一个置于空气加热器和燃烧装置如锅炉的风箱之间的空气输送管内的热交换器。来自一个位于单独的输送管内的稀释空气风扇,稀释空气被吹入热交换器。来自空气加热器的空气中的热量通过热交换器传送到稀释空气,在氨被引入具有选择催化还原(SCR)腔室的废气排放管之前,将热稀释空气送去蒸发氨。在热交换器周围具有一旁路阀,用于混合加热和未加热的空气,来控制稀释空气的温度。
1.一种用于将氮氧化物从燃烧气体中去除的矿物燃料燃烧系统,所述系统包括:锅炉(40);与锅炉连通以接纳来自其中的装载气体的燃烧产物的废气排放管(50);位于废气排放管内的选择催化还原腔室(54);空气加热器(24);用于将被加热的燃烧空气从空气加热器提供到锅炉的空气输送管(20);位于锅炉和空气加热器(24)之间的热交换器(26);氨气罐(60);用于输送将要被热交换器加热的稀释空气的第一输送管(30);用于容纳被加热的稀释空气并将其输送到氨气罐以蒸发氨气的第二输送管(38);位于选择催化还原腔室上游的废气排放管内的氨喷射网格(52);以及用于将被蒸发的氨气输送到喷射网格并藉此将被蒸发的氨气喷射入燃烧气体以与催化还原腔室内的催化剂反应以将氮氧化物分解成氮分子和水蒸汽的第三输送管。
2.如权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括稀释空气旁路输送管,以使被输送到氨气罐的稀释空气可以环绕热交换器,以便混合输送到氨气罐的稀释空气。
3.如权利要求2所述的系统,其特征在于,还包括位于空气旁路输送管内的阀,通过调节环绕热交换器以用于与被加热的稀释空气混合的稀释空气的数量,控制被输送到氨气罐的稀释空气的温度。
4.如权利要求1所述的系统,其特征在于,锅炉(40)包括风箱(42)。
5.如权利要求1所述的系统,其特征在于,蒸发氨气和燃烧气体提供热量给空气加热器(24)。技术领域
本发明主要涉及矿物燃料的燃烧和排放领域,尤其涉及一种用于还原NOx的装置及方法,其中,热交换器被安装在位于空气加热器和燃烧装置的风箱之间的空气输送管内,用于从空气到稀释空气的热量传递,其中稀释空气能够用于蒸发氨。
背景技术
在矿物燃料燃烧领域,尤其随着现代发电厂的运行,NOx的还原已经得到长时间的关注。氮氧化物是烃类燃料,例如粉煤、天然气或油类燃烧的副产物。一种降低NOx排放的典型的后燃烧工艺是选择催化还原(SCR)。SCR系统使用一种催化剂和一种例如氨气的反应物,用来将NOx分解成氮分子和水蒸汽。输送管被用于单独或混合地输送空气和烟道气。烃类燃料的燃烧在锅炉中进行,产生的热烟道气直接通过出口进入烟道气或气体导管。通过一个呈氨喷射网格(AIG)形状并且雾化氨的喷管,将作为反应物的氨引入到同一个烟道气或空气导管。氨与热烟道气混合。氨/烟道气混合物然后进入SCR腔室,在腔室里氨/烟道气混合物和催化原料之间发生催化还原反应。离开SCR后,氨/烟道气混合物进入到空气预热器中,随后进入烟道气净化系统,例如洗涤器,然后通过烟囱排到大气中。在到达SCR前的某个时刻,氨被蒸发。多种系统用来提供氨蒸发必需的热量。许多这些系统都是基于加热稀释空气,然后在氨通过AIG之前使用这些热量蒸发氨的基础上。通常,这些系统涵盖了从直接燃烧天然气加热到使用蒸汽盘管或电加热器加热的范围。美国专利No.5296206记载了热交换器用于加热稀释空气,同时从位于锅炉出口和SCR腔室入口之间的烟道气中提取热量。热稀释空气然后通过用于蒸发通过AIG进入到气体输送管的氨的烟道气通路外部的位置。如美国专利No.5437851的背景技术部分所描述的,使用外部热源蒸发氨具有缺点。在矿物燃料燃烧工业中需要一种加热稀释空气的装置,这种装置不需要用于加热的外部能源。还需要将该加热装置定位在一个能使空气较清洁的位置上,从而减少在沉积、污染、腐蚀和浸蚀方面的担忧。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于加热稀释空气的装置,在该装置中不需要用于加热的外部能源。本发明另一个目的是提供一个能使空气较清洁的预热稀释空气的位置,避免了沉积、污染、腐蚀和浸蚀。因此,将一个热交换器安装在位于空气加热器和诸如锅炉之类的燃烧装置的风箱之间的空气输送管内。通过一个位于单独的输送管内的稀释空气鼓风机,将稀释空气吹入热交换器。通过热交换器充分加热稀释空气,然后在氨送入AIG之前,将稀释空气送去蒸发氨。安装一个用于混合加热和未加热空气的旁路阀,用来控制稀释空气的温度。表征发明的各种新颖特征在附带的权利要求中详细指出,并且成为公开的一部分。为了更好的理解本发明、发明的操作优点及其应用所获得的特殊目的,可以参考附图和说明内容,其中在说明内容中举例说明了本发明的一个优选实施例。
附图说明
在附图中:图1是本发明的示意图。
具体实施方式
参考附图,在附图中同样的参考标记用于指代相同或相似的元件,图1图示了一种燃烧系统,其具有加热稀释空气来蒸发氨的设置和在空气存在情况下燃烧矿物燃料的装置,空气依次通向后燃烧设置,在后燃烧设置中热烟道气与蒸发的氨混合并在SCR腔室内与催化剂发生反应。向燃烧矿物燃料的燃烧装置(可以是粉碎机,图中未示出)提供空气的装置包括通向燃烧装置40(可以是锅炉)的空气输送管20、位于空气输送管20入口的强制通风风扇22,和位于空气输送管20的入口下游的空气加热器24。加热稀释空气以蒸发氨的设置包括通向空气输送管20的稀释空气输送管30、位于稀释空气输送管30入口的稀释空气风扇32、位于燃烧装置40的风箱42和空气加热器24之间的热交换器26,和在热交换器26周围的一个位于稀释空气风扇32和氨滑动罐60之间的温度控制旁路阀34。稀释空气输送管30在空气输送管20的内部与热交换器26连接。在热交换器26和氨滑动罐60之间设有另一输送管38。燃烧装置40例如可以是锅炉或用于转化燃料以使发电厂运转的熔炉。系统的后燃烧设置包括开始于燃烧装置出口的废气排放管50、氨喷射网格(AIG)52、SCR腔室54、空气加热器24,以及由废气排放管50通向洗涤器(图中未示出)的出口58,其中洗涤器用于进一步清洗废气并除去颗粒。根据本发明的在氨进入SCR腔室54之前蒸发氨的方法包括如下步骤:空气在空气输送管入口被压力抽风强制通风风扇22吹入空气输送管20。空气在空气加热器24中被预加热,然后热空气向下游流入热交换器26。从位于稀释空气输送管30入口的稀释空气风扇32吹入稀释空气。稀释空气通过稀释空气输送管30进入热交换器26中,通过热交换器26将一部分热量从空气输送管20内的空气传递到稀释空气中。热稀释空气然后从热交换器26经过输送管38行进,以蒸发移动式氨滑动罐60内的氨。从热交换器26中进入氨滑动罐60的稀释空气也可以与未加热空气混合,其中未加热空气直接经过旁路阀34从稀释空气风扇32吹入氨滑动罐60。空气输送管20内的热空气然后通过风箱42进入燃烧装置40内。通过燃烧器(图中未示出)将燃料例如油、气或煤供给入燃烧装置40。燃料与热空气混合并且燃烧产生热烟道气。然后热烟道气从燃烧装置40中排出,进入到废气排放管50。蒸发的氨经过喷管导入废气排放管50中,其中喷管形成氨注射网格(AIG)52的形状并且将氨雾化入热烟道气。氨与热烟道气混合。氨/烟道气混合物然后进入SCR腔室54,在腔室里氨/烟道气混合物和催化材料之间发生催化还原反应。离开SCR腔室54后,氨/烟道气混合物行进通过位于废气排放管50内的空气预热器24中,在那里吸收来自氨/烟道气混合物的热量用来加热空气输送管20内行进通过空气预热器24那部分的空气。氨/烟道气混合物随后进入烟道气净化系统,例如洗涤器(图中未示出)中,然后通过烟囱(图中未示出)排到大气中。虽然本发明的一个具体实施例已经详细显示和描述了本发明原理的应用,但应当理解在其它不偏离这些原理的情况下可以实现本发明。