CN1898500A - 燃煤燃烧装置的洗涤系统和洗涤方法 - Google Patents

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Abstract

除去燃煤燃烧装置烟道气中有毒排放物的系统和方法可被实现。降低燃煤循环流化床反应器(10)的硫氧化物排放可以包括用湿式洗涤器(12)处理烟道气单元。湿式洗涤器可包括气相洗涤器、液相洗涤器和气－液相洗涤器。另外，有毒排放物可以从燃煤燃烧装置(20)如循环流化床或粉煤装置中被减少。可将颗粒从燃煤燃烧装置的烟道气中除去。然后，可用至少两个连续的湿式洗涤器(22，24)处理烟道气，产生低硫含量的烟道气。除了硫氧化物，还可以除去多种有毒排放物，例如氮氧化物、一氧化碳、砷、铍、镉、盐酸、铬、钴、铪、铅、锰、汞、镍、硒、苯并芘和它们的组合。这些系统和方法提供了比现有可用技术改进的有毒排放物水平。

Description

燃煤燃烧装置的洗涤系统和洗涤方法
技术领域
[01]  本发明一般涉及用于减少燃煤燃烧装置的排放的系统和方法。更具体而言，本发明涉及在燃煤燃烧装置烟道气的处理中使用湿式洗涤系统(wetscrubbing systems)，以显著地减少排放。
背景技术
[02]  目前，在美国的电力生产中，燃煤燃烧占大约50％。每年国内用于电力生产的煤燃烧消耗几乎10亿吨煤，而且这个数字正稳步上升。早期的燃煤电厂使用最简单的排放控制系统，并且通常限于颗粒控制。1970年的清洁空气法，于1977年和1990年修改，提高了对各种污染物的认识以及更高程度的污染物控制。
[03]  目前，一般地，燃煤燃烧系统的范围从较老的粉煤(PC)系统，如顶燃烧式、墙燃烧式和切圆燃烧式到较新的循环流化床(CFB)反应器。PC和CFB装置的典型排放控制系统可以包括颗粒控制系统，其通常紧随着SO2控制系统。广泛种类的其它装置也可用于控制各种污染物和/或促进热和其它资源的循环或回收。也可以通过仔细控制燃烧工艺，促进有毒污染物排放的减少。
[04]  典型的CFB反应器包括石灰石加入系统，紧随着颗粒收集系统，以减少颗粒排放。CFB反应器的好处之一是，通过控制燃烧期间加入的石灰石的量，可以在反应器内减少硫氧化物的排放。在一些情况下，CFB反应器也包括位于颗粒收集系统出口的干式洗涤器，以进一步促进硫氧化物排放的减少。基于这些和其它原因，CFB反应器在过去二十年构成了大多数的燃煤燃烧装置。较老的PC装置通常比CFB反应器产生更高水平的有毒排放物。一些PC装置已经被改造，包括了各种排放控制系统。一般，这些被改造的PC装置包括颗粒收集系统，并且有时也包括湿式洗涤器，尽管有时也可以使用干式洗涤器。
[05]  至少部分地由于煤的可用性和坚定不移的减少排放的政治和经济压力，近年，燃煤燃烧在有毒排放物方面有了较大的改善。不幸的是，燃煤燃烧装置的排放仍然占总有毒排放物的较大百分比，总有毒排放物例如硫氧化物、氮氧化物和其它各种潜在的有害物质。因此，提供能够简便、经济和有效的比现有技术更进一步减少燃煤燃烧装置有毒排放的系统和方法，对该领域将是显著的进步和贡献。
发明概述
[06]  虽然已开发了许多除去有毒排放物和其它有害污染物的方法，但仍需要改进的方法，这些改进的方法由于大大减少了排放和提高了利用政府税款免除和激励的能力而使得以煤为基础的燃烧装置成为更有吸引力的电力来源。本发明涉及使用位于任何颗粒控制下游的一种洗涤系统或多种洗涤系统来处理燃煤燃烧装置的烟道气。
[07]  在本发明的一方面，处理燃煤循环流化床反应器烟道气的系统可以包括与循环流化床反应器可操作地连接、被设置用于处理烟道气的湿式洗涤器。适用的湿式洗涤器可以包括气相洗涤器、液相洗涤器及其组合。在一个优选的实施方式中，湿式洗涤器是喷雾塔洗涤器(spray tower scrubber)。
[08]  在本发明的一个可选方面，处理燃煤反应器烟道气的系统可以包括颗粒收集设备。颗粒收集设备可以与燃煤反应器可操作地连接，并被设置用以产生低颗粒含量烟道气。在一个详细的方面，燃煤反应器可以是CFB或PC反应器。第一湿式洗涤器可以被可操作地连接到颗粒收集设备，被设置用于洗涤烟道气和产生被处理的烟道气。第二湿式洗涤器也可以被可操作地与第一湿式洗涤器连接，被设置用于洗涤被处理的烟道气，以产生低硫氧化物含量的烟道气。
[09]  在本发明的另一个详细的方面，可以加入其它装置到系统中，除去特定的污染物。在一个实施方式中，可以将除汞设备可操作地连接于几个可能的位置之一，这取决于所开发的系统的类型。目前，有三种宽范畴的除汞技术正在开发，包括，将汞转化为固体，然后可以用颗粒控制设备或湿式洗涤器除去；将汞吸附在注入气流的某些类型的材料上，再通过颗粒控制设备或湿式洗涤器除去；以及通过加入试剂，将汞转变为可溶形式，然后通过湿式洗涤器除去。取决于所选择的除汞系统的类型，材料或试剂的注入在几个可能的位置进行，包括选择性催化还原(SCR)装置、静电除尘器(ESP)、袋滤室或湿式洗涤器的上游。
[10]  在另外的实施方式中，处理烟道气的系统可以适于减少砷、铍、镉、盐酸、铬、钴、铪、铅、锰、汞、镍、硒、苯并芘及其组合中至少一种的排放。
[11]  在又一个实施方式中，处理烟道气的系统可以通过在PC装置中使用SCR或在CFB装置中使用SNCR(选择性非催化还原)，适于减少氮氧化物的排放。
[12]  在本发明的又一方面，处理烟道气的系统可以适于减少硫氧化物的排放约95％到约100％，优选为约99％到约100％。在相关的方面，硫氧化物的排放可以被减少到约2ppm到约5ppm的水平。
[13]  因此，已经比较宽泛地描述了本发明的各种特征，以便下面的详细描述能被更好地理解，并使得本发明对本领域的贡献可以被更好地认识到。本发明的其它特征通过下面的本发明详述，结合所附权利要求将变得更加清晰，或者可以通过本发明的实践加以领会。
[14]  本发明的其它特征和优势从下面的详细描述并结合附图，将是显而易见的，其通过实施例的方式，阐述了本发明的特征。
附图简述
[15]  图1是根据本发明一个实施方式的示意图，包括CFB反应器和湿式洗涤器；和
[16]  图2是根据本发明另一个实施方式的示意图，包括两个顺序排列的湿式洗涤器。
发明详述
[17]  为帮助理解本发明的原理，现在将参考示例性的实施方式，并且特定的语言将用于描述这些示例性的实施方式。然而，应当理解，这并不是对本发明的范围进行限制。对这里所述本发明特征的任何改变和进一步修饰以及如这里所述的本发明原理的任何其它应用，对相关领域的了解了在此公开的内容的技术人员来说都是可实现的，这些改变、修饰和应用被认为在本发明的范围之内。
定义
[18]  如这里所用，“干式洗涤器(dry scrubber)”指产生干废料和被处理气体的烟道气处理设备。一些干式洗涤器可以涉及湿反应物和/或工艺，它们在从设备中除去前被干燥，例如喷雾干燥器吸收器(spray dryer absorbers)、急骤干燥器吸收器(flash dryer absorbers)和循环干燥洗涤器(circulating dry scrubbers)。
[19]  如这里所用，“湿式洗涤器(wet scrubber)”指产生湿废料和被处理气体的烟道气处理设备。虽然湿式和干式洗涤器可以用于初步颗粒除去，但在本发明的上下文中，用语“湿式洗涤器”和“干式洗涤器”的使用是指烟道气脱硫装置，而不是初步颗粒除去，除非另外特别说明。湿式洗涤器可以被用于从烟道气中除去硫氧化物和颗粒。广泛种类的湿式洗涤器构造是已知的，可以涉及，将烟道气与喷雾液体(sprayed liquid)接触；使烟道气通过液体空间；以及其它类似方法。
[20]  如这里所用，“初步颗粒除去(primary particulate removal)”指从烟道气中最初除去大部分颗粒。这种颗粒除去装置通常是单独的装置，例如袋滤室、静电除尘器或其它洗涤设备；然而它们也可以整合到燃煤燃烧装置中。应当理解，后面的洗涤或完善(polishing)步骤可以并且通常也的确除去未被初步颗粒除去步骤除去的颗粒。
[21]  如这里所用，用语“在……之间(between)”用于表示范围，没有修饰词“大约(about)”就不包括所表示范围的界限值。例如，“在95％和大约100％之间”包括从大约100％降至95％的值，但不包括95％，正如本领域技术人员所理解。进一步，“大约1％到大约4.5％”的浓度范围应当被解释为，不仅包括1％到大约4.5％的明确提及的浓度界限，也包括各个浓度值如2％、3％、4％和子范围如1％到3％、2％到4％，等等。同样的原理应用在只提及一个数值的范围，例如“小于大约4.5％”，其应当被解释为，包括上面提及的所有数值和范围。进一步，无论范围的宽度如何或被描述的特征是什么，这样的解释都应当是适用的。
发明
[22]  一方面，本发明包括处理燃煤循环流化床(CFB)反应器烟道气的系统。参见图1，CFB反应器10可以与湿式洗涤器可操作地相连。本发明的CFB反应器可以包括任何已知构造的用于燃烧煤的流化床反应器。广泛种类的特定构造和设备可以和CFB反应器一起使用，这些是本领域技术人员已知的。一般地，CFB反应器涉及将煤基燃料和吸附剂注入燃烧室中的流化空气流。在湍动条件下，燃料至少部分地被燃烧。吸附剂经常是石灰石，但其它吸附剂对本领域技术人员也是已知的，例如石灰、一元和二元碱、氧化镁、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠和这些物质的混合物。在燃烧室中，燃料中的硫可以与氧反应，形成硫氧化物。然后，吸附剂可以与硫氧化物反应，产生固体物质，如硫酸钙或石膏，它们然后可以被除去和处理。进一步，也可以加入各种添加剂，以提高硫氧化物除去或燃烧效率。典型的CFB反应器可以减少硫氧化物大约80％到大约95％，这取决于煤的组成和吸附剂的效率以及流速。然后，未燃烧的燃料、石灰石和灰分可以被回收，例如通过热旋风分离器或类似设备，以及被循环回到燃烧室或被除去。
[23]  CFB中燃料的燃烧所产生的热通常用于产生电；然而，CFB反应器也用于本领域技术人员所知的其它应用，这些都被认为在本发明的范围之内。进一步，燃料通常包括碎煤；但也可使用含任何数量碳氢化合物的物质。合适的碎煤包括几乎任何可用的煤种类，例如但不限于，褐煤、烟煤、次烟煤、无烟煤和包括无烟煤煤屑和煤渣以及烟煤粘块的各种废煤。根据本发明，可以将其它燃料加入到碎煤中。合适的其它燃料可以包括，但不限于，石油焦炭、碎轮胎、生物材料(biomass)、油品、天然气、甘蔗渣和其它任何具有有效热值的含碳氢化合物的材料。这些额外的燃料常常可以占到燃料组合物的高达约25％。
[24]  然后可以将CFB反应器的烟道气引到颗粒收集系统，以产生低颗粒含量的烟道气。合适的颗粒收集系统可以包括袋滤室、静电除尘器、多管旋风器、文丘里洗涤器或其它能够除去烟道气中大部分颗粒的任何系统。在本发明的一个详细的方面，颗粒收集系统可以收集大约60％到大约99％的颗粒，颗粒大小范围从大约0.01μm到几百微米。根据本发明的另一个详细方面，颗粒收集系统可以收集大约98％到大约100％的颗粒。颗粒收集系统可以与CFB反应器分离或与其整合在一起。在本发明的一个方面，颗粒收集系统可以是与CFB反应器可操作地连接的湿式洗涤器。
[25]  根据本发明，湿式洗涤器12可以与CFB10可操作地连接。可选地，如果颗粒收集系统存在，则湿式洗涤器可以与颗粒收集系统可操作地连接。湿式洗涤器可以被设置用于处理烟道气，以减少硫氧化物和其它有毒排放物。在湿式洗涤器之前，从烟道气除去至少相当部分的颗粒，大大减少了进入洗涤器的固体量，从而减少或消除了堵塞。进一步，本发明的一方面是显著减少硫氧化物排放，这一目的会由于烟道气中过量的颗粒而被淡化。如上所述，湿式洗涤器也可以除去颗粒，正如初步颗粒收集系统一样。然而，根据本发明的一方面，优选进入湿式洗涤器的烟道气是低颗粒含量的烟道气。
[26]  适用于本发明的湿式洗涤器可以包括气相洗涤器、液相洗涤器和它们的组合。在本发明的一个实施方式中，湿式洗涤器是液相洗涤器。合适的液相洗涤器包括，但不限于，喷雾塔洗涤器，其包括逆流、并流和错流设计；喷射文丘里洗涤器；以及类似洗涤器。在一个详细的方面，液相洗涤器可以是喷雾塔洗涤器。合适的气相洗涤器包括但不限于，文丘里洗涤器(venturi scrubber)，例如固定喉部、可变喉部和可调节喉部设计；板式塔洗涤器(plate tower scrubber)，例如筛网式、冲击式、泡罩式和阀门式设计；锐孔洗涤器(orifice scrubber)，例如自激喷雾(self-induced spray)式、惯性式和潜孔式设计；以及类似洗涤器。合适的组合液-气相洗涤器包括但不限于，湿膜洗涤器(wet film scrubber)；填充塔洗涤器(packed tower scrubber)；旋风喷雾洗涤器(cyclonic spray scrubber)；可移动或移动床洗涤器(mobile or moving bed absorber)，例如溢流床和湍动接触吸收器；挡板喷雾洗涤器(baffle spray absorber)；机械辅助洗涤器，例如离心扇型和诱导喷雾洗涤器；以及类似洗涤器。从上述讨论明显可见，本发明的至少一个方面在于发现循环流化床反应器(CFBs)的烟道气可以用湿式洗涤器处理，以除去和/或减少排放，而不在于发现任何具体的湿式洗涤器。本领域的普通技术人员将了解各种可以被使用的湿式洗涤器，并且这些都被认为在本发明的范围之内。进一步，尚不能从商业渠道获得的具体的湿式洗涤器设计也被考虑在本发明的范围之内。目前，液相洗涤器是除去硫氧化物和其它有毒排放物的最优选的洗涤器。进一步，注意到，作为一般规律，湿式洗涤器比干式洗涤器在减少硫氧化物方面更有效。
[27]  在一个可选的实施方式中，可以将湿式洗涤器改进安装到(retrofit)包括颗粒收集系统的已有CFB反应器。在该可选实施方式的一个方面，湿式洗涤器可以与已有干式洗涤器的出口可操作地连接。干式洗涤器可以是任何已有的或已知的干式洗涤器，例如但不限于，喷雾干燥器吸收器(spray dryer absorber)、急骤干燥器吸收器(flash dryer absorber)、干吸附剂注入器(dry sorbent injector)、循环干式洗涤器(circulating dry scrubber)、流化床吸收器(fiuidized bed absorber)以及它们的组合。在本发明的一个实施方式中，干式洗涤器可以是喷雾干燥器吸收器或急骤干燥器吸收器。
[28]  在该可选实施方式的另一方面，湿式洗涤器可以被用于代替已有的干式洗涤器。在将湿式洗涤器安装到已有装置时，许多需要考虑的事项是重要的。这些需要考虑的事项中包括有，补偿额外的压头损失，例如用另外的诱导通风(ID)鼓风机或通过改造现有的ID鼓风机；添加容纳湿式洗涤器的湿废品的系统，例如灰分处理系统；循环或提供另外的用于除去硫氧化物的吸附剂；添加和修改电系统和控制系统；以及其它此类需要考虑的事项。当然，也可以将上述关于翻新已有CFB反应器的讨论应用于新CFB反应器的排放控制系统的设计。
[29]  在一个可选的实施方式中，颗粒控制系统可以是湿式洗涤器。在一个详细的方面，湿式洗涤器可以是文丘里洗涤器。可以将从CFB反应器出来的烟道气导向湿式洗涤器。在这种情况下，湿式洗涤器主要起着颗粒除去系统的作用。然后可以将从湿式洗涤器出来的烟道气导向第二湿式洗涤器，以进一步减少有毒排放物，特别是硫氧化物。
[30]  根据本发明，将湿式洗涤器加入到CFB反应器，可以使得吸附剂如石灰石和石灰被更好地使用。例如，吸附剂的总消耗可以就硫氧化物的除去而被优化。这使得需要相对于湿式洗涤器中使用的吸附剂量调节CFB反应器中使用的吸附剂量。进一步，在本发明的一个方面，从CFB反应器回收的灰分和未使用的吸附剂可以用于湿式洗涤器的操作。CFB反应器可以除去大部分硫氧化物；然而，大量吸附剂仍然未被使用。经常地，未使用的吸附剂可以占从颗粒收集系统和/或燃烧室中移除的固体的25％到50％以上。因此，移除的固体可以被用于向湿式洗涤器提供吸附剂原料。移除的固体中的灰分和石膏可能潜在地给湿式洗涤器在可能的堵塞、腐蚀等方面带来问题。然而，未使用的吸附剂的这种循环利用由于减少了总的吸附剂消耗量，可以降低操作费用。
[31]  另外，将湿式洗涤器与CFB反应器结合，提供了另外的益处，即，从湿式洗涤器产生的废品如石膏比从CFB反应器单独产生的纯得多。这种更高质量的废品作为副产物可以更容易销售。因此，在一方面，总硫氧化物减少(overall sulfuroxide reduction)的百分率可以朝湿式洗涤器转移，从而弥补灰分处理费用和吸附剂的总使用量。
[32]  下面的讨论涉及有毒排放物的减少。应当理解，在本发明的上下文中，归纳概括减少量的定量量度是困难的。除去效率在较大程度上取决于燃料的组成，也受到具体设备、操作参数和其它因素的影响。例如，在低硫煤如Utah煤上取得99％的硫氧化物除去率，比在高硫煤如东部烟煤(Eastern Bituminous coal)上取得99％的除去率更加具有挑战性。在任一情况下，可以使本发明的系统和方法适于将硫氧化物排放减少大约95％到大约100％，在另一个实施方式中，可以减少硫氧化物排放大约99％到大约100％。在本发明的另一方面，硫氧化物排放可以被减少到约2ppm到约22ppm的水平，其中从约2ppm到约5ppm是优选的范围。本领域技术人员会认识到，所用的具体的煤可较大地影响烟道气中硫氧化物和其它污染物的量。结果是，当使用高硫或低等级的煤作为主要燃料时，除去硫氧化物和其它污染物可能更困难。例如，Utah煤具有相对低的硫浓度，约0.5％，硫氧化物排放降低了95％导致大约22ppm的排放水平。作为对照，对于3％硫含量的东部烟煤，减少95％产生大约130ppm的排放水平，减少99.6％产生大约10ppm的排放水平。
[33]  在本发明的又一个详细的方面，烟道气的处理还可以减少除硫氧化物之外的有毒排放物。这些有毒排放物的非限定性例子包括氮氧化物、一氧化碳、砷、铍、镉、盐酸、铬、钴、铪、铅、锰、汞、镍、硒、苯并芘和它们的组合。除了除去硫氧化物，各种湿式洗涤器还可以在不同程度上除去不同的有毒排放物。因此，具体湿式洗涤器的选择要能够实现较彻底地除去具体的排放物。例如，用石灰和活性炭的混合物作为吸附剂的湿式洗涤器可以用于减少污染物。本领域技术人员可以根据这里所讨论的本发明，进行这种设计选择。
[34]  在本发明的一个实施方式中，可将除汞设备可操作地与几个位置之一连接，这取决于所用系统的类型。目前，有三种宽范畴的除汞技术正在开发，包括，将汞转化为固体，然后可以用颗粒控制设备或湿式洗涤器除去；将汞吸附在注入气流的特定材料上，再通过颗粒控制设备或湿式洗涤器除去；以及通过注入试剂，将汞转变为可溶形式，然后通过湿式洗涤器除去。这些除汞系统可以涉及吸附剂的注入、颗粒收集、催化剂或化学添加剂、吸附剂单元和类似物。根据日益严格的环境控制法规，在汞控制方面的改进和发展是期望的。任何这样的除汞系统，无论现在已知的还是将要开发的，都可以和本发明的系统一起使用。现有除汞系统的几个非限定性例子包括活性炭注入、改良的SCR/FGD系统、部分燃烧煤的注入、硅酸盐基吸附剂、在电镀材料上流动、卤化物燃烧催化剂以及这些技术的组合。取决于所选择除汞系统的类型，材料或试剂的加入可以在几个可能的位置进行，包括SCR、ESP或袋滤室的前后、湿式洗涤器，或者可以是与系统可操作地连接的单独单元，从而处理烟道气。适用于本发明的大多数现有除汞系统可以除去烟道气中90％或更多的汞。取决于燃料的组成，在大多数工厂产生的总汞量的范围为约5到16μg/dscm(微克/干基标准立方米)烟道气。适用于本发明的除汞系统可以优选地减少汞排放到约1μg/dscm至约2μg/dscm的水平。
[35]  在本发明的其它可选实施方式中，可以处理烟道气，以减少氮氧化物排放。许多减少氮氧化物的系统和方法可以和本发明的系统一起使用。典型的CFB装置在相对低的温度下操作，因而与PC装置比较，自然具有较低的氮氧化物排放。然而，可以采取额外的步骤，以进一步减少氮氧化物。例如，可以将氮基吸附剂如氨或脲注入旋风分离器。可选地，可以将另外的装置如SNCR可操作地连接到CFB，以减少氮氧化物的水平。类似地，处理PC装置烟道气的系统可以包括氮氧化物减少系统。一个特别有效的氮氧化物减少系统是SCR。可选地，可以将PC装置与传统的或高级的低NOx燃烧器安装在一起，NOx燃烧器显著地降低氮氧化物的排放。主要作为燃烧改进的其它氮氧化物减少方法可以包括从上部引入燃烧空气(overfire air)、烟道气再流通、天然气再燃烧、多级燃烧以及高级燃烧控制系统。烟道气的直接处理通常更有效，但通常也增加了投资和操作费用。用于处理烟道气的合适的氮氧化物减少系统的非限定性例子可以包括SCR、SNCR、复合SCR/SNCR、同时除去SO2/NOx的系统以及其它已知的或开发的技术。
[36]  参见图2，显示了处理来自燃煤反应器20的烟道气的系统。根据本发明，颗粒收集设备可以与燃煤反应器可操作地连接，被设置用于产生低颗粒含量的烟道气。如上所述，颗粒收集设备可以是单独的装置或与燃煤反应器结合在一起。第一湿式洗涤器22可以与颗粒收集设备可操作地连接，设置用于洗涤烟道气以及产生具有减少排放的被处理烟道气。进一步，第二湿式洗涤器24可以与第一湿式洗涤器可操作地连接，设置用于洗涤被处理烟道气，产生低硫氧化物含量的烟道气。
[37]在本发明的一方面，第一和第二湿式洗涤器可以独立地选自气相洗涤器、液相洗涤器及其组合。在本发明的另一方面，第一和第二湿式洗涤器可以每个都是液相洗涤器。最经常地，第一和第二湿式洗涤器将是不同的类型和/或设计。在一个实施方式中，第一湿式洗涤器可以是喷雾塔洗涤器，而第二湿式洗涤器可以是可移动或移动床洗涤器。类似地，取决于燃料的组成和期望的排放水平，第一和第二湿式洗涤器可以独立地选自喷雾塔洗涤器、文丘里洗涤器、板式塔洗涤器、锐孔洗涤器、填充塔洗涤器、湿膜洗涤器、旋风喷雾洗涤器、可移动或移动床吸收器、挡板喷雾吸收器以及它们的组合。
[38]  在本发明的这一方面，燃煤反应器可以是任何已知的燃煤反应器。在一个实施方式中，燃煤反应器可以是循环流化床(CFB)反应器。在另一个实施方式中，燃煤反应器可以是粉煤(PC)反应器。
[39]  在本发明的又一个实施方式中，燃煤反应器的排放物可以用至少两个干式洗涤器的系统进行处理，其被设置用于连续地处理烟道气。如上所述，合适的干式洗涤器可以包括任何已知的干式洗涤器技术。这些干式洗涤器的非限定性例子包括喷雾干燥器吸收器、急骤干燥器吸收器、干吸附剂注入器、流化床吸收器、循环干式洗涤器和它们的组合。在一方面，处理燃煤反应器的烟道气的系统可以包括与燃煤(反应器)可操作地连接的第一干式洗涤器，其被设置用于处理来自该反应器的烟道气，产生被处理的烟道气。进一步，第二干式洗涤器可以与第一干式洗涤器可操作地连接，并被设置用于再次处理被处理的烟道气，以产生低硫的烟道气。在一个详细的方面，第一干式洗涤器是干吸附剂注入器，而第二干式洗涤器是喷雾干燥器吸收器。这种双重干式洗涤系统可以与各种燃煤反应器可操作地连接。然而，在本发明的一个实施方式中，燃煤反应器可以是循环流化床。
[40]  类似的考虑事项和因素可以影响从烟道气除去的污染物的量，正如上面关于湿式洗涤系统所讨论的。然而，在一方面，可以使本发明的系统和方法适于将硫氧化物排放减少大约95％到大约100％，在另一个实施方式中可以减少硫氧化物排放大约99％到大约100％。
[41]  下面的实施例说明本发明的示例性实施方式。然而，应当理解，下述只是本发明原理应用的示例或说明。本领域技术人员可以想到许多修饰和可选的组成、方法和系统，而不偏离本发明的精神和范围。所附权利要求书意欲覆盖这些修饰和配置。因此，虽然对本发明如上进行了详细的描述，但下面的实施例在目前被认为是本发明的实用实施方式方面，提供了进一步的细节。
实施例
实施例1
[42]  用湿式洗涤器改造250MWe(净值)CFB反应器，其燃烧3％硫含量的东部烟煤。从锅炉出来的气体总重量为约2,543,000lb/hr。提供足够的石灰石，实现CFB的SO2减少90％，这导致产生大约2089lb/hr(大约261ppm)的SO2。湿式洗涤器为喷雾塔吸收器，其将从湿式洗涤器出来的SO2量减少到大约80lb/hr(10ppm)。该系统提供总的SO2减少量为大约99.6％。这样的减少量每年除去大约7,920吨SO2。
实施例2
[43]  用两个湿式洗涤器改造400MWe(净值)PC反应器，其燃烧1％硫含量的西部烟煤，具有用于除去颗粒的标准袋滤室(baghouse)。从锅炉出来的气体总重量为约4,660,000lb/hr。不用SO2减少系统时，来自锅炉出口的SO2排放为大约11,700lb/hr。湿式洗涤器是喷雾塔吸收器和移动床洗涤器的组合，其将从湿式洗涤器出来的SO2量减少到大约117lb/hr。该系统提供总的SO2减少量为大约99％。这样的减少量每年除去大约46,120吨SO2。
[44]  因此，这里公开了处理燃煤反应器烟道气的改进的系统和方法。以上描述和实施例仅仅打算阐明本发明的某些潜在用途。本领域技术人员将容易理解，本发明可应用于宽范围的用途和工业应用。除了这里所述以外的许多实施方式和适用方式，以及诸多改变、修饰和等效配置从本发明及其前面的描述将是明显的，或者通过本发明及其前面的描述可合理地想到，而不偏离本发明的实质或范围。因此，虽然本发明已经结合其优选的实施方式而被详细地描述，但应当理解，该公开内容仅仅是对本发明的阐明和示例，其目的仅仅是提供本发明的充分而且能够被授权的公开内容。前面的公开内容并不意欲被解释为，限制本发明，也不意欲，排除任何此类其它的实施方式、适用方式、改变、修饰和等效配置，本发明仅被所附权利要求书及其等效物限定。
[45]  应当理解，上面提及的配置是对本发明原理应用的示例性说明。本领域技术人员可以想到许多修饰和可选的配置，而不偏离本发明的精神和范围，而且所附的权利要求书意欲覆盖这些修饰和配置。因此，虽然结合被认为是本发明最实用的和优选的实施方式，对本发明如上进行了特别而详细的描述，但对本领域普通技术人员显而易见的是，可以进行许多修饰，而不偏离如权利要求书所提出的本发明，这些修饰包括但不限于尺寸、材料、形状、形式、功能、操作方式、组件和用途的改变。

Claims (36)

1.处理燃煤循环流化床反应器的烟道气的系统，其包括与所述循环流化床反应器可操作地连接、并被设置用于处理所述烟道气的湿式洗涤器。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述湿式洗涤器选自气相洗涤器、液相洗涤器和它们的组合。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述湿式洗涤器是喷雾塔洗涤器。
4.根据权利要求2所述的系统，其中所述湿式洗涤器是气相洗涤器，所述洗涤器选自文丘里洗涤器、板式塔洗涤器和锐孔洗涤器。
5.根据权利要求2所述的系统，其中所述湿式洗涤器是组合液-气相洗涤器，所述洗涤器选自填充塔洗涤器、湿膜洗涤器、旋风喷雾洗涤器、可移动或移动床吸收器和挡板喷雾吸收器。
6.根据权利要求1所述的系统，进一步包括在所述循环流化床和所述湿式洗涤器之间可操作地连接的干式洗涤器。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理烟道气的系统适于将硫氧化物排放减少约95％到约100％。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理烟道气的系统适于减少氮氧化物、一氧化碳、砷、铍、镉、盐酸、铬、钴、铪、铅、锰、汞、镍、硒、苯并芘及其组合中至少一种的排放。
9.根据权利要求1所述的系统，进一步包括与所述燃煤循环流化床反应器可操作地连接的除汞设备。
10.根据权利要求1所述的系统，进一步包括与所述燃煤循环流化床反应器可操作地连接的氮氧化物减少设备。
11.处理燃煤反应器的烟道气的系统，其包括：
a)颗粒收集设备，其与所述燃煤反应器可操作地连接，并被设置用于产生低颗粒烟道气；
b)第一洗涤器，其与所述颗粒收集设备可操作地连接，并被设置用于洗涤所述烟道气和产生经处理的烟道气，所述第一洗涤器为湿式洗涤器或干式洗涤器；和
c)第二洗涤器，其与所述第一洗涤器可操作地连接，并被设置用于洗涤所述经处理的烟道气，产生低硫氧化物的烟道气，所述第二洗涤器为湿式洗涤器或干式洗涤器。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述第一和第二洗涤器是湿式洗涤器，其独立地选自气相洗涤器、液相洗涤器和其组合。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述第一和第二湿式洗涤器每个都是液相洗涤器。
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述第一湿式洗涤器为喷雾塔洗涤器，并且所述第二湿式洗涤器是可移动或移动床洗涤器。
15.根据权利要求12所述的系统，其中所述第一和第二湿式洗涤器独立地选自喷雾塔洗涤器、文丘里洗涤器、板式塔洗涤器、锐孔洗涤器、填充塔洗涤器、湿膜洗涤器、旋风喷雾洗涤器、可移动或移动床吸收器、挡板喷雾吸收器和它们的组合。
16.根据权利要求11所述的系统，其中所述第一和第二洗涤器是干式洗涤器，它们独立地选自喷雾干燥器吸收器、急骤干燥器吸收器、干吸附剂注入器、流化床吸收器、循环干式洗涤器和它们的组合。
17.根据权利要求16所述的系统，其中所述第一干式洗涤器是干吸附剂注入器，并且所述第二干式洗涤器是喷雾干燥器吸收器。
18.根据权利要求11所述的系统，其中所述燃煤反应器是循环流化床反应器。
19.根据权利要求11所述的系统，其中所述燃煤反应器是粉煤反应器。
20.根据权利要求11所述的系统，其中所述处理烟道气的系统适于减少氮氧化物、一氧化碳、砷、铍、镉、盐酸、铬、钴、铪、铅、锰、汞、镍、硒、苯并芘和其组合中至少一种的排放。
21.根据权利要求11所述的系统，进一步包括与所述燃煤反应器可操作地连接的除汞设备。
22.根据权利要求11所述的系统，进一步包括与所述燃煤反应器可操作地连接的氮氧化物减少设备。
23.减少燃煤燃烧装置的有毒排放物的方法，包括以下步骤：
a)除去所述燃煤燃烧装置烟道气中的颗粒，产生低颗粒含量的烟道气；
b)用第一洗涤器处理低颗粒含量的烟道气，产生经处理的烟道气，所述第一洗涤器为湿式洗涤器或干式洗涤器；和
c)用第二洗涤器处理所述经处理的烟道气，产生低硫含量的烟道气，所述第二洗涤器为湿式洗涤器或干式洗涤器。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述第一和第二洗涤器是湿式洗涤器，它们独立地选自气相洗涤器、液相洗涤器和它们的组合。
25.根据权利要求24所述的方法，其中所述第一和第二洗涤器独立地选自喷雾塔洗涤器、文丘里洗涤器、板式塔洗涤器、锐孔洗涤器、填充塔洗涤器、湿膜洗涤器、旋风喷雾洗涤器、可移动或移动床吸收器、挡板喷雾吸收器和它们的组合。
26.根据权利要求23所述的方法，其中所述第一和第二洗涤器是干式洗涤器，它们独立地选自喷雾干燥器吸收器、急骤干燥器吸收器、干吸附剂注入器、流化床吸收器、循环干式洗涤器和它们的组合。
27.根据权利要求26所述的方法，其中所述第一干式洗涤器是干吸附剂注入器，并且所述第二干式洗涤器是喷雾干燥器吸收器。
28.根据权利要求23所述的方法，其中所述燃煤燃烧装置是循环流化床反应器。
29.根据权利要求28所述的方法，其进一步包括将未被使用的石灰再循环到所述湿式洗涤器的步骤。
30.根据权利要求23所述的方法，其中所述燃煤燃烧装置是粉煤反应器。
31.根据权利要求23所述的方法，其中硫氧化物排放被减少大约95％到大约100％。
32.根据权利要求31所述的方法，其中所述硫氧化物排放被减少大约99％到大约100％。
33.减少燃煤循环流化床反应器的硫氧化物排放的方法，包括步骤：用第一湿式洗涤器处理燃煤燃烧装置的烟道气，产生经处理的烟道气。
34.根据权利要求33所述的方法，其中所述第一湿式洗涤器选自气相洗涤器、液相洗涤器和它们的组合。
35.根据权利要求33所述的方法，进一步包括在所述循环流化床和所述第一湿式洗涤器之间可操作地连接的干式洗涤器。
36.根据权利要求35所述的方法，其中所述干式洗涤器选自喷雾干燥器吸收器、急骤干燥器吸收器、干吸附剂注入器、流化床吸收器和它们的组合。
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