[发明专利]将含氨流体馈送到燃烧装置的排气通路中的组件和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于将含氨流体馈送到燃烧装置的排气通路中的组件和方法。更具体而言，本发明涉及将含氨流体馈送到燃烧装置的排气通路中，包括：第一流体管线，其可连接成与含氨流体源处于流连接；第二流体管线，其与稀释流体源处于流连接；以及控制单元，其用于控制多个阀部件，各个阀部件具有与第一流体管线处于流连接的第一入口、与第二流体管线处于流连接的第二入口和与排气通路处于流连接的出口。

背景技术

在排气释放到大气中之前，减少来自排气的氮氧化物(NOx)一直是通过燃烧燃料材料来产生能量的环境方面的领域中的热门讨论主题。因为NOx排放涉及各种环境问题，所以最大程度地减少来自燃烧装置的NOx释放为目前所关心的问题。

大体用来减少排气中的NOx水平的方法为将诸如氨或氨前体的还原剂引入排气中。已经在例如专利文献US 5,820,838、US 5,462,718、US 4,756,890、US 5,342,592和GB 1514529中提出了用于喷射还原剂(特别是氨)的不同的位置。这些文献提议将反应剂引入到炉中，引入到炉和颗粒分离器之间的通道中，或者引入到颗粒分离器中或者引入到排气管中。

专利文献WO 91/17814 A1提出将例如氨和水的混合物作为分散在气态成分(诸如空气)中的细液滴以音速喷射到排气中，以实现对于在有效温度区内均匀地减少NOx有效的粒度分布。

专利文献US 2010/0154690 A1公开了一种使用诸如蒸汽或空气的气态推进剂将诸如氨的还原剂喷射到垃圾焚化装置的锅炉中的方法。还原剂和推进剂在分配器中结合，它们从分配器经由多个喷射管线和相应的喷嘴以期望量传送到锅炉中。

基于氨的反应剂的问题可能是堵塞氨馈送通过其中的喷嘴或其它装置。在一些情况下，在清洁喷嘴的同时需要停止燃烧过程。也可能难以控制氨流量以便高效地减少NOx排放，而在不同的燃烧状况中，例如，在不同的负载状况下或者在使用不同的燃料时，不导致有害的氨泄漏。

发明内容

本发明的目标是提供一种用于将含氨流体馈送到燃烧装置的排气通路中的组件和方法，其中最大程度地减少上面提到的现有技术的问题的至少一部分。

根据一方面，本发明提供一种用于将含氨流体馈送到燃烧装置的排气通路中的组件，其包括可连接成与含氨流体源处于流连接的第一流体管线、可与稀释流体源处于流连接的第二流体管线和用于控制多个阀部件的控制单元，各个阀部件具有与第一流体管线处于流连接的第一入口、与第二流体管线处于流连接的第二入口和与连接到排气通路的出口通道处于流连接的出口。本发明的特征在于，阀部件并行地连接，使得各个阀部件与公共出口通道处于流连接，其中，控制单元适于控制各个阀部件，以从第一入口或第二入口到出口保持畅通流路径，以便通过阀部件将含氨流体或稀释流体的流馈送到公共出口通道。

根据另一方面，本发明提供一种将含氨流体馈送到燃烧装置的排气通路中的方法，其包括以下步骤：将含氨流体从含氨流体源引入到第一流体管线中，将稀释流体从稀释流体源引入到第二流体管线中，以及用控制单元控制多个阀部件，各个阀部件具有与第一流体管线处于流连接的第一入口、与第二流体管线处于流连接的第二入口和与连接到排气通路的出口通道处于流连接的出口。该方法的特征在于，阀部件并行地连接，使得各个阀部件与公共出口通道处于流连接，该方法的特征在于以下步骤：通过控制单元来控制各个阀部件，以从第一入口或第二入口到出口保持畅通流路径，以便通过阀部件将含氨流体或稀释流体的流馈送到公共出口通道。

本发明的主要特征在于，在燃烧装置的运行期间，连续的流体流，优选基本恒定的流体流传送通过馈送组件，而且更特别地，传送通过各个阀部件。取决于馈送组件的状态，含氨流体或稀释流体的流流过各个阀部件。当来自单独的阀部件的流在公共出口通道中结合时，形成连续的流体流，优选基本恒定的流体流。然后结合的流体流喷射到排气通路中，由此连续的流体流流过馈送组件，但结合的流体流中的含氨流体的浓度被改变。

因此，本发明提供用于将含氨流体馈送到燃烧装置的排气通路中的新解决方案。馈送含氨流体的方法包括控制多个阀部件，以便控制公共出口通道中的含氨流体的流量和稀释流体的流量的比率。本发明提供精确可靠的方式来控制喷射到排气通路的含氨流体量。更特别地，本发明提供一种方法来通过控制喷射到排气通路的连续的流体流，优选基本恒定的流体流中的含氨流体的浓度，来控制含氨流体量。另外，由于有连续的液体流通过系统和通过各个阀部件，所以堵塞系统或系统的任何部分的风险大大减小。