用于运行弹性燃料炉以减少污染物排放的方法和设备技术

本发明专利技术涉及一种用于运行弹性燃料炉以减少污染物排放的方法和设备。一种弹性燃料炉（２０），所述弹性燃料炉包括主燃烧区域（２５）、位于所述主燃烧区域（２５）下游的再烧区域（２６）和传输系统（３０、１１０），所述传输系统被可操作性地联接至生物物质和煤的供应装置且被构造成将所述生物物质和煤作为第一和再烧燃料的成分传输至所述主燃烧区域（２５）和所述再烧区域（２６），且每种燃料包括弹性量的所述生物物质和／或煤。所述弹性量对于处在运行状态下的所述炉（２０）而言是可变的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的多个方面涉及炉的运行，更具体而言，本专利技术涉及减少 污染物排放的炉的运行。
技术介绍
由于对全球气候问题担忧的加剧，因此已经采用了多种用于减少来 自化石燃料锅炉的排放物的方法和设备。这些方法和设备将燃料分级、 生物物质共烧、生物物质气化、生物物质再烧和/或其组合引入炉的运 行中以便减少污染物排放，所述污染物排放包括N0x、 S0x、 C02、 Hg等.然而，上述方法中的每种方法都包括某些缺点，这些缺点限制了它 们的适用性。这些缺点包括需要依靠季节性燃料的可得性、需要对燃 料进行预处理、效率低以及高成本.此外，就在共烧或再烧运行中单独 使用生物物质这方面而言，上述缺点是特别相关的且通常会导致排放物 的减少并未完全达到其要求。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种弹性燃料炉(fuel flexible furnace)，所述弹性燃料炉包括主燃烧区域、位于所述主燃烧区域下 游的再烧区域、位于所述再烧区域下游的烧尽区域、和传输系统，所述所述生物物质和煤作为第一和再烧燃料的成分传输至所述主燃烧区域 和所述再烧区域，且每种燃料包括弹性量的所述生物物质和/或煤。所 述弹性量对于处在运行状态下的所述炉而言是可变的。根据本专利技术的另 一方面，提供了 一种用来减少污染物排放的锅炉中 的弹性燃料炉，所述弹性燃料炉包括主燃烧区域；位于所述主燃烧区域下游的再烧区域；传输系统，所述传输系统被可操作性地联接至生物物质和煤的供应装置且被构造成将所述生物物质和煤作为第一和再烧燃 料的成分传输至所述主燃烧区域和所述再烧区域，且每种燃料包括弹性 量的所述生物物质和/或煤，所述弹性量对于处在运行状态下的所述炉而言是可变的；烧尽区域，其中过烧空气(OFA, overfire air)被注合从而形丄富氧且贫燃^的排放物:排出路径，所述排出路径被联接至 所述烧尽区域的出口 ，其中从所述炉的热传递表面上去除了颗粒物质； 和排出系统，所述排出系统被联接至所述排出路径，排放物通过所述排 出系统被排至所述锅炉的外部。根据每种燃料中的所述生物物质和煤的 所述弹性量对所述排出路径和所述排出系统的运行进行控制。根据本专利技术的另一方面，提供了一种运行弹性燃料炉的方法，所述 方法包括在所述炉的主燃烧区域中燃烧第一和再烧燃料；将所述第一和 再烧燃料注入所述炉的再烧区域内，所述再烧区域位于所述主燃烧区域 的下游；并且供应弹性量的生物物质和/或煤而作为所述第一和再烧燃 料的成分.所述弹性量在所述炉的运行状态过程中是可变的。附图说明当结合附图阅读以下详细描述时，将会更好地理解本专利技术的这些和 /或其它特征、方面和优点，其中在所有附图中使用相似的附图标记表 示相似的部件，其中图1是包括根据本专利技术的一个实施例的弹性燃料炉的锅炉的示意图；图2是图1所示锅炉中的弹性燃料炉的示意图；图3是根据本专利技术的一个实施例的煤供给系统的示意图；图4是根据本专利技术的一个实施例的生物物质供应系统的示意图；图5是图1所示锅炉的特征的示意图；和图6是图1所示锅炉的特征的示意图.具体实施方式 如图1所示，锅炉10包括具有炉底11的炉20、出口 12、排出路 径13和排出系统14.出口 12通常比炉20更窄且被^:置成允许在炉中 产生的排放物排放出去。排出路径13被联接至出口 12且首先相对于炉 20沿大体上横向的取向进行延伸并且随后相对于炉20沿大体上向下的 取向进行延伸，排放物通过所述排出路径持续行进而通过出口 12被排 出。从排出路径13中的热传递表面上去除从在炉20中产生的排放物中 积聚的颗粒物质.排出系统14被联接至排出路径13且允许在炉20中 产生的排放物被排至大气。尽管图中将锅炉10示作相对壁粉煤(PC) 燃烧锅炉(opposed wall-fired boiler)，但本专利技术的实施例也可被 应用于其它类型的锅炉。这些其它类型的锅炉包括前壁燃烧锅炉、切向 燃烧锅炉和旋风式燃烧锅炉等。参见图l和图2，炉包括限定出炉20的内表面的前壁21、后壁22 和侧壁(未示出)，且包括炉底11和出口 12。此外，前壁21、后壁22 和侧壁限定出主燃烧区域25和被设置在所述主燃烧区域25下游的再烧 区域26的内表面，与主燃烧区域25紧邻地，多个第一燃烧器23被布置在前壁21上， 且多个第二燃烧器24被相似地布置在后壁22上。在本专利技术的一个实施 例中，第一燃烧器23和第二燃烧器24被成排地布置。第一燃料，如粉 煤、粉煤/石油焦炭混合物等，以气动方式沿煤供给管线C从燃料传输 系统的煤供给系统110的研磨机101被供应至第一燃烧器23和第二燃 烧器24，稍后将结合图3对所述煤供给系统的实施例进行描述。通过风 机50借助于空气歧管51和52和空气加热器53将燃烧空气泵送至第一 燃烧器23和第二燃烧器24，所述空气加热器可对被泵送的空气进行加 热。第一燃烧器23和第二燃烧器24在主燃烧区域25中点燃并燃烧第 一燃料和空气。如下所述，还存在附加的实施例，其中在笫一燃料中包 括生物物质。第一燃烧器23和第二燃烧器24的点火使得在主燃烧区域25中产 生了排放物，所述排放物可包括污染物如氮氧化物(N0x) 、 二氧化碳 (C02)、硫的氧化物(S0x )和汞(Hg ) 所述排放物被输送通过炉20、 排出路径13和排出系统"以便通过排出烟自28 (参见图6)被排往大气。根据本专利技术的实施例，炉20中的改进的燃烧工艺减少了排放物中污染物的量.即，通过至少一个再烧注射器41将再烧燃料注入再烧区 域26内，所述再烧燃料可包括例如生物物质、煤和/或弹性量的生物物 质与煤的组合，所述再烧区域被设置在炉20内且位于主燃烧区域的下染物进行反应;减少了所:污染物的量:即:再烧燃料通过将^的氣化 物转化成分子氮而与氮氧化物排放物进行反应并减少了所述氮氧化物 排放物。此处，再烧燃料中的生物物质从燃料传输系统的生物物质供应系统30被供应出来，下面将结合图4对所述生物物质供应系统的实施例进行描述，由于生物物质是对于C02显示中性的燃料，因此，C02排放物的减少与被生物物质取代的化石燃料的百分比成正比例.当与原煤燃 料相比包含更低量的硫和汞的生物物质被用来提供锅炉的热量输入的 一部分时，相对于仅有煤的点火模式而言，SOx和Hg的排放物被减少.由于与煤相比，生物物质中的碱和碱土化合物的浓度升高了，因此在生 物物质氧化过程中产生的生物物质烧焦物通常更具有反应性且通常具 有比煤氧化产生的烧焦物更高的孔隙率和表面积。生物物质烧焦物所具 有的更高的反应性和表面积导致对在生物物质烧焦物颗粒上进行的燃 烧过程以及随后的过程中释放的汞进行了高效地捕获。此外，在燃烧过 程中释放的生物物质的氯含量将汞的氧化从其元素形式Hg6改进为氧化 的形式Hg2—，随后可通过本领域已公知的方法高效地捕获所述氧化的形 式。结果是，在上述工艺中，利用生物物质燃料导致减少了释放到大气 中的汞的量。如图2所示，再烧区域26位于炉20中的主燃烧区域25的下游。 增压空气风机104和风门105被联接至该至少一个再烧注射器41以便 改进再烧区域26中再烧燃料的混合。尽管图2中仅示出了一个再烧注 射器41,但还可在相似或其它可选的位置处将附加的再烧注射器41联 接至炉20,例如， 一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弹性燃料炉（２０），所述弹性燃料炉包括：　主燃烧区域（２５）；　位于所述主燃烧区域（２５）下游的再烧区域（２６）；和　传输系统（３０、１１０），所述传输系统被可操作性地联接至生物物质和煤的供应装置且被构造成将所述生物物质和煤作为第一和再烧燃料的成分传输至所述主燃烧区域（２５）和所述再烧区域（２６），且每种燃料包括弹性量的所述生物物质和／或煤，其中　所述弹性量对于处在运行状态下的所述炉（２０）而言是可变的。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：BN埃特尼尔，WR西克，R佩恩，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]