[發(fā)明專利]用于減少排放物的設(shè)備和組裝方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110344850.X
• 申請日: 2011-10-28
• 公開（公告）號: CN102454456A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: S·V·R·埃馬尼;G·O·克雷默;張華;R·彭亞拉;J·H·比拉尼
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01N3/28
• 分類號: F01N3/28;F01N3/20;F01N5/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;楊炯

技術(shù)領(lǐng)域

本文中描述的實施例大體涉及排放物處理系統(tǒng)，并且更具體地涉及用于在燃燒系統(tǒng)的排氣路徑中減少NO₂形成的設(shè)備。

背景技術(shù)

在天然氣和液態(tài)燃料的燃燒期間，諸如但不受限于一氧化碳(CO)、未燃碳氫化合物(UHC)和氮氧化物(NO_x)排放物的污染物可形成和/或排放進入環(huán)境大氣中。大體上，CO和UHC可在處于較低溫度的燃燒工況期間和/或在當不能提供足夠的時間量以完成反應(yīng)的燃燒工況期間形成。相反，NO_x大體在處于較高溫度的燃燒工況期間形成。至少一些已知污染物排放源包括工業(yè)鍋爐和高爐、往復(fù)式發(fā)動機、燃氣渦輪發(fā)動機和/或蒸汽發(fā)生器。

現(xiàn)代大氣質(zhì)量規(guī)則越來越要求對于發(fā)電廠的降低的排放水平，同時還要求增加的燃料效率要求。為遵守嚴格的排放控制標準，期望通過抑制NO_x排放物的形成控制NO_x排放物。氮氧化物包括一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO₂)，一氧化氮和二氧化氮已知從排氣煙道(stack)產(chǎn)生可見的黃色羽煙而且被宣稱有助于“酸雨”的生成。然而，已知燃燒控制可僅提供有限的排放物控制并且可證明不充分滿足增加的標準和常常沖突的目標，使得期望燃燒后廢氣處理系統(tǒng)進一步的改進。

一種用于控制在煙道排放物中的NO_x的已知技術(shù)為選擇性催化還原(SCR)。在SCR系統(tǒng)中，由于提供用于確保碳氫化合物燃料的充分燃燒的高比例氧，因而來自發(fā)電廠的煙氣經(jīng)常具有凈氧化效果。因而，存在于煙氣中的NO_x可以以很大的困難還原成氮和水。SCR元件可用于混合無水氨與煙氣，并且氣體在釋放進大氣之前以適當?shù)臏囟纫龑?dǎo)通過適當?shù)倪€原催化劑。然而，在催化劑上的反應(yīng)速率取決于進口氣體溫度，因而NO_x破壞的速率是不夠的，除非煙氣加熱到適當?shù)臏囟取Ｏ鄳?yīng)地，在瞬變階段期間，諸如在起動操作期間，由于煙氣溫度過低，SCR元件通常不將NO_x降低到期望水平。

發(fā)明內(nèi)容

在一方面，提供方法用于提供與燃氣渦輪發(fā)動機一起利用的熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)。該方法包括提供HRSG，在HRSG內(nèi)聯(lián)接基于蒸汽的加熱元件，并且在基于蒸汽的加熱元件下游處聯(lián)接至少一個氮氧化物(NO_x)還原元件，其中基于蒸汽的加熱元件構(gòu)造成在燃氣渦輪發(fā)動機不具有用于期望的NO_x還原的足夠的排氣溫度的操作期間操作，以增加路由通過至少一個NO_x還原元件的廢氣的溫度，以使至少一個NO_x還原元件能夠在燃氣渦輪發(fā)動機操作期間便于NO_x還原反應(yīng)。

另一方面，提供熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)，其中，HRSG聯(lián)接到排出包括氮氧化物(NO_x)的廢氣流的燃氣渦輪發(fā)動機。HRSG包括用于加熱廢氣的基于蒸汽的加熱元件和至少一個NO_x還原元件，其在至少一個基于蒸汽的加熱元件下游處聯(lián)接并且構(gòu)造成便于減少引入至少一個NO_x還原元件的廢氣中的NO_x量。

另一方面，提供聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠，其包括燃氣渦輪發(fā)動機和與燃氣渦輪發(fā)動機流體連通地聯(lián)接的熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)。燃氣渦輪發(fā)動機構(gòu)造成在空氣中燃燒燃料以產(chǎn)生軸功率和包括氮氧化物(NO_x)的廢氣流。HRSG包括用于加熱廢氣的基于蒸汽的加熱元件和至少一個NO_x還原元件，其在基于蒸汽的加熱元件下游處聯(lián)接并且構(gòu)造成便于減少引入至少一個NO_x還原元件的廢氣中的NO_x量。

附圖說明

圖1是示范聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠的簡化原理圖；

圖2是可與圖1所示的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠一起利用的示范熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)的方框圖；

圖3是用于圖2中所示的HRSG的簡化框圖；

圖4是示范的基于蒸汽的加熱元件的透視圖，其可與圖2和圖3中所示的HRSG一起利用；并且

圖5為示出圖3所示的NO_x還原元件隨時間并且基于當廢氣進入NO_x還原元件時的廢氣溫度的效率的圖表。

部件列表

100????聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠

102????壓縮器

104????進氣口

106????燃氣渦輪發(fā)動機