[发明专利]清洁富二氧化碳烟气的方法和锅炉系统

说明书

技术领域

本发明涉及清洁锅炉中生成的富二氧化碳烟气的方法，该锅炉在存在包含氧气的气体的情况下燃烧燃料。

本发明还涉及锅炉系统，其包括用于在存在包含氧气的气体的情况下燃烧燃料的锅炉，以及用于清洁锅炉中生成的富二氧化碳烟气的气体清洁装置。

背景技术

在诸如煤、油、泥炭、废料等的燃料在诸如动力设备的燃烧设备中燃烧时，生成热过程气体，这种过程气体除了别的成分以外包含二氧化碳CO₂。随着环境要求不断提高，已开发用于从过程气体去除二氧化碳的各种过程。一个这种过程为所谓的氧燃料过程。在氧燃料过程中，燃料(诸如以上提到的燃料中的一种)在存在氮稀薄气体的情况下燃烧。由氧源提供的氧气供应至锅炉，氧气在该锅炉中使燃料氧化。在氧燃料燃烧过程中，产生富二氧化碳烟气，可处置该富二氧化碳烟气，以便减少二氧化碳到大气中的排放。

US 2007/0243119中描述了氧燃料锅炉的实例。US 2007/0243119的氧燃料锅炉生成被称为烟气的过程气体。包括各种气体清洁装置的气体清洁系统用于从烟气清除除了别的以外的微粒材料和二氧化硫，以获得适合于处置的气体。US 2007/0243119中公开的气体清洁系统和清洁气体的方法的问题是相当高的操作成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种清洁在存在包含氧气的气体的情况下燃烧燃料的锅炉中生成的富二氧化碳烟气的方法，该方法缓解了现有技术方法的问题。

通过一种清洁在存在包含氧气的气体的情况下燃烧燃料的锅炉中生成的富二氧化碳烟气的方法来实现该目的，该方法包括：

A) 将富二氧化碳烟气从锅炉递送至气体清洁系统，

B) 在气体清洁系统中去除富二氧化碳烟气的污染物内容物的至少一部分，

C) 使从其去除污染物内容物的至少一部分的富二氧化碳烟气的至少一部分加压，以及

D) 将从其去除污染物内容物的至少一部分的富二氧化碳烟气的加压部分的至少一部分递送至至少一个气体清洁装置用于用作其中的公用气体(utility gas)。

该方法的优点在于，源自锅炉中生成的富二氧化碳烟气的过程内部气体用作用于需要气体来进行其操作的气体清洁装置的公用气体。因此，作为公用气体供应至气体清洁装置的气体将不稀释在其中处理的富二氧化碳烟气。这提供了待处理并最终处置的富二氧化碳烟气的减小的体积。

根据一个实施例，所述步骤C)在气体压缩和净化单元中进行，该气体压缩和净化单元操作成从在气体清洁系统中清洁的富二氧化碳烟气制备加压的二氧化碳气体用于处置。该实施例的优点在于，已经在气体压缩和净化单元中可用于压缩富二氧化碳烟气的主要部分的压缩装置还用于压缩气体的待递送至气体清洁装置用于用作其中的公用气体的该部分。这减少了投资和维护成本。此外，在气体压缩和净化单元中发生的过程通常包括富二氧化碳烟气的污染物(诸如水蒸气和二氧化硫)的浓度的减小，从而使其更适合用作气体清洁装置中的公用气体。

根据一个实施例，气体压缩和净化单元包括操作用于使富二氧化碳烟气的压力增大至20至50bar绝对压力(更优选为20至40bar绝对压力)的压力的低压压缩单元，其中，所述步骤D)包括向所述至少一个气体清洁装置递送穿过低压压缩单元的至少一部分的气体。

根据一个实施例，所述步骤D)包括向所述至少一个气体清洁装置递送穿过位于低压压缩单元的下游的中间脱水单元的气体。该实施例的优点在于，既具有合适的压力又相当纯的富二氧化碳烟气递送至气体清洁装置用于用作公用气体。这减少了由于作为公用气体向其供应的气体而发生的气体清洁装置的腐蚀风险和堵塞问题。

根据一个实施例，从其去除污染物内容物的至少一部分的富二氧化碳烟气的加压部分用于对呈织物过滤器形式的气体清洁装置进行脉动清洁。织物过滤器的脉动清洁包括定期供应加压的气体，该加压的气体在脉动清洁之后与在织物过滤器中处理的气体混合。通过将至少部分地清洁且加压的富二氧化碳烟气用于脉动，脉动清洁织物过滤器的频率可关于例如灰尘粒子去除效率、织物过滤器上面的压降、过滤袋的寿命等进行优化，这种优化不受到对避免在织物过滤器中处理的富二氧化碳烟气的稀释的任何需求的消极影响。