[发明专利]用于改进燃烧过程的方法及系统

说明书

技术领域

本发明大体上涉及用于改进燃烧过程的方法及系统，且更特定地涉及用于降低选自灰烬积累、腐蚀及不完全燃烧的至少一个燃烧问题的发生率的方法及系统。

背景技术

燃烧系统在此项技术中是已知的，且可包括(例如)粉煤厂、循环流化床、燃气系统、燃油系统、垃圾焚化炉、直接燃烧过程加热器、切向燃烧锅炉、木柴燃烧系统等。各种燃烧系统的共有元件通常包括燃烧腔及用于引燃位于所述燃烧腔中的燃料的燃烧器。图1展示包括锅炉2及燃烧腔4的燃烧系统1的一个实例。燃料(比如，煤)通过进料器5被馈送到燃烧腔4，在此处，其由燃烧器5a迅速地引燃以产生火焰5b。所得火焰将热及/或烟道气体送到所述系统的各种区域中，比如6a、6b、6c、6d、6e等。燃烧系统部件可包括壁7a、锅炉鼓7b、过热器7c、再热器7d、节约器7e及空气加热器7f。

为简要地概括所描绘的燃烧系统的操作(但不限制)，由燃烧产生的蒸汽与水在锅炉鼓7b处分开。蒸汽接着行进到过热器7c，在此处，其温度迅速地升高。将蒸汽从过热器7c用管道运输到涡轮(未展示)。来自所述涡轮的蒸汽回到再热器7d，在此处，其被再次加热。将蒸汽从再热器7d用管道运输到另一个涡轮阶段(未显示)。来自此涡轮阶段的蒸汽接着经冷凝，然后在节约器7e中被再次加热。可将蒸汽从节约器7e馈送到鼓7b以重复所述循环。所属领域的一般技术人员将了解，以上对部件及功能的描述是说明性的，且所述燃烧系统可具有多种不同配置。不考虑燃烧系统的构造，高效操作是合意的。

然而，燃烧可产生若干问题，其导致具有锅炉的系统以及其它类型的燃烧系统中的降低的效率或增加的操作成本。举例来说，燃烧可产生物质积累，比如内表面(例如，壁7a、锅炉鼓7b、过热器7c、再热器7d及节约器7e或其它上游或下游部件)上的灰烬8。灰烬积累是不合意的，因为其导致(尤其)热传递损失、炉渣形成、结垢、热传递表面上的压力降低、烧结块、阻塞等。而且，腐蚀10可作为灰烬积累的结果而发生，潜在地需要对系统部件(例如，锅炉的管道表面)的昂贵维修。因此，一些人试图通过物理方法(例如，吹动烟灰、爆燃、枪击)来移除灰烬积累。一些人还试图通过化学注射或通过声波破坏来移除灰烬积累。

燃烧系统中有时存在的另一个问题是不完全燃烧的发生，其可导致显著数量的未燃烧燃料及能量损失。

本发明的各种实施例提供此项技术中的各种进步。

发明内容

作为概述，本发明(尤其)是针对降低选自灰烬积累及腐蚀的至少一个问题的发生率。本发明还(尤其)是针对催化燃烧(比如，减少燃烧系统中未燃烧燃料的量)

在一些实施例中，本发明包括用于降低灰烬积累及腐蚀中的至少一者的发生率的方法。一个实施例包括提供能够散发烟道气体且将空气施加到燃烧系统的内表面(ISCS)以降低灰烬积累及腐蚀中的至少一者的发生率的燃烧系统。在一个实施例中，将空气施加到ISCS是通过使用至少一个设备将空气从燃烧系统的一个或一个以上入口点传送到ISCS而发生。通常以选自约50到约300m/s的速度及选自约50到约4000实际立方英尺每分钟(ACFM)的体积流量施加空气。在一个实施例中，空气施加足以将触及所关注的ISCS部分的烟道气体中的氧气浓度提高到约2％或更高。在另一个实施例中，空气施加足以将触及ISCS的烟道气体中的CO浓度降低到小于5000ppm CO。在另一个实施例中，将至少一种烟气侧化学处理(FCT)化学制品施加到所述燃烧系统中以进一步降低上述问题中的至少一者的发生率。在另一个实施例中，将至少一种FCT化学制品馈送到所施加空气中，以使得所述至少一种FCT化学制品与空气(例如)经由经配置以施加空气及至少一种FCT化学制品的一个或一个以上设备被一起施加。

本发明还包括用于降低选自灰烬积累及腐蚀的至少一个问题的发生率的处理系统及方法。一个实施例包括经配置以通过一个或一个以上燃烧系统端口来传送空气的至少一个设备。在一个实施例中，空气推进器(例如，鼓风机或压缩机)连接到所述设备，且经配置以产生选自约50到300m/s的空气速度及选自约50到约4000ACFM的体积流量。在另一个实施例中，设备与化学制品储存系统连通，比如，所述设备与用于将至少一种FCT化学制品馈送到所述设备的通道连通。在另一个实施例中，设备与液体供应连通。

本发明还包括具有提高效率的燃烧系统。一个实施例包括具有用于降低选自灰烬积累及腐蚀的至少一个问题的发生率的处理系统的燃烧系统。