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用于處理燃氣渦輪發(fā)動機的排氣流的排氣處理方法和系統(tǒng)與流程

文檔序號:12170629閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種用于處理燃氣渦輪發(fā)動機的排氣流的排氣處理系統(tǒng),所述排氣處理系統(tǒng)包括:

排氣管道,所述排氣管道用于引導(dǎo)所述排氣流;

第一催化劑,所述第一催化劑定位在所述排氣管道內(nèi),用于接收流過所述排氣管道的排氣流;以及

噴射系統(tǒng),所述噴射系統(tǒng)用于將冷卻空氣和還原劑噴射到所述排氣流內(nèi),所述噴射系統(tǒng)包括:

還原劑供給進料,所述還原劑供給進料用于供給還原劑;

冷卻空氣供給進料,所述冷卻空氣供給進料用于供給冷卻空氣;

接頭,所述接頭被構(gòu)造成使所述還原劑供給進料和所述冷卻空氣供給進料在所述接頭處組合以形成此后的組合供給進料;以及

噴射器,所述噴射器布置在排氣管道內(nèi),并且連接至所述組合供給進料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣處理系統(tǒng),其特征在于,所述還原劑供給進料在還原劑供給源與所述接頭之間延伸;

其中,所述冷卻空氣供給進料在冷卻空氣供給源與所述接頭之間延伸;

其中,所述組合供給進料構(gòu)造成將所述還原劑與所述冷卻空氣的混合流從所述接頭導(dǎo)向所述噴射器;

其中,所述第一催化劑包括在所述噴射器的下游的位置處定位在所述排氣管道中的SCR催化劑;以及

其中,所述還原劑包括氨;

所述接頭包括位于所述排氣管道的外部的位置;以及

其中,處理所述排氣流包括還原氮氧化物。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣處理系統(tǒng),其特征在于,所述排氣管道在所述燃氣渦輪系統(tǒng)的下游端與煙囪之間延伸,所述排氣流通過所述煙囪排放至大氣;

其中,所述排氣管道包括與下游區(qū)段軸向地層疊的過渡區(qū)段,所述過渡區(qū)段構(gòu)造成使得所述排氣管道的橫截面流動面積沿所述下游方向擴張,所述下游區(qū)段構(gòu)造成在所述過渡區(qū)段與所述煙囪之間延伸并且具有基本恒定的橫截面流動面積;

其中,所述噴射器布置在所述排氣管道的所述過渡區(qū)段中或者布置在所述排氣管道的所述下游區(qū)段中,所述第一催化劑布置在所述排氣管道的所述下游區(qū)段中;以及

其中,所述第一催化劑包括定位在所述噴射器的下游的SCR催化劑。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的排氣處理系統(tǒng),其特征在于,所述噴射器包括多個出口,所述出口中的每一個均定位在所述排氣管道內(nèi),用于在所述排氣管道中噴射所述還原劑與所述冷卻空氣的所述混合流;以及

其中,所示噴射器的所述出口相對于所述排氣管道內(nèi)的所述排氣流的預(yù)期流動定位,以便在所述排氣流到達所述第一催化劑時提供所述排氣流內(nèi)的基本均勻的溫度和還原劑分布;

其中,所示燃氣渦輪發(fā)動機包括用于產(chǎn)生電力的燃氣渦輪發(fā)電廠。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的排氣處理系統(tǒng),其特征在于,所述還原劑供給進料包括位于所述接頭處的噴嘴,所述噴嘴配置成用于將所述還原劑的細顆粒噴射到所述冷卻空氣內(nèi);以及

其中,所噴射的還原劑的細顆粒具有小于20μm的平均液滴尺寸。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的排氣處理系統(tǒng),其特征在于,所述還原劑包括氨水;

其中,所述還原劑供給進料包括加壓器和霧化噴嘴,所述霧化噴嘴包括位于所述還原劑供給進料的下游端處的位置;以及

其中,所述噴射器定位在所述第一催化劑的上游的足夠距離處,以在所述排氣流到達所述第一催化劑之前提供溫度和還原劑的基本均勻分布。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的排氣處理系統(tǒng),其特征在于,所述加壓器包括高壓泵,所述高壓泵構(gòu)造成以對應(yīng)于所述霧化噴嘴的所需功能的預(yù)定升高壓力水平輸送所述還原劑;以及

其中,霧化噴嘴包括在所述冷卻空氣供給進料的橫截面上間隔開的多個出口,其中所述組合供給進料包括限定在所述接頭與所述噴射器之間的長度;

其中,所述組合供給進料配置成使得所述長度對應(yīng)于所噴射的霧化還原劑中的基本全部在到達所述噴射器之前蒸發(fā)的長度;以及其中,所述霧化噴嘴包括星形噴嘴。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的排氣處理系統(tǒng),其特征在于,所述加壓器包括高壓泵,所述高壓泵構(gòu)造成以對應(yīng)于所述霧化噴嘴的所需功能的預(yù)定升高壓力水平輸送所述還原劑;以及

其中,霧化噴嘴包括在所述冷卻空氣供給進料的橫截面上間隔開的多個出口;

所述組合供給進料包括限定在所述接頭與所述噴射器之間的長度;以及

其中,所述組合供給進料配置成使得所述長度對應(yīng)于所噴射的霧化還原劑中的基本全部在到達所述噴射器之前蒸發(fā)的長度;以及

其中,所述霧化噴嘴包括微分層噴嘴。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的排氣處理系統(tǒng),其特征在于,還包括第二催化劑,所述第二催化劑定位在所述排氣管道內(nèi),用于接收流過所述排氣管道的排氣流;以及

其中,所述第二催化劑包括以下中的至少一者:定位在所述噴射器的下游的水解催化劑、定位在所述噴射器的下游的氧化催化劑以及定位在所述噴射器的上游的預(yù)氧化催化劑,所述還原劑供給進料包括蒸發(fā)器-混合器部件,用于以預(yù)定溫度或預(yù)定壓力將所述還原劑輸送至所述接頭,所述還原劑包括氨水,所述蒸發(fā)器-混合器部件包括用于使所述氨水蒸發(fā)而以氣態(tài)噴射到所述冷卻空氣內(nèi)的結(jié)構(gòu)。

10.一種用于處理燃氣渦輪發(fā)動機的排氣流的排氣處理方法,所述方法包括:

通過排氣管道引導(dǎo)所述排氣流;

利用布置在所述排氣管道內(nèi)的SCR催化劑接收所述排氣流;

通過冷卻空氣供給進料引導(dǎo)冷卻空氣;

通過還原劑供給進料引導(dǎo)還原劑;

加壓所述還原劑供給進料中的所述還原劑以及通過定位在接頭處的霧化噴嘴引導(dǎo)所加壓的還原劑;

在所述接頭處組合來自所述冷卻空氣供給進料的冷卻空氣和來自還原劑供給進料的還原劑,并且通過組合供給進料將組合的流引導(dǎo)至定位在所述排氣管道內(nèi)的噴射器;以及

經(jīng)由所述噴射器將所述組合供給進料的所述冷卻空氣和所述還原劑噴射到所述排氣管道內(nèi);

其中,所述冷卻空氣包括在所述燃燒排氣流由所述SCR催化劑接收之前足以使所述燃燒排氣流的溫度降低至少20%的供給;

其中,所述接頭定位在所述排氣管道的外部;

其中,所述還原劑包括氨水。

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