[发明专利]燃烧空气的作好CO2捕集准备的循环流化床蒸汽发生器

说明书

发明领域

本发明大体涉及蒸汽发生，且更具体而言涉及一种作好CO₂捕集准备的燃烧空气的流化床蒸汽发生器，其中，这种流化床蒸汽发生器可改型用于燃烧氧气。

发明背景

包含用于燃烧矿物燃料的燃烧炉的热发生系统长期以来用于生成受控制的热量，目标在于做有用功。功可为直接功的形式，就如在窑炉的情况下那样，或者，功可为间接功的形式，就如在用于工业或海运应用或用于驱动产生电功率的涡轮的蒸汽发生器的情况下那样。用于蒸汽发生的当代水管式燃烧炉可为各种类型，包括但不限于流化床锅炉。虽然存在各种类型的流化床锅炉，但是一般而言，它们全都基本上根据相同的原理来运行，其中，在燃料在流化床锅炉内的燃烧之前，喷射通常呈空气形式的气体来使固体流化。

根据循环流化床(CFB)类型的锅炉的运行模式，典型地，使气体(例如，作为例示，空气)流过固体颗粒的床，以便由此产生能够以其实现固体颗粒的彼此分离的力。为此，随着气体流增大，从而达到在其处由施加到固体颗粒上的这种气体产生的力正好足以促使固体颗粒彼此分离的点。当达到此点时，CFB锅炉的床被流化，从而使得存在于固体颗粒之间的气垫允许固体颗粒自由运动，从而为CFB锅炉的固体颗粒的床提供液体的特性。CFB锅炉的固体颗粒的床的体积密度在组成CFB锅炉的床的固体颗粒变得被流化时的时间点处相对较高，但是当使固体颗粒的床向上流过CFB锅炉时，其体积密度将降低，固体颗粒在CFB锅炉中燃烧以生成热量。

被迫在CFB锅炉内循环的固体颗粒典型地包括诸如碎煤或粉煤或其它固体燃料等的固体燃料颗粒，以及诸如碎的或粉碎的石灰石、白云石或其它碱性土质材料等的吸附剂颗粒。固体燃料颗粒在CFB锅炉内的燃烧会产生烟气和灰。在固体燃料颗粒的这种燃烧期间，固体燃料颗粒中的碳被氧化，从而导致二氧化碳(CO₂)的产生。氮气也在固体燃料颗粒的这种燃烧期间氧化，从而导致氧化氮(NO_x)的产生。另外，在固体燃料颗粒的这种燃烧期间，硫氧化形成过氧化钠(SO₂)。在固体燃料颗粒在CFB锅炉内的燃烧期间产生的这种CO₂、NO_x、SO₂和其它气体共同地一起构成通常所谓的烟气。一般而言，在固体燃料颗粒在CFB锅炉内的燃烧期间产生的灰主要包含惰性材料和吸附剂颗粒形式的未燃烧的固体。这种灰或灰的至少某些部分有时称为微粒物质。由固体燃料颗粒在CFB锅炉内的燃烧产生的灰变成在CFB锅炉内的向上的流径中由热烟气夹带和携带，该热烟气是在固体燃料颗粒的这种燃烧期间产生的。之后，此灰与热烟气一起从CFB锅炉中排出。在热烟气在CFB锅炉内的此向上流动期间，此烟气中的SO₂设计成被上文已经提到过的吸附剂的颗粒所吸收。

根据本发明，优选使用传统构造的空气污染控制(APC)子系统来从自上述类型的热发生系统中所生成的烟气中去除各种所谓的污染物，包括(作为例示)CO₂、NO_x、SO₂和微粒物质。为此，在到达烟囱之前以及从烟囱排到大气中之前，从CFB锅炉中排出的这种烟气被引导到传统构造的APC子系统的各种构件。这种APC子系统的各个构件独自地可被看作一系统。例如，在这点上作为例示而非限制，可通过使用旋风分离器和/或静电沉淀器来使烟气经受处理，以便由此从这种烟气中去除微粒物质，通过使用选择性催化还原(SCR)系统来使供应品经受处理，以便由此从这种烟气中去除NO_x，以及可通过使用SO₂洗涤器系统来使烟气经受处理，以便由此从这种烟气中去除SO₂，以及可通过使用CO₂洗涤器系统来使烟气经受处理，以便由此从这种烟气中去除CO₂。