[发明专利]具有多个燃烧室的蒸汽产生系统及干燥废气净化

说明书

技术领域

本发明涉及一种方法及系统，其用于来自具有集成干燥废气净化单元的蒸汽产生系统的改善排放。更具体而言，本发明提供一种用于蒸汽产生的方法及系统，其采用具有先进温度控制系统的多燃烧氧化锅炉室用以帮助减少NO_x排放。

背景技术

通过含氮和硫的燃料的燃烧而产生的蒸汽导致污染排放物(例如氧化氮(NO_x)及氧化硫(SO_x))排放到大气中。已知NO_x及SO_x排放到大气中会对环境造成负面影响。举例来说，NO_x及SO_x是导致酸雨及臭氧耗竭的原因，酸雨及臭氧耗竭通过降低空气质量并杀死植物而对环境产生影响。要是长期暴露于这些污染物，也可能会对人类健康产生严重的影响。

由于以上所提到的负面影响，世界各地的政府都对污染排放物进行监测及控制，且基于燃烧设备的尺寸及类型而对大气排放物的最高水平施加了限制。若干工艺可有效用于对NO_x及SO_x进行处置而将其从废气移除。这些工艺包括用于移除尘上及炉灰的沉降器、用于移除NO_x的催化或非催化反应器以及用于移除SO_x的干式或湿式涤气器。为了移除污染物而进行的若干技术的此种联合在资金及操作成本方面通常极其昂贵，因为这些技术中的大多数会由于废气净化而产生副产物。降低污染物移除成本的一个方法是将废气净化集成到锅炉内且减少由废气处理单元所产生的副产物的量。

气候变化是引起更多关注的另一个问题，特别集中在温室气体排放上，因为它们被认为是罪魁祸首。一般来说，化石燃料(例如石油、煤或天然气)的燃烧产生二氧化碳(CO₂)，从而增加了温室气体效应。正在开发若干技术以减少CO₂排放。在这些技术中，CCS(CO₂捕获及封存)被预言将是减少CO₂排放到大气中的一种最有效的解决方案。氧燃烧技术是CO₂捕获技术的一部分且被认为是捕获CO₂以用于封存或石油增进回收(EOR)的一种最经济的方法。

氧燃烧技术使用氧气(通常为由75％以上的氧气组成的流)替代空气来燃烧燃料并产生高浓度的CO₂流，其相比于常规的胺净化技术而言更易于捕获。通过从空气中移除氮气且随后产生比常规空气燃烧废气低四分之三到五分之四的废气流率可获得此技术。在氧燃烧中，由于废气流率极其缓慢，所以SO_x的浓度很高，从而由于较高的SO_x梯度而允许改善的移除。此可简化废气脱硫单元且极大地降低其成本。此外，将氮气从空气移除抑制了由空气燃烧系统中的氮气氧化所形成的热NO_x。

将氮气从空气移除还将增加燃烧室中废气的温度，这极大地影响热传递。举例来说，在常规空气锅炉中(其中在燃烧室中所释放的约35％的能量用于使在壁中循环的水蒸发)，废气温度约为1300℃，而在氧化锅炉中具有相同能量提取的废气温度约为3650℃。明显地，此温度与用于设计锅炉的常规材料并不兼容。为了避免此高温，通常建议将排出锅炉的部分废气再循环到燃烧室以便将废气温度降低到可接受的温度。此解决方案为有用的，但其具有的主要的缺点是由于被再循环的废气仅用作温度缓和剂从而降低了氧化锅炉的热效率。

需要一种改善的工艺，其用于在最小化设备尺寸且减少SO_x及NO_x的排放的同时从含硫燃料与氧气的燃烧产生蒸汽。再生用于移除硫产物的吸附剂以便将所述吸附剂再循环到系统内将为有利的。

发明内容

本发明针对满足这些需求中的至少一者的方法及系统。本发明包括用于在减少排放物的同时产生蒸汽的方法及系统。