[發明專利]將加工的燃料與煤共氣化和共燃的方法

在審

• 申請號: 201710286201.6
• 申請日: 2012-04-23
• 公開（公告）號: CN107191935A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: J·W·波利格;D·R·白
• 申請（專利權）人: 諧和能源有限責任公司
• 主分類號: F23G5/00
• 分類號: F23G5/00;F23G5/44
• 代理公司: 北京坤瑞律師事務所11494
• 代理人: 陳桉

本申請是中國申請號為201280030501.3、發明名稱為“將加工的燃料與煤共氣化和共燃的方法”且申請日為2012年4月23日的專利申請(PCT申請號為PCT/US2012/034691)的分案申請。

相關申請的交叉引用

本申請要求2011年4月22日提交的美國臨時申請61/478,089的優先權，其全部內容通過參考并入本申請。

技術領域

本發明總地涉及在商業、工業、和生活鍋爐中共燃(cofiring)源自生物質或廢料的燃料與化石燃料。

背景技術

最近在2009年，化石燃料的燃燒提供了美國幾乎70％的電力，在其中煤提供了幾乎一半的總能量產生量。即使在產油的地理政治區域中存在不可預見的不確定性以及通常會有動蕩，但是可以預計美國儲量豐富的煤將繼續成為用于美國和其它富煤地區的電力生產的主要燃料。不幸地，大多數美國的燒煤發電廠超過40-50年之久，沒有裝配有現代化和先進的排放控制技術，例如用于除去SOx的煙道氣脫硫(FGD)和用于NOx還原的選擇催化還原(SCR)。由此，伴隨煤燃燒帶來的空氣污染物例如SOx、NOx、CO₂、和顆粒物排放量是顯著的，越來越引起公共健康和環境問題。因此，現今聯邦和各州的關于空氣污染物排放的規章已經變得越來越嚴格。例如，最近定案的跨州空氣污染條例(Cross State Air Pollution Rule)(CSAPR)要求28個州和哥倫比亞地區減少發電廠排放量。該條例將要求二氧化硫(SO₂)和氮氧化物(NOx)排放量顯著降低。其要求截止到2014年，可適用的發電廠必須將它們的SO₂和NOx排放量降低至各廠分配的水平。平均起來，所有受影響的廠將使它們的SO₂排放量減少2005年水平的73％，使NOx排放量減少2005年水平的54％。

由于越來越嚴格的規章，可預期，認為是用于SOx和NOx排放量控制的最有效技術的煙道氣脫硫(FGD)和選擇催化還原(SCR)技術將在未來幾年內安裝完成。預期這些后燃排放控制技術將會耗資數億美元來安裝并每年耗資數百萬美元來操作和維護。作為一些電力生產公司，特別是具有中或低生產量(例如<100-200MW)的那些，已經面臨了來自低利潤率的顯著壓力，設想這些公司可以簡單地針對經濟和環境考量就會選擇去引退或減免它們的廠是不合理的。

盡管FGD和SCR的安裝可以幫助這些公司來滿足它們對于SO₂和NOx排放量的職責，但是它們必須去處理一些其它的不期望結果，包括增加的寄生功率消耗(parasitic power consumption)，水利用，和廢物產生。此外，對于使用高硫煤的發電廠，這些技術具有無意的副作用，即，使得SO₃有關的腐蝕和“藍翎(blue plume)”問題更為普遍。

作為較便宜的可替代方案之一，電力公司生產者越來越多地選擇將煤和生物質燃料共混物共燃。歐洲和美國的最近研究(參見M.Sami，K，Annamalai and M.Wooldridge，“Cofiring of coal and biomass fuel bleeds,”Process in Energy and Combustion Science，27，pp.171-214，2001，通過參考并入本申請)已經確定，將生物質與化石燃料燃燒對環境和發電的經濟效益兩者都具有積極的影響。在大多數共燃試驗中SO₂和NOx的排放量減少了(取決于使用的生物質燃料)，而CO₂凈產量也本身較低，因為認為生物質是CO₂-中性的。對共燃的關注在80年代興起于美國和歐洲，特別是關于在最初僅針對燃燒煤設計的煤發電所中使用固體廢渣(紙，塑料，溶劑，焦油等)或生物質，以便于增加源自那些新機會燃料的效益裕度(benefit margin)例如溫室氣體(GHG)排放量的減少。