[发明专利]用于煤燃烧的气化器和旋风分离器

说明书

技术领域

本文所公开的主题涉及能量生成，并且具体而言，涉及燃气轮机中的直燃煤燃烧。

背景技术

整体式气化联合循环(IGCC)是一种将煤转变成气体合成气(合成气)的洁净煤技术。然后在煤气燃烧之前从煤气中去除杂质。这使得二氧化硫、颗粒物和汞的排放更低。与常规的粉煤相比还使得效率得以提高。现有的IGCC设施需要相当多的资本设备来执行气化以及对所形成的合成气进行净化，以防止将颗粒物质携带至燃气轮机。

基本问题在于IGCC设施的成本和复杂性使其难以与常规的燃煤锅炉竞争。联合循环设施中的直燃煤的性能将由于更高的联合循环(CC)效率而减少温室气体(GHG)排放。相关问题是，燃气轮机中的直燃煤导致热气体通路腐蚀或沉积以及性能下降的速度相当快。

固体煤燃料中的灰烬和不可燃物在常规IGCC设施中经由后期处理和分离设备得以解决，以及利用合成气进行热交换以将其温度降低到对分离设备而言可接受的级别。一种方法已在与燃气轮机分离的筒仓(silo)设备中用来执行分级燃烧和颗粒物分离。另一种方法已使用脱机(offboard)流化床燃烧器作为气化器，之后是机载(onboard)稀薄燃烧器。

发明内容

根据本发明的一方面，提供一种直燃式煤燃烧系统。此实施例的系统包括具有构造成用以接纳水煤浆的输入件的涡流室。涡流室致使水煤浆与来自压缩机的排出空气相混合，以使水煤浆气化并产生合成气。涡流室还具有构造成用以排出合成气的第二端。此实施例的系统还包括直接联接在涡流室的第二端上的旋风分离器。旋风分离器具有提取口，以及致使合成气中的颗粒物质积聚在旋风分离器的周边。旋风分离器还具有输出富集气流的输出端。该系统还包括联接在旋风分离器的输出端上的第二级燃烧输入件。

根据本发明的另一方面，提供一种整体式气化联合循环设施。此实施例的设施包括具有第二级燃烧输入件和涡流室的燃气轮机。此实施例的涡流室包括输入件，该输入件构造成用以接收水煤浆并致使水煤浆与来自压缩机的排出空气相混合，以使水煤浆气化并产生合成气。涡流室还具有构造成用以排出合成气的第二端。此实施例的设施还包括旋风分离器，该旋风分离器直接联接在涡流室的第二端上并具有提取口，并且致使合成气中的颗粒物质积聚在旋风分离器的周边。该旋风分离器还具有输出富集气体到第二级燃烧输入件的输出端。

根据以下结合附图的描述，这些及其它优点和特征将变得更加明显。

附图说明

视为本发明的主题在权利要求书中具体指出并清楚地主张权利。根据以下结合附图的详细描述，本发明的上述及其它特征和优点显而易见，在附图中：

图1示出根据本发明的一个实施例的系统的实例；

图2示出本发明的机载实施例的实例；以及

图3示出本发明的机载实施例中的富集级和稀薄级之间的连接的详图。

详细描述通过参照附图举例来说明本发明的实施例及优点和特征。

零件清单

100系统

102燃气轮机

104发电机

106压缩机

108燃烧室

110下游涡轮

112燃烧输入件

114涡流室

115输入燃料

116旋风分离器

117出口端

118气流

120提取口

122富集旋风气流

302上堆存区域

304基部堆存区域

306喉部区域

308提取歧管

310提取管

312进口喉部

314压缩机排出空气输入件

316上部

318空气输入件

320已燃气体

具体实施方式