專利名稱：通過過量空氣預熱干燥試劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于從煙氣產(chǎn)物中捕獲額外熱的系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及從煙氣中捕獲額外熱用于干燥在煙氣脫硫操作中使用的試劑的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
許多發(fā)電系統(tǒng)是由通過燃煤或燃油鍋爐產(chǎn)生的蒸汽來驅(qū)動。這些發(fā)電系統(tǒng)將經(jīng)常結(jié)合排氣處理和熱回收系統(tǒng)(EPHRS)來減少煙氣排放和/或回收經(jīng)由來自鍋爐的煙氣流排出的熱能。典型的發(fā)電系統(tǒng)通常如圖1所示的圖描繪的。圖1顯示了發(fā)電系統(tǒng)10，其包括蒸汽發(fā)生系統(tǒng)25和排氣處理和熱回收系統(tǒng)(EPHRS) 15以及排氣煙囪90。蒸汽發(fā)生系統(tǒng)25包括鍋爐沈。EPHRS 15包括空氣預熱器50，顆粒去除系統(tǒng)70和濕式洗滌器系統(tǒng)80。強制通風(FD)風機60設(shè)置成將空氣引入空氣預熱器50的冷側(cè)。顆粒去除系統(tǒng)70可以是，例如， 靜電除塵器(ESP)，織物過濾器系統(tǒng)(袋濾室)或類似物?？諝忸A熱器50是設(shè)計在將空氣引入另一個工藝(例如在鍋爐沈的燃燒室內(nèi)的燃燒)之前來加熱該空氣的裝置?？諝忸A熱器50接受空氣輸入Al，將其加熱，并將其作為空氣流A2提供到鍋爐。這是通過煙氣流rei回收來自鍋爐沈的燃燒室排出的熱來完成的。 通過回收來自煙氣rei的熱，可以增加鍋爐沈的熱效率并且降低熱損失量。旋轉(zhuǎn)再生空氣預熱器通常表現(xiàn)出空氣泄漏并導致增加的氣體流進入下游的氣體處理裝置。如果這泄漏被回收的話，其熱可以用于有利的目的。EPHR 15通常配置成包括濕式煙氣脫硫系統(tǒng)(WFGD)，在此顯示為濕式洗滌器80， 其降低了能夠?qū)е滤嵊甑亩趸?SO2)的排放物。這些都需要使用被磨制的石灰石。濕磨設(shè)備，例如濕磨機97，用于降低石灰石和/或其它試劑的粒子尺寸到所需水平的細度。被磨制的試劑與附加的水在存儲、混合和噴射槽85內(nèi)混合來產(chǎn)生漿液。儲存混合漿液直到將其噴入濕式洗滌器80中來中和并捕獲S02。使用干磨設(shè)備來磨碎被干燥固體，例如被干燥石灰石，干磨設(shè)備比濕磨設(shè)備消耗顯著少的能量。為了進行干磨操作，固體中的含濕量必須低于規(guī)定的值。如圖2所示，通常，這是通過使用由化石燃料燃燒器94燃燒的加熱空氣干燥器96從試劑中蒸發(fā)多余的濕氣來完成。然后被干燥試劑在干磨機98中磨碎。干燥過程要求大量的額外能量來操作。在圖2中所示的與圖1中所描述的功用相同的系統(tǒng)部件具有同樣的標記數(shù)字。由此，在工業(yè)上存在提供更有效的方法來提供用于煙氣處理的被磨制試劑的未解決需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施方式提供了一種用于發(fā)電系統(tǒng)的試劑干燥系統(tǒng)，其從煙氣流中捕獲額外熱。簡而言之，在結(jié)構(gòu)上，該系統(tǒng)的其中一個實施例可以實施如下。用于蒸汽發(fā)生系統(tǒng) (25)的試劑干燥系統(tǒng)具有配置成從空氣預熱器(150)接收所述增量空氣流(A2’ )的干燥器(196)來干燥批量的試劑?？諝忸A熱器(150)優(yōu)選是旋轉(zhuǎn)再生空氣預熱器?？諝忸A熱器(150)適于提供過量的被加熱空氣，該過量的被加熱空氣是超出所述蒸汽發(fā)生系統(tǒng)0 能夠使用的量的額外空氣，該過量的被加熱空氣(A2’ )和泄漏氣體 (360)成為提供給干燥器(196)的增量空氣流(IA)的至少一部分。然后，被干燥試劑被允許通過干磨設(shè)備磨制成粉，這與濕磨設(shè)備相比需要顯著少的能量。在查看了以下的附圖和詳細說明之后，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會清楚了解本發(fā)明的其它系統(tǒng)、方法、特點和優(yōu)點。意圖是該說明內(nèi)所包括的全部的這些附加系統(tǒng)、方法、特點和優(yōu)點均包涵于本發(fā)明的范圍內(nèi)，并受到所附權(quán)利要求的保護。


通過參考以下附圖，能夠使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明并且清楚理解本發(fā)明眾多的目的和優(yōu)點圖1顯示了現(xiàn)有技術(shù)中使用濕磨設(shè)備的發(fā)電系統(tǒng)的示意框圖。圖2顯示了現(xiàn)有技術(shù)中使用干磨設(shè)備的發(fā)電系統(tǒng)的示意框圖。圖3顯示了按照本發(fā)明的一個實施例使用試劑干燥系統(tǒng)和干磨設(shè)備的發(fā)電系統(tǒng)的示意框圖。圖4顯示了按照本發(fā)明的另一實施例使用試劑干燥系統(tǒng)和干磨設(shè)備的發(fā)電系統(tǒng)的另一示意框圖。圖5顯示了從空氣預熱器捕獲被加熱的泄漏空氣的示意圖。圖6顯示了按照本發(fā)明的另一實施例使用試劑干燥系統(tǒng)、干磨設(shè)備和再生熱捕獲和傳遞(RHCT)系統(tǒng)的發(fā)電系統(tǒng)的另一示意框圖。圖7顯示了圖6的RHCT系統(tǒng)的一種實施例的放大示意圖。圖8顯示了按照本發(fā)明的另一實施例使用試劑干燥系統(tǒng)、干磨設(shè)備和干式洗滌器的發(fā)電系統(tǒng)的另一示意框圖。圖9顯示了按照本發(fā)明的另一實施例使用試劑干燥系統(tǒng)、干磨設(shè)備和干式洗滌器的發(fā)電系統(tǒng)的另一示意框圖。圖10顯示了按照本發(fā)明的另一實施列使用試劑干燥系統(tǒng)、干磨設(shè)備、干式洗滌器和RHCT的發(fā)電系統(tǒng)的另一示意框圖。
具體實施例方式圖3是顯示了按照本發(fā)明的一個實施例使用試劑干燥系統(tǒng)和干磨設(shè)備的發(fā)電系統(tǒng)100的示意框圖。
本發(fā)明旨在由空氣預熱器150為試劑干燥操作提供過量的熱。過量的熱通常定義為超出蒸汽發(fā)生系統(tǒng)25的熱需求的熱能。通過使用來自空氣預熱器的過量熱進行試劑干燥操作，可能會減少，如果不能完全消除的話，在磨制操作之前用于干燥試劑的單獨的燃氣燃燒器(圖2中的94)的需求(和由此的花費)。在這實施例中，發(fā)電系統(tǒng)100包括蒸汽發(fā)生系統(tǒng)25，排氣處理和熱回收系統(tǒng) (EPHRS) 115和排氣煙囪90。在這實施例中，向試劑干燥器196提供增量空氣流IA0在此增量空氣IA是作為從空氣預熱器150排出的被加熱空氣流A2的一部分的被轉(zhuǎn)向空氣A2’。 可以通過使用合適的風門型裝置(未示出)或適用的管道(未示出)使得一部分的空氣流 A2轉(zhuǎn)向來提供被轉(zhuǎn)向空氣流A2’。進而，來自增量空氣流A2’的熱能用在由干燥器196執(zhí)行的干燥操作中。被磨制試劑與附加水在存儲、混合和噴射槽85內(nèi)混合來產(chǎn)生漿液。儲存混合漿液直到將其噴入濕式洗滌器80來中和并捕獲S02。干磨機198用于將試劑磨制成具有所需粒子尺寸的被磨制試劑。來自增量空氣流 A2’的潔凈空氣被排放到大氣中。需要被處理的空氣被提供到顆粒去除系統(tǒng)60中進行清潔。圖4是顯示了按照本發(fā)明的另一實施例使用試劑干燥系統(tǒng)和干磨設(shè)備的發(fā)電系統(tǒng)100的另一示意框圖。正如在全部附圖中那樣，具有相同標記數(shù)字的部件以相同的方式工作。提供到干燥器196的增量空氣流IA可以由“泄漏”氣體360或從空氣預熱器150 轉(zhuǎn)向的被轉(zhuǎn)向空氣A2’(以虛線表示)組成。通過僅使用來自空氣預熱器150的泄漏氣體 360，來自空氣預熱器的整個主要的被加熱空氣流A2可以傳遞到蒸汽發(fā)生系統(tǒng)25。在一種替換實施例中，可能的是增量空氣流IA包括泄漏氣體360和被轉(zhuǎn)向空氣流A2’的至少部分，泄漏氣體360和被轉(zhuǎn)向空氣流A2’兩者作為增量空氣IA被送到干燥器 196。還應當理解不同數(shù)量的泄漏氣體360和被轉(zhuǎn)向空氣流A2’也可以用在本申請所述的所有后續(xù)實施例的干燥器196中。圖5的示意圖顯示了從空氣預熱器150捕獲被加熱的泄漏氣體360?？諝忸A熱器 150配置成從空氣預熱器150內(nèi)的內(nèi)部高壓間159通過排氣管道361排出泄漏空氣。在這實施例中，提供泄漏出口 325。該出口可以實施作為殼體巧4上的一個開口，其允許出入高壓間159。提供排氣管道361用于排出可能積聚在內(nèi)部高壓間159中的氣體/空氣。提供風機裝置367可使得泄漏氣體360更容易地從內(nèi)部高壓間159中排出。還可以提供另外的泄漏出口以使得積聚在內(nèi)部高壓間365中的泄漏氣體360可以容易地通過另一個排氣管道363排出。風機367也從排氣管道363中抽取泄漏流。但是， 如果非常期望或是其它必需的話，可以對每個排氣管道使用獨立的風機。在替換實施例中，壓力傳感器401置于煙氣出口內(nèi)以測量煙氣壓力(TO2)。另一個壓力傳感器405置于排氣管道361中以測量那里的氣體壓力。邏輯單元409連接到傳感器 401和405并確定壓力差?？刂破?13與邏輯單元409耦合，并且當壓力差超過預定量時采取動作?？刂破鬟B接到開啟或關(guān)閉閥421的致動器417從而允許或限制排氣管道361中的泄漏氣體流向風機367和干燥器196。，壓力傳感器403置于煙氣出口以測量煙氣壓力(TO2)。另一個壓力傳感器 407置于排氣管道363中以測量那里的氣體壓力。邏輯單元411連接到傳感器403和407 并確定壓力差?？刂破?15與邏輯單元411耦合，并且當壓力差超過預定量時采取動作?？刂破?415連接到開啟或關(guān)閉閥423的執(zhí)行器419從而允許或限制排氣管道363中的泄漏氣體流向風機367和干燥器196。圖6是顯示了按照本發(fā)明的另一實施例使用試劑干燥系統(tǒng)、干磨設(shè)備和再生熱捕獲和傳遞(RHCT)系統(tǒng)的發(fā)電系統(tǒng)的另一示意框圖?？諝忸A熱器150優(yōu)選地是高效空氣預熱器，其能夠輸出比蒸汽發(fā)生系統(tǒng)25中可以有效利用的更大體積的被加熱空氣。RHCT300配置成接受增量空氣流IA，其可以是來自空氣預熱器150的被轉(zhuǎn)向空氣 A2’。RHCT300從增量空氣流IA中提取熱能。被轉(zhuǎn)向空氣流A2’是從空氣預熱器150排出的被加熱空氣流A2的一部分。被轉(zhuǎn)向空氣流A2’可以通過使用適合的風門或管道系統(tǒng)(未示出)來使空氣流A2的一部分轉(zhuǎn)向得到。進而，從增量空氣流IA中提取的熱能被傳遞給被加熱空氣流HAl并被引導至干燥器196?？蛇x擇地，來自排氣管道361、363的泄漏氣體360也可以用作增量空氣流IA。RHCT300被配置成使得將來自增量空氣流IA的熱能傳遞給被加熱空氣流HAl而不會引入可能包含在空氣流A2/A2’或泄漏氣體360中的任何污染。由于在RHCT300中沒有使用煙氣來加熱該被加熱空氣流HAl,RHCT300不會受到煙氣流中通常存在的顆粒物質(zhì)的影響。本發(fā)明可應用于具備帶有泄漏氣體360的空氣預熱器150的實施例。泄漏氣體 360可以被收集并通過排氣管道361、363輸送到風機367。盡管在一些實施例中并未特別地示出，但設(shè)想這一總體特點仍可以用于其他的實施例中。圖7的放大示意圖顯示了圖6的RHCT系統(tǒng)的實施例。在這實施例中，RHCT300包括熱交換器310。熱交換器310優(yōu)選配置成從空氣預熱器150接受被轉(zhuǎn)向空氣A2’。它還可以配置成從空氣預熱器150接受泄漏氣體360。由于RHCT300不會受到通常存在于煙氣流中的顆粒物質(zhì)的影響，因此有可能將熱交換器310中使用的熱交換元件布置得彼此之間更緊密并由此提供更多的能與增量空氣流IA接觸的表面積。這樣，由于提供了更大的熱交換元件表面積，對于給定的體積能夠捕獲更多的熱，因此熱交換器310的效率能夠得到顯著提高。進一步地，由于熱交換元件沒有受到更多的顆粒物質(zhì)的影響，即便沒有完全避免，也是極大地減少了因顆粒物質(zhì)在熱交換器310中聚集而導致的堵塞的威脅。這降低了需要的正常維護的工作量。圖8是顯示了按照本發(fā)明的另一實施例使用試劑干燥系統(tǒng)和干磨設(shè)備的發(fā)電系統(tǒng)100的另一示意框圖。這實施例共用了圖3中所示的實施例的許多部件。具有相同數(shù)字的部件完成同樣的功能。但是，在這實施例中，使用干式洗滌器180代替圖1-4中的濕式洗滌器80。由于不再象濕式洗滌器80中那樣使用水溶液，因此消除了對儲存、混合槽85的需求。在干式洗滌器180內(nèi)，干燥粉末試劑被噴到煙氣TO2中。粉末被盡可能均勻地分散到煙氣中與煙氣rei中的污染物氣體反應。
由于干式洗滌器180使用噴入煙氣中的粉末，在煙氣排出之前收集這些粉末是非常重要的。因此，干式洗滌器180被置于顆粒去除系統(tǒng)70之前，后者收集顆粒物質(zhì)并分離出氣體通過煙囪90釋放。在替換實施例中，干式洗滌器可以是將粉末喂入管道的噴槍。這些噴槍和/或干式洗滌器180也可以設(shè)置在蒸汽發(fā)生系統(tǒng)25和空氣預熱器150 之間以處理煙氣rei。圖9是顯示了按照本發(fā)明的另一實施例使用試劑干燥系統(tǒng)和干磨設(shè)備的發(fā)電系統(tǒng)100的另一示意框圖。這實施例共用了圖4中所示的實施例的許多部件，這些部件在這里完成相同的功能。但是，使用干式洗滌器180代替圖1-4中的濕式洗滌器80。如上所述，這實施例使用干燥的粉末試劑在干式洗滌器180中來處理煙氣TO2。干式洗滌器180被置于顆粒去除系統(tǒng)70之前，后者收集顆粒物質(zhì)并分離出氣體通過煙囪90釋放。再一次地，在替換實施例中，干式洗滌器180可以定位成處理煙氣rei。請注意在圖3、4、6、8、9和10的實施例中干燥試劑的功能由干燥器196在磨制之前執(zhí)行，可以替換地在干磨機198中執(zhí)行。這將等同于將干燥器196和干磨機198的功能有效地合并到單個部件中。請注意本發(fā)明還可以用于其他類型的空氣預熱器。例如，本發(fā)明的范圍覆蓋了使用工業(yè)上通常已知的三等分式和四等分式空氣預熱器。二等分式空氣預熱器具有用于接收熱煙氣的一個管道并將熱傳遞到一個空氣入口管道。三等分式空氣預熱器具有用于接收熱煙氣的一個管道并將熱傳遞到一個初級空氣入口管道和一個二級空氣入口管道。四等分式空氣預熱器具有用于接收熱煙氣的一個管道并將熱傳遞到一個初級空氣入口管道和兩個二級空氣入口管道。初級空氣入口管道通常夾在兩個二級管道之間。應當強調(diào)的是，本發(fā)明的上述實施例，特別是任何“優(yōu)選”的實施例，僅為可能實施的實例，僅闡明用于清楚地理解本發(fā)明的原則?？梢詫Ρ景l(fā)明的上述實施例加以許多變化和改進而不會實質(zhì)上背離發(fā)明的精神和原則。在此意圖包括的所有這樣的變化和改進包含在本發(fā)明公開的范圍內(nèi)并受到所附權(quán)利要求的保護。
權(quán)利要求
1.一種試劑干燥系統(tǒng)，其用于具有產(chǎn)生排出煙氣的燃燒室的蒸汽發(fā)生系統(tǒng)中，該系統(tǒng)包括干燥器，其配置成接受所述增量空氣流和批量試劑；該干燥器進一步配置成通過來自增量空氣流的熱能來干燥所述批量試劑以生成被干燥的批量試劑。
2.如權(quán)利要求1所述的試劑干燥系統(tǒng)，進一步包括空氣預熱器，其配置成向干燥器提供所述增量空氣流。
3.如權(quán)利要求2所述的試劑干燥系統(tǒng)，其中，空氣預熱器是旋轉(zhuǎn)再生空氣預熱器。
4.如權(quán)利要求2所述的試劑干燥系統(tǒng)，其中，空氣預熱器是配置成加熱輸入空氣流以生成被加熱空氣流和被轉(zhuǎn)向空氣流并將被加熱空氣流提供到所述蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的所述燃燒室ο
5.如權(quán)利要求2所述的試劑干燥系統(tǒng)，其中，空氣預熱器進一步配置成從蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的燃燒室接受排出煙氣并從排出煙氣傳遞熱量到所述輸入空氣流以生成提供到所述燃燒室的被加熱空氣流。
6.如權(quán)利要求2所述的試劑干燥系統(tǒng)，其中，空氣預熱器配置成接受輸入空氣流和來自蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的排出煙氣并從排出煙氣傳遞熱量到輸入空氣流以生成提供到所述蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的所述燃燒室的被加熱空氣流和提供到干燥器的被轉(zhuǎn)向空氣流。
7.如權(quán)利要求5所述的試劑干燥系統(tǒng)，其中，所述干燥器包括具有熱交換器的再生熱捕獲和傳遞系統(tǒng)(RHCT)。
8.如權(quán)利要求1所述的試劑干燥系統(tǒng)，進一步包括干磨機，其用于接受批量的被干燥試劑并將其磨制成所需粒徑的被磨制試劑。
9.如權(quán)利要求6所述的試劑干燥系統(tǒng)，進一步包括混合槽，其用于將被磨制試劑與水混合以制備含水漿液；以及，濕式洗滌器，其用于向煙氣中噴射含水漿液來生成具有減少污染物的煙氣。
10.如權(quán)利要求3所述的試劑干燥系統(tǒng)，其中，增量空氣流包括泄漏氣體，其來自排氣管道被提供給干燥器，是增量空氣的部分。
11.如權(quán)利要求3所述的試劑干燥系統(tǒng)，其中，空氣預熱器適于提供過量空氣，該過量空氣是超出所述蒸汽發(fā)生系統(tǒng)能夠使用的量的額外空氣，該過量空氣是提供給干燥器的增量空氣流的至少一部分。
12.如權(quán)利要求10所述的試劑干燥系統(tǒng)，其中，空氣預熱器適于提供過量被加熱空氣， 該過量被加熱空氣是超出所述蒸汽發(fā)生系統(tǒng)能夠使用的量的額外空氣，該過量被加熱空氣和泄漏氣體是提供給干燥器的增量空氣流的至少一部分。
13.如權(quán)利要求6所述的試劑干燥系統(tǒng)，進一步包括干式洗滌器，其適于將被磨制試劑散布在排出煙氣中。
14.如權(quán)利要求6所述的試劑干燥系統(tǒng)，進一步包括用于從排出煙氣中去除顆粒物質(zhì)的顆粒去除系統(tǒng)。
15.一種處理排出煙氣的方法，該排出煙氣來自具有燃燒燃料并產(chǎn)生該排出煙氣的燃燒室的蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，該方法包括以下步驟使用空氣預熱器接受排出煙氣和輸入空氣流；從排出煙氣中傳遞熱到輸入空氣流以生成被加熱空氣流和被轉(zhuǎn)向空氣流； 將被加熱空氣流提供到所述燃燒室；將批量試劑和作為增量空氣流的被轉(zhuǎn)向空氣提供到干燥器以生成被干燥的批量試劑；將被干燥的批量試劑干磨以產(chǎn)生被磨制試劑； 將被磨制試劑提供到排出煙氣中以生成被處理煙氣。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，進一步包括以下步驟 通過顆粒去除系統(tǒng)去除排出煙氣中的粒子。
17.如權(quán)利要求2所述的試劑干燥系統(tǒng)，其中，空氣預熱器是二等分式空氣預熱器。
18.如權(quán)利要求2所述的試劑干燥系統(tǒng)，其中，空氣預熱器是三等分式空氣預熱器。
19.如權(quán)利要求2所述的試劑干燥系統(tǒng)，其中，空氣預熱器是四等分式空氣預熱器。
20.如權(quán)利要求10所述的試劑干燥系統(tǒng)，進一步包括系統(tǒng)，其用于在至少一個排氣管道中自動傳感泄漏氣體的壓力并基于所傳感到的壓力控制泄漏氣體的流量。
全文摘要
描述了一種試劑干燥系統(tǒng)，其用于具有產(chǎn)生排出煙氣(FG2)的燃燒室的蒸汽發(fā)生系統(tǒng)(25)中。預熱器(150)接受排出煙氣(FG1)并傳遞熱以生成被加熱輸入空氣流(A2)和被轉(zhuǎn)向空氣流(A2’)。被加熱輸入空氣流(A2)提供給燃燒室。被轉(zhuǎn)向空氣流(A2’)作為增量空氣流(IA)提供給干燥器(196)。干燥器(196)將批量試劑干燥用于干磨制成粉末。然后粉末用于處理排出煙氣以去除污染物。增量空氣流(IA)還可包括來自預熱器(150)的泄漏氣體(360)。
文檔編號F26B23/02GK102378890SQ201080015231
公開日2012年3月14日 申請日期2010年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月1日
發(fā)明者K·J·奧博伊爾 申請人:阿爾斯通技術(shù)有限公司