[發(fā)明專利]使用集成的有機(jī)朗肯循環(huán)的動(dòng)力設(shè)備排放控制

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010293488.3
• 申請(qǐng)日: 2010-09-16
• 公開（公告）號(hào): CN102022746A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·W·泰勒;J·E·羅伯茨;C·M·布思
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: BHA控股公司
• 主分類號(hào): F23J15/02
• 分類號(hào): F23J15/02;F01K27/02;F01K11/02
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴(yán)志軍;譚祐祥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體涉及用于減少燃燒過程的煙道氣中的污染物的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

世界上大多數(shù)公用鍋爐都燃燒煤或油來獲得它們的熱源。煤或油的燃燒產(chǎn)生氣態(tài)的燃燒產(chǎn)物。這些氣體的主要成分是氮氧化物和二氧化碳。還包含在煙道氣流中的是各種污染物，其數(shù)量主要取決于包含在所燃燒的燃料中的成分。這些公用鍋爐中的許多都用作用以提供電的動(dòng)力設(shè)備。

現(xiàn)行條例限制氮氧化物、硫氧化物和可由公用鍋爐排放的顆粒物質(zhì)的數(shù)量。另外，一些地區(qū)限制造成霾等的污染物。限制汞排放的條例在各州已經(jīng)就緒，而在聯(lián)邦政府級(jí)上待決。與酸性氣體和有害的空氣污染物(例如氣態(tài)形式的重金屬)有關(guān)的另外的條例是待決的。

傳統(tǒng)上可使用靜電濾塵器或者在一些情況下使用織物過濾器來去除顆粒物質(zhì)。關(guān)于氣態(tài)污染物，傳統(tǒng)的去除方法是通過使噴射到洗滌器(例如濕式洗滌器)中的水蒸發(fā)來冷卻燃燒產(chǎn)物?？蓪絼┑乃畱腋∫簢娚涞綗釟庵?。在使用此方法的情況下，氣體通過水的蒸發(fā)從空氣加熱器出口處的溫度冷卻到氣體的飽和溫度。在飽和溫度處，許多污染物(其為氣體)冷凝成飽和液滴。在洗滌過程中的這一點(diǎn)處，許多污染物作為在洗滌器塔中循環(huán)的水的一部分或者作為亞硫酸鹽或硫酸鹽微粒從煙道氣流中被去除。但是，洗滌器可能在從燃燒產(chǎn)物中去除酸性氣體時(shí)并不有效。

通過蒸發(fā)冷卻煙道氣流需要大量經(jīng)清潔的清水。熱煙道氣中的熱能在蒸發(fā)過程期間被浪費(fèi)到大氣中。另外，局部高濕度水平可產(chǎn)生成霧和其它獨(dú)立的氣候現(xiàn)象。因此，蒸發(fā)冷卻方法浪費(fèi)能量和水。

發(fā)明內(nèi)容

以下提供了本發(fā)明的簡(jiǎn)明概述，以便提供對(duì)本發(fā)明的一些方面的基本理解。此概述不是本發(fā)明的寬泛綜述。不意在確認(rèn)本發(fā)明的關(guān)鍵的或重要的要素，也不描繪本發(fā)明的范圍。其唯一的目的在于作為后面介紹的更加詳細(xì)的描述的序言以簡(jiǎn)明的形式介紹本發(fā)明的一些概念。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種降低具有第一溫度的燃燒煙道氣中的污染物的濃度的方法。該方法包括提供有機(jī)朗肯循環(huán)設(shè)備的步驟，該有機(jī)朗肯循環(huán)設(shè)備使用工作流體，并且包括布置成與煙道氣熱連通的至少一個(gè)熱交換器。該方法進(jìn)一步包括以下步驟：通過使用源自煙道氣的熱能使熱交換器內(nèi)的工作流體氣化來將煙道氣的溫度降低到低于第一溫度的第二溫度。該方法進(jìn)一步包括以下步驟：通過設(shè)置在熱交換器的下游的至少一個(gè)過濾器過濾煙道氣，以從煙道氣中去除污染物。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種降低具有第一溫度的燃燒煙道氣中的污染物的濃度的方法。該方法包括提供有機(jī)朗肯循環(huán)設(shè)備的步驟，該有機(jī)朗肯循環(huán)設(shè)備使用工作流體，并且包括布置成閉環(huán)流體連通的至少一個(gè)熱交換器、渦輪、冷凝器和泵。該至少一個(gè)熱交換器布置成與煙道氣熱連通。該方法進(jìn)一步包括以下步驟：通過使用源自煙道氣的熱能使熱交換器內(nèi)的工作流體氣化來將煙道氣的溫度降低到低于第一溫度的第二溫度。該方法進(jìn)一步包括以下步驟：通過設(shè)置在熱交換器的下游的至少一個(gè)過濾器過濾煙道氣，以從煙道氣中去除污染物。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種降低具有第一溫度的燃燒煙道氣中的污染物的濃度的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括有機(jī)朗肯循環(huán)設(shè)備，該有機(jī)朗肯循環(huán)設(shè)備使用工作流體，并且包括布置成閉環(huán)流體連通的至少一個(gè)熱交換器、渦輪、冷凝器和泵。該至少一個(gè)熱交換器布置成與煙道氣熱連通。通過使用源自煙道氣的熱能使熱交換器內(nèi)的工作流體氣化，來通過該至少一個(gè)熱交換器將煙道氣的溫度降低到低于第一溫度的第二溫度。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括布置成與煙道氣熱連通的第二熱交換器，第二熱交換器設(shè)置在有機(jī)朗肯循環(huán)設(shè)備的該至少一個(gè)熱交換器的下游。通過煙道氣與第二熱交換器的熱連通來通過第二熱交換器將煙道氣的溫度降低到低于第二溫度的第三溫度。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括至少一個(gè)洗滌器，該至少一個(gè)洗滌器設(shè)置在熱交換器中的至少一個(gè)的下游，并且構(gòu)造成以便通過過濾穿過其中的煙道氣來從煙道氣中去除污染物。

附圖說明

在參照附圖閱讀以下描述之后，本發(fā)明的前述和其它特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì)本發(fā)明所涉及的領(lǐng)域的技術(shù)人員將變得顯而易見，在圖中：

圖1示出了用于減少燃燒過程的煙道氣中的污染物的示例性系統(tǒng)；

圖2示出了用于減少燃燒過程的煙道氣中的污染物的另一個(gè)示例性系統(tǒng)；

圖3示出了用于減少燃燒過程的煙道氣中的污染物的另一個(gè)示例性系統(tǒng)；以及

圖4示出了用于減少燃燒過程的煙道氣中的污染物的又一個(gè)示例性系統(tǒng)。

部件列表

10系統(tǒng)(7)

12ORC設(shè)備(11)

14煙道氣(29)

16熱交換器(15)

18膨脹渦輪(7)

20冷凝器(3)