Способ снижения уровня выбросов процесса сгорания, производимых при нормальных условиях эксплуатации в системе сгорания и способ эксплуатации системы сгорания

Есть еще 6 страниц.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(51) 01 53/56 (2006.01) 01 53/86 (2006.01) 01 8/00 (2006.01) 01 53/50 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ ПРОИЗВОДИМЫХ ПРИ НОРМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ В СИСТЕМЕ СГОРАНИЯ И СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМЫ СГОРАНИЯ(57) Раскрыты способы снижения уровня выбросов при стационарном/установившемся режиме с помощью системы десульфуризации/обессеривания скруббера сухой очистки. Порошок сухого гидроксида кальция инжектируют в газоход и смачивают в распылительном абсорбере. Затем полученную суспензию осаждают на мешочных фильтрах в пылеуловительной камере. Эти действия могут быть выполнены при температуре, ниже рабочей температуры распылительного абсорбера,что обеспечивает выполнение десульфуризации/обессеривания до процесса сгорания, в частности при холодном запуске котла при температуре окружающей среды. Работа котла может также быть восстановлена, поддержана,выполнена, отрегулирована или форсирована в зависимости от различных рабочих планов действия.(73) ДЗЕ БАБКОК энд ВИЛКОКС КОМПАНИ(74) Тагбергенова Модангуль Маруповна Тагбергенова Алма Таишевна Касабекова Найля Ертисовна(54) СПОСОБ СНИЖЕНИЯ УРОВНЯ ВЫБРОСОВ ПРОЦЕССА СГОРАНИЯ, 31271 Данная заявка заявляет приоритет по предварительной заявке 61/540,795,представленной в Патентное Ведомство США 29 сентября 2011 г. Тем самым, раскрытие предварительной заявки включено полностью посредством данной ссылки, включая все фигуры,таблицы или рисунки. Настоящее раскрытие, в общем, относится к извлечению твердых частиц и других загрязняющих веществ из отработавшего, отходящего газа,произведенного во время процессов сгорания/сжигания,при помощи системы десульфуризации (обессеривания, сероочистки) отходящего газа скруббера сухой очистки при нормальной эксплуатации. В частности, это раскрытие относится к новым и полезным способам и системам для улавливания диоксида серы (2),триоксида серы (3), НС и других кислотных газов инжекцией сухого сорбента в поток газа и прохождением потока газа через распылительный абсорбер для диспергирования сорбента в пылеуловительной камере при использовании образующего загрязняющие вещества ископаемого топлива в системе сгорания. Во время процессов сгорания/сжигания химическая энергия топлива преобразуется в теплоту, которая может использоваться в различных формах для различных областей применения. Топливо,используемое в процессе сгорания/сжигания, может включать широкий диапазон твердых, жидких и газообразных веществ,включающих уголь, нефть (дизельное топливо,дизельное топливо 2, бункерный уголь или топливо 6), природный газ, древесину, шины,биомассу и т.д. В процессе сгорания топливо преобразуется в большое количество химических соединений. Основными продуктами при полном сгорании топлива являются вода (Н 2 О) и диоксид углерода(СО 2). Однако,реакции сгорания других,присутствующих в топливе химических компонентов, приводят к нежелательным побочным продуктам. В зависимости от используемого топлива такие побочные продукты могут включать твердые частицы (например, зольную пыль),кислотные газы, такие как оксиды серыили оксиды азота , металлы, такие как ртуть или мышьяк, монооксид углерода (СО) и углеводороды(НС). Уровни выбросов многих из этих побочных продуктов регулируются правительственными органами, такими как американское Управление по охране окружающей среды (ЕРА). Существует несколько разных технологий для удаления или извлечения таких побочных продуктов из отходящего газа. В одном способе, известном как распылительная, сухая химическая абсорбция или сухая очистка, водный щелочной раствор или суспензию, которые были тонко разъединены,распыляют в горячий отходящий газ в месте,находящемся ниже камеры сгорания, в которой сжигают топливо. Щелочной реагент взаимодействует с загрязняющими веществами, в результате реакции образуются твердые частицы. 2 Вода выпаривается и охлаждает горячий отходящий газ. Выходящий очищенный отходящий газ обычно имеет влагосодержание от приблизительно 10 до приблизительно 15. После чего отходящий газ проходит в устройство сбора твердых частиц, как правило, пылеуловительную камеру с матерчатыми или рукавными фильтрами, в которой извлекают твердые частицы из отходящего газа, последний затем направляют в дымовую трубу. Когда система сгорания, такая как котел,имеющий печь, запускается при холодных условиях,таких как температура окружающей среды, печь обычно сжигает природный газ или дизельное топливо (2), чтобы разогреть котел до перехода на уголь. Для перехода на сжигание угля требуется температура печи от приблизительно 400 до приблизительно 500. В зависимости от различных условий запуска и требований безопасности, печь может быть запущена и остановлена несколько раз до достижения стационарного режима. Полный запуск, от начала до завершения, может занять период от 8 часов до 2 дней, в зависимости от возникающих проблем. Процесс десульфуризации посредством сухой очистки не выполним на требуемом уровне при низких температурах. В частности,для использования распылительного абсорбера необходима температура отходящего газа, по крайней мере, 220, при которой вода может быть полностью выпарена. Во время запуска температура отходящего газа,проходящего через распылительный абсорбер, может быть ниже этой пороговой температуры, однакои другие загрязняющие вещества при этом все же производятся. Кроме того, печь, как правило,достигает рабочей температуры угля от 400 до 500 прежде, чем отходящий газ достигнет температуры 220 в распылительном абсорбере. Это приводит к высокому уровню выбросовво время запуска. Кроме того, пылеуловительная камера должна проработать, в общем, от 30 до 60 минут после начала накапливания значительного количества щелочного материала и достижения существенного извлечения 2 распылительным абсорбером. Ранее, нормы выбросов не охватывали периоды неполадок/нарушений,таких как запуск,остановка и сбой. Однако существует потребность в снижении таких выбросов из-за усиления регулирующих уровни выбросов ограничений. Поэтому способы, которые могут снизить такие выбросы при запуске, были бы очень полезными и востребованными. Краткое описание Ниже раскрыты различные способы и системы для снижения уровня выбросовпри стационарном/установившемся режиме работы в системе контроля за загрязнениями, в которой используется скруббер сухой очистки для целей десульфуризации. Коротко, порошок сухого гидроксида кальция инжектируют в отходящий газ во время функционирования камеры сгорания при нормальных условиях эксплуатации (т.е. высокие температуры). Порошок инжектируют выше места нахождения распылительного абсорбера. Затем конечный порошок гидроксида кальция собирают в ниже находящейся пылеуловительной камере для формирования фильтровального осадка (осадка на фильтре), который пригоден для снижения уровня выбросов . Эта методика может быть использована для увеличения способности/объема обессеривания скруббера сухой очистки или регулирования уровня выбросов. Раскрытые воплощения изобретения относятся к способу снижения уровня выбросов процесса сгорания, производимых при нормальных условиях эксплуатации в системе сгорания. Система сгорания имеет газоход, который проходит от камеры сгорания через распылительный абсорбер до пылеуловительной камеры, находящейся ниже распылительного абсорбера. Отходящий газ,произведенный камерой сгорания, проходит по газоходу. Порошок сухого гидроксида кальция смешивают с транспортирующим газом (газомносителем), обычно воздухом, и пневматически передают в местоположение инжектора,находящегося ниже камеры сгорания и выше пылеуловительной камеры, где порошок сухого гидроксида кальция вдувают в и смешивают с отходящим газом в газоходе. В распылительном абсорбере в отходящий газ распыляют воду для увлажнения и понижения температуры отходящего газа. Затем отходящий газ пропускают через пылеуловительную камеру, где порошок гидроксида кальция осаждают для формирования осадка на фильтре, который снижает уровень выбросов процесса сгорания. В предпочтительных вариантах осуществления добавление какой-либо жидкости к транспортирующему газу между местоположением инжектора и распылительным абсорбером не выполняют. Вода, распыляемая в распылительном скруббере сухой очистки,может поступать из рециркуляционной системы для рециркуляции твердых частиц из пылеуловительной камеры. Вода может также находиться в виде щелочной суспензии, а также в виде простой воды. В некоторых случаях осуществления изобретения, газоход проходит через подогреватель воздуха, расположенный между камерой сгорания и распылительным абсорбером. Местоположение инжектора может находиться между подогревателем воздуха и распылительным абсорбером. Альтернативно,местоположение инжектора находится выше подогревателя воздуха. Также между подогревателем воздуха и распылительным абсорбером может быть расположено устройство сбора твердых частиц, при этом местоположение инжектора находится ниже устройства сбора твердых частиц. Местоположение инжектора может также находиться между распылительным абсорбером и пылеуловительной камерой. Пылеуловительная камера, размещенная ниже распылительного абсорбера, может быть тканевым фильтром с импульсной очисткой рукавов или рукавным фильтром с очисткой обратным потоком газа. Количество порошка сухого гидроксида кальция,смешиваемого с отходящим газом, варьируется от времени, зависящего от уровня выбросов в отходящем газе (т.е. дифферентный план действия). Вода, распыляемая в отходящий газ в распылительном абсорбере, может быть в виде воды, особенно когда щелочная суспензия не распыляется в распылительном абсорбере (т.е. план действия при сбое или приращении или форсировании). Отходящий газ, поступающий в распылительный абсорбер, может иметь температуру приблизительно 220 или выше. Отходящий газ, выходящий из печи, может иметь температуру 400 или выше. Также раскрытые воплощения изобретения относятся к способам эксплуатации котла, которые используют распылительный абсорбер для очистки отходящего газа. Порошок сухого гидроксида кальция смешивают с отходящим газом в местоположении инжектора, находящегося ниже котла и выше распылительного абсорбера. Затем в отходящий газ распыляют воду в распылительном абсорбере для формирования очищенного содержащего твердые частицы отходящего газа. После чего осаждают твердые частицы из содержащего твердые частицы отходящего газа в пылеуловительной камере для формирования фильтровального осадка, который снижает выбросы процесса сгорания. Этот прием может быть использован в качестве резерва/дополнения для обеспечения полноты десульфуризации или регулирования уровня выбросов способом, который обеспечивает быструю реакцию на изменение уровня выбросов, например, при текущем техническом обслуживании распылительного абсорбера, или добавления/замены известковой суспензии,обычно используемой для десульфуризации отходящего газа. Количество порошка сухого гидроксида кальция,инжектированного в отходящий газ, может быть определено сопоставлением уровня выбросов с предопределенной величиной. Вода, распыляемая в распылительном абсорбере,может быть в виде простой воды (т.е. Н 2 О) или в виде щелочной суспензии (т.е. вода плюс щелочной сорбент, подобный гидроксиду кальция). Вода может также поступать из рециркуляционной системы для рециркуляции твердых частиц из пылеуловительной камеры,или подаваться вспомогательными соплами, когда распылитель не работает. В некоторых вариантах осуществления отходящий газ, поступающий в распылительный абсорбер, имеет температуру приблизительно 220 или выше, т.е. при условиях, в которых щелочная суспензия может быть в достаточной мере выпарена. Отходящий газ, выходящий из печи,может иметь температуру 400 или выше. Эти и другие неограничивающие характеристики и особенности изобретения более подробно описываются ниже. 3 Краткое описание чертежей Ниже следует краткое описание чертежей,которые представлены для целей иллюстрирования раскрытых примерных вариантов осуществления изобретения, но не с целью ограничения изобретения. Фиг.1 представляет диаграмму, поясняющую обычный котел с системой сухой десульфуризации. Фиг.2 представляет диаграмму, поясняющую систему сгорания с системой сухой десульфуризации и системой инжекции порошка гидроксида кальция, как описано в настоящем раскрытии. Фиг.3 представляет изображение мешочного фильтра в тканевом фильтре с импульсной очисткой рукавов. Фиг.4 представляет вид в разрезе распылительного абсорбера. Фиг.5 представляет основные компоненты системы инжекции сухого сорбента. Фиг.6 представляет график уровней выбросов по времени, показывающий фактические уровни выбросов при инжекции гидроксида кальция и расчетные уровни выбросов без инжекции гидроксида кальция. Фиг.7 представляет общую диаграмму процесса,поясняющую способы настоящего раскрытия. Подробное описание Более полное понимание раскрытых компонентов, процессов и устройств может быть получено посредством ссылки на чертежи,сопровождающие описание изобретения. Приложенные фигуры являются только схематическими представлениями, основанными на удобстве и простоте демонстрации настоящего раскрытия, и, поэтому, не предназначаются для демонстрации их относительных размеров и размеров устройств или их компонентов и/или определения или ограничения области примерных вариантов осуществления изобретения. Несмотря на то, что в следующем описании для ясности используются конкретные термины, эти термины предназначаются в качестве ссылок на определенную конструкцию вариантов осуществления, выбранных для иллюстрации на чертежах, и не предназначаются для определения или ограничения объема раскрытия. Следует иметь в виду, что на чертежах и в нижеследующем описании, через числовые обозначения, делается ссылка на компоненты с подобной функцией. Артикли а, а ии подобные символы в тексте на английском языке, как они использованы в тексте описания изобретения, охватывают как единственное число, так и множественное, если не указано другое, или однозначно не опровергается контекстом. Описание в целом или любой из аспектов или вариантов воплощения изобретения,где использованы такие термины как содержит,имеет, включает или включающий со ссылкой на признак или признаки, предназначается для подтверждения подобного аспекта или варианта воплощения изобретения, который состоит из, в 4 основном состоит из или в основном содержит этот конкретный признак или признаки, если не указано другое или четко не опровергается контекстом. Все раскрытые здесь диапазоны являются содержащими указанные граничные значения и независимо комбинируемыми (например, диапазон от 250 до 400 является содержащим концевые точки, 250 и 400, и все промежуточные величины). Раскрытые здесь концевые точки диапазонов и любые величины не ограничиваются точным диапазоном или величиной они достаточно неточны,чтобы включать величины,аппроксимирующие эти диапазоны и/или величины. Как используется здесь, язык аппроксимации может быть применен, чтобы модифицировать любое количественное представление, которое может изменяться, не приводя к изменениям основной функции, с которой оно связано. Соответственно в некоторых случаях, величина,модифицируемая термином или терминами, такими как приблизительно и существенно, не может быть ограничена точно определенной величиной. По крайней мере, в некоторых случаях язык аппроксимации может соответствовать точности инструмента,используемого для измерения величины. Модификатор приблизительно нужно также рассматривать как раскрытие диапазона,определенного абсолютными величинами указанных двух концевых точек. Например,выражение от приблизительно 2 до приблизительно 4 также относится к диапазону от 2 до 4. Термин гашеная известь относится к гидроксиду кальция, также известному как Са 2. Использующийся термин гидратированный не означает присутствие молекулярной воды. Термин известковая суспензия используется для ссылки на смесь гидроксида кальция с водой. Другие кальциевые сорбенты включают, например,известняк или негашеную известь. Термин известняк относится к карбонату кальцию, также известному как СаСО 3. Термин негашеная известь относится к оксиду кальция, СаО. Настоящее раскрытие ссылается на компоненты,которые находятся выше и ниже других компонентов. Эти два термина используются относительно другого названного компонента. Данный компонент находится выше названного компонента, если путь движения потока проходит через данный компонент до прохождения через названный компонент. Точно так же данный компонент является находящимся ниже от названного компонента, если путь движения потока проходит через данный компонент после прохода через названный компонент. Настоящее раскрытие относится к различным способам и системам для снижения уровня выбросовпри стационарном/установившемся режиме работы в системе контроля за загрязнениями, которая использует скруббер сухой очистки для десульфуризации. Как правило,отходящий газ генерируется системой сгорания,содержащей камеру сгорания, в которой сжигается топливо. Порошок сухого гидроксида кальция может быть инжектирован в отходящий газ во время функционирования камеры сгорания при нормальных условиях эксплуатации (т.е. высокие температуры). Порошок инжектируют выше места нахождения распылительного абсорбера. Затем конечный порошок гидроксида кальция собирают в ниже находящейся пылеуловительной камере для формирования фильтровального осадка (осадка на фильтре), который пригоден для снижения уровня выбросов . В основном предполагается, что такие способы могут использоваться в любой системе, в которой происходит горение. Горение/окисление может использоваться для любой цели, например, для выработки энергии, производства определенного продукта или просто сжигания данного топлива. Типичные системы сгорания, в которых могут быть применены настоящие способы, включают системы производства электроэнергии,в которых используется котел, имеющий печь в качестве камеры сгорания печи для обжига цемента дуговые электропечи стеклоплавильные печи плавильные печи (меди, золота, олова и т.д.) печи для обжига гранул доменные печи батареи коксовых печей печи для сжигания химических реагентов нефтеперерабатывающие печи и установки для сжигания отходов(медицинских отходов,муниципальных твердых отходов и т.д.). Используемый термин камера сгорания относится к отдельному устройству в системе, в котором происходит сгорание или сжигание. В целом фиг.1 поясняет примерную систему выработки электроэнергии с котлом 100 и находящейся ниже системой десульфуризации 110. Ископаемое топливо 112, такое как уголь, из распылителя 111 и воздух 114 сжигают в печи 105,что приводит к образованию отходящего газа 120. Отходящий газ 120 проходит экономайзер 116,используемый для подогрева воды, которую используют в котле для производства пара и охлаждения отходящего газа 120. Другие поверхности теплопередачи, размещенные выше экономайзера 116, не показаны. Затем отходящий газ 120 входит в систему селективного каталитического восстановления 130, которая присутствует или отсутствует, для удаления оксидов азотаиз отходящего газа 120. После чего отходящий газ 120 проходит через подогреватель воздуха 140 для дальнейшего охлаждения отходящего газа 120 и нагревания воздуха 114,поступающего в печь 105. После прохождения через подогреватель воздуха 140 отходящий газ 120 обычно имеет температуру от приблизительно 250 до приблизительно 400 (от 121 до 204 С). При необходимости,отходящий газ 120 затем пропускают через устройство сбора твердых частиц 150 для сбора зольной пыли и других крупных твердых частиц. Отходящий газ проходит в скруббер сухой очистки или распылительный абсорбер 160. Здесь, мелкокапельная щелочная суспензия 162 распыляется в отходящий газ для взаимодействия с оксидами серыи дальнейшего охлаждения отходящего газа 120 до пределов от приблизительно 140 до приблизительно 210 (от 60 до 99 С). Вода в суспензии выпаривается, и полученный очищенный и загруженный твердыми частицами отходящий газ 120 переправляют в устройство сбора твердых частиц 170, такое как пылеуловительная камера или электрофильтр, для удаления твердых частиц из отходящего газа 120. Очищенный отходящий газ 120 затем направляют в дымовую трубу 180. При необходимости, переработанный, вторичный поток 172 из устройства сбора твердых частиц 170 может быть использован для сбора щелочных твердых частиц из пылеуловительной камеры и смешивания их с водой 176 в рециркуляционном резервуаре 180 для получения щелочной суспензии 162, которая используется в распылительном абсорбере 160. Альтернативно, в распылительном абсорбере 160 может быть использована свежая суспензия 164. Твердые частицы могут также быть удалены из устройства сбора твердых частиц 170 в место для сбора отходов, указанное ссылочным обозначением 174. В способах настоящего раскрытия гидроксид кальция осаждают в пылеуловительной камере для обеспечения и увеличения высокоэффективного извлечения кислот при нормальной эксплуатации(т.е. при стационарном/установившемся режиме работы). Для этого, отходящий газ должен проходить через фильтровальный осадок,образовавшийся на фильтре в пылеуловительной камере, который обеспечивает непосредственный контакт отходящего газа со щелочным продуктом гидроксида кальция и способствует абсорбции парообразных кислотных газов (таких как ) фильтровальным осадком из отходящего газа. В зависимости от рабочего плана действия порошок сухого гидроксида кальция может быть использован для увеличения объема или усиления способности обессеривания системы десульфуризации или может быть использован для снижения уровня выбросов всей системы выработки электроэнергии. В более общем смысле, настоящие способы могут быть использованы для удаления твердых частиц из отходящего газа. Термин стационарный/установившийся режим работы используется для ссылки на период, когда температура отходящего газа, проходящего через распылительный абсорбер,равна 220(приблизительно 104 С) или выше. Фиг.2 в общем поясняет примерную систему настоящего раскрытия, имеющую систему сгорания 200, находящуюся ниже систему десульфуризации 210 и систему инжекции порошка сухого гидроксида кальция 290. Подобно фиг.1, воздух 214 и уголь 212 из распылителя 211 сжигают в камере сгорания 205, что приводит к образованию отходящего газа 220. Как правило, отходящий газ является транспортирующим газом(газомносителем), который проходит вдоль пути движения потока газа (газохода). Отходящий газ проходит экономайзер 216(другие поверхности теплопередачи выше экономайзера не показаны) и 5 систему 230, которая присутствует или отсутствует, для извлеченияиз отходящего газа. Отходящий газ проходит через подогреватель воздуха 240 и проходит в распылительный абсорбер 260. При необходимости, между подогревателем воздуха 240 и распылительным абсорбером 260 может быть расположено дополнительное устройство сбора твердых частиц 250 для сбора зольной пыли и других крупных твердых частиц. В распылительном абсорбере 260, мелкокапельная щелочная суспензия 262, такая как известковая суспензия, распыляется в отходящий газ 220 для очистки и охлаждения отходящего газа. Полученный очищенный и загруженный твердыми частицами отходящий газ 220 передают в пылеуловительную камеру 270 для удаления твердых частиц из отходящего газа. Очищенный отходящий газ 220 затем направляют в дымовую трубу 280. При необходимости, переработанный,вторичный поток 272 из пылеуловительной камеры 270 может быть использован для сбора непрореагировавших щелочных твердых частиц из пылеуловительной камеры и смешивания их с водой 276 в рециркуляционном резервуаре 280 для получения щелочной суспензии 262, которая используется в распылительном абсорбере. Альтернативно, в распылительном абсорбере 260 может быть использована свежая суспензия 264. Твердые частицы из пылеуловительной камеры также могут быть удалены в место для сбора отходов, как показано ссылочным обозначением 274. Камера сгорания 205 находится выше подогревателя воздуха 240, который находится выше распылительного абсорбера 260. Пылеуловительная камера 270 находится ниже распылительного абсорбера 260. В другом варианте,распылительный абсорбер 260 располагается между подогревателем воздуха 240 и пылеуловительной камерой 270. Система 230, если присутствует,располагается между печью 205 и подогревателем воздуха 240. Настоящие способы предполагают, что газоход 220 находится между системой сгорания и системой десульфуризации. Отходящий газ проходит через или перемещается вдоль пути движения потока газа,газохода. Порошок сухого гидроксида кальция инжектируют в отходящий газ в местоположении инжектора, находящегося ниже камеры сгорания 205 и выше пылеуловительной камеры 270. Вода распыляется в транспортирующий газ в распылительном абсорбере 260 для охлаждения и увлажнения отходящего газа. Эта вода может быть просто водой (т.е. Н 2 О) или водой в виде щелочной суспензии (содержащей воду и щелочной сорбент). Затем порошок гидроксида кальция осаждается в пылеуловительной камере 270 для формирования фильтровального осадка, который используется для снижения уровня выбросов. Система инжекции порошка сухого гидроксида кальция 290 включает источник снабжения гидроксидом кальция 292. Предполагается, что порошок гидроксида кальция может быть 6 инжектирован в систему десульфуризации в трех разных местах А, В, С. Эти три места инжекции, все,являются находящимися ниже камеры сгорания 205 и выше пылеуловительной камеры 270. В частности температура отходящего газа/газа-носителя должна быть меньше 1000 для сохранения стабильности гашеной извести. Местоположение первого инжектора А находится ниже подогревателя воздуха 240 и выше распылительного абсорбера 260. В другом варианте,местоположение инжектора А находится между подогревателем воздуха 240 и распылительным абсорбером 260. Дополнительное устройство сбора твердых частиц 250 должно находиться выше местоположения инжектора А. Местоположение второго инжектора В находится ниже камеры сгорания 205 и выше подогревателя воздуха 240. Местоположение второго инжектора В может также быть описано как находящееся ниже системы 230. Местоположение третьего инжектора С находится ниже распылительного абсорбера 260. В другом варианте, местоположение инжектора С находится между распылительным абсорбером 260 и пылеуловительной камерой 270. Порошок сухого гидроксида кальция может также одновременно быть инжектирован в разных указанных выше местах. Как показано на фиг.2,вода, распыляемая в распылительном абсорбере 260,может поступать из отдельного водного источника или, в некоторых вариантах осуществления, может поступать из рециркуляционной системы 280, или поступает из щелочной суспензии 262. Дополнительное устройство сбора твердых частиц 250 может в разных вариантах осуществления быть электрофильтром(электростатическим пылеуловителем)или пылеуловительной камерой. Известны различные типы пылеуловительных камер, например рукавный фильтр с очисткой обратным потоком газа,рукавный фильтр с очисткой встряхиванием или тканевый фильтр с импульсной очисткой рукавов. Пылеуловительная камера 270, находящаяся ниже распылительного абсорбера 260, является по выбору тканевым фильтром с импульсной очисткой рукавовили рукавным фильтром с очисткой обратным потоком газа. В этом варианте осуществления, пылеуловительная камера является предпочтительнеев этом месте по причине способности пылеуловительной камеры к десульфуризации по сравнению с . Другими словами,пылеуловительная камера может улавливать загрязняющие вещества, которые находятся в паровой фазе, тогда какулавливает только твердые частицы и лишь незначительно парообразные загрязняющие вещества. В общем,весь отходящий газ, входящий в пылеуловительную камеру 270,должен проходить через фильтровальный осадок так, чтобы могли быть удалены кислотные газы, такие как 2, 3 и НС. Фиг.3 представляет схематический вид тканевого фильтра с импульсной очисткой рукавов. Пылеуловительная камера, как правило, состоит из множества отсеков, при этом каждый отсек содержит до нескольких сотен длинных,вертикально поддерживаемых,небольшого диаметра тканевых/матерчатых мешков. В тканевом фильтре с импульсной очисткой рукавов ,мешки 320 свисают с трубных досок 330. Отходящий газ, содержащий твердые частицы,проходит с внешней стороны мешка (обозначено сплошными темными стрелками) во внутреннюю часть мешка (обозначено контурными стрелками). Отходящий газ проходит через пористый материал мешка,оставляя твердые частицы,для формирования фильтровального осадка 340 на внешней поверхности мешка. Импульс сжатого воздуха может быть направлен в мешок от открытого верха 322, заставляя ударную волну пройти вниз по длине мешка и перемешать фильтровальный осадок. Использование гидроксида кальция объясняется тем, что его соль не растворима в воде. Напротив,сорбенты натрия являются,как правило,растворимыми и таким образом менее желательными. Кроме того, гидроксид кальция является более безопасным по сравнению с негашеной известью, которая испускает тепло при смешивании/взаимодействии с водой. Было установлено, что реакционная способность порошкового гидроксида кальция является сопоставимой с реакционной способностью гидроксида кальция в известковой суспензии. Это позволяет системе сухой десульфуризации удовлетворительно работать в различных условиях.частности система инжекции порошка сухого гидроксида кальция обеспечивает нормальное функционирование котла, когда происходит сбой в системе снабжения щелочной суспензией. Порошок гидроксида кальция может быть добавлен в больших количествах, по сравнению со щелочной суспензией, для восполнения потери щелочной суспензии и сохранения приемлемого уровня выбросов. Например,в случае засорения распылителя, он может быть удален и, для продолжения распыления воды в отходящий газ,может быть установлен резервный распылитель. Альтернативно, вода может быть введена через вспомогательные сопла. Порошок гидроксида кальция может быть использован для сохранения способности/объема десульфуризации в пылеуловительной камере. Другой рабочий план действия выполняется распылением щелочной суспензии в распылительном абсорбере так, чтобы удержать выбросы на уровне, близком к предопределенной величине. Когда уровень выбросов являются близким или превышает предопределенную величину, может быть немедленно добавлен порошок гидроксида кальция для регулирования уровня выбросов и возврата на приемлемый уровень. Еще один рабочий план действия может выполняться, когда действующее предприятие имеет ограниченное снабжение щелочной суспензией. В этом случае, порошок гидроксида кальция может быть использован для увеличения суспензии распылителя,чтобы сохранить приемлемый уровень выбросов. Как правило, более желательно вводить порошок гидроксида кальция выше распылительного абсорбера 260 (т.е. местоположения инжекторов А или В), потому что распылительный абсорбер помогает должным образом диспергировать порошок по всему объему пылеуловительной камеры 270. Фиг.4 представляет вид в разрезе распылительного абсорбера 400,обычно используемого в системах десульфуризации. Распылительный абсорбер, как правило, имеет корпус 410 в форме усеченного конуса, с вершиной конуса в основании абсорбера. Однако распылительный абсорбер может также иметь плоское дно вместо конуса. Отходящий газ 420,поступающий из воздухоподогревателя, может быть разделен на два потока 422, 424, хотя это не всегда происходит и не является необходимым условием для настоящего раскрытия. Один поток 422 направляют к верхнему газовому диспергатору 430,который имеет кольцеобразную форму. Другой поток 424 направляют к нижнему газовому диспергатору 440. Распылитель 450 проходит через центр крыши корпуса абсорбера и распыляет известковую суспензию в отходящий газ. Отходящий газ поступает в распылительный абсорбер 400 через газовые диспергаторы. Распылительный абсорбер проектируется так, чтобы гарантировать хорошее смешивание отходящего газа с суспензией, и доводится до требуемого размера, чтобы обеспечить время нахождения суспензии, достаточное для ее высушивания, чтобы получить свободно плавающие твердые частицы без внутренних отложений. Смешивание и турбулентность, переданные порошку гидроксида кальция распылительным абсорбером,обеспечивают лучшую дисперсию гидроксида кальция по всем мешкам фильтра в пылеуловительной камере. Для формирования суспензии гидроксида кальция в порошок сухого гидроксида кальция в распылительном абсорбере добавляют воду распылителем 450. Вода необходима для фильтровального осадка в пылеуловительной камере, чтобы достигнуть его способности полной десульфуризации, так как механизм реакции для абсорбции 2 требует присутствия молекулярной воды. Выпаренная суспензия гидроксида кальция выходит из распылительного абсорбера через выход 460 и проходит в пылеуловительную камеру. Фиг.5 представляет принципиальную схему обычной системы инжекции сухого сорбента для гашеной извести. Гашеная известь может поставляться 510 грузовым автотранспортом или по железной дороге (изображен разгружающийся грузовик). Окружающий воздух 512 втягивается в грузовик, чтобы подхватить гашеную известь и перенести реагент в бункер для хранения 520. Реагент вытекает из бункера для хранения 520 через ряд клапанов 522, загрузочных устройств 524 и загрузочных воронок 526, 528 во вращающийся 7 воздушный шлюз 530, где реагент смешивается с транспортирующим газом 540 для пневматического переноса к местоположению инжектора в газоходе(см. фиг.2). Транспортирующий газ, обычно воздух,подается воздуходувками транспортирующего газа 542, которые пропускают транспортирующий газ через воздухоохладители 544 для снижения температуры воздуха,чтобы предотвратить преждевременный обжиг реагента. Следует отметить, что в представленной системе, какие-либо жидкости не вводятся в газоход между местоположением инжектора и распылительным абсорбером. Это является отличием изобретения от известных систем, где растворы и суспензии инжектируют в отходящий газ выше скруббера влажной или сухой очистки см. например патент 6,126,910 . Это также является отличием от системы, где сухой сорбент кальция инжектируют и затем увлажняют водой в системе труб см. например патент 5,165,903 . В этих известных системах достигаемой целью является удаление указанных выше загрязняющих веществ из отходящего газа до его поступления в систему десульфуризации. Напротив,цель предлагаемых способов состоит в обеспечении дополнительного источника щелочного реагента(гашеная известь), увеличение концентрации гашеной извести в распылительном абсорбере и покрытие пылеуловительной камеры гидроксидом кальция с целью обеспечения и достижения десульфуризации и увеличения способности/объема десульфуризации. Воду или жидкость добавляют до того, как в распылительном абсорбере установятся нежелательные условия выпадение гидроксида кальция из газа и невозможность его прохода до пылеуловительной камеры. Предлагаемые способы улучшают способность системы десульфуризации реагировать на и работать в пределах диапазона приемлемых уровней выбросов кислотных газов путем обеспечения средств своевременного реагирования на изменения уровня выбросов. Одной повторяющейся характерной чертой в поддержании операций системы сгорания является время, необходимое для налаживания/регулирования данной задачи. Порошок гидроксида кальция может быть быстро добавлен, и соответственно быстро получен хороший отклик. В предлагаемых способах также используется сухой сорбент, который не требует добавления воды к процессу. Фиг.7 представляет общую диаграмму процесса,поясняющую способы настоящего изобретения. Система сгорания 700 содержит камеру сгорания 705, в которой сгорание происходит и приводит к образованию отходящего газа. Отходящий газ проходит вдоль пути движения потока газа 720 через распылительный абсорбер 760 в пылеуловительную камеру 770, расположенную ниже распылительного абсорбера. Порошок сухого гидроксида кальция смешивают с отходящим газом(в газоходе 720) между камерой сгорания 705 и пылеуловительной камерой 770. Например,порошок гидроксида кальция может быть добавлен 8 выше распылительного абсорбера (ссылочное обозначение 794) или ниже распылительного абсорбера (ссылочное обозначение 796). В распылительном абсорбере 760, вода (ссылочное обозначение 762) распыляется в отходящий газ для увлажнения и охлаждения отходящего газа. Отходящий газ проходит в пылеуловительную камеру 770. Гидроксид кальция улавливает загрязняющие вещества или твердые частицы,присутствующие в отходящем газе. Очищенный отходящий газ направляют в дымовую трубу 780 или подобное устройство для выброса в атмосферу. Модели и конструкции для практического использования и воплощения способов настоящего изобретения могут быть получены на основе известных. Клапаны,трубопроводы,чувствительные элементы, соединения и фитинги,требующие для практического воплощения этих способов, являются также в целом коммерчески доступными. Пример Электростанция производительностью 120 МВт(мегаватты) имеет схематический вид, показанный на фиг.2. Использование порошка гидроксида кальция выполняют во время запуска и в качестве замены известковой суспензии. Порошок гидроксида кальция инжектируют в местоположениях инжекторов А и С. Фактический уровень выбросов 2 из дымовых труб показывается на фиг.6. Осьозначает количество испускаемого 2 в единицах / (фунты на миллион британских тепловых единиц). Осьозначает время суток, т.е. от 000 до 2400 часов. Отрегулированный предел уровня выбросов 2 из дымовых труб 0,09 / показывается для ссылки. Две линии показывают одна - фактические уровни выбросов и другая - предполагаемые уровни выбросов, если порошок гидроксида кальция не инжектируется. Следует отметить, что запуск на этой фигуре предпринимается три раза приблизительно в 1230, приблизительно в 245 и приблизительно в 545. Настоящее изобретение раскрывается относительно примерных вариантов его осуществления. Очевидно, что все описанные примеры и варианты воплощения предназначены лишь для иллюстративных целей, и специалистом в данной области будут предложены разные модификации или изменения, которые находятся в объеме и пределах данной заявки, поскольку они находятся в рамках приложенной формулы изобретения или возможных эквивалентов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ снижения уровня выбросов процесса сгорания, производимых при нормальных условиях эксплуатации в системе сгорания, имеющей газоход,который простирается от камеры сгорания через подогреватель воздуха, устройство сбора твердых частиц,и распылительный абсорбер до пылеуловительной камеры, находящейся ниже распылительного абсорбера, включающий смешивание порошка сухого гидроксида кальция с отходящим газом в местоположении инжектора,находящегося ниже камеры сгорания и выше пылеуловительной камеры распыление воды в отходящий газ в распылительном абсорбере для увлажнения и понижения температуры отходящего газа и пропускание отходящего газа через пылеуловительную камеру, в которой порошок гидроксида кальция улавливает загрязняющие вещества, находящиеся в отходящем газе отличающийся тем,что смешивание выполняют в местоположении инжектора,находящемся выше подогревателя воздуха или между распылительным абсорбером и пылеуловительной камерой. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что добавление какой-либо жидкости к транспортирующему газу между местоположением инжектора и распылительны абсорбером не выполняют. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что вода,распыляемая в отходящий газ, поступает из рециркуляционной системы для рециркуляции твердых частиц из пылеуловительной камеры. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что пылеуловительная камера является тканевым фильтром с импульсной очисткой рукавов,рукавным фильтром с очисткой встряхиванием или рукавным фильтром с очисткой обратным потоком газа. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что вода,распыляемая в отходящий газ в распылительном абсорбере, находится в виде щелочной суспензии. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество порошка сухого гидроксида кальция,смешиваемого с отходящим газом, варьируют от времени, зависящего от уровня выбросов в отходящем газе. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что вода,распыляемая в отходящий газ в распылительном абсорбере, находится в виде воды, и щелочная суспензия не распыляется в распылительном абсорбере. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что отходящий газ, поступающий в распылительный абсорбер, имеет температуру приблизительно 220(приблизительно 104 С) или выше. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что отходящий газ, выходящий из камеры сгорания,имеет температуру 400 (204 ) или выше. 10. Способ по п.1, отличающийся тем, что систему сгорания выбирают из котлов, печей для обжига и сушки, топочных камер, плавильных печей,муфельных печей,батарей печей,нагревателей, термошкафов, духовых шкафов или установок для сжигания отходов. 11. Способ эксплуатации системы сгорания,которая использует распылительный абсорбер для очистки отходящего газа, включающий смешивание порошка сухого гидроксида кальция с отходящим газом в местоположении инжектора,находящегося ниже камеры сгорания и выше пылеуловительной камеры распыление воды в отходящий газ в распылительном абсорбере для формирования очищенного содержащего твердые частицы отходящего газа и осаждение твердых частиц из содержавшего твердые частицы отходящего газа в пылеуловительной камере для формирования фильтровального осадка, который снижает уровень выбросов процесса сгорания отличающийся тем,что смешивание выполняют в местоположении инжектора,находящемся выше подогревателя воздуха,расположенного между камерой сгорания и распылительным абсорбером, или находящемся между распылительным абсорбером и пылеуловительной камерой. 12. Способ по п.11, отличающийся тем, что количество порошка сухого гидроксида кальция,инжектированного в отходящий газ, определяют путем сопоставления уровня выбросов с предопределенной величиной. 13. Способ по п.11, отличающийся тем, что добавление какой-либо жидкости к отходящему газу между местоположением инжектора и распылительным абсорбером не выполняют. 14. Способ по п.11, отличающийся тем, что вода,распыляемая в распылительном абсорбере,находится в виде щелочной суспензии. 15. Способ по п.11, отличающийся тем, что вода,распыляемая в распылительном абсорбере,поступает из рециркуляционной системы для рециркуляции твердых частиц из пылеуловительной камеры. 16. Способ по п.11, отличающийся тем, что воду, распыляемую в распылительном абсорбере,распыляют через вспомогательные сопла, и распылитель распылительного абсорбера не работает. 17. Способ по п.11, отличающийся тем, что отходящий газ, поступающий в распылительный абсорбер, имеет температуру приблизительно 220(приблизительно 104 С) или выше. 18. Способ по п. 11, отличающийся тем, что отходящий газ, выходящий из камеры сгорания,имеет температуру 400 (204 ) или выше. 19. Способ по п.11, отличающийся тем, что систему сгорания выбирают из котлов, печей для обжига и сушки, топочных камер, плавильных печей,муфельных печей,батарей печей,нагревателей, термошкафов, духовых шкафов или установок для сжигания отходов.

МПК / Метки

МПК: B01D 53/56, B01J 8/00, B01D 53/50, B01D 53/86

Метки: снижения, условиях, системе, способ, системы, выбросов, нормальных, производимых, эксплуатации, процесса, уровня, сгорания

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/14-31271-sposob-snizheniya-urovnya-vybrosov-processa-sgoraniya-proizvodimyh-pri-normalnyh-usloviyah-ekspluatacii-v-sisteme-sgoraniya-i-sposob-ekspluatacii-sistemy-sgoraniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Способ снижения уровня выбросов процесса сгорания, производимых при нормальных условиях эксплуатации в системе сгорания и способ эксплуатации системы сгорания</a>

Похожие патенты