氧/燃料燃烧系统的瞬时运行技术方案

根据一个实施方案，运行氧/燃料系统的方法和氧/燃料系统在激活至少一个燃烧器之前使载气在该燃烧系统中循环、产生包括CO2的燃烧流体，其中该燃烧流体中的CO2含量随时间而提高，并继续产生该燃烧流体一段时间以超过该燃烧流体中的预定CO2含量，该预定含量足以使CO2通过CO2提纯单元提纯。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及在氧/煤燃烧系统中捕获co2。特别地,本公开涉及使氧/煤燃烧系统的启动、停机和/或跳闸事件(trip events)过程中的CO2含量提高或保持在等于或高于预定含量。
技术介绍
已知氧/煤燃烧系统包括经安排和布置以接收燃料和氧化剂以形成燃烧流体的炉(或辐射段)、经安排和布置以接收该燃烧流体的对流段和经安排和布置以将来自该燃烧流体的热传向热交换介质的一个或多个热交换器。在稳定运行中，该已知氧/煤燃烧系统利用该热交换介质中的热提取能量。已知氧/煤燃烧系统可能遇到启动状况，仅举例而言，在最初构造时、在停机维护后或在跳闸事件后。已知燃烧系统可能遇到停机状况，仅举例而言，在定期维护之前、响应跳闸事件、响应降低的燃料可供性或响应运行限制。已知燃烧系统可能遇到跳闸事件，仅举例而言，在运行问题如汽轮机跳闸事件时、响应强制或诱导通风机跳闸事件、响应研磨机问题、响应火焰状态的损失或响应燃烧系统的一个或多个区段的过压。如本领域中公知的那样，碳质燃料的燃烧产生C02。在稳定运行、启动、停机和跳闸事件过程中发生CO2排放。存在几种已知的CO2捕获技术。这些已知技术着眼于后燃和/或预燃CO2捕获。例如，在低浓度或分压下，可以使用化学溶剂洗涤烟道气。化学溶剂的使用导致再生贫溶剂以获得高CO2捕获水平所需的能量损失。或者，可以在燃烧前利用物理吸附剂从整体煤气化联合循环 IGCC 电厂设计(integrated gasification combined cycle, IGCC, plantdesign)中捕获C02。这种设计需要高纯度高压的氧气并产生氢气，其随后在燃气轮机中燃烧产生动力。高含量的基本纯的CO2要求用于物理溶剂系统的非标准设计。第三选项(option)是使用较低纯度、较低压的氧气作为氧化剂以在标准效用锅炉装置(standardutility boiler arrangement)中燃烧。来自燃氧选项的烟道气缺乏氮，由此提高CO2分压。该气体可随后冷却、水冷凝和提纯以产生CO2产物。在已知氧/燃料燃烧系统中，在启动、停机和跳闸事件过程中，不能充分捕获和提纯C02，因为CO2含量比希望的时期更长地保持低于预定含量。因此，仍然需要提供通过提高和/或维持在启动、停机和/或跳闸事件过程中氧/燃料燃烧系统中的CO2含量来改进CO2捕获的方法、系统和装置。
技术实现思路
本公开通过提高和/或维持在启动、停机和/或跳闸事件过程中燃烧系统中的CO2含量来改进从氧/燃料燃烧中捕获co2。根据一个实施方案，运行氧/燃料燃烧系统的方法包括提供燃烧系统、在激活至少一个燃烧器之前使载气在该燃烧系统中循环、产生包括CO2的燃烧流体，其中该燃烧流体中的CO2含量随时间而提高，并继续产生该燃烧流体一段时间以超过该燃烧流体中的预定CO2含量，该预定含量足以使CO2通过CO2提纯单元提纯。在该实施方案中，该燃烧系统包括经安排和布置以接收和燃烧燃料以形成燃烧流体的炉、经安排以从该炉接收该燃烧流体的对流段、和在该对流段中的经安排和布置以将来自该燃烧流体的热传送到热交换介质的一个或多个热交换器。根据另一实施方案，氧/燃料系统包括经安排和布置以接收和燃烧燃料以形成燃烧流体的炉、经安排以从该炉接收该燃烧流体的对流段、在该对流段中的经安排和布置以将来自该燃烧流体的热传送到热交换介质的一个或多个热交换器、和经安排和布置以在高于预定CO2含量下提纯CO2的CO2提纯单元。在该实施方案中，安排该炉以在激活至少燃烧器之前使起动流体(primer fluid)循环,该起动流体选自基本纯的O2、基本纯的CO2及其组合。该燃烧流体包括CO2，其中CO2的含量随时间而提高。该系统经安排和布置以在高于该燃烧流体中的预定CO2含量下继续产生该燃烧流体一段时间，该预定含量足以使CO2通过·CO2提纯单元来提纯。 根据另一实施方案，运行氧/燃料燃烧系统的方法包括提供氧/燃料燃烧系统、停用(deactivating)至少一个燃烧器中的一个或多个、在停用所述至少一个燃烧器中的所述一个或多个后使起动流体在该燃烧系统中循环、和使该燃烧流体中的CO2含量保持在高于预定CO2含量一段时间，该预定含量足以使CO2通过CO2提纯单元来提纯，其中该CO2的含量随时间而降低。在该实施方案中，该燃烧系统包括至少一个燃烧器、经安排和布置以接收和燃烧燃料以形成燃烧流体的炉、经安排以从该炉接收该燃烧流体的对流段、和在该对流段中的经安排和布置以将来自该燃烧流体的热传送至热交换介质的一个或多个热交换器。本公开的一个优点是在启动过程中提高燃烧系统中的CO2含量，由此允许捕获和/或提纯CO2。本公开的另一优点是捕获更多CO2,由此导致未捕获的CO2的较少CO2排放。本公开的再一优点是在启动、停机和跳闸事件过程中捕获和/或提纯CO2。本公开的一个优点是在停机和跳闸事件过程中维持CO2含量高于燃烧系统中的预定含量。本公开的又一优点是在跳闸事件过程中维持CO2含量高于预定含量。本公开的又一优点是不需要空气处理设备和管道系统(ducting)的氧-燃料燃烧设施的更简单设计。本文中公开了该方法和系统的其它方面。本领域技术人员根据下列详述和附图将会认识和理解如上论述的特征以及本公开的其它特征和优点。附图说明图I显示燃烧系统的一个示例性实施方案的示意图。图2显示该燃烧系统的另一示例性实施方案的示意图。图3显示实现燃烧系统中的所需条件的方法的图示。图4显示实现燃烧系统中的所需条件的方法的图示。图5显示实现燃烧系统中的所需条件的方法的图示。图6显示在停机和/或跳闸事件过程中维持CO2含量的方法的图示。图7图解根据本公开的一个示例性实施方案，烟道气中的CO2含量与时间之间的关系。图8图解根据本公开的一个示例性实施方案，烟道气中的CO2含量与时间之间的关系。图9图解根据本公开的一个示例性实施方案，烟道气中的CO2含量与时间之间的关系。图10图解根据本公开的一个示例性实施方案，烟道气中的CO2含量与时间之间的关系。图11图解根据本公开的一个示例性实施方案，烟道气中的CO2含量与时间之间的关系。只要可能，在所有附图中使用相同标号代表相同部件。专利技术详述 下面参照附图更充分描述本公开，其中显示了本公开的优选实施方案。但是，本公开可以具体体现为许多不同的形式且不应被解释为仅限于本文中阐明的实施方案；相反，提供这些实施方案以使本公开详尽完整并向本领域技术人员充分传达本公开的范围。本文所用的术语“固体燃料“是指适合燃烧用途的任何固体燃料。例如，本公开可用于许多类型的固体燃料，包括但不限于无烟煤、烟煤、次烟煤和褐煤；焦油；浙青；石油焦；造纸厂污泥固体物和下水道污泥固体物；木材；泥炭；草；和所有这些燃料的组合和混合物。本文所用的术语“氧气”是指O2浓度大于环境或大气条件的氧化剂。本文所用的术语燃烧流体是指由燃料燃烧产生的流体，其可用于对流传热。该术语包括至少一些燃烧产物并可进一步包括与燃烧流体混合或以其它方式行经至少一部分燃烧系统的流体。图I显示本公开的燃烧系统102的一个示例性实施方案的示意图。具体而言，图I描绘作为燃氧煤电厂的燃烧系统102。参照图I，燃烧系统102包括炉104和对流段106。炉104接收粉煤并用氧气燃烧粉煤以生成热和伴生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2008.09.26 US 12/2387131.运行氧/燃料燃烧系统的方法，该方法包括 提供燃烧系统，该系统包含 炉，其经安排和布置以接收和燃烧燃料以形成燃烧流体； 对流段，其经安排以从该炉接收该燃烧流体；和在该对流段中的一个或多个热交换器，其经安排和布置以将来自该燃烧流体的热传向热交换介质； 在激活至少一个燃烧器之前使载气在该燃烧系统中循环； 产生包括CO2的该燃烧流体，其中该燃烧流体中的CO2含量随时间而提高；和继续产生该燃烧流体一段时间以超过在该燃烧流体中的预定CO2含量，该预定含量足以使该CO2通过CO2提纯单元提纯。2.权利要求I的方法，其中该载气选自该系统中的空气的首次进料、再循环烟道气、外部供应的起动流体及其组合。3.权利要求2的方法，其中该起动流体选自基本纯氧、基本纯的CO2及其组合。4.权利要求I的方法，进一步包括提纯C02。5.权利要求I的方法，其中该燃烧系统进一步包含CO2提纯单元。6.权利要求I的方法，进一步包括在使该起动流体循环后激活第一燃烧器组。7.权利要求6的方法，进一步包括在激活该第一燃烧器组后激活第二燃烧器组。8.氧/燃料系统,该系统包含 炉，其经安排和布置以接收和燃烧燃料以形成燃烧流体； 对流段，其经安排以从该炉接收该燃烧流体； 在该对流段中的一个或多个热交换器，其经安排和布置以将来自该燃烧流体的热传送到热交换介质；和 CO2提纯单元，其经安排和布置以在高于预定CO2含量下提纯该CO2 ;且其中安排该炉以在激活至少一个燃烧器之前使起动流体循环，该起动流体选自基本纯的O2、基本纯的CO2及其组合， 其中该燃烧流体包括CO2，其中该CO2含量随时间而提高，且 其中该系统经安排和布置以在高...

【专利技术属性】
技术研发人员：JW克卢斯特曼，V怀特，
申请(专利权)人：气体产品与化学公司，
类型：
国别省市：