CN107223193B - 用于发电设备的废气系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于发电设备的废气系统，该废气系统包括热源，该热源用来在空气中燃烧燃料以产生电力，该废气系统适合于接收流动的废气并且包括用来处理废气的催化剂系统，该催化剂系统包括第一氧化催化剂和第二氧化催化剂，其中第一氧化催化剂布置在热源下游，使得流动的废气在第二氧化催化剂之前接触第一氧化催化剂。
Description
技术领域
本发明涉及用于诸如气体涡轮机的发电设备的废气系统，该废气系统适合于接收流动的废气并且包括用来处理废气的催化剂系统，该催化剂系统包括氧化催化剂的系统。具体地说，本发明涉及使用这种系统来减少在发电设备的启动和满负荷之间从发电设备的废气排放的方法。
背景技术
在正常操作中，作为燃烧过程的一部分，气体涡轮机电厂产生大量的二氧化碳(CO2)、水、一氧化碳(CO)、挥发性有机化合物(VOC) 和氮的氧化物(NOx)。全球的各种监管机构(诸如美国环境保护局) 承担减少废气排放的监管职责。
气体涡轮发动机典型地通过将空气吸入压缩机中以增大气体压力而操作。碳氢化合物燃料(典型地为天然气)使用压缩空气被燃烧。该燃烧通常在相对“贫的”条件下进行，其中多于碳氢化合物燃料成分的完全燃烧所必要的化学计算量的氧被使用。这有助于维持相对低的燃烧温度，这可以提高用于制造涡轮机的材料的耐久性。
来自燃烧器的高温高压气体被供给到气体涡轮机发动机中，在该气体涡轮机发动机中，气体膨胀并且气体的温度降低。在大多数应用中，气体涡轮机驱动压缩机，以及产生电力的发电机。离开涡轮机的气体处于相对高的温度并且在下游操作中被排出或处理之前可以用于在热回收蒸汽发生器(“HRSG”)中产生蒸汽以减少不合需要的排放。由热回收蒸汽发生器产生的蒸汽可以用作联合循环电厂的一部分以驱动蒸汽涡轮机。这提高使用HRSG的电厂的发电效率。
这种系统的一个问题是，废气包含一氧化碳(CO)、挥发性有机碳氢化合物(VOC)和氮的氧化物(NOx)，所有这些受到各种监管机构的控制。
两种基本类型的催化技术被用于减少电厂的排放：使用氧化催化剂来转化CO和VOC，和使用选择性催化还原(“SCR”)催化剂来转化NOx。对于来自于可移动式发动机(例如，汽车发动机)的排放而言，使用氧化和SCR催化剂、并结合以在发动机的操作参数中的其它技术和变化，来减少排放。然而，气体涡轮机与可移动式发动机的不同之处在于，一旦气体涡轮机达到它们的满负荷操作状态，系统的操作参数就保持相对不变，这与可移动式发动机不一样：在可移动式发动机中，动态驱动条件引起对发动机的载荷需求的变化，这导致可改变的废气温度。可移动式发动机的工作周期的不同阶段(例如，在冷启动时)也会影响接触废气后处理催化剂的废气的温度。操作参数的这些差异，使得用于可移动式发动机的一些技术不能被用于气体涡轮机。
在NOx被处理之前，氧化催化剂用于处理CO和VOC。已知许多氧化催化剂。氧化催化剂的选择基于许多因素，所述许多因素包括但不限于该催化剂将被使用的温度、催化剂的负载、被燃烧的燃料、废气的流率、所需的还原的百分比，等等。在高温下的氧化催化剂的使用已知用来影响产生的不同氮氧化物的浓度，因为在这些条件下存在NO到NO2的较少转化。在进入SCR催化剂的废气中具有太多NO2是有问题的，因为SCR催化剂的活性受到影响，并且它也可能参与棕色烟流的形成(可能由所谓的Wisconsin Process引起)。
存在于气体涡轮机废气流中的NOx的量经常使用选择性催化还原(SCR)或选择性非催化还原而被控制。SCR依靠使用氨的NOx 的选择性还原。基本反应可以被表达为：
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O(快) (1)；
4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O(慢) (2)；以及
NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O(很快) (3)
如下文所示，选择性非催化还原过程在没有任何催化剂的情况下操作以通过与氨反应而将NOx转化为氮气和水：
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O (4)
非催化系统经常被限制到窄的反应温度范围。这个过程仅以大约 60到80％还原NOx，而需要大摩尔体积的NH3。
虽然在气体涡轮机中在燃烧期间产生的CO的水平可以被降低到目前可接受的监管水平，但这些水平不包括气体涡轮机的启动。因此，需要改善气体涡轮机的启动期间的排放量的降低。
减少来自气体涡轮机的一氧化碳和挥发性有机化合物的工业标准方法是使燃料气体穿过包含氧化催化剂的一个催化剂床。催化剂的单个催化剂床的尺寸必须被适当地设计，以满足不同涡轮机载荷的排放要求。催化剂的床可以被布置在热回收蒸汽发生器内的热传递管的组之间的不同温度区域中。该床目前被布置在一温度区域中，该温度区域允许最低压力降，同时在涡轮机已经经过启动时期之后仍然允许气体涡轮机满足CO和VOC减少要求。随着监管标准的改变，可能要求气体涡轮机在启动期间减少CO和VOC排放。此外，在满负荷期间CO和VOC的更高的总减少可能是强制性的。
发明内容
已经发现，在气体涡轮机的操作中的耦合式氧化催化剂系统的使用可以在启动期间开始减少排放，并且当涡轮机在其正常的满负荷下运行时，提供对于CO和VOC的合乎期望的减少。根据本发明的耦合式氧化催化剂系统使用两床氧化催化剂，其中一床氧化催化剂位于相对高温区域中以允许气体涡轮机在启动期间开始减少排放，并且第二床氧化催化剂被布置在较低温度区域中，以提供另外的催化剂表面，并且在启动和满负荷之间完成所期望的CO和VOC减少。
耦合式催化剂系统可以以降低的成本在CO和VOC的减少中提供优秀的总体性能，并且与使用单个氧化催化剂床的目前工业标准系统相比不太容易中毒。耦合式氧化催化剂系统可以通过使第一氧化催化剂床处于较高的温度而使得从NO的NO2的形成更少。这是因为在氧化催化剂上平衡存在于NO和NO2之间。在较低的废气温度下，NO 氧化被动力学地限制并且因此NO氧化通过升高的温度被促进。通过将第一氧化催化剂适当地定位在相对高温位置中，NO氧化到NO2在启动阶段被促进，使得废气包含废气的NOx成分中的NO和NO2的混合物。在启动阶段期间这样产生的NO和NO2的混合物在启动期间有利地促进在SCR催化剂上的总体NOx还原的更高效的快速反应(3)。因此，第一氧化催化剂的定位在启动阶段期间促进CO和VOC氧化和NOx还原。
然而，随着废气温度从启动到满负荷操作而升高，用于NO到NO2反应的平衡常数发生变化，使得该反应被热力学地限制。这意味着在升高的温度下，该平衡有利于NO而不是NO2。这是重要的，因为位于相对高温部位的第一氧化催化剂上的NO氧化随着温度升高而被抑制并且因此避免过度NO2形成-并且因此SCR催化剂上的不太高效的 NOx还原反应(2)。然而，随着温度向着满负荷升高，位于较低温度部位的第二氧化催化剂接管将NO氧化到NO2(即，在平衡反应的动力学限制区域中)以及CO和VOC氧化的职责，因此在进入下游SCR 催化剂的废气中维持NO和NO2的有利混合物。
第一和第二氧化催化剂在启动和满负荷之间氧化CO和VOC。然而，正好在启动之后，第一氧化催化剂位于相对高温部位中使得该催化剂能够更快速地达到其起燃温度并且因此在启动之后尽可能快地开始氧化CO和VOC。
耦合式氧化催化剂系统也显著地降低废气绕过氧化催化剂系统而不经历任何处理的可能性。这是因为每一个催化剂床被独立地密封；如果任何气体能够绕过第一催化剂床，它很可能在第二催化剂床中被处理。这具有提高催化剂系统的可靠性的优点，并且是非常重要的特征(如果需要高程度的CO和VOC减少)。与使用单个大床相比，两个催化剂床的使用，也可以导致更低的压力降。第一氧化催化剂可以存在于第一块和第二块中，其中第一块在第二氧化催化剂之前在例如气体涡轮机下游被布置在废气流中，并且第二块在第一块下游并且在第二氧化催化剂之前被布置在废气流中。优选的是，第一和第二块被定位成分开一定距离，这允许废气在它经过第一块之后混合以允许在第一块中没有被处理的气体暴露到第二催化剂以提供更高的转化。例如，在HRSG中，第一块中的第一第一氧化催化剂可以位于风道燃烧器和过热器之间并且第二块中的第二第一氧化催化剂可以位于过热器和高压蒸发器之间。当需要CO和VOC的很高的氧化活性以满足监管要求时，这可能是重要的。
根据第一方面，本发明提供一种用于发电设备的废气系统，该废气系统适合于接收流动的废气并且包括用来处理废气的催化剂系统，该催化剂系统包括第一氧化催化剂和第二氧化催化剂，其中第一氧化催化剂布置在热源下游，使得流动的废气在第二氧化催化剂之前接触第一氧化催化剂。
根据第二方面，本发明提供根据本发明的第一方面的废气系统在启动操作和满负荷操作二者期间用来控制CO和碳氢化合物排放的用途。
根据第三方面，本发明提供一种发电设备，该发电设备包括：热源，该热源用来在空气中燃烧燃料以产生电力和包括一氧化碳(CO) 和碳氢化合物(HC)的流动的废气；以及根据任何前述的废气系统，该废气系统用来在废气被释放到大气之前接收和处理流动的废气。优选地，根据本发明的第三方面的发电设备包括气体涡轮机。
根据第四方面，本发明提供一种处理从发电设备排放的废气的方法，该发电设备包括热源，该热源用来在空气中燃烧燃料以产生电力和流动的废气，该废气包括一氧化碳和碳氢化合物，该方法包括：使废气接触相对高温区域中的第一氧化催化剂并且随后使离开第一氧化催化剂的废气接触相对低温区域中的第二氧化催化剂，其中当该发电设备处于满负荷时高温区域具有从427℃(800℉)到621℃(1150℉) 的温度，并且当该发电设备处于满负荷时相对低温区域具有从260℃ (500℉)到427℃(800℉)的温度。
附图说明
图1示出在不变的流率下氧化的百分比相对于温度。
图2示出在传质限制区域中在不变的流动和温度下CO氧化的百分比相对于活性催化剂材料的量。
图3示出使用HRSG系统的电厂的图。在图3中，“LP”代表“低压”并且“HP”代表“高压”。
具体实施方式
在本发明中，已经认识到，与使用单氧化催化剂床的目前方法相比，耦合式氧化催化剂系统(其中第一床氧化催化剂被布置在较高温度区域中以允许气体涡轮机在启动期间开始减少排放，并且第二床氧化催化剂被布置在较低温度区域中以提供另外的催化剂表面并且一旦发电设备已经启动就完成所期望的CO和VOC减少)能够提供优秀的总体性能，能够降低成本，并且不太容易中毒。
催化系统中的CO和VOC的氧化依赖于操作温度和反应停留时间。氧化催化剂开始氧化CO和VOC的温度称为起燃温度(light-off temperature)。起燃温度与催化剂中的活性催化剂材料的浓度有关。催化剂的浓度越高，氧化开始的温度越低。在起燃温度之上，在不变的气体流率下提高反应温度将提高直到反应从动力学限制区域转变到传质限制区域实现的氧化的百分比(见图1)。一旦温度足够高使得反应是传质限制的，提高该温度将不再提高氧化的百分比。提高氧化的百分比的主要手段是通过增大催化剂表面积。在传质限制区域中，增大活性催化剂材料的浓度不显著地增大氧化的百分比(图2)。最小排放控制载荷被设定，因为催化剂的性能没有充分地低于那个载荷。这里描述的耦合式氧化催化剂系统的使用可以允许例如气体涡轮机在较低载荷下被操作，因为该系统可以在较低载荷下减少排放。这提供相对于现有技术系统的显著技术进步。
在气体涡轮机应用中，存在着许多不同的操作载荷。然而，典型地仅在气体涡轮机达到最小载荷(称为最小排放控制载荷)时要求排放减少。在这个涡轮机载荷下，氧化催化剂的温度典型地高于起燃区域并且单氧化催化剂床方法是有效的，因为不需要过多的贵金属载荷 (见图1)，并且所需的总的催化剂表面积仅由100％载荷下的要求的氧化水平(CO和VOC和NO氧化)确定。
在气体涡轮机启动期间，产生相对大量的CO和VOC。为了使具有仅仅单床氧化催化剂的系统能够满足启动和满负荷二者的排放要求，合意的是，它将必须：(1)具有充分的催化剂表面积以满足最大流动下的CO和VOC的所期望的去除；以及(2)具有充分的活性催化剂材料浓度以在启动期间面临的相对低的温度(<204℃(<400℉))下去除CO和VOC。这导致大的催化剂体积，相对高的活性催化剂材料浓度。因为活性催化剂材料典型地为贵金属，诸如铂或钯，增大浓度和体积显著地增大催化剂的成本。替代构造将是把单个催化剂床定位在较高温度区域中，使得在启动期间催化剂的温度将足以消除增大活性催化剂材料浓度和催化剂体积的需要。然而，这种方法的缺点是：满负荷CO氧化所需的整个催化剂表面积将位于高温区域中，与在较低温度区域中的单床相比，产生高的压力降。这将需要具有较高等级的钢的构造以便将较大体积的催化剂支承在催化剂床中，并且将显著地提高不合需要的SO2的形成。
因为气体涡轮机废气流动在启动期间较低，满足排放要求所需的氧化催化剂表面积小于在100％载荷下满足排放要求所需的氧化催化剂表面积。因此，包括位于两个不同的温度区域中的两个催化剂床的 CO和VOC减少系统提供最有利的解决方案。位于高温区域中的一个床可以被优化以满足启动排放要求，并且位于低温区域中的第二床可以被优化以满足在启动周期之后当温度已经上升经过催化剂起燃温度时的CO、VOC和NOx的所期望的转化。这种优化可以包括为这两个部位中的每一个部位中的氧化催化剂床选择适当的催化剂体积、单元密度以及催化剂配方。催化剂配方选项包括调节载体涂料的成分以添加耐硫性能，提供另外的热耐久性。可以对两个氧化催化剂床中的每一个床中的催化剂作出催化剂中的贵金属的载荷、不同贵金属成分(诸如富Pd配方)的使用和其它变化。在一些情况中，不同的催化剂、催化剂配方和催化剂载荷可以用于第一和第二氧化催化剂床中的每一个床。除了催化剂变得可操作的温度(即，起燃温度)外，另一关键参数是第一氧化催化剂变热以实现其起燃温度所花费的时间。关于此，具有相对低的热容和相对高的热传导性的基板整体，例如蜂窝状整体，对于第一氧化催化剂来说是优选的。可以作出催化剂的这些类型的潜在改变以提高该系统的效率。
在使用HRSG的目前的工业标准系统中，CO氧化催化剂的布置已经基于用来转化氮的氧化物的选择性催化还原催化剂(SCR)系统 (包括NH3注入设备，混合室和SCR催化剂)的需要。这已经经常导致氧化催化剂位于废气温度有利于SCR催化剂的操作的废气流中的部位。然而，这种布置可能不利于用以产生NO2的CO氧化催化剂的性能。通过在氧化催化剂上的NO的氧化，气体涡轮机废气中的NO2浓度可以增大数倍。在废气流中的氧化催化剂的部位在局部废气温度下，该催化剂可以氧化NO以平衡NO2的浓度。
典型的氧化催化剂在达到大约760℃(1400℉)的温度下能够持久地工作(这可以在HRSG废气流中进行)。在具有大约399℃(750 ℉)到大约760℃(1400℉)的温度范围的部位将氧化催化剂布置在废气流内，可以显著地减少通过催化剂产生的NO2。将氧化催化剂布置在近似510℃(950℉)和近似760℃(1400℉)之间的温度范围下的废气流内，可以使得耐久性氧化催化剂的寿命得以延长。它也可以提供允许较小的SCR催化剂体积被使用或更高效的NH3使用(二者都因为快速反应(3)在使用中)的NO2水平。图3示出HRSG系统中的高温和低温区域的可能部位。
关于温度的废气流内的氧化催化剂的有利布置因此可以显著有利地影响还原NOx所需的NH3的量和SCR催化剂所需的尺寸。对于从排气管输出的相同的NO2ppm的较小的催化剂尺寸和减少的NH3使用，可以使得成本得以显著节省，并且可以使得废气流动中的压力降被减小，使得能够从联合循环气体涡轮机输出更大的功率，或对于相同的功率输出而言能够节省燃料。
在本发明的第一方面中，废气系统优选地包括热回收蒸汽发生器 (HRSG)。在一种优选布置中，HRSG包括HRSG管束并且第一氧化催化剂(或包括第一氧化催化剂的第一块)被布置用来接收任何 HRSG管束上游的流动的废气。替代地或另外地，HRSG包括HRSG 过热器管束并且第一氧化催化剂(或包括第一氧化催化剂的第二块) 被布置用来接收HRSG过热器管束下游的流动的废气。第二第一氧化催化剂可以被布置在第二块中并且被布置用来接收流动的废气，流动的废气在布置在第一块中的第一第一氧化催化剂下游并且在第二氧化催化剂上游。
第二氧化催化剂可以被布置用来接收至少一个HRSG管束下游的流动的废气。例如，第二氧化催化剂可以被布置用来接收一个或更多个高压蒸发器管束下游的流动的废气。
更优选地，该催化剂系统包括：氨注入设备(AIG)，该氨注入设备布置在第二氧化催化剂下游并且适合于将氨注入流动的废气；以及选择性催化还原(SCR)催化剂，该选择性催化还原催化剂用以通过氨还原剂而还原氮的氧化物。优选地，氨泄漏催化剂被布置用来接收SCR催化剂下游的流动的废气。用来处理废气的氨泄漏催化剂例如从WO 2014/120645获知，并且其职责是催化总反应4NH3+3O2→ 2N2+6H2O。优选地，废气系统包括混合部分，该混合部分布置在氨注入设备下游并且适合于将注入的氨与流动的废气混合。
在已有的废气系统(用于例如，在热或冷温度区域中具有氧化催化剂的气体涡轮机)中，可以通过将另一氧化催化剂添加到氧化催化剂目前不存在的对应的区域(在适用的情况下，冷或热温度区域)中，而实现本发明的系统。在已有的废气系统(用于例如，在热或冷温度区域中没有氧化催化剂的气体涡轮机)中，可以通过将两种氧化催化剂添加在热和冷温度区域中，而实现本发明的系统。优选的是，去除不位于这些区域中的氧化催化剂(因为由于具有除了这里描述的耦合的至少两个氧化催化剂系统所需的那些氧化催化剂外的氧化催化剂的背压的增大)。
根据第四方面，该方法优选地包括以下步骤：将氨引入离开第二氧化催化剂的废气；以及使包含氨的废气接触选择性催化还原催化剂，其中第一氧化催化剂和第二氧化催化剂各位于一位置中，在该位置中，在第一氧化催化剂和第二氧化催化剂上的NO到NO2的氧化关于该系统中的最大NO氧化活动的相应部位位置被限制。
本发明也可以根据以下定义中的任何一个定义而被限定：
(i)一种催化剂系统，该催化剂系统包括第一氧化催化剂和第二氧化催化剂，其中第一氧化催化剂在第二氧化催化剂之前被布置在气体涡轮机下游的废气流中；
(ii)根据(i)所述的催化剂系统，其中，第一氧化催化剂位于具有大约800℉和大约1150℉之间(包括端点值)的满负荷温度的高温区域中，并且第二氧化催化剂位于具有大约500℉和大约800℉之间 (包括端点值)的满负荷温度的低温区域中；
(iii)根据(i)所述的催化剂系统，其中第一氧化催化剂被布置在任何热回收蒸汽发生器(HRSG)管束之前或涡轮机废热回收蒸汽发生器(HRSG)过热器管束的下游；
(iv)根据(i)所述的催化剂系统，其中第二氧化催化剂被布置在至少一个HRSG管束或一个或更多个高压蒸发器管束的下游；
(v)所述的催化剂系统(i)，其中：(a)第一氧化催化剂被布置在任何热回收蒸汽发生器(HRSG)管束之前，并且第二氧化催化剂位于至少一个HRSG管束或一个或更多个高压蒸发器管束的下游，或者(b)第一氧化催化剂位于涡轮机废热回收蒸汽发生器(HRSG) 过热器管束的下游，并且第二氧化催化剂位于一个或更多个高压蒸发器管束的下游；
(vi)根据(i)所述的催化剂系统，其中第一氧化催化剂存在于第一块和第二块中，其中第一块被布置在第二氧化催化剂之前的气体涡轮机下游的废气流中，并且第二块被布置在第二氧化催化剂之前并且第一块下游的废气流中；
(vii)根据(i)所述的催化剂系统，其中，催化剂系统对于在启动操作和满负荷操作二者期间控制CO和碳氢化合物排放都是有效的；
(viii)根据(i)所述的催化剂系统，其中从启动贯穿并且包括满负荷操作，该催化剂系统对于控制CO和碳氢化合物排放是有效的；
(ix)根据(i)所述的催化剂系统，还包括SCR催化剂；或
(x)根据(ix)所述的催化剂系统，还包括氨泄漏催化剂。
(xi)一种发电设备，该发电设备包括：热源，该热源在空气中燃烧燃料以产生电力并且产生包括一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC) 的废气流；处理设备，该处理设备适合于在将废气释放到大气之前接收废气流，该处理设备包括根据(i)所述的催化剂系统；
(xii)根据(xi)所述的发电设备，其中第一氧化催化剂和第二氧化催化剂各位于通过CO氧化催化剂限制从NO产生NO2的位置中；
(xiii)根据(xi)所述的发电设备，还包括以下的一个或更多个：氨注入设备(AIG)，该氨注入设备布置在第二氧化催化剂下游并且适合于将氨注入废气流；混合部分，该混合部分布置在氨注入设备的下游并且适合于将注入的氨与废气流混合；以及选择性催化还原(SCR) 元件，该选择性催化还原元件布置在氨注入设备的下游，适合于还原废气流中的NOx；或
(xiv)根据(xi)所述的发电设备，还包括热回收蒸汽发生器 (HRSG)。
(xv)一种处理来自气体涡轮机的包括一氧化碳和碳氢化合物的废气的方法，该方法包括：使废气与高温区域中的第一氧化催化剂接触并且使接触了第一氧化催化剂的废气与低温区域中的第二氧化催化剂接触，其中高温区域具有大约800℉和大约1150℉之间(包括端点值)的满负荷温度，并且低温区域具有大约500℉和大约800℉之间(包括端点值)的满负荷温度；
(xvi)根据(xv)所述的方法，其中第一氧化催化剂存在于第一块和第二块中并且第一块在第二氧化催化剂之前在气体涡轮机下游被布置在废气流中并且第二块在第一块下游并且在第二氧化催化剂之前被布置在废气流中；
(xvii)根据(xv)所述的方法，其中第一氧化催化剂被布置在任何热回收蒸汽发生器(HRSG)管束之前或涡轮机废热回收蒸汽发生器(HRSG)过热器管束的下游；
(xviii)根据(xv)所述的方法，其中第二氧化催化剂被布置在至少一个HRSG管束或一个或更多个高压蒸发器管束的下游；
(xviv)根据(xv)所述的方法，其中：(a)第一氧化催化剂被布置在任何热回收蒸汽发生器(HRSG)管束之前，并且第二氧化催化剂位于至少一个HRSG管束或一个或更多个高压蒸发器管束的下游，或者(b)第一氧化催化剂位于涡轮机废热回收蒸汽发生器(HRSG) 过热器管束的下游，并且第二氧化催化剂位于一个或更多个高压蒸发器管束的下游；
(xx)根据(xv)所述的方法，还包括使已经接触第二氧化催化剂的废气与SCR催化剂接触；或
(xxi)根据(xx)所述的方法，还包括使已经接触SCR催化剂的废气与氨泄漏催化剂接触。
(xxii)一种用来布置催化元件以便处理来自气体涡轮机的废气流中的排放物的方法，该方法包括：将第一氧化催化剂布置在具有大约800℉和大约1150℉之间(包括端点值)的满负荷温度的高温区域中的气体涡轮机的废气管道下游的部位，将第二氧化催化剂布置在具有大约500℉和大约800℉之间(包括端点值)的满负荷温度的低温区域中第一氧化催化剂下游的部位；
(xxiii)根据(xxii)所述的方法，其中第一氧化催化剂存在于第一块和第二块中并且第一块在第二氧化催化剂之前在气体涡轮机下游被布置在废气流中并且第二块在第一块下游并且在第二氧化催化剂之前被布置在废气流中；
(xxiv)根据(xxii)所述的方法，其中第一氧化催化剂被布置在任何热回收蒸汽发生器(HRSG)管束之前或涡轮机废热回收蒸汽发生器(HRSG)过热器管束的下游；
(xxv)根据(xxii)所述的方法，其中第二氧化催化剂被布置在至少一个HRSG管束或一个或更多个高压蒸发器管束的下游；
(xxvi)根据(xxii)所述的方法，其中：(a)第一氧化催化剂被布置在任何热回收蒸汽发生器(HRSG)管束之前，并且第二氧化催化剂位于至少一个HRSG管束或一个或更多个高压蒸发器管束的下游，或者(b)第一氧化催化剂位于涡轮机废热回收蒸汽发生器(HRSG) 过热器管束的下游，并且第二氧化催化剂位于一个或更多个高压蒸发器管束的下游；或
(xxvii)根据(xxii)所述的方法，还包括：将氨注入格栅(AIG) 布置在第二氧化催化剂下游在废气流内；将混合室布置在AIG下游；以及将选择性催化还原(SCR)催化元件布置在混合室下游。
虽然在这里参考具体实施例示出且描述了本发明，但本发明并非要被局限于所示出的细节。实际上，在权利要求的等同物的界限和范围内并且在不偏离本发明的情况下，可以对细节作出各种修改。
Claims (10)
1.一种气体涡轮机，该气体涡轮机包括：热源，该热源用来在空气中燃烧燃料以产生电力和包括一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)的流动的废气；以及用以在所述流动的废气被释放到大气之前接收和处理所述流动的废气的废气系统，该废气系统适合于接收流动的废气并且包括用来处理废气的催化剂系统，该催化剂系统包括第一氧化催化剂和第二氧化催化剂，其中第一氧化催化剂布置在热源下游，使得流动的废气在第二氧化催化剂之前接触第一氧化催化剂，其中，所述第一氧化催化剂存在于第一块中和第二块中，并且其中，所述第一块在所述第二氧化催化剂之前在所述气体涡轮机下游被布置废气流中，并且所述第二块在所述第一块下游并且在所述第二氧化催化剂之前被布置在废气流中，其中，所述气体涡轮机还包括热回收蒸汽发生器(HRSG)，其中所述第一块位于风道燃烧器与过热器之间，并且所述第二块位于所述过热器与高压蒸发器之间。
2.根据权利要求1所述的气体涡轮机，其中热回收蒸汽发生器(HRSG)包括热回收蒸汽发生器管束，并且第一氧化催化剂被布置用来接收任何热回收蒸汽发生器管束上游的流动的废气。
3.根据权利要求1所述的气体涡轮机，其中热回收蒸汽发生器(HRSG)包括热回收蒸汽发生器过热器管束，并且第一氧化催化剂被布置用来接收热回收蒸汽发生器过热器管束下游的流动的废气。
4.根据权利要求2所述的气体涡轮机，其中第二氧化催化剂被布置用来接收至少一个热回收蒸汽发生器管束下游的流动的废气。
5.根据权利要求1到4中的任一项所述的气体涡轮机，其中，第二氧化催化剂被布置用来接收一个或更多个高压蒸发器管束下游的流动的废气。
6.根据权利要求1所述的气体涡轮机，其中，催化剂系统包括：氨注入设备(AIG)，该氨注入设备布置在第二氧化催化剂下游并且适合于将氨注入流动的废气；以及选择性催化还原(SCR)催化剂，该选择性催化还原(SCR)催化剂用以通过氨还原剂而还原氮的氧化物。
7.根据权利要求6所述的气体涡轮机，包括氨泄漏催化剂，氨泄漏催化剂被布置用来接收选择性催化还原(SCR)催化剂下游的流动的废气。
8.根据权利要求6或7所述的气体涡轮机，包括混合部分，该混合部分布置在氨注入设备的下游并且适合于将注入的氨与流动的废气混合。
9.废气系统在启动操作和满负荷操作二者期间用来控制和处理来自于气体涡轮机的CO和碳氢化合物排放的用途，所述气体涡轮机包括热源，所述热源用于在空气中燃烧燃料以产生电力，所述废气系统适合于从所述气体涡轮机接收流动的废气并且包括用以处理废气的催化剂系统，所述催化剂系统包括第一氧化催化剂和第二氧化催化剂，其中第一氧化催化剂布置在热源下游，使得流动的废气在第二氧化催化剂之前接触第一氧化催化剂，其中，所述第一氧化催化剂存在于第一块中和第二块中，并且其中，所述第一块在所述第二氧化催化剂之前在所述气体涡轮机下游被布置废气流中，并且所述第二块在所述第一块下游并且在所述第二氧化催化剂之前被布置在废气流中，其中，所述气体涡轮机还包括热回收蒸汽发生器(HRSG)，其中所述第一块位于风道燃烧器与过热器之间，并且所述第二块位于所述过热器与高压蒸发器之间。
10.一种处理从气体涡轮机排放的流动的废气的方法，该气体涡轮机包括热源，该热源用来在空气中燃烧燃料以产生电力，该废气包括一氧化碳和碳氢化合物，该方法包括：使流动的废气接触废气系统，所述废气系统用于在所述流动的废气被释放到大气之前接收并且处理所述流动的废气，所述废气系统适合于接收流动的废气并且包括催化剂系统，所述催化剂系统包括相对高温区域中的第一氧化催化剂；并且随后使离开第一氧化催化剂的废气接触相对低温区域中的第二氧化催化剂，其中，所述第一氧化催化剂存在于第一块中和第二块中，并且其中，所述第一块在所述第二氧化催化剂之前在所述气体涡轮机下游被布置废气流中，并且所述第二块在所述第一块下游并且在所述第二氧化催化剂之前被布置在废气流中，其中，所述气体涡轮机还包括热回收蒸汽发生器(HRSG)，其中所述第一块位于风道燃烧器与过热器之间，并且所述第二块位于所述过热器与高压蒸发器之间，其中当气体涡轮机处于满负荷时高温区域具有从427℃(800℉)到621℃(1150℉)的温度，并且当气体涡轮机处于满负荷时相对低温区域具有从260℃(500℉)到427℃(800℉)的温度。
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