排放的氮氧化物的数量。然而，在诸如发电场内所使用的煤燃烧炉或锅炉中，用以减少氮氧化物的 选择性触媒反应器的修整也可能会产生可见的排放物如蓝烟流(blue plume)， 这是源于排放物中的二氧化硫中的相对少部分氧化为三氧化硫。三氧化硫与水 蒸气易于结合，以形成一酸雾。少量的水蒸气可由排放气体中获得，其可来自 于燃烧气体的湿气以及煤中的少量氢的燃烧产物，而此少量的水蒸气，足以或 不足以将足够的三氧化硫转换为可见的酸雾。若在排放气体中没有足够的水， 蓝烟流会在三氧化硫与大气水份结合后形成于电厂烟闺的下游。最后，如果发 电厂具有湿的S02洗涤器，将会有大量的水份以将大部分的三氧化硫转换为酸 雾，且大量的雾会由此洗涤器逸出。此湿气的来源仅控制酸雾形成的位置，及 其可见的形式。无论如何，硫酸雾会被形成，其会以酸雨的形式下降至地球表面，而三 氧化硫或蓝烟流对于健康的长期影响难以得知。二氧化硫被催化为三氧化硫 以及之后成为酸雾的数量，是占从燃烧的煤得到的所有的硫中相对小的一部 分。然而，蓝烟流的问题已受到极大的关注，此可由于AEP (American Electric Power)公司的发电场所排出的蓝烟流位于Chesire的城市的上风处，所以AEP 公司每年需付给Chesire城市租金而获得证明。数种用于实质上消除由三氧化硫所产生的酸雾及相关的蓝烟流的方法 己被提出，而在试验阶段规模(pilot scale)中至少有一种方法被报导为成功 的，此方法包含将氨(其剂量远高于SCR中所使用的剂量)引入排放气体中， 而其操作的温度已被降至250-300°F。在此温度下，氨会易于与三氧化硫产 生反应以形成一些可能的化合物，而这些化合物中最值得注意的是硫酸铵与 硫酸氢铵。由此反应所形成的这些化合物会撷取大部分的三氧化硫，进而消 除其转换为酸雾以及蓝烟流的形成。此可非常有效地控制蓝烟流的方法仍具有数个缺点。首先，大量地使用 氨将造成大量的支出；其次，如果引入不足量的氨，此反应大部分会产生硫 酸氢铵，而在这些温度中，硫酸氢铵呈现一种非常黏的，且部分是液体物质 的型态；硫酸氢铵会快速地生成于下游仪器且造成操作上的问题；最后，即 使当足量的氨系被用以可确定形成硫酸铵(一种干粉)时，此氨化合物与飞灰 会被收集，且氨化合物会不利于飞灰的品质。飞灰最有利的使用(指最高价值及最大数量)是用于混凝土中，以作为波 特兰水泥的部分代替物。即使有时从SCR使用中所产生的少量的氨化合物在 此飞灰的使用上是有问题的。更大量的这些由蓝烟流而来且通过导引入氨来 控制的化合物中，会使得灰分完全无法使用，无法使用的灰分一般会被置于 掩埋场。然而，由于许多的氨化合物(如硫酸铵)是水溶性的，因此，掩埋处 理不见得会接受此含有大量化合物的灰分。虽然飞灰最有利的使用是用于混凝土中以作为波特兰水泥的部分代替 物，但飞灰中通常有一碳含量，使其不适合此应用。因此，当飞灰不能以这 样的方式被利用时，便会被置于掩埋场中。
技术实现思路
本专利技术提供一种具有氨回收及飞灰精选的排放物控制的方法，其包括导 引氨，使其与一排放物中的至少部分的三氧化硫产生反应，并产生至少一或 多个氨化合物；沉淀排放物中的至少部分的飞灰粒子与氨化合物，并精选沉 淀的飞灰粒子；混合至少部分的被加热的精选飞灰粒子与沉淀的氨化合物，以回收至少部分的氨；重复使用被回收的氨于导引氨的步骤中，使其与至少 部分的三氧化硫反应。本专利技术的另一实施例提供一种具有氨回收及飞灰精选的排放物控制系 统，其包括一第一氨传输系统、 一集尘器系统、 一精选系统、 一回收系统以 及一再供给系统。此第一氨传输系统连接至一排放系统，以将氨导引至与一 排放物中的至少部分的三氧化硫反应，并产生至少一或多个氨化合物；此集 尘器系统用以沉淀排放物中的至少部分的飞灰粒子与氨化合物；此精选系统 用以精选沉淀的飞灰粒子；此回收系统用以混合至少部分的被加热的精选飞 灰粒子与沉淀的氨化合物，以回收至少部分的氨；此再供给系统用以提供回 收的氨至第一氨传输系统。本专利技术的再一实施例提供一种制作具有氨回收及飞灰精选的排放物控 制系统的方法，其包括连接一第一氨传输系统至一排放系统，此第一氨传输系 统是用以将氨导引至与一排放物中，与至少部分的三氧化硫反应，并产生至 少一或多个氨化合物； 一集尘器系统连接至排放系统，并沉淀排放物中的至 少部分的飞灰粒子与氨化合物； 一回收系统连接至集尘器系统，以接收沉淀 的飞灰粒子； 一精选系统连接至回收系统，并精选沉淀的飞灰粒子；至少部 分的被加热的精选飞灰粒子被提供至与回收系统的沉淀的氨化合物混合，以 回收至少部分的氨； 一再供给系统连接至回收系统，并提供回收的氨至至少 该第一氨传输系统。本专利技术具有数个优点，包含提供一有效的系统及方法以控制及减少排放 物中的氮氧化物及三氧化硫，且同时回收氨。此外，由回收氨所得的飞灰粒 子可用于其他应用上，例如混凝土中的部分水泥的代替物。本专利技术提供一系统，而氨注入可用于此系统中由于其可非常有效的控制 氮氧化物及控制蓝烟流(与从排放气体中的部分撷取的硫化合物一起)。本发 明可达成此控制是通过使用所需的高浓度的氨，以防止在下游发电场仪器产 生问题，但不会大幅增加氨的成本，且不会污染所产生的飞灰，避免其不能 被有效地使用。特别的是，本专利技术沉淀由排放物所得的氨化合物，且再撷取 氨气以重复使用，而此举可节省成本，并可由所产生的飞灰粒子中移除氨污 染物。此外，本专利技术可再补获氨而不需要导入额外的被加热的气体，来将汽 化的氨在较高的浓度下被捕获，从而降低成本。另外，本专利技术在没有产生新 排放物的状况下即可完成再撷取的步骤，例如将氨化合物转换为氮氧化物。除了再撷取及重复使用氨的步骤的外，本专利技术还可降低飞灰粒子中的碳含 量至其适用于作为波特兰水泥的部分代替物的程度。附圉说明第1A图 第IB图，为根据本专利技术的实施例的一具有排放控制及飞灰精选 的煤燃烧系统的方块图。10:煤燃烧系统12:排放系统14:选择性触媒反应器15:煤发电厂锅炉16、18:热交换器20、22:氨注入系统24:静电集尘器26:氨回收系统27:容器30(1)- 30(6):线路32:腔室33:输送管34:混合装置40(1)- 40(3):输送管41:输出线路42:流体床反应器44:流体供应系统45:排放系统46:飞灰输出处理系统48:腔室50:强力通风扇52:启动燃烧器58:旋风集尘器60(1)- 60(3):排放线路 62:输出线路64:气体/生成物冷却系统本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有氨回收及飞灰精选的排放物控制的方法，包括： 导引氨，使其与一排放物中的至少部分的三氧化硫产生反应，并产生至少一或多个氨化合物； 沉淀该排放物中的至少部分的飞灰粒子与该氨化合物； 精选至少该沉淀的飞灰粒子； 混合至少部分的被加热的该精选飞灰粒子与该沉淀的氨化合物，以回收至少部分的该氨；以及 重复使用该被回收的氨于导引氨的步骤中，使其与至少部分的三氧化硫反应。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫W克齐兰，
申请(专利权)人：柏斯材料有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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