[發明專利]使用綜合污染控制的氧燃料燃燒

有效

• 申請號: 200680052837.4
• 申請日: 2006-12-27
• 公開（公告）號: CN101375099A
• 公開（公告）日: 2009-02-25
• 發明（設計）人: 布萊恩·R·帕特里克;湯姆·L·奧克斯;凱茜·A·薩默思;達尼洛爾·B·奧賴欣;保羅·特納
• 申請（專利權）人: 丘比特氧氣公司
• 主分類號: F23C5/00
• 分類號: F23C5/00;F23M3/02
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 孟銳

技術領域

本發明涉及綜合氧燃料燃燒及污染控制系統。更特定來說，本發明涉及具有綜合污染控制以有效地將來自燃燒源的排放物降低到接近零的氧燃料燃燒系統。?

背景技術

所屬技術領域中已知氧燃料燃燒系統。所述系統以接近化學計量的比例且以高火焰溫度使用大致上純氧與燃料進行燃燒以用于高效能量產生。氧燃料系統用于鍋爐以產生用于發電的蒸汽且用于工業環境中，例如在鋁再生中將鋁熔化以進行重鑄。還涵蓋氧燃料燃燒可用于廢物焚化以及其它工業及環境應用。氧燃料技術及此技術的使用揭示于頒發給格羅斯(Gross)的第6,436,337、6,596,220、6,797,228及6,818,176號美國專利中，所有所述專利與本申請案共同擁有且以引用的方式并入本文中。?

有利地，由于氧燃料燃燒使用氧而非空氣來作為氧來源，因此所產生的煙氣也隨之減少。此外，實施燃燒使得NOx燃燒產物接近零且幾乎完全歸因于燃料生成的氮。也就是說，由于將氧而非空氣用作氧來源，因此存在較小的質量流且且無氮參與NOx的形成。?

雖然氧燃料燃燒提供燃料高效及減少的排放物的能量產生，但在所述燃燒工藝期間仍產生相當大量的排放物。此外，由于氣體的體積較小(由于使用氧替代空氣)，因此其它污染物的濃度較高。舉例來說，SOx及微粒物質的質量將不改變，然而由于總體積減小因此所述濃度將上升。?

在所屬技術領域中已知污染控制或移除系統。這些系統可(舉例來說)使用煙氣與下游工藝裝備(例如，沉淀器及洗滌器)之間的緊密接觸來移除微粒物質、包含化合物的硫及包含化合物的汞。其它系統使用對污染物的一系列壓縮脫吸來移除污染物并從煙氣流中回收能量。所述系統揭示于頒發給奧克斯(Ochs)的第6,898,936號美國專利中，所述專利以引用的方式并入本文中。?

相應地，需要使用綜合污染移除來產生低煙氣體積的燃燒系統。期望所述系統利用已知燃燒及污染控制系統來結合污染物產生的減少及所產生的剩余污染物的捕獲來提供燃料高效的能量產生。?

發明內容

一種綜合氧燃料燃燒系統及污染物移除系統減小煙氣體積、去除NOx并捕獲可?冷凝氣體。所述系統包括具有爐的燃燒系統，所述爐具有至少一個燃燒器且經配置以充分防止空氣的引入。氧供應源以大于21％的預定純度供應氧且碳基燃料供應源供應碳基燃料。以氧與燃料彼此之間的受控制比例將二者饋送到所述爐內?？刂迫紵援a生超過3000°F的火焰溫度及包含CO₂及其它氣體且大致上無由含非燃料生成氮的燃燒所產生的氣態化合物的煙氣流。?

所述污染物移除系統包括至少一個直接換熱器，其用于使煙氣與冷卻液體緊密接觸(優選為水)，以產生載有污染物的液體流及經脫吸的煙氣流。所述系統包括用于接收并壓縮所述經脫吸的煙氣流的至少一個壓縮機。?

優選地，所述系統包括一系列換熱器及壓縮機以冷卻并壓縮所述煙氣。可將所述煙氣冷卻并壓縮為不可冷凝氣體及可冷凝氣體且可將所述經脫吸的煙氣流分離為不可冷凝氣體及可冷凝氣體。將所述可冷凝氣體(大部分為CO₂)冷凝為大致液體狀態且可將其分隔(sequestered)。所述CO₂部分可經再循環以將固態燃料(例如，煤)攜載到所述爐內。?

一種與污染物移除綜合的氧燃料燃燒方法包括：提供爐，其具有至少一個燃燒器且經配置以充分防止空氣的引入；提供氧供應源，其以大于21％的預定純度供應氧；及提供碳基燃料供應源，其用于供應碳基燃料。?

將氧或碳基燃料中的任一者或其兩者限定為小于所述化學計量比例的5％且控制燃燒以產生超過3000°F的火焰溫度及包含CO₂及其它氣體且大致上無由含非燃料生成氮的燃燒所產生的氣態化合物的煙氣流。?

提供包括與壓縮機成串聯布置的直接接觸式換熱器的污染物移除系統。使所述煙氣在所述換熱器中與冷卻液體(優選為水)緊密接觸以產生載有污染物的液體流及經脫吸的煙氣流。將所述經脫吸的煙氣流饋送到所述壓縮機內以壓縮所述經脫吸的煙氣流。?

在一種優選方法中，實施冷卻所述經脫吸的煙氣流及壓縮所述經冷卻經脫吸的煙氣流的步驟以及分隔所述經壓縮經冷卻經脫吸的煙氣流的步驟。?

本發明的目的在于提供一種氧燃料綜合污染物移除及燃燒系統。?

該氧燃料綜合污染物移除及燃燒系統包含：?