專利名稱：具有帶有石灰供給器的一體化二氧化硫洗滌器系統(tǒng)的循環(huán)流化床動力設備的制作方法
技術領域：
本申請大體涉及用于動力設備的一體化二氧化硫(“so2”)洗滌器，并且更具體而 言，涉及對使用循環(huán)流化床(“CFB”)鍋爐的動力設備中的一體化SA洗滌器添加石灰供給
背景技術：
最近，動力設備設計需要添加去硫系統(tǒng)來滿足對二氧化硫(“S02”)排放的日益嚴 格的法規(guī)。動力設備可包括在鍋爐下游的急驟干燥(flash dry)吸收器(“FDA”)洗滌器， 以減少“S02”排放。FDA洗滌器常常用在采用了循環(huán)流化床(“CFB”)鍋爐的動力設備中。典型的FDA洗滌器用作動力設備的顆粒收集系統(tǒng)的一部分；這里的顆粒與飛灰、 灰或塵埃(鍋爐中的燃燒副產(chǎn)物)是同義的。FDA洗滌器可包括各種顆粒收集機構，例如織 物過濾器、靜電除塵器等。織物過濾器也可稱為集塵室。在運行中，具有夾帶顆粒的煙道氣通過反應器柱進入FDA洗滌器。煙道氣穿過反 應器柱且進入FDA洗滌器顆粒收集機構的入口管道。然后煙道氣與顆粒收集機構相互作 用，在顆粒收集機構中，懸浮在煙道氣中的顆粒被去除。然后去除的顆粒穿過混合器-水合 器，并且被噴射到反應器柱中。被回收且被潤濕的顆粒則會在被再次引入顆粒收集機構之 前與未過濾的煙道氣反應。由鍋爐產(chǎn)生的顆粒中的殘余氧化鈣(“CaO”)用作吸附劑以捕獲S02。包含殘余 CaO的水合顆粒在反應器柱和顆粒收集機構中與煙道氣反應，以從中去除S02。單獨使用FDA洗滌器可能不足以去除足夠的來滿足當今嚴格的排放要求。典 型地，F(xiàn)DA洗滌器可由其它SO2減少系統(tǒng)補充，例如石灰石供給系統(tǒng)，其將石灰石引入動力設 備的鍋爐中。類似于上述顆粒的殘余CaO，石灰石用作吸附劑以捕獲S02。雖然已經(jīng)證明上述的這種二氧化硫減少系統(tǒng)是有效的，但是它們實施和運行起來 可能也是昂貴的。這種系統(tǒng)的成本包括用來補償由于將石灰石引入鍋爐中所引起的降低的 催化效率的燃料量的增加以及石灰石本身的成本。將石灰石引入到鍋爐還會導致以催化的 方式產(chǎn)生氮氧化物(“NOx”)。NOx排放也受到管制，而且可能需要其自己的昂貴的去除系 統(tǒng)。因此，需要一種用于降低成本、提高效率且減少與使用目前的二氧化硫減少系統(tǒng) 相關聯(lián)的SOx和NOx的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本文所示的各方面，提供了一種循環(huán)流化床動力設備，包括循環(huán)流化床鍋 爐，其產(chǎn)生煙道氣；急驟干燥吸收器洗滌器，其構造成以便接收來自循環(huán)流化床鍋爐的煙道 氣；以及石灰供給器，其構造成以便將石灰引入急驟干燥吸收器洗滌器中。在一個示例性 實施例中，循環(huán)流化床動力設備包括構造成以便將石灰石弓I入循環(huán)流化床鍋爐中的石灰石供給器。在一個示例性實施例中，急驟干燥吸收器包括反應器，其構造成以便使煙道氣穿 過其中；顆粒去除機構，其聯(lián)接到反應器上，并且構造成以便從煙道氣中去除顆粒；以及混 合器，其構造成以便接收來自顆粒去除機構的顆粒且使所述顆粒水合，而且還構造成以便 將水合顆粒引入反應器中。在一個示例性實施例中，石灰供給器構造成以便在引入水合顆 粒處的上游將石灰引入到急驟干燥吸收器中。在一個示例性實施例中，顆粒去除機構包括 織物過濾器。在一個示例性實施例中，顆粒去除機構包括靜電除塵器。在一個示例性實施 例中，循環(huán)流化床動力設備進一步包括設置在循環(huán)流化床鍋爐和反應器之間的急驟干燥吸 收器洗滌器入口管道。在一個示例性實施例中，石灰供給器構造成以便在急驟干燥吸收器 洗滌器入口管道的上游引入石灰。在一個示例性實施例中，循環(huán)流化床動力設備進一步包 括設置在反應器和顆粒去除機構之間的顆粒去除機構入口管道。在一個示例性實施例中， 反應器設置在急驟干燥吸收器洗滌器入口管道和顆粒去除機構入口管道之間。在一個示例 性實施例中，反應器是柱反應器。在一個示例性實施例中，石灰供給器包括日用料斗(day silo)，其構造成以便保持石灰；以及氣動供給器，其接收來自日用料斗的石灰，并且構造成 以便將石灰引入急驟干燥吸收器洗滌器中。根據(jù)本文所示的其它方面，(提供了)一種用于減少來自循環(huán)流化床動力設備的 二氧化硫排放的方法，該方法包括在循環(huán)流化床動力設備的后部通路(backpass)中提供 急驟干燥吸收器洗滌器；以及將一定量的石灰引入急驟干燥吸收器洗滌器中。在一個示例 性實施例中，該方法包括將一定量的石灰石引入動力設備的循環(huán)流化床鍋爐中。在一個示 例性實施例中，該方法包括調(diào)節(jié)引入循環(huán)流化床動力設備的后部通路中的石灰的量和引入 循環(huán)流化床動力設備的循環(huán)流化床鍋爐中的石灰石的量，以優(yōu)化石灰和石灰石兩者的總成 本。在一個示例性實施例中，將一定量的石灰引入急驟干燥吸收器中包括在急驟干燥吸收 器洗滌器的上游將一定量的石灰引入循環(huán)流化床動力設備的后部通路中。


現(xiàn)在參照附圖，附圖是示例性實施例，而且在附圖中，相似的元件是以相似的方式 標示的圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的動力設備的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的急驟干燥吸收器(“FDA”)洗滌器的示 意圖；以及圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的、調(diào)節(jié)石灰石和石灰的相對供給 速率以滿足限定的捕獲性能和最小成本點的曲線圖。
具體實施例方式提供了一種用于減少循環(huán)流化床(“CFB”)動力設備二氧化硫(“S02”)排放的系 統(tǒng)和方法。更具體而言，本公開涉及一種用于提高在使用CFB的動力設備中的急驟干燥吸 收器(“FDA”)洗滌器的性能的系統(tǒng)和方法。FDA洗滌器的提高的性能使得CFB動力設備 能夠產(chǎn)生與例如傳統(tǒng)動力設備相比至少基本相同量的SO2排放或更少(SO2排放)，同時對鍋 爐添加顯著更少的石灰石，且從而以降低的成本(產(chǎn)生與例如傳統(tǒng)動力設備相比至少基本 相同量的排放或更少排放)，這將在下面進行詳細的論述。但是，本發(fā)明不限于此，并且本發(fā)明可應用于其中減少的排放合乎需要的任何應用。圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的CFB動力設備的示意圖。為了簡明起見， 圖1僅描繪了 CFB動力設備的與描述本發(fā)明有關的那些特征，而且將理解的是，CFB動力設 備將包括現(xiàn)有技術中眾所周知的其它特征。圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的CFB動力設備的FDA洗滌器的示意圖。 為了簡明起見，圖2的示意圖僅描繪了 FDA洗滌器的與描述本發(fā)明有關的那些特征，而且將 理解的是，F(xiàn)DA洗滌器將包括現(xiàn)有技術中眾所周知的其它特征。現(xiàn)在參照圖1，CFB動力設備100包括CFB鍋爐110和石灰石供給器120。CFB鍋 爐110供有來自源(未顯示)的燃料，而且還供有來自石灰石供給器120的石灰石。石灰 石在燃料的燃燒期間在CFB鍋爐110中用作SO2吸附劑，從而減少從CFB鍋爐110排到動 力設備后部通路130中的煙道氣中的總S02。煙道氣可穿過各種后部通路130構件，例如旋風器、過熱器等(如對本領域普通技 術人員將顯而易見)。最終，煙道氣通過FDA洗滌器入口管道142進入FDA洗滌器140中。但是，不像使用FDA洗滌器的傳統(tǒng)動力設備那樣，對煙道氣噴射了來自石灰供給 器150的干燥熟石灰。在一個示例性實施例中，在煙道氣進入FDA洗滌器入口管道142之 前，對煙道氣噴射了干燥熟石灰。可以以低的供給速率噴射干燥熟石灰，將在下面對其實例 進行更加詳細的說明。因為低的供給速率的原因，可作為現(xiàn)成的商品來購買干燥熟石灰，從 而需要較少現(xiàn)場準備或者不需要現(xiàn)場準備。在圖1所示的示例性實施例中，石灰供給器150 可包括日用料斗152和氣動供給系統(tǒng)154。備選示例性實施例可使用其它構造，如對本領域 普通技術人員將顯而易見的那樣。石灰供給器150的相對簡單性允許其易于針對其中已經(jīng) 使用了 FDA洗滌器的現(xiàn)有動力設備而改型。一旦結合，煙道氣和噴射的干燥熟石灰就一起 穿過FDA洗滌器入口管道142?，F(xiàn)在參照圖2，F(xiàn)DA洗滌器140包括反應器144、顆粒去除機構146和混合器148。 反應器144接收來自FDA洗滌器入口管道142的煙道氣和干燥熟石灰。煙道氣在反應器144 中與干燥熟石灰反應，在反應器144中，干燥熟石灰用作吸附劑，以從煙道氣中去除S02。在 一個示例性實施例中，反應器144可為柱反應器144，但是可采用其它類型的反應器，如對 本領域普通技術人員將顯而易見的那樣。在煙道氣穿過顆粒去除機構入口管道146a以及進入顆粒去除機構146中時，煙道 氣繼續(xù)與干燥熟石灰吸附劑反應。顆粒去除機構146去除夾帶在煙道氣中的顆粒；對于本 文所論述的目的，顆?？蔀榛?、飛灰、灰塵或夾帶在煙道氣中的任何其它顆粒。然后去除的 顆粒160在顆粒去除機構146的底部中積聚，如由圖2中的帶點的區(qū)域所顯示的那樣。顆粒去除機構146的一個示例性實施例是織物過濾器。顆粒去除機構146的另一 個示例性實施例是靜電除塵器。可采用備選的顆粒去除系統(tǒng)，如對本領域普通技術人員將 顯而易見的那樣。然后去除的顆粒160在混合器148中部分地水合，并且通過混合器輸出端口 148a 噴射到反應器144中，以便被再循環(huán)。去除的顆粒160包括來自石灰供給器150的未反應的 干燥熟石灰和氧化鈣(“CaO”)，氧化鈣是來自石灰石供給器120的石灰石在CFB鍋爐110 中燃燒的副產(chǎn)物。未反應的干燥熟石灰和CaO兩者均用作吸附劑，以從煙道氣中去除S02。 這樣，可提高FDA洗滌器140中的8 去除效率。再次參照圖1，煙道氣最終穿過FDA洗滌器140，并且沿著后部通路130的另外的區(qū)段繼續(xù)(運動)，直到煙道氣從煙囪170中排出 為止。在一個備選的示例性實施例中，可在FDA洗滌器140中的任何地方將干燥熟石灰 添加到排氣中，例如，可在從FDA洗滌器入口管道142到顆粒去除機構146的任何地方添加 干燥熟石灰。這種備選的示例性實施例以類似于上述示例性實施例的方式來起作用，也就 是說，煙道氣與干燥熟石灰反應，干燥熟石灰用作吸附劑，以從煙道氣中去除S02。FDA洗滌器140的提高的去除效率容許CFB動力設備100 (包括石灰供給器 150)將顯著更少的石灰石引入到CFB鍋爐110中，同時保持與傳統(tǒng)動力設備相比至少基本 相同或更少的SO2排放。CFB鍋爐110中的燃燒效率可由于引入其中的石灰石的量的減少 而得到顯著提高；這是因為CFB鍋爐110內(nèi)的鍛燒負荷更低了。雖然干燥熟石灰的成本可為石灰石的成本的5至8倍，但是當與只有石灰石的情 況相比時，F(xiàn)DA洗滌器捕獲性能的整體改進可導致總吸附劑成本(例如石灰石和干燥熟石 灰兩者的成本)有凈降低。通過調(diào)節(jié)所使用的石灰石和石灰的相對量，可實現(xiàn)最佳的總吸 附劑成本。示出了成本最優(yōu)化概念的實例緊隨如下。實例以下表格和圖3中描繪的曲線圖顯示了使用FDA洗滌器的傳統(tǒng)動力設備和使用根 據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的FDA洗滌器和石灰供給器的CFB動力設備之間的經(jīng)濟性比 較。在下面的表1中列出了此實例的基準條件。表 權利要求
1.一種循環(huán)流化床動力設備，包括 產(chǎn)生煙道氣的循環(huán)流化床鍋爐；構造成以便接收來自所述循環(huán)流化床鍋爐的所述煙道氣的急驟干燥吸收器洗滌器；以及構造成以便將石灰引入所述急驟干燥吸收器洗滌器中的石灰供給器。
2.根據(jù)權利要求1所述的循環(huán)流化床動力設備，其特征在于，所述循環(huán)流化床動力設 備進一步包括構造成以便將石灰石引入到所述循環(huán)流化床鍋爐的石灰石供給器。
3.根據(jù)權利要求1所述的循環(huán)流化床動力設備，其特征在于，所述急驟干燥吸收器包括構造成以便使所述煙道氣從中穿過的反應器；聯(lián)接到所述反應器上并且構造成以便從所述煙道氣中去除顆粒的顆粒去除機構；以及 構造成以便接收來自所述顆粒去除機構的顆粒且使所述顆粒水合、并且還構造成以便 將水合顆粒引入到所述反應器中的混合器。
4.根據(jù)權利要求3所述的循環(huán)流化床動力設備，其特征在于，所述石灰供給器構造成 以便在引入所述水合顆粒處的上游將石灰引入到所述急驟干燥吸收器中。
5.根據(jù)權利要求3所述的循環(huán)流化床動力設備，其特征在于，所述顆粒去除機構包括 織物過濾器。
6.根據(jù)權利要求3所述的循環(huán)流化床動力設備，其特征在于，所述顆粒去除機構包括 靜電除塵器。
7.根據(jù)權利要求3所述的循環(huán)流化床動力設備，其特征在于，所述循環(huán)流化床動力設 備進一步包括設置在所述循環(huán)流化床鍋爐和所述反應器之間的急驟干燥吸收器洗滌器入口管道。
8.根據(jù)權利要求7所述的循環(huán)流化床動力設備，其特征在于，所述石灰供給器構造成 以便在所述急驟干燥吸收器洗滌器入口管道的上游引入石灰。
9.根據(jù)權利要求3所述的循環(huán)流化床動力設備，其特征在于，所述循環(huán)流化床動力設 備進一步包括設置在所述反應器和所述顆粒去除機構之間的顆粒去除機構入口管道。
10.根據(jù)權利要求9所述的循環(huán)流化床動力設備，其特征在于，所述反應器設置在所述 急驟干燥吸收器洗滌器入口管道和所述顆粒去除機構入口管道之間。
11.根據(jù)權利要求3所述的循環(huán)流化床動力設備，其特征在于，所述反應器是柱反應器。
12.根據(jù)權利要求1所述的循環(huán)流化床動力設備，其特征在于，所述石灰供給器包括 構造成以便保持所述石灰的日用料斗；以及接收來自所述日用料斗的石灰并且構造成以便將所述石灰引入所述急驟干燥吸收器 洗滌器中的氣動供給器。
13.一種用于減少來自循環(huán)流化床動力設備的二氧化硫排放的方法，所述方法包括 在循環(huán)流化床動力設備的后部通路中提供急驟干燥吸收器洗滌器；以及將一定量的石灰引入所述急驟干燥吸收器洗滌器中。
14.根據(jù)權利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法進一步包括將一定量的石灰石弓I入所述動力設備的循環(huán)流化床鍋爐中。
15.根據(jù)權利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法進一步包括調(diào)節(jié)引入所述循 環(huán)流化床動力設備的所述后部通路中的石灰的量和引入所述循環(huán)流化床動力設備的所述 循環(huán)流化床鍋爐中的石灰石的量，以優(yōu)化所述石灰和所述石灰石兩者的總成本。
16.根據(jù)權利要求13所述的方法，其特征在于，將一定量的石灰引入所述急驟干燥吸 收器中包括在所述急驟干燥吸收器洗滌器的上游將一定量的石灰引入所述循環(huán)流化床動 力設備的所述后部通路中。
全文摘要
一種循環(huán)流化床動力設備100包括循環(huán)流化床鍋爐110，其產(chǎn)生煙道氣；急驟干燥吸收器洗滌器140，其構造成以便接收來自循環(huán)流化床鍋爐110的煙道氣；以及石灰供給器150，其構造成以便將石灰引入到急驟干燥吸收器洗滌器140中。
文檔編號B01D53/50GK102131561SQ200980133858
公開日2011年7月20日 申請日期2009年8月20日 優(yōu)先權日2008年8月22日
發(fā)明者G·D·米爾克里斯特, L·H·小加頓 申請人:阿爾斯托姆科技有限公司