BG60777B1 - Метод за намаляване отделянето на n2o при изгаряне на азотсъдържащи горива в реактори с кипящ слой - Google Patents

Метод за намаляване отделянето на n2o при изгаряне на азотсъдържащи горива в реактори с кипящ слой Download PDF

Info

Publication number
BG60777B1
BG60777B1 BG97087A BG9708792A BG60777B1 BG 60777 B1 BG60777 B1 BG 60777B1 BG 97087 A BG97087 A BG 97087A BG 9708792 A BG9708792 A BG 9708792A BG 60777 B1 BG60777 B1 BG 60777B1
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
gas
flue gas
additive
combustion
hydrogen radicals
Prior art date
Application number
BG97087A
Other languages
English (en)
Other versions
BG97087A (bg
Inventor
Matti Hiltunen
Yam Y Lee
Eric J Oakes
Original Assignee
Ahlstroem Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ahlstroem Oy filed Critical Ahlstroem Oy
Publication of BG97087A publication Critical patent/BG97087A/bg
Publication of BG60777B1 publication Critical patent/BG60777B1/bg

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/54Nitrogen compounds
    • B01D53/56Nitrogen oxides
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00Fluidised bed combustion apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/02Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed
    • F23C10/04Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone
    • F23C10/08Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases
    • F23C10/10Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases the separation apparatus being located outside the combustion chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/08Arrangements of devices for treating smoke or fumes of heaters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2206/00Fluidised bed combustion
    • F23C2206/10Circulating fluidised bed
    • F23C2206/101Entrained or fast fluidised bed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2215/00Preventing emissions
    • F23J2215/10Nitrogen; Compounds thereof
    • F23J2215/101Nitrous oxide (N2O)
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2219/00Treatment devices
    • F23J2219/20Non-catalytic reduction devices
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/10Capture or disposal of greenhouse gases of nitrous oxide (N2O)

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)
  • Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
  • Noodles (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)
  • Chimneys And Flues (AREA)

Abstract

Изобретението се отнася до метод за намаляване отделянето на двуазотен оксид, при който към димните газове, отделяни от кипящия слой, се добавя вещество, осигуряващо водородни радикали, например водородсъдържащо гориво като природен газ или алкохол. В димните газове кислородът се внася заедно с добавката или се добавя в горивната камера. Добавката реагира с кислорода, като температурата на димните газове се повишава в интервала от 700 до 900°С до 950-1100°С, като количеството на отделения N20 се намалява с около 10-90%. Добавката може да се впръска в циклон или непосредствено преди него, с цел отделянето на частиците от димните газове или непосредствено преди прегревател в конвекционен участък, или в горивната камера, непосредствено преди газовата турбина.

Description

Настоящото изобретение се отнася до метод за намаляване отделянето на азотни оксиди NjO в атмосферата при изгаряне на азотсъдържащи горива или други горивни вещества. По-специално изобретението се отнася до метод и устройство за намаляване на тези отделяния при изгаряне на твърди горива или други в реактори с кипящ слой.
Както е известно, оксидите на азота се отделят във въздуха главно от пътни превозни средства, при производство на енергия, например изгаряне на въглища, и при обработване на отпадъци. Различни оксиди на азота се получават при изгарянето на повечето горива с въздух. Тези азотни оксиди са резултат или от окисляването на азота във въздуха при повишените температури на изгаряне, или от окисляването на азота, съдържащ се в горивото.
Много опити са правени за разработване на методи, които да намаляват отделянето на азотен оксид в пещите. По-специално усилията са насочени към намаляване отделянето на азотен диоксид /NO2/ в димните газове.
Напоследък е установено, че двуазотният оксид N2O, е един от така наречените “газове на парниковия ефект”, чието съдържание в атмосферата нараства и може да допринесе за глобалното затопляне. При окисляване в горните тропосферни пластове, двуазотният оксид /N2O/ преминава в азотен оксид N0, който се смята за един от най-големите замърсители на въздуха:
N2O + h = N2 + Ο Ν2Ο + Ο = 2ΝΟ
Азотният оксид въздейства върху климата, така както и въглеродният двуоксид, значително увеличавайки температурата и разрушавайки озонния слой.
Известно е, че Ν2Ο се отделя в по-голяма степен при горивни камери с относително ниски температури на горене от порядъка на 750-900°С. При по-високи температури, образуването на Ν2Ο не представлява проблем, тъй като процесът е бавен, а степента на редукция на NjO до N2 е висока.
Горивните камери с кипящ слой рабо тят в температурни граници, които са по-благоприятни за образуването на N2O в сравнение с по-голямата част от другите видове горивни камери. Отделянето на N2O от котли с циркулационен кипящ слой може да бъде от 50 до 200 ppm, повече от желаното.
Задача на това изобретение е да се създаде метод за намаляване отделянето на N2O от котли с циркулационен или нециркулационен кипящ слой, както при атмосферно, така и при повишено налягане.
Изобретението е основано на разбирането на кинетиката на образуване и разлагане на N2O. Смята се, че HCN, който може да бъде образуван от летлив азот или азот, получен от дървени въглища, е главния предшественик на образуването на N2O в горивните камери, и че редукцията на N2O е силно зависима от температурата и концентрацията на Н-радикал. Повишаването на температурата или концентрацията на Н-радикал предизвиква редукция на N2O чрез реакцията:
n2o + н —> н2 + он
Крамлич и сътрудници /Mag. “Combustion and Flame” 77:p. 375-384, 1989/ са осъществили експерименти с цел изучаване образуването и разлагането на N2O в тунелна пещ, която е запалена както с природен газ, така и с нефт. Азотсъдържащи съединения, такива като HCN или ацетонитрил, са добавяни в струята. Според Крамлич и сътрудници се наблюдават максимални отделяния на NjO от около 245 ppm при 977-1027°С при добавяне на HCN и от около 150 ppm при 11271177°С при добавяне на ацетонитрил. Изследването показва също, че концентрацията на N2O е намалена от 240 ppm на 10 ppm чрез повишаване на температурата в тунелната пещ над 1200°С по време на впръскването на HCN в пещта или над 1300°С по време на впръскването на ацетонитрил, т.е. съгласно това изследване са необходими относително високи температури.
От Крамлич и сътрудници е изучавано също така влиянието, което има регулирането на ΝΟχ върху отделянията на Ν2Ο. Поспециално, изследвано е повторното изгаряне на част от горивото на етапи в тунелната пещ. При повторното изгаряне част от горивото се впръсква след главната зона на пламъка, което води пълната стехиометрия до богата на гориво смес. След определен период от време в богатата на гориво зона се добавя въздух за пълно изгаряне на всякакво останало количество гориво, Крамлич и сътрудници са установили, че повторното изгаряне на въглища през втори етап води до увеличаване на отделянията на N2O, докато повторното изгаряне на природен газ в пещта има противоположно на въглищата въздействие и в резултат на това се разлага N2O.
Задача на настоящото изобретение е осигуряването на прост и икономичен метод за намаляване отделянето на N2O от котли с циркулационен и нециркулационен кипящ слой при атмосферно и повишено налягане.
Друга задача на настоящото изобретение е осигуряването на метод за създаване на благоприятни условия за разлагане на азотните оксиди NjO, съдържащи се в димните газове, отделяни от горивни камери с кипящ слой.
Друга задача на настоящото изобретение е осигуряването на метод за намаляване на двуазотния оксид в димните газове, който може лесно да бъде внедрен в съществуващите горивни системи с кипящ слой, без да се нарушават съществуващите технологии.
Съгласно настоящото изобретение е създаден метод за намаляване отделянето на N2O в димните газове от изгарянето на азотсъдържащи горива в реактор с кипящ слой. Първият етап на изгаряне се осъществява в кипящ слой от частици. Гориво и излишък от кислородсъдържащ газ при коефициент на смесване, по-голям от 1, могат да бъдат внесени на първия етап на горене за изгаряне на горивото /т.е. кислородсъдържащият газ може да бъде впръскан на първия етап на горене в количество, достатъчно за получаване на димни газове, съдържащи остатъчен кислород/. На първия етап на горене се поддържа температура в диапазона от около 700 до 900°С. Димните газове, съдържащи остатъчен кислород, се подават след първия етап на горене в тръба за димни газове. Добавка, подбрана от група химични съединения, способни да образуват водородни /Н/ радикали, се впръсква в тръбата за димните газове с цел образуване на достатъчни количества водородни радикали за улесняване намаляването на N2O в димните газове. За предпочитане впръскваната добавка се изгаря за осигуряване на топлина на горене с цел повишаване температурата на тръбата за димните газове над 900°С, а за предпочитане в границите от 950 до 1100°С. Групата добавки, способни да образуват водородни радикали, включва съединения като алкохол или природен газ или други въглеводородни газове като втечнен нефтен газ или газ от газификатор или пиролизатор или нефт. Добро смесване между димния газ и образуваните водородни радикали се постига чрез впръскване на добавката в място, където лесно може да бъде осъществено добро смесване или където вече е налице такова смесване в струята димни газове. Доброто смесване улеснява реакциите между N2O и Нрадикалите. Количеството на впръскваната добавка е съобразено с това на N2O в димните газове.
Настоящото изобретение е особено приложимо при изгаряне на твърди горива или отпадъчни материали в горивни камери с кипящ слой при температури, по-ниски от 900°С. Твърдото гориво или отпадъчният материал се внасят в кипящия слой, където /в резултат на доброто смесване с кипящите частици/ те почти веднага достигат температурата на слоя и изгарят. Обикновено температурите в кипящия слой са между 700-900°С, което осигурява оптимални условия за самото горене и, например, за намаляване на сярата в димните газове. Образуването на NO е слабо поради относително ниската температура на горене, но може да бъде получен N2O.
При циркулационните кипящи слоеве скоростта на флуидизиращия въздух е достатъчно висока, за да бъде увлечено значително количество частици от слоя заедно с димните газове навън от горивната камера. Увлечените частици се отделят от димните газове и се рециркулират към горивната камера през рециркулационна тръба. Циркулацията на частиците от горивната камера по рециркулационния им път обратно до горивната камера допринася за постигане на равномерна температура в цялата система, което води до по-ефективно горене и по-продължителен престой в системата, както и до по-добро улавяне на сярата в димните газове.
За съжаление образуването на N2O вероятно се улеснява от ниските температури, използвани както при циркулационни, така и при нециркулационни кипящи слоеве. Съгласно настоящото изобретение концентра цията на N2O в димните газове може да се намали чрез впръскване на добавка, способна да образува водородни радикали при температурата на димния газ и/или при слабото й повишаване. Видовете добавки, например допълнителни горива, които могат да се впръскват в струята димни газове за намаляване концентрацията на N2O, включват: природен газ или метан; втечнен нефтен газ; нефт; алкохол, например метанол или етанол; газ от пиролизатор или газификатор; всяко газообразно, течно или твърдо гориво, имащо водородна съставка и топлотворност най-малко 1 МДж/кг.
Газовете могат да се въвеждат през дюзи за впръскване на газ без каквато и да е среда-носител или с кислородсъдържащ газ. Нефт или ситно твърдо гориво могат да се въвеждат с газ-носител, например въздух или рециклиран димен газ.
Добавките в димните газове за предпочитане се впръскват в място, отдалечено от първия етап на горене, за да не възпрепятстват реакциите, осъществяващи се там. За предпочитане те не трябва да се впръскват така, че да увеличават значително температурата на частиците от кипящия слой.
За да се намали ефективно N2O, добавката трябва да се впръсква в място, където цялата струя димни газове може лесно да се повлияе от въвеждането на добавката. Температурата на цялата струя димни газове трябва да се увеличи и/или образуваните водородни радикали трябва да влязат в контакт с цялата струя димни газове.
Добавката или допълнителното гориво могат да се впръскват в следните места:
-участък от горивната камера с кипящ слой или друго място, в което плътността на слоя е по-малка от 200 кг/м3;
-тръба между горивната камера и циклон или друг газосепаратор за частици;
-циклон или друг газосепаратор за частици в каквато и да е конфигурация;
-тръби между два циклона или други газосепаратори за частици или съчетания от тях, свързани последователно;
-което и да е място в обратната тръба след горивната камера и преди комин или газова турбина, или
-която и да е външна допълнителна горивна камера за редукция на N2O.
При внасяне на допълнително гориво, например природен газ, в тръбата за димни газове пред конвекционния участък, където температурата на димния газ е все още висока, е необходимо само относително малко количество допълнително гориво за увеличаване температурата на струята димни газове над 900°С.
Един циклонен сепаратор може да осигури много добро смесване на димните газове с всяка добавка, внесена в тях. Обаче може да се предпочете увеличаването на температурата на димните газове в място след сепаратора на частиците /поне в системи с циркулационен кипящ слой/, за да не се повишава температурата на частиците от кипящия слой и да се повлияе отрицателно върху улавянето на сярата /което е оптимално при по-ниски температури/.
Въвеждането на допълнително гориво в димните газове може да бъде изгодно използвано за повишаване температурата на възходящия поток на димните газове от прегревателите, осигурявайки по този начин достатъчна топлинна мощност. Горивото може да се добавя в конвекционен участък непосредствено преди прегревателите. Внасянето на горими добавки може да се използва и за едновременното увеличаване температурата на газа в горивната камера или така наречената камера с горно горене, свързана с газова турбина.
Когато се въвежда допълнително гориво в струята димни газове преди конвекционния участък, температурата на димния газ трябва да се повишава умерено от 700-900’С до 910-110°С, т.е.достатъчно е едно увеличаване от около 10-250°С поради наличието на частици, например накален варовик, от кипящия слой. Ако димните газове преминат през конвекционен участък, тяхната температура значително се понижава. Ето защо, ако редукцията на N2O се извършва след конвекционния участък, температурата на димните газове трябва да се повишава с около 200700°С, за да достигне интервала 910-1100°С. Следователно, количеството на допълнителното гориво, задължително внасяно след конвекционния участък, е по-голямо от количеството, необходимо преди конвекционния участък.
При използване на този метод съгласно изобретението за увеличаване на темпера турата и/или концентрацията на водородните радикали в димните газове е възможно намаляването на общото количество на N2O с 1099 %, обикновено около 50 %, а за предпочитане около 50-90 %.
Количеството на добавката се определя от искания процент намаляване на N2O и от първоначалната концентрация на N2O.
Освен внасяната добавка, например допълнително гориво, в някои случаи в димния газ, съдържащ N2O, може да се впръсква подходящо количество окислително вещество преди, в самото място или след точката на впръскване на гориво за гарантиране на ефикасно запалване.
Настоящото изобретение представя метод, който осигурява благоприятни условия за намаляване на N2O в димните газове от горивни камери с кипящ слой, а оттам и прост начин за намаляване отделянето на N2O в димните газове. Новият метод може лесно да бъде използван при съществуващите реактори с кипящ слой чрез внасяне на добавка в тръбите за димни газове, преди комина или газовата турбина, или във външни допълнителни горивни камери. Не съществува опасност да се попречи на основните процеси на горене или на реакциите, протичащи в самата горивна камера. Учудващо е, че само едно слабо повишение на температурата може да бъде необходимо за намаляване на N2O в димните газове. Досега известните изследвания посочват разлагане на NjO в самата пещ и то при много по-високи температури. Повишената температура спомага за разлагането на N2O не само чрез Н-радикали в газовата фаза, но и чрез хетерогенната реакция между N2O и накаления варовик. Известните изследвания показват, че образуването на N2O достига максимум при същите температури, при които N2O се разлага, съгласно настоящото изобретение.
Настоящото изобретение е обяснено поподробно чрез следващите примери, показани на чертежите, от които:
Фигура 1 е схематично представяне на примерна система с циркулационен кипящ слой за намаляване на N2O съгласно настоящото изобретение;
Фигури 2 и 3 - схематични изображения на други примерни конструктивни решения.
Едно предпочитано изпълнение на нас тоящото изобретение е показано на фигура 1, при което твърд материал се изгаря в реактор 10 с циркулационен кипящ слой. Реакторът има горивна камера 12, съдържаща кипящ слой от частици 13, с входни тръби 14 и 16 за твърдия горивен материал и обикновено за друг твърд материал, например вар или варовик, за намаляване на SO2 в димните газове. Флуидизиращ въздух се подава в горивната камера през дънната плоча 18 от въздушна кутия 19. Въздухът се подава в реактора при почти атмосферно налягане и при достатъчно голям дебит, за да флуидизира слоя и да увлече част от твърдите частици.
Горивната камера има изходен канал за димните газове, съдържащи увлечените твърди частици. Димните газове се подават в циклонен сепаратор 22, в който твърдите частици от слоя се отделят от газовете. Пречистеният газ се изпуска през изходна газова тръба 24, а частиците, отделени от газа, се подават надолу през вертикална рециркулационна тръба 26, обратно в долната част на горивната камера. Вертикалната рециркулационна тръба образува коляно 28 в долния си край преди входния отвор на горивната камера.
Пречистеният газ се подава през изходна газова тръба 24 в газова тръба 30, която свързва реактора с кипящ слой с конвекционен участък 32. Прегревател 34 се поставя във входната газова зона, на конвекционния участък, а други топлопренасящи повърхности 36 се разполагат след прегревателя. В долната част на конвекционния участък е разположена изходна тръба 38 за газовете.
Газовата тръба 30 е снабдена с допълнителен вход 40 за добавката, осигуряваща водородни радикали, като газовата тръба 30 свързва циклона с конвекционния участък. Входът за добавката е разположен в газовата тръба в място, близко до изходната газова тръба 24 на циклона.
При работа горенето се осъществява на един първи етап на горене в горивната камера при относително ниска температура /например при изгаряне на въглища при около 850°С/. При тази температура изгарянето на ΝΟχ е слабо и се наблюдава максимално улавяне на сярата от варта. Димните газове, съдържащи остатъчен кислород, Ν2Ο и увлечени частици от кипящия слой, се изпускат през изходния канал 20 в циклона 22. Частиците от слоя, съдържащи нереагирала вар за улавянето на сярата, се отделят от димните газове в циклона и се рециркулират към горивната камера.
Добавка, например природен газ, се впръсква във все още горещият димен газ в газовата тръба 30 през входен отвор 40 / непосредствено след циклона 22/. До известна степен природният газ осигурява водородни радикали дори при температурата на димните газове, но поради наличието на остатъчен кислород в димните газове природният газ се изгаря при влизането му в газовата тръба 30, увеличавайки по този начин температурата на димните газове в газовата тръба до още поблагоприятно ниво от гледна точка на образуването на водородни радикали и редукцията на NjO до Nj. Вместо природен газ или в добавка към него през входния отвор 40 може да се впръсква кислородсъдържащ газ, смесен с добавката.
Вместо това, или освен това, внасянето на добавката може да се осъществи през входящ отвор 42, обозначен с прекъсната линия на фиг.1, в късата тръба 21, свързваща горивната камера 12 и циклона 22. Този входящ отвор 42 може да се използва особено ако съдържанието на частици в димните газове, изпускани от горивната камера, е малко, например количеството им е по-малко от 200 кг/м3. Освен това, възможно е да се направи входящ отвор 44 за добавката за пряко подаване в циклона 22 в зона, бедна на частици. Предимството на това решение е изключително доброто смесване на димните газове с внесената добавка в завихрената газова струя в циклона.
Вместо това, или освен това, добавката може да се впръска в конвекционния участък през входящ отвор 46, оформен непосредствено преди прегревателя 34. Това решение има предимство в случай, че има затруднения при получаването на достатъчно количество прегряваща пара.
Друго решение на настоящото изобретение е показано на фигура 2. При това решение топлообменни тръби 38, например няколко реда екранизиращи тръби, са разположени в газовата тръба 30 след циклона, но преди тръбата да се разшири и премине в конвекционния участък 32.
Оптимално решение за разполагането на входящия отвор 40 за добавката често може да бъде поставянето му непосредствено след екранизиращите тръби 38. Обикновено екранизиращите тръби се охлаждат с вода, но в някои случаи могат да се охлаждат и с пара или с въздух. Високи температури в газовата тръба могат да предизвикат затруднения, ако тръбите се охлаждат с въздух или с пара. Водните тръби могат да се свържат с други водни/ парови системи, например охлаждащата система на охлаждаем циклон в реактора с кипящ слой. Ако се използват тръби с въздушно охлаждане, нагретият въздух може да се употреби като въздух за горенето. Той може да се използва също така като добавка, осигуряваща водородни радикали в газовата тръба.
Поставянето на топлообменник преди мястото на впръскване на добавката, осигуряваща водородни радикали, е изгодно за изравняване профила на скоростта на газа в газовата тръба. Това е полезно, защото димният газ, излизащ от циклона, може да има наклонен профил на скоростта.
Топлообменникът е също така полезен за контролиране температурата на димните газове, така че добавката да се впръсква при оптимална температура, за да се получи максимална ефективност. С топлообменника температурата може да се регулира на оптимално ниво. За всяка добавка съществува оптимална температура за максимална ефективност.
Друго решение на настоящото изобретение е показано на фигура 3, при което твърд материал се изгаря в реактор 50 под налягане с циркулационен кипящ слой. Димният газ под налягане се подава през циклон 52 за разделяне на частичките от газа и през конвекционен участък 54 към филтър 56 за улавяне на частичките и очистване на димните газове под налягане. Пречистеният димен газ се отвежда в горивна камера 58, непосредствено преди газова турбина 60, където димният газ се разширява. В горивната камера 58 се извършва редуциране на N2O чрез внасяне на допълнително гориво, каквото може да е газификаторен газ, получен от отделен газификатор, свързан с реактора с кипящ слой, в димния газ през входяща тръба 62, и чрез изгаряне на горивото за едновременно увеличаване температурата на димния газ.
При всички решения е необходимо да се регулира количеството на внесената добавка в зависимост от вида й, от горивото, от реактора с кипящ слой, мястото на впръскване и от множество други фактори.
Изобретението не се ограничава с опи- 5 саното и обхваща множество модификации и равностойни варианти, включващи се в духа и обхвата на патентните претенции.

Claims (12)

  1. Патентни претенции
    1. Метод за намаляване отделянето на NjO при изгаряне на азотсъдържащи горива в реактори с кипящ слой, включващ първи етап на горене в кипящ слой от частици и разделяне в сепаратор на частиците от димните газове, изпускани по време на първия етап на горене, при който непрекъснато се подава азотсъдържащо гориво и кислородсъдържащ газ в реактора, като температурата на първия етап се поддържа от около 700 до 900°С, а димните газове, съдържащи частици, се изпускат и разделят от по-голямата част от частиците, характеризиращ се с това, че по време на първия етап на горене се подава излишък от кислородсъдържащ газ при коефициент на смесване по-голям от 1, и се осигурява остатъчно количество кислород в димните газове, при което към димните газове се добавят в условия на добро смесване достатъчни количества водородни радикали (улесняващи редукцията на N2O в димните газове), чрез добавка, способна да отделя водородни радикали при температури, равни или по-високи от тези на димните газове, и поне част от остатъчния кислород се изгаря заедно с добавката за повишаване температурата на димните газове над 900°С.
  2. 2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че към отделяните димни газове се добавя кислородсъдържащ газ за осигуряване изгарянето на добавката, при което температурата на димните газове се повишава над 900°С.
  3. 3. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че в тръбата за димни газове се впръсква флуид, осигуряващ водородни радикали, при плътност на частиците по-малка от 200 kg/m3.
  4. 4. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че добавката, осигуряваща водородни радикали, се впръсква в, или в съседство със сепаратора за частиците.
  5. 5. Метод съгласно претенция 4, характеризиращ се с това, че добавката, осигуряваща водородни радикали, се впръсква в горната част на сепаратора на частиците.
  6. 6. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че добавката, осигуряваща водородни радикали, се впръсква в тръба за димните газове, свързваща конвекционен участък със сепаратора на частиците.
  7. 7. Метод съгласно претенция 6, характеризиращ се с това, че температурата на димния газ се контролира чрез топлообменно средство, разположено в тръбата за димни газове непосредствено преди мястото за впръскване на добавката, осигуряваща водородни радикали в димния газ.
  8. 8. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че добавката, осигуряваща водородни радикали, се впръсква непосредствено преди прегревател в конвекционния участък, свързан с реактора с кипящ слой.
  9. 9. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че добавката, осигуряваща водородни радикали, се впръсква в горивна камера, разположена преди газова турбина, свързана с реактора с кипящ слой.
  10. 10. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че добавката, осигуряваща водородни радикали, е подбрана от групата, състояща се от: метан, нефт, алкохол, газ от пиролизатор, газ от газификатор или втечнен нефтен газ.
  11. 11. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че добавката, осигуряваща водородни радикали, е газификаторен газ, получаван от отделен газификатор, свързан с реактора с кипящ слой.
  12. 12. Метод съгласно претенция 2, характеризиращ се с това, че кислородсъдържащият газ се подава към отделяните димни газове, предварително смесен с добавката, осигуряваща водородни радикали.
BG97087A 1990-04-17 1992-11-16 Метод за намаляване отделянето на n2o при изгаряне на азотсъдържащи горива в реактори с кипящ слой BG60777B1 (bg)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/509,373 US5043150A (en) 1990-04-17 1990-04-17 Reducing emissions of N2 O when burning nitrogen containing fuels in fluidized bed reactors
PCT/FI1991/000112 WO1991016575A1 (en) 1990-04-17 1991-04-15 Method and apparatus for reducing emissions of n2o when burning nitrogen-containing fuels in fluidized bed reactors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BG97087A BG97087A (bg) 1993-12-24
BG60777B1 true BG60777B1 (bg) 1996-03-29

Family

ID=24026395

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG97087A BG60777B1 (bg) 1990-04-17 1992-11-16 Метод за намаляване отделянето на n2o при изгаряне на азотсъдържащи горива в реактори с кипящ слой

Country Status (17)

Country Link
US (1) US5043150A (bg)
EP (1) EP0525001B1 (bg)
JP (1) JPH0792206B2 (bg)
KR (1) KR0164586B1 (bg)
AT (1) ATE124778T1 (bg)
AU (1) AU651343B2 (bg)
BG (1) BG60777B1 (bg)
BR (1) BR9106359A (bg)
CA (1) CA2080698C (bg)
DE (1) DE69111058T2 (bg)
DK (1) DK0525001T3 (bg)
FI (1) FI100913B (bg)
HU (1) HU213482B (bg)
NO (1) NO178478C (bg)
PL (1) PL168255B1 (bg)
RU (1) RU2093755C1 (bg)
WO (1) WO1991016575A1 (bg)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5133950A (en) * 1990-04-17 1992-07-28 A. Ahlstrom Corporation Reducing N2 O emissions when burning nitrogen-containing fuels in fluidized bed reactors
US5048432B1 (en) * 1990-12-27 1996-07-02 Nalco Fuel Tech Process and apparatus for the thermal decomposition of nitrous oxide
US5344629A (en) * 1992-01-03 1994-09-06 A. Ahlstrom Corporation Reducing Z20 emissions
US5378443A (en) * 1992-01-03 1995-01-03 A. Ahlstrom Corporation Method for reducing emissions when burning nitrogen containing fuels
FR2687138A1 (fr) * 1992-02-07 1993-08-13 Hoechst France Procede d'oxydation thermochimique de l'oxyde de diazote.
US5200162A (en) * 1992-04-01 1993-04-06 Uop Process for N2 O decomposition
US5939353A (en) * 1992-12-21 1999-08-17 Bp Amoco Corporation Method for preparing and using nickel catalysts
AT400530B (de) * 1994-04-06 1996-01-25 Austria Metall Verfahren zur reinigung von ofenabgasen
US5465690A (en) * 1994-04-12 1995-11-14 A. Ahlstrom Corporation Method of purifying gases containing nitrogen oxides and an apparatus for purifying gases in a steam generation boiler
US5498370A (en) * 1994-12-15 1996-03-12 Amoco Corporation Process for hydroshifting dimethyl ether
FR2735560B1 (fr) * 1995-06-16 1997-07-11 Gec Alsthom Stein Ind Procede et dispositif pour reduire les emissions de polluants dans les fumees d'un systeme de chauffe a lit fluidise par etagement des injections de combustible
SE503926C2 (sv) * 1995-06-20 1996-09-30 Abb Carbon Ab Förfarande samt anordning för tilläggsenergialstring i en kraftanläggning
DE19546419A1 (de) * 1995-12-12 1997-06-19 Siemens Ag Gasturbinenanlage und Verfahren zur Minderung der Stickoxide im Abgas der Gasturbine
US6347627B1 (en) 1998-04-23 2002-02-19 Pioneer Inventions, Inc. Nitrous oxide based oxygen supply system
US6383461B1 (en) 1999-10-26 2002-05-07 John Zink Company, Llc Fuel dilution methods and apparatus for NOx reduction
US6395237B1 (en) * 2000-02-13 2002-05-28 The Babcock & Wilcox Company Circulating fluidized bed reactor with selective catalytic reduction
BR0211763A (pt) * 2001-08-08 2005-02-01 Cement Industry Environmental Introdução de refugo de cianeto como um redutor de nox
JP4629967B2 (ja) * 2003-10-27 2011-02-09 カンケンテクノ株式会社 N2o含有排ガスの処理方法およびその装置
WO2017120021A2 (en) * 2015-12-18 2017-07-13 Magnegas Corporation Secondary burning of gases from the combustion of fossil fuels
CN106196031A (zh) * 2016-08-31 2016-12-07 自贡华西能源工业有限公司 一种cfb的烟气发生设备
JP7075574B2 (ja) * 2017-05-29 2022-05-26 国立研究開発法人産業技術総合研究所 有機性廃棄物の燃焼炉及び該燃焼炉を用いた有機性廃棄物の処理システム

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3125408A (en) * 1964-03-17 Method of removing nitrogen oxides from gases
BE553186A (bg) * 1955-12-08
US3911083A (en) * 1972-02-24 1975-10-07 Zink Co John Nitrogen oxide control using steam-hydrocarbon injection
JPS51133833A (en) * 1975-05-15 1976-11-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Utilization method of combustioned gas
DE3332663C2 (de) * 1983-09-10 1987-02-19 L. & C. Steinmüller GmbH, 5270 Gummersbach Verfahren zur Optimierung der Reduktion von NO↓x↓ in Rauchgasen aus mit fossilen Brennstoffen befeuerten Feuerungseinrichtungen
JPS61208412A (ja) * 1985-03-14 1986-09-16 Hitachi Zosen Corp 脱硫を同時に行なうNO↓x抑制3段燃焼法
US4609536A (en) * 1985-03-22 1986-09-02 Conoco Inc. Method for producing reactive lime and reducing sulfur dioxide
JPH0729028B2 (ja) * 1986-10-31 1995-04-05 バブコツク日立株式会社 脱硝処理方法
DE3880484T2 (de) * 1987-03-06 1993-08-05 Fuel Tech Inc Multi-schritt-verfahren zur reduzierung des verunreinigungsgehaltes in einem abgasstrom.
YU44888A (en) * 1987-03-06 1989-12-31 Fuel Tech Inc Process for reducing nitrogen oxides in exhaust gasses
US4773339A (en) * 1987-05-15 1988-09-27 Foster Wheeler Energy Corporation Process for removing nitrous oxides from a gas
SE462813B (sv) * 1988-03-24 1990-09-03 Petrokraft Ing Ab Foerbraenningsanordning
EP0363812A3 (de) * 1988-10-10 1991-02-27 Hannover-Braunschweigische Strom-Versorgungs-Aktiengesellschaft Verfahren und Anlage zur Dampferzeugung, insbesondere in Heizkraftwerken
SE466814B (sv) * 1989-06-01 1992-04-06 Kvaerner Generator Ab Anordning foer nedbrytande av gaser alstrade vid foerbraenning vid ungefaer 850 grader c av fasta braenslen i en fluidbaedd

Also Published As

Publication number Publication date
FI924679A (fi) 1992-10-16
FI924679A0 (fi) 1992-10-16
AU7662491A (en) 1991-11-11
HUT62406A (en) 1993-04-28
CA2080698C (en) 1995-10-03
DE69111058T2 (de) 1996-01-04
CA2080698A1 (en) 1991-10-18
HU213482B (en) 1997-07-28
BR9106359A (pt) 1993-04-27
BG97087A (bg) 1993-12-24
AU651343B2 (en) 1994-07-21
EP0525001B1 (en) 1995-07-05
KR0164586B1 (ko) 1998-12-15
NO178478C (no) 1996-04-03
JPH05505021A (ja) 1993-07-29
DK0525001T3 (da) 1995-08-21
WO1991016575A1 (en) 1991-10-31
JPH0792206B2 (ja) 1995-10-09
NO178478B (no) 1995-12-27
NO923991L (no) 1992-10-14
RU2093755C1 (ru) 1997-10-20
US5043150A (en) 1991-08-27
KR930700803A (ko) 1993-03-16
ATE124778T1 (de) 1995-07-15
NO923991D0 (no) 1992-10-14
PL168255B1 (pl) 1996-01-31
EP0525001A1 (en) 1993-02-03
DE69111058D1 (de) 1995-08-10
HU9203265D0 (en) 1992-12-28
FI100913B (fi) 1998-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5441714A (en) Reducing N2 O emissions when burning nitrogen-containing fuels in fluidized bed reactors
BG60777B1 (bg) Метод за намаляване отделянето на n2o при изгаряне на азотсъдържащи горива в реактори с кипящ слой
EP1287290B1 (en) Low nitrogen oxides emissions using three stages of fuel oxidation and in-situ furnace flue gas recirculation
US6085674A (en) Low nitrogen oxides emissions from carbonaceous fuel combustion using three stages of oxidation
US4756890A (en) Reduction of NOx in flue gas
US5105747A (en) Process and apparatus for reducing pollutant emissions in flue gases
AU2001265303A1 (en) Low nitrogen oxides emissions using three stages of fuel oxidation and in-situ furnace flue gas recirculation
US5159886A (en) Process of combusting coal in a circulating fluidized bed
JPH069975A (ja) 窒素含有燃料を燃焼した時の放出物の減少方法
JP3317496B2 (ja) N2o排出物の減少
EP0824649B1 (en) NOx reduction in a circulating fluidized bed
WO1993018341A1 (en) Method and apparatus for combusting a carbonaceous material
JP4015026B2 (ja) ボイラー用の先進NOx低減法
Oakes et al. Reducing N2O emissions when burning nitrogen-containing fuels in fluidized bed reactors