CN106163631B - 集成的吸附剂注入和烟道气脱硫系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了集成的吸附剂注入、热回收和烟道气脱硫系统。将干燥吸附剂注入空气加热器上游的烟道气中。这样可降低酸露点温度，在所述烟道气通过所述空气加热器时能够捕获额外的热能。该烟道气然后通过脱硫单元和袋滤器，在这里将固体捕获。捕获额外的热能使得在以较低的烟道气温度进行安全操作的同时，提高总的锅炉效率。该集成的系统与传统方法相比，不消耗较多量的吸附剂，但是可提供改善工厂热耗率的好处。

Description

集成的吸附剂注入和烟道气脱硫系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年11月15日提交的美国临时专利申请序列号为61/904,939、名称为“集成的吸附剂注入和烟道气脱硫系统”的优先权。将2013年11月15日提交的美国临时专利申请序列号为61/904,939、名称为“集成的吸附剂注入和烟道气脱硫系统”的全部内容通过引用纳入本文。
背景
本发明涉及烟道气脱硫(FGD)系统，其用于除去来源于中硫至高硫燃料的燃烧中产生的烟道气的微粒、气体和其他污染物。详细而言，能够捕捉二氧化硫(SO2)、三氧化硫(SO3)、HCl和其他酸性气体；能够降低烟道气的酸露点温度，且能够减少相关设备的腐蚀。吸附剂在本发明系统中被更高效地使用。除此以外，本发明能够提高锅炉效率，提高系统的抗腐蚀性，增加材料的利用率，降低投资成本和运作成本，以及增加微粒和/或其他污染物的捕捉能力。
在锅炉中的燃烧中，燃料的化学能转化为热的热能，其能够以各种形态用于不同的用途。燃烧过程中使用的燃料可包括许多种类的固体、液体和气体物质，包括煤(具有低、中或高的硫含量)、油(柴油、2号燃油、重油C或6号燃油)、天然气、木材、轮胎、生物质等。
锅炉中的燃烧将燃料转变为大量的化学物质。水(H2O)和二氧化碳(CO2)是完全燃烧的主要产物。但是，燃料中化学组分的其他燃烧反应会产生不期望的副产物。根据使用的燃料，这样的副产物可以包括微粒(例如飞尘)，酸性气体诸如硫氧化物(SOx)、卤化物(HCl,HF)或氮氧化物(NOx)，金属诸如汞或砷，一氧化碳(CO)和烃类(HC)。许多这些副产物的排放水平随燃料中存在的组分而不同，但也会随排放控制技术的应用而改变。
酸露点温度(ADP)是在该温度下烟道气中的酸性气体预计开始凝结在与烟道气接触的各种系统组件的内部。这样的酸性凝结导致系统组件的腐蚀，且希望能够避免。
避免这种腐蚀的一种方法是通过设计热量回收组件，以便烟道气的最低预期温度以适当的余地高于ADP。但是，这样做不能捕获离开锅炉封套的一些能量。无法回收的能量会直接降低锅炉的效率，这对工厂热耗率造成不利的影响；增加的热耗率等于降低的工厂效率。降低的锅炉效率还会因需要额外的风机功率以处理增加的空气和气体流量，及在燃料和灰处理系统中需要额外的功率而降低工厂热耗率。
需要提供系统和方法以从烟道气中除去微粒、气体和其他污染物，并减少设备腐蚀和/或提高锅炉的效率和工厂总效率。
简要说明
本文公开了使用污染控制系统以减少锅炉烟道气流中排出的酸性气体(例如SOx)的多种方法和系统，所述污染控制系统使用循环干燥洗气器(CDS)或喷雾干燥吸收器(SDA)，通过控制空气加热器上游的SO3浓度以进行脱硫。简言之，将熟石灰，即氢氧化钙粉末注入到热回收系统组件上游的烟道气中，例如在锅炉省煤器和再生气体加热器之间。这样可降低SO3浓度和烟道气的酸露点温度(ADP)，能够捕获额外的热能。此外，通过降低离开空气加热器的烟道气的ADP和降低烟道气的温度，能够进一步提高锅炉的效率。
在这方面，本文的各实施方式公开了烟道气脱硫系统，其包括：在空气加热器上游的第一吸附剂注入点；在所述空气加热器下游的脱硫单元；及在所述脱硫单元下游的袋滤器，该袋滤器将固体颗粒与洁净气体分离。所述系统包括位于所述气体加热器和所述脱硫单元之间、或位于所述脱硫单元之中的第二吸附剂注入点。有时，所述系统可以进一步包括自所述袋滤器的下游引导至脱硫单元下游的一点的洁净气体再循环烟道。所述系统可以进一步包括用于使固体颗粒自所述袋滤器运行至所述脱硫单元的再循环系统。所述系统还可以包含在至少第一吸附剂注入点进料的吸附剂筒仓。也可以任选地存在第二吸附剂筒仓，用于在第二吸附剂注入点进料。
所述脱硫单元可以是循环干燥洗气器或喷雾干燥吸收器。所述袋滤器可以是脉动式织物过滤器、摇动放气(shake deflate)织物过滤器、倒气(reverse gas)织物过滤器、或静电除尘器。
所述空气加热器可以描述为包括热流道和冷流道，烟道气经过所述热流道，并且将热能传递至从进气风扇经过所述冷流道的气体(例如空气)。所述系统还可以包括位于所述进气风扇和所述空气加热器的冷流道之间的预热器。或者，所述系统可包括在所述空气加热器周围的冷空气旁路，以使得由所述进气风扇供给的气体不经过所述冷流道。有时，所述系统包括自所述冷流道下游的一点运行至所述冷流道上游的一点的热空气再循环烟道。
所述系统可以包括位于所述气体加热器上游的选择催化还原(SCR)单元，所述第一吸附剂注入点位于SCR单元的下游。
在该系统中，多个端口用于熟石灰注入，允许所述石灰流的一小部分被注入所述空气加热器的上游，且剩余部分被添加至所述脱硫单元中的其他位置。熟石灰的总流量不大于仅CDS结构(这里，熟石灰仅注入循环干燥洗气器中)的总流量。通过实施本系统，同样的吸附剂总流量还可促进例如在较低的烟道气温度下安全地操作的同时提高锅炉效率(并由此提高工厂效率和工厂热耗率)的优点。
本文还公开了用于提高锅炉效率的方法，其包括：在空气加热器上游的第一熟石灰注入点将熟石灰注入烟道气中；降低所述空气加热器中的所述烟道气的温度；在所述空气加热器下游的第二熟石灰注入点将熟石灰注入所述烟道气中；运送所述烟道气通过所述空气加热器下游的和所述第二熟石灰注入点下游的脱硫单元；以及运送所述烟道气通过所述脱硫单元下游的袋滤器，所述袋滤器将固体颗粒与洁净气体分离；其中，离开所述空气加热器之后的所述烟道气的温度低于在所述第一熟石灰注入点没有注入熟石灰的系统中的离开所述空气加热器之后的所述烟道气的温度(优选低至少10°F，包括低至少20°F或30°F)。
进入所述空气加热器的所述烟道气可具有约600°F～约800°F的温度。离开所述空气加热器的烟道气(如果有的话，包括空气加热器泄露的影响)，可具有约220°F～约350°F的温度。
下面更详细地描述这些和其他非限定性的特征。
附图的简要说明
以下是附图的简要说明，其目的是说明本文中公开的示例性实施例，并不是为了对其进行限定。
图1是说明具有干燥脱硫系统的传统锅炉的组件和流路的图。
图2是使用分配箱(distribution box)的传统脱硫系统的侧视图。
图3是图2的传统系统的平面图(俯视图)。
图4是图2的传统系统的透视图。
图5是一个预示例的没有在空气加热器上游进行干燥吸附剂注入(DSI)的从空气加热器离开的烟道气温度，与进行了空气加热器上游的DSI的从空气加热器离开的烟道气温度、以及CDS和SDA(脱硫技术)的最低允许温度的温度比较柱形图。y轴是温度，单位为°F。
图6是另一个预示例的没有在空气加热器上游进行干燥吸附剂注入(DSI)的从空气加热器离开的烟道气温度，与进行了空气加热器上游的DSI的从空气加热器离开的烟道气温度、以及CDS和SDA(脱硫技术)的最低允许温度的温度比较柱形图。y轴是温度，单位为°F。
发明详述
参照附图可以更完整地理解本文中公开的组件、步骤和设备。这些附图仅仅是基于便利和易于说明本公开的示意图，因此并不是意在显示装置或其组件的相对大小和尺寸以及/或者明确或限定示例性实施方式的范围。
尽管为了清楚起见，在下文中使用了具体的术语，但是这些术语仅仅意在表示用于说明附图中所选择的实施方式的特定结构，并不是意在明确或限定本公开的范围。在附图和下文中，应知晓类似的数字标注表示类似功能的组件。
除非上下文明确有其它的说明，否则单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数的指代物。
说明书和权利要求书中使用的术语“包含”可包括“由……组成”的实施方式和“实质上由……组成”的实施方式。
应理解数值包括与变成有效数字的同数字时相同的数值和本申请中描述的测定数值的类型的传统测定技术中与设定值的偏差小于实验误差的数值。
本文中公开的所有范围包含列出的端点在内，并且可以独立地组合(例如，“2克～10克”的范围包含端点2克和10克、以及所有的中间数值在内)。
本文中使用的近似的语言可用于修饰任何数量表述，该数量表述可以在不引起与其相关的基本功能改变的前提下发生变化。因此，由术语如“约”和“实质上”修饰的数值可不限定于精确的特定值。修饰词“约”也被认为揭示了由两端点的绝对值限定的范围。例如，“约2～约4”的表述也揭示了“2～4”的范围。
应注意，本文中使用的很多术语是相对术语。例如，术语“入口”和“出口”涉及流体流过给定结构中的入口和出口，例如流体通过入口流入结构和通过出口流出结构。术语“上游”和“下游”涉及流体在该方向上流过各种组件，即，流体在流过组件下游之前流过组件上游。应注意，在环路中，第一组件既可以被描述为第二组件的上游，也可以被描述为第二组件的下游。
术语“水平”和“垂直”用于表示相对于绝对参考、即地平面的方向。但是，这些术语不应解释为需要结构彼此绝对平行或绝对垂直。例如，第一垂直结构和第二垂直结构无需彼此平行。术语“顶部”和“底部”或“基部”用于表示相对于绝对参照、即地球表面，顶部的位置/表面总是高于底部/基部。术语“向上”和“向下”也涉及绝对参照；向上流动总是与地球引力相反。
术语“熟石灰”是指氢氧化钙，也称为Ca(OH)2。本文中使用的术语“水合的(hydrated)”并不是表示存在分子水。使用的术语“石灰浆”表示氢氧化钙和水的混合物。其他钙吸附剂包括例如石灰石或生石灰。术语“石灰石”是指碳酸钙，也称为CaCO3。术语“生石灰”是指氧化钙，CaO。
本文中使用的术语“平面”通常是指一般水平，且应被理解为是指体积，而不是平整表面。
当术语“直接地”与两系统组件关联使用时，表示在两个指定的组件之间的路径中没有重要的系统组件。但是，次要的组件，例如阀、泵或其他控制器件、或传感器(例如温度传感器或压力传感器)可以设于两个指定的组件之间的路径中。
锅炉和/或蒸汽发生器商品的特定术语或原理的解释范围对于理解本公开是需要的，读者可参考《蒸汽/其产生及应用(Steam/its generation and use)》，第40版,Stultz和Kitto编辑,著作权1992,巴布考克及威尔考克斯公司(The Babcock&Wilcox Company)，及《蒸汽/其产生及应用(Steam/its generation and use)》,第41版,Kitto和Stultz编辑,著作权2005,巴布考克及威尔考克斯公司，其全文通过引用纳入本文，如同其全文列于本文。
本公开涉及用于减少脱硫中的酸性气体排出物及相关腐蚀的各种方法和系统。一般而言，烟道气由包含燃烧室的燃烧系统产生，燃烧在燃烧室中燃烧。将干燥的氢氧化钙粉末(即熟石灰)注入空气加热器上游的烟道气中，即，较早地在系统中降低系统中较早部分的酸露点(ADP)温度。这使得烟道气以较低的出口温度离开空气加热器并防止酸性气体凝结。这样可以捕获可能会被浪费的额外的热能烟道气继续行至脱硫单元，例如循环干燥洗气器(CDS)或喷雾干燥吸收器(SDA)，在这里捕捉SOx。产生的烟道气现在包含固体颗粒和洁净气体，其经过下游的袋滤器，将固体颗粒与洁净气体分离。根据需要，该固体颗粒可回收至脱硫单元。
通常，可认为本脱硫系统和方法能够与任何燃烧系统结合。燃烧可以用于任何目的，例如产生电力，产生某特定产品，或单纯地焚化特定燃料。示例性的燃烧系统中的本发明方法可应用于使用具有火炉的锅炉作为燃烧室的发电系统；电弧炉；玻璃熔炉；冶炼厂(铜、金、锡等)；制粒机焙烧炉；鼓风炉；焦炉群；化学加热炉；精炼炉；和焚化炉(医疗废物、城市固体废物等)。本文中使用的术语“燃烧室”是指其中发生燃烧的系统中的特定结构。
图1大体说明具有锅炉100和下游脱硫系统110的本公开的示例性发电系统。空气114和化石燃料112，例如来自磨煤机111的煤在火炉105中燃烧，导致烟道气120的产生。烟道气120通过省煤器116，该省煤器116用于预热锅炉中使用的水以产生蒸汽并用于冷却烟道气120。省煤器116上游的其他传热面没有示出。图1中的省煤器116表示在从锅炉出来的气流的方向上的锅炉中最后的蒸汽或水传热面，且根据使用的锅炉种类，也可以是过热器受热面、再热器表面或蒸发器表面。然后，烟道气120流向下游并进入选择催化还原(SCR)单元130，以从烟道气120中除去氮氧化物(NOx)，所述选择催化还原(SCR)单元130可以存在或不存在。
接着，在烟道气进入空气加热器140之前的第一干燥吸附剂注入点A，将干燥吸附剂注入烟道气中。第一注入点A在空气加热器140的上游，可描述为位于省煤器116和空气加热器140之间。干燥吸附剂从吸附剂供给处161经由管线166行进至注入点A。如果存在SCR单元130，第一注入点A可描述为直接位于SCR单元130和空气加热器140之间，或描述为在SCR单元的下游。干燥吸附剂注入的替代(或另外的)位置(未绘出)，如果对于具体应用而言合适，可设于SCR单元130的上游。该干燥吸附剂的注入与SOx反应，降低烟道气流中的SOx的量，并因此降低ADP。
然后，烟道气120通过空气加热器140，该空气加热器140冷却烟道气120并对进入火炉105的空气114进行加热。该空气加热器可以是复热式空气加热器或再生式空气加热器。空气加热器上游的干燥吸附剂的添加使得烟道气的出口温度更低且不会发生腐蚀。换言之，烟道气中更多的热能可被传递至进入火炉中的空气114和再循环回到锅炉。这样可促进在保持同样的设备保护和可靠性的同时实现较高的锅炉效率。离开空气加热器140之后的烟道气120的温度低于在第一吸附剂注入点没有注入吸附剂的系统中离开空气加热器140之后的烟道气120的温度。在一些特定的实施方式中，离开空气加热器140之后的烟道气120的温度与在第一吸附剂注入点没有注入吸附剂的系统中离开空气加热器140之后的烟道气120的温度低至少10°F、低至少20°F或低至少30°F。
在通过空气加热器140之后，烟道气120的温度通常为约240°F～约280°F(115℃～138℃)。根据需要，烟道气120然后通过颗粒收集装置150，用以收集飞灰和其他大颗粒。该颗粒收集装置150是任选的，且通常不存在。当存在该颗粒收集装置150时，收集的颗粒接着被回收至脱硫单元160。
在空气加热器140和脱硫单元160之间的第二吸附剂注入点、或者脱硫单元自身之中，将额外的干燥吸附剂注入烟道气中。两个这样的第二吸附剂注入点标记为字母B和C。由吸附剂供给处161分别经由管线167和168向这些第二注入点进料。在一些实施方式中，在第一吸附剂注入点和第二吸附剂注入点的吸附剂的注入量在各注入点以磅/小时测量时，其比率为约1:99～约10:90。
脱硫单元160是循环干燥洗气器(CDS)、喷雾干燥吸附器(SDA)或循环流化床(CFB)洗气器。在本文描述的CDS中，将干燥吸附剂162和水164注入烟道气中，与硫氧化物(SOx)和卤化物(HCl,HF)反应，并将烟道气120冷却至约140°F～约210°F(60℃～99℃)的范围。分别注入干燥吸附剂和水允许对变动的SOx浓度容易地调整石灰的进料，并允许使用较低品质的水。水在脱硫单元160中蒸发。在SDA中，将雾化的碱浆液，例如石灰浆喷洒在烟道气中，以清洁和冷却烟道气。在CFB洗气器中，将干燥吸附剂导入流化床中，并将烟道气用作硫化气。在一些特定的实施方式中，考虑在脱硫单元中使用熟石灰作为干燥吸附剂。在一些特定实施方式中，脱硫单元是循环干燥洗气器(CDS)。
产生的清洁且带有颗粒的烟道气120被运送至袋滤器170，例如织物过滤器或静电除尘器，将颗粒从烟道气120中除去。清洁的烟道气120然后被送至烟囱180。
来自袋滤器170的再循环蒸汽172可用于收集固体碱颗粒并将它们从袋滤器再循环至脱硫单元160，尤其是在采用CDS时。该再循环给予未反应的试剂多次通过脱硫单元160并与硫氧化物反应的机会，达到高的试剂利用率。也可添加新鲜的干燥吸附剂162来代替任何使用的干燥吸附剂。也可以将颗粒从袋滤器170中除去并丢弃，这里用标记174表示。
当存在SCR单元130和/或CO催化剂时，在第一注入点A注入干燥吸附剂是特别有用的，这是因为这些催化剂有助于提高由SO2到SO3的转化。这会提高烟道气的酸性露点温度(ADP)。
可使用额外的设计特征来控制自空气加热器(即、标记140)离去的烟道气的气体温度，主要通过控制送至锅炉的入口空气114的温度。在图1中图示了三个这样的特征。预期可以使用这些特征的六种可能的组合中的任一种。温度控制对于下述情况是有用的：例如非设计燃料的燃烧，非设计环境条件下(例如温度、压力、湿度)的操作，或部分锅炉负荷下的操作。
在这方面，可认为空气加热器140具有热流道和冷流道。“热”和“冷”的标示是彼此相对而言，而不是指绝对温度。烟道气120通过热流道，入口空气114通过冷流道。热能从热流道中的烟道气传递至通过冷流道的空气。入口风扇196提供入口空气。
第一个特征是预加热器190，其位于入口风扇196和空气加热器140的冷流道入口。该加热器可使用蒸汽或热水来加热入口空气，这样可限制来自烟道气的热传递。第二个特征是热空气再循环烟道192，其自冷流道出口下游的一点运行至冷流道入口上游的一点。该烟道带走较少的热空气流并将其返回至入口以与环境空气混合，改变空气加热器中的温度梯度。第三个特征是空气加热器140周围的冷空气旁道194，以使入口空气的一部分完全不被加温。该特征还限制了自烟道气向入口空气的热传递。
须注意，SDA通常需要进入的烟道气具有约220°F的最低温度以蒸发水，而CDS需要稍低的最低温度。因此，脱硫单元必须与干燥吸附剂注入结合。烟道气脱硫技术的常规应用控制酸性气体的排出，但是不影响本公开中发生的工厂总效率/工厂热耗率。应注意，图1中说明了将一种干燥吸附剂从相同的(即、一个)吸附剂供给处进料并且在两个或更多不同的注入点注入的应用。但是，它也更可以是每个注入点具有其自己的供给处，这是因为两个注入点间的进料速率能以10～20的系数(第二个注入点接受更多的吸附剂)而变化。也可以考虑根据需要而施用两种不同的吸附剂。
在传统的系统和方法中，干燥吸附剂仅在本公开的与第二干燥吸附剂注入点相应的位置注入。系统设计者通常确定为获得所需程度的SOx减少而需要的干燥吸附剂的适当流量。在本公开中，干燥吸附剂的一部分转向第一干燥吸附剂注入点。如前所述，在第一吸附剂注入点和第二吸附剂注入点的吸附剂的注入量在各注入点以磅/小时测量时，其比率为约1:99～约10:90。结果，总的干燥吸附剂比率流不变。应注意，单独进行干燥吸附剂的再分配并不会提高锅炉效率和工厂总效率。而是必须将注入系统、脱硫单元和空气加热器的设计进行协调才能提高这些效率。离开空气加热器的烟道气温度必须进行优化，以平衡效率增益与适合脱硫单元操作的条件。特别地，空气加热器上游的干燥吸附剂的注入可捕获额外的热能。这意味着需要燃烧较少的燃料，如此产生较少的SOx，且每单位能量使用的吸附剂的量减少。通常，这意味着总的吸附剂消耗也减少。其结果是，燃料和吸附剂成本减少，辅助电厂消耗也减少。这带来更大的电力的成本效益产出。
锅炉效率的提高对脱硫单元、尤其是CDS吸收塔的设计也有影响。考虑到CDS是容积式装置，且锅炉效率的增加视为气体体积流量的减少(因为较少的燃料和较低的入口气体温度)，所以相应的处理气流所需的CDS吸收器直径也减小。吸收塔的直径越小，使得气相、液相和固相之间的接触越好，且对于固相，这应相当于固体颗粒较好的润湿。换言之，因为较低的烟道气体积流量，可使用较小的CDS吸收塔且仍可达到相同的效率。
图2和图3是在本公开的示例性实施方式中，在用于将固体颗粒返回至CDS吸收器容器中的传统的再循环系统200上增加一些额外的细节。图2是侧视图，图3是俯视图(即从顶部观察)。图4是类似的再循环系统的透视图。
首先参照图2，未处理的烟道气从左侧进入并通过空气加热器270。图中示出热流道入口272和热流道出口274。熟石灰筒仓具有通道266，其在空气加热器上游的注入点A将熟石灰吸附剂注入烟道气中。图中还示出冷流道入口276和冷流道出口278，入口空气从其中流过。烟道气中的热能传递至该入口空气。流动方向用箭头表示。这里没有包括图1中说明的颗粒收集装置(标记150)。
继续说明图2，到达空气加热器270的右侧后，烟道气进入通道并到达污染控制系统，该污染控制系统相对于地平面204具有低仰角。所述通道然后转向垂直，以使烟道气向上流动，通过文氏管(Venturis)220(参见图4)，进入循环干燥洗气器(CDS)吸附剂容器210的底部入口212。当烟道气向上流动时，烟道气通过文氏管220上游的固体注入点222。如图3所示，该说明中示出四个文氏管。水注入点224位于吸附剂容器210的基部和文氏管220的下游。固体颗粒和清洁气体然后从吸附剂容器的顶部出口流入袋滤器230。袋滤器250以一定高度255高于地平面204。
接着，将固体颗粒从气流中除去，并将部分固体颗粒从袋滤器再循环回到吸附剂容器中。固体颗粒离开袋滤器230，通过料斗落在空气溜槽240上。可使用一个或两个空气溜槽，取决于袋滤器的尺寸和配置。固体颗粒然后需要被大致均衡地分割，落在与固体注入点的数量相等的第二组空气溜槽上。
这能使用分配箱250完成。空气溜槽240自袋滤器230导向分配箱250。这里，示出两个分配箱。分配箱将来自袋滤器的固体颗粒物流分成两个不同的物流，它们然后沿着另外的空气溜槽242行至固体注入点222。图3中有四个固体注入点，而在图4中有六个固体注入点，每个文氏管220对应一个注入点，均匀分布在吸收器容器210的周围。每个空气溜槽具有最小7度的斜率以实现流动。分配箱250通常具有约8英尺～约15英尺的高度255。应注意，如图3所示，分配箱位于吸收器容器的旁边，而不是在吸收器容器的下面，即、分配箱不影响吸收器容器的高度。
熟石灰筒仓260具有从熟石灰筒仓导向各分配箱250的通道262。如图4所示，新的熟石灰被注入分配箱250，或者被注入CDS吸收器容器210(未示出)的顶部。分配箱还将固体颗粒和新的熟石灰混合。通常，新的熟石灰的筒仓260提升在注入点之上，由此能达到从筒仓到注入点为至少15°的斜率，使得新的熟石灰通过重力进料。
继续参照图4，清洁气体离开袋滤器230，通过输送管232到达袋滤器下游的烟囱206，清洁气体能够从该烟囱206释放到大气中。还可以看到清洁气体再循环烟道270，其将清洁烟道气从袋滤器230的下游再循环至固体注入点222上游的一点。
在各种实施方式中的袋滤器可以是静电除尘器(ESP)、倒气织物过滤器、摇动放气织物过滤器、或脉动式织物过滤器。理想的是，袋滤器是脉动式织物过滤器(PJFF)或倒气织物过滤器。在这方面，由于织物过滤器相较于ESP的脱硫能力，袋滤器较好是ESP。换言之，由于滤饼的形成，织物过滤器能捕获气相中的污染物，而ESP仅仅捕捉颗粒，不会大量地捕获气相污染物。
本公开的其他独立系统和它们的集成所需的组件都在本领域的普通技术范围内。其中使用的器件、阀、配管、传感器、连接件和配件也通常可以市售获得。用于实施本公开的方法的设计也在本领域的普通技术范围内。
实施例
实施例1
在涉及中硫煤的建议应用中，基于未控制的SO3形成的预期的酸露点温度(ADP)计算为289°F(离开空气加热器)。在空气加热器的上游实施干燥吸附剂注入(DSI)可将预期的ADP降低至256°F。该两温度之间的差(33°F)表示用典型的传热装置能安全回收的能量，且没有附加的腐蚀风险。为了通过传递额外的热量来实现所述益处，可增加锅炉的省煤器和空气加热器表面。与该方法有关的锅炉效率增益为约0.8％。结果辅助厂用电耗也增加，且总的吸附剂消耗同样减少0.8％(因为生成的烟道气和相关的排放减少0.8％)。CO2排放同样也减少0.8％，这是因为燃烧了较少的燃料。由于在集成系统中实现了锅炉效率的提高，所以在保持相同的烟囱出口排放浓度的同时，减少了预期的吸附剂消耗。
在一些情形下，可预想到将干燥吸附剂注入与脱硫单元集成可以在空气加热器中将ADP降低多达45°F～50°F。结果锅炉效率可提高约1.2％。
实施例2
如图5所示，在空气加热器上游施用干燥吸附剂可使安全操作的烟道气离去温度(在热流道出口处)降低至240°F。如果选择CDS用于脱硫，集成系统可设计为250°F，由此与在上游不施用干燥吸附剂的情况(280°F)相比，可实现30°F的降低。如果选择SDA用于脱硫，可将温度设计为270°F。又一次，总的吸附剂消耗不大于最初的“未控制的”方案，实际上，因为在锅炉中燃烧较少的燃料和产生较少的SO3，吸附剂消耗减少。
实施例3
在图6说明的该实施例中，安全操作的离开空气加热器的烟道气气体温度可从320°F降低至280°F。CDS和SDA都能够在280°F下有效地操作，因此集成系统可使烟道气温度降低该40°F。再一次，总的吸附剂消耗如上所述那样降低。由于降低的燃料流，来自锅炉的总排放降低(较好的工厂效率)。
已经结合具体示例性实施方式对本公开进行了描述。显然地，在阅读和理解前述的详细描述后，可以对其它地方进行改良和变化。本公开应被解释为包括另附的权利要求书或其等同物的范围内的所有这样的改良和变化。

Claims (13)

1.烟道气脱硫系统，其包括：
在空气加热器上游的第一干燥吸附剂注入点；
在所述空气加热器下游的脱硫单元；
在所述脱硫单元下游的袋滤器，所述袋滤器将固体颗粒与清洁气体分离；和
位于所述空气加热器和所述脱硫单元之间、或位于所述脱硫单元之中的第二干燥吸附剂注入点，
其中，在第一吸附剂注入点和第二吸附剂注入点的吸附剂的注入量在各注入点以磅/小时测量时，其比率为1:99～10:90，
其中，所述空气加热器包括热流道和冷流道，所述烟道气经过所述热流道，并且将热能传递至从进气风扇经过所述冷流道的气体，
其中，还包括位于所述进气风扇和所述空气加热器的所述冷流道之间的预热器，
且其中，还包括在所述空气加热器周围的冷空气旁路，以使得由所述进气风扇供给的气体不经过所述冷流道。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述脱硫单元是循环干燥洗气器或喷雾干燥吸收器。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括从所述袋滤器的下游引导至脱硫单元上游的一点的洁净气体再循环烟道。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括用于使固体颗粒自所述袋滤器运行至所述脱硫单元的再循环系统。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括对所述第一干燥吸附剂注入点进料的干燥吸附剂筒仓。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述袋滤器是脉动式织物过滤器、摇动放气织物过滤器、倒气织物过滤器、或静电除尘器。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括自所述冷流道的出口下游的一点运行至所述冷流道的入口上游的一点的热空气再循环烟道。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括位于所述空气加热器上游的选择催化还原(SCR)单元，所述第一吸附剂注入点位于所述SCR单元的下游，或位于所述SCR单元的上游。
9.用于提高锅炉效率的方法，其包括：
在空气加热器上游的第一熟石灰注入点将熟石灰注入烟道气中；
降低所述空气加热器中的所述烟道气的温度；
在所述空气加热器下游的第二熟石灰注入点将熟石灰注入所述烟道气中；
运送所述烟道气通过所述空气加热器下游和所述第二熟石灰注入点下游的脱硫单元；以及
运送所述烟道气通过所述脱硫单元下游的袋滤器，所述袋滤器将固体颗粒与洁净气体分离；
其中，离开所述空气加热器之后的所述烟道气的温度低于在所述第一熟石灰注入点没有注入熟石灰的系统中的离开所述空气加热器之后的所述烟道气的温度，
且其中，在第一熟石灰注入点和第二熟石灰注入点的熟石灰的注入量在各注入点以磅/小时测量时，其比率为1:99～10:90，
其中，所述空气加热器包括热流道和冷流道，所述烟道气经过所述热流道，并且将热能传递至从进气风扇经过所述冷流道的气体，
其中，还包括位于所述进气风扇和所述空气加热器的所述冷流道之间的预热器，
且其中，还包括在所述空气加热器周围的冷空气旁路，以使得由所述进气风扇供给的气体不经过所述冷流道。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，进入所述空气加热器的烟道气的温度为600°F或更高。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，离开所述空气加热器的烟道气的温度为220°F～350°F。
12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述脱硫单元是循环干燥洗气器或喷雾干燥吸收器。
13.如权利要求9所述的方法，其特征在于，离开所述空气加热器之后的所述烟道气的温度与在所述第一熟石灰注入点没有注入熟石灰的系统中的离开所述空气加热器之后的所述烟道气的温度相比，低至少30°F。
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