帶有空氣預熱器保護的干式洗滌器系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開大體上涉及可用于處理氣體流的干式洗滌器或反應器，諸如從礦物燃料燃燒鍋爐、燃燒過程等排出的煙道氣流。更具體地，本公開涉及循環干式洗滌器(CDS)干煙道氣脫硫(DFGD)系統，其能夠使用濕吸附劑供給操作以處理煙道氣流，同時保護相關聯空氣預熱器免受腐蝕。
【背景技術】
[0002]在煙氣或氣體流的處理或處置中，干煙氣脫硫(DFGD)系統是已知的。在DFGD系統過程中，在與煙氣接觸之前，生石灰(CaO)首先轉換成熟石灰(Ca(0H)2)。熟石灰在循環干式洗滌器(⑶S)DFGD系統中作為干粉或濕粉接觸煙氣。此類⑶S DFGD系統的實例是ALSTOM NID?系統(ALSTOM Power Inc.，巴黎，法國)(NID)。
[0003]John Van Camp等人發明的美國專利號4，610，849公開了一種噴灑式干燥劑吸收器(SDA)DFGD系統，其使用包含用于與煙氣中的二氧化硫反應的堿性試劑的含水泥漿。該SDA DFGD系統使用適于將多種噴灑圖案引入到反應區中的一排間隔開的噴嘴。間隔開的噴嘴將包含堿性試劑的含水泥漿引入到反應區中，用于與煙氣接觸，用于堿性試劑和煙氣中的二氧化硫的反應。
[0004]Stefan Ahman等人發明的W097/37747公開了一種可用于以煙氣導管排放和分配吸收材料的用于CDS DFGD系統的裝置。因此，在用于包含氣態污染物的煙氣的垂直煙氣導管中，排放和分配裝置布置成將與氣態污染物反應的顆粒吸收材料排放和分配在煙氣中，以將氣態污染物轉化成可分離塵。
[0005]盡管能夠將顆粒和氣態污染物兩者從煙道氣流除去的方法和裝備存在，但是仍然需要改進的DFGD方法和裝備，它們還保護相關聯系統空氣預熱器免受污染物腐蝕同時保持效率和效力。

【發明內容】

[0006]本發明提供一種空氣質量控制系統(AQCS)，其包括能夠使用濕粉吸附劑諸如氧化鈣或氫氧化鈣操作的ALSTOM NID?系統(NID)干煙氣脫硫(DFGD)系統。本AQCS系統使用NID DF⑶系統以及纖維過濾模塊(FF)來處理煙氣用于從其除去二氧化硫，以及類似的顆粒和氣態污染物。氧化鈣或氫氧化鈣的濕粉的使用由于相比于使用水石灰漿操作的濕煙氣脫硫(WFGD)系統或噴灑式干燥劑吸附器(SDA)DFGD系統的、較低的投資需要和較低的相關聯操作成本而為合乎需要的。雖然本公開涉及使用NID系統以及FF的DFGD，但是本公開的教導同樣能夠應用于其它DFGD系統，諸如具有FF的SDA系統、具有靜電除塵器(ESP)的SDA系統、具有ESP的⑶S系統、具有FF的⑶S系統以及具有ESP的NID系統。然而，為了清楚和簡單，本公開涉及具有FF的NID DFGD系統的示例性實施例，其提供保護相關聯空氣預熱器免受腐蝕同時保持系統效率和效力。
[0007]本公開的AQCS包括氣體管道系統，來自鍋爐內的燃燒過程的煙氣在經由煙囪釋放至大氣之前，流過該氣體管道系統用于處理。通往NID DFGD系統的入口布置在氣體管道系統中。NID DFGD系統包括裝備有流體地連接于吸附劑源和水源的分配裝置的DFGD洗滌器或反應器。吸附劑源可呈用于吸附劑存儲和/或供應的罐、倉、混合器或其它合適的容器的形式。水源也可同上。FF流體地連接于DF⑶反應器，用于在煙氣通過煙囪釋放至大氣之前除去顆粒物質來產生清潔煙氣CG。如上所述，ESP可用于取代FF，用于在煙氣通過煙囪釋放至大氣之前除去顆粒物質來產生清潔煙氣CG。使用裝備有NID DFGD系統和FF模塊的本AQCS，載有顆粒和/或氣態污染物諸如例如S02、SO3, HC1、HF、飛灰顆粒和/或類似酸性污染物的臟煙氣通過入口進入AQCS用于處理/清潔。當煙氣穿過入口進入DFGD反應器時，來自吸附劑源的濕吸附劑橫跨煙氣流過的DFGD反應器的水平橫截面均勻地分散。濕吸附劑與煙氣酸性氣體，即，SO2, HCl、SOjP /或HF反應，并且反應的吸附劑被煙氣干燥以產生干顆粒副產物。干顆粒副產物接著在AQCS的FF模塊或類似顆粒除去裝置內被捕獲。收集在流體地連接的料斗中的捕獲的干顆粒副產物的一部分輸送至分配裝置用于在DFGD反應器內重新分配。清潔的煙氣CG從FF模塊通過流體地連接的氣體導管流到流體地連接的煙囪，用于將清潔煙氣CG釋放至大氣。
[0008]像多數傳統FF模塊一樣，本AQCS使用被分成多個集成構件的FF模塊。通過具有多個集成構件，操作者可隔離一個或更多個獨立的集成構件用于維護，同時保持剩余的集成構件處于操作。同樣地，一個或更多個獨立的集成構件可在低需求/低氣流/低污染物輸出的時段期間經歷“下調”，以便限制或避免過度的裝備磨損、過度的能量消耗以及過度的與其相關聯的操作成本。
[0009]對于總發電設備效率，空氣預熱器結合鍋爐使用，降低了空氣預熱器煙氣出口處的煙氣溫度。然而，在鍋爐燃燒硫含量相對高的燃料的情況下，空氣預熱器煙氣出口處的降低的煙氣溫度導致SO3冷凝。在空氣預熱器中的SO3的此類冷凝過早地腐蝕空氣預熱器，或者需要使用更昂貴的空氣預熱器傳熱元件筐諸如琺瑯筐，以保護空氣預熱器免受腐蝕。為了在不以顯著增加的費用使用更昂貴構件的情況下保護空氣預熱器免受腐蝕，本AQCS將干吸附劑和/或濕吸附劑噴射到關于通過AQCS的煙氣的流在上游的、空氣預熱器的煙道氣流中。就此而言，噴射的干吸附劑和/或濕吸附劑與空氣預熱器內冷凝的SO3反應，以從而在沒有顯著增加的費用的情況下保護空氣預熱器免受過早腐蝕。另外，在空氣預熱器的上游的煙氣中的SO3可冷凝在噴射在其中的干吸附劑和/或濕吸附劑上。在噴射的吸附劑上的此類303冷凝也保護空氣熱預熱器免受腐蝕。在下面更詳細描述的本AQCS在帶有FF模塊的NID DFGD反應器中使用濕吸附劑來處理煙氣，以降低空氣預熱器煙氣出口的煙氣溫度用于系統效率，并防止空氣預熱器過早腐蝕同時減少資金成本，從而提供可靠性和提高關于燃料選定的操作靈活性。
[0010]總之，本公開提供一種用于處理燃燒過程中產生的煙氣以產生清潔煙氣CG的AQCS，其包括裝備有空氣預熱器的燃燒鍋爐，該燃燒鍋爐布置用于使煙氣從鍋爐流過導管并流入空氣預熱器。系統同樣包括用于使煙氣從空氣預熱器煙氣出口流到裝備有分配裝置的NID DFGD反應器的管道系統。從空氣預熱器煙氣出口流動的煙氣具有降低的溫度，用于提高的鍋爐效率。吸附劑源能夠操作成將吸附劑供應至NID DFGD反應器的分配裝置。水源能夠操作成將水供應至分配裝置，用于與其中的吸附劑混合，以產生用于分配在NID DFGD反應器內的濕吸附劑。在煙氣與反應器中的濕吸附劑的接觸之后，顆粒除去裝置能夠操作成從煙氣除去反應的干吸附劑，以產生與反應的干吸附劑分離的清潔煙氣CG。產生的清潔煙氣CG接著經由煙囪釋放至環境。來自顆粒除去裝置的反應的干吸附劑的一部分供應至分配裝置和/或空氣預熱器上游的煙氣導管。替換地，或除此之外，來自分配裝置的濕吸附劑的一部分供應至空氣預熱器上游的煙氣導管。任選地，來自水源的水可添加至供應至空氣預熱器上游的煙氣導管的干吸附劑和/或濕吸附劑，用于潤濕吸附劑。
[0011]本AQCS是使用氧化媽、氫氧化媽或它們的組合作為優選吸附劑的NID系統、CDS系統或SDA系統。在使吸附劑在分配裝置中與水混合之后，所產生的濕吸附劑具有大約百分之一到大約百分之六的含水量，或大約百分之三。有利地，在鍋爐和空氣預熱器之間的煙氣導管中的干吸附劑和/或濕吸附劑的噴射通過吸附劑與通過煙氣導管流到空氣預熱器的煙氣中的SO3和類似酸性氣體的反應來防止空氣預熱器的過早腐蝕。在干吸附劑和/或濕吸附劑與煙氣的接觸之后，顆粒收集裝置諸如纖維過濾模塊或靜電除塵器用于從清潔煙氣分離并收集所產生的干吸附劑。
[0012]一種處理燃燒過程煙氣以產生清潔煙氣CG并減少系統腐蝕的方法包括布置裝備有空氣預熱器的燃燒鍋爐，用于使煙氣從鍋爐流過導管并流入空氣預熱器，以及布置用于使煙氣從空氣預熱器流到裝備有分配裝置的NID DFGD反應器的管道系統。本方法還包括提供吸附劑源，其能夠操作成將吸附劑供應至NID DFGD反應器的分配裝置，以及提供水源，其能夠操作成將水供應至分配裝置，用于與其中的吸附劑混合，以產生用于分配在NID DFGD反應器內用于煙氣接觸的濕吸附劑。顆粒除去裝置能夠操作成在煙氣與NID DFGD反應器中的濕吸附