FI123853B - Menetelmä typenoksidipäästöjen vähentämiseksi happipoltossa - Google Patents

Menetelmä typenoksidipäästöjen vähentämiseksi happipoltossa Download PDF

Info

Publication number
FI123853B
FI123853B FI20095220A FI20095220A FI123853B FI 123853 B FI123853 B FI 123853B FI 20095220 A FI20095220 A FI 20095220A FI 20095220 A FI20095220 A FI 20095220A FI 123853 B FI123853 B FI 123853B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
gas
oxygen
combustion
primary
fireplace
Prior art date
Application number
FI20095220A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20095220A0 (fi
FI20095220A (fi
Inventor
Mikko Varonen
Original Assignee
Metso Power 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 Metso Power Oy filed Critical Metso Power Oy
Publication of FI20095220A0 publication Critical patent/FI20095220A0/fi
Priority to FI20095220A priority Critical patent/FI123853B/fi
Priority to DK10748380.2T priority patent/DK2404111T3/da
Priority to ES10748380T priority patent/ES2729674T3/es
Priority to US13/254,660 priority patent/US20120024206A1/en
Priority to EP10748380.2A priority patent/EP2404111B1/en
Priority to PCT/FI2010/050075 priority patent/WO2010100324A1/en
Priority to PL10748380T priority patent/PL2404111T3/pl
Priority to RU2011135189/06A priority patent/RU2511819C2/ru
Priority to BRPI1009998-0A priority patent/BRPI1009998A2/pt
Priority to CA2753334A priority patent/CA2753334A1/en
Priority to CN2010800103421A priority patent/CN102341650B/zh
Publication of FI20095220A publication Critical patent/FI20095220A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI123853B publication Critical patent/FI123853B/fi

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C6/00—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion
    • F23C6/04—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection
    • F23C6/045—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection with staged combustion in a single enclosure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation 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
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/54—Nitrogen compounds
    • B01D53/56—Nitrogen oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/02—Fluidised 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
    • F23C10/04—Fluidised 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
    • F23C10/08—Fluidised 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
    • F23C10/10—Fluidised 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C9/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber
    • F23C9/003—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber for pulverulent fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L7/00—Supplying non-combustible liquids or gases, other than air, to the fire, e.g. oxygen, steam
    • F23L7/007—Supplying oxygen or oxygen-enriched air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2201/00—Staged combustion
    • F23C2201/10—Furnace staging
    • F23C2201/101—Furnace staging in vertical direction, e.g. alternating lean and rich zones
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L2900/00—Special arrangements for supplying or treating air or oxidant for combustion; Injecting inert gas, water or steam into the combustion chamber
    • F23L2900/07001—Injecting synthetic air, i.e. a combustion supporting mixture made of pure oxygen and an inert gas, e.g. nitrogen or recycled fumes
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/32—Direct CO2 mitigation
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)

Description

Menetelmä typenoksidipäästöjen vähentämiseksi happipoltossa
Keksinnön kohteena on menetelmä typenoksidipäästöjen vähentämiseksi happi-5 poltossa, jossa menetelmässä kiertoleijukattilan tulipesään tuodaan ainakin yksi primäärikaasuvirtaus ja ainakin yksi sekundäärikaasuvirtaus, jotka primäärikaasu ja sekundäärikaasu on tuotettu sekoittamalla toisiinsa happea ja kierrätettyä savukaasua.
10 Huoli ilmastonmuutoksesta on johtanut etsimään uusia keinoja ilmaston lämpenemistä aiheuttavien hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi energiantuotannossa. Yhtenä keinona kasvihuonepäästöjen vähentämiseksi on ehdotettu happipolttoa. Kun polttoaine poltetaan ilman avulla, savukaasu sisältää huomattavan määrän ilmasta peräisin olevaa typpeä. Hiilidioksidin talteenotto tällaisesta savukaasusta 15 on kallista ja teknisesti vaikeaa. Kun poltossa käytettävä ilma korvataan hapen ja kierrätetyn savukaasun seoksella, palamisen tuloksena syntyvä savukaasu sisältää lähinnä hiilidioksidia, happea, vesihöyryä ja jonkin verran epäpuhtauksia. Happi-poltto mahdollistaa suhteellisen yksinkertaisen hiilidioksidin talteenoton. Sen jälkeen kun polttoaineen mukana tullut ja palamisreaktioissa muodostunut vesi on 20 poistettu savukaasusta kondensoimalla, jäljelle jäänyt hiilidioksidi voidaan nes-teyttää jäähdyttämällä ja kompressoimalla. Happipolttoa voidaan käyttää sekä pölypoltossa että leijupoltossa. co
Kiertoleijupoltossa palaminen tapahtuu kattilassa kiertävässä kiintoainesuspensi- i
Tj- 25 ossa, jota leijutetaan ja kierrätetään alapuolelta puhallettavan kaasuvirtauksen
LO
t- avulla. Leijukerros muodostuu partikkelimaisesta leijumateriaalista (esim. hiek- g ka), polttoaineesta, palamiskaasusta sekä palamisessa syntyvistä savukaasusta ja o tuhkasta. Palamiskaasulla tarkoitetaan tässä yhteydessä primääri- ja sekundääri- cvj m kaasua, jotka ovat yleensä ilmaa tai jotain muuta happipitoista kaasuseosta. Pri- o o 30 määrikaasuvirtaus tuodaan tulipesän pohjalle ja sekundäärikaasuvirtaus johdetaan tulipesään sen seinillä olevien suuttimien kautta arinatason yläpuolelle. Kiertolei- 2 jukattilassa leijumateriaali kulkeutuu savukaasun mukana pois leijutustilasta ja jatkuvuustilan aikaansaamiseksi se palautetaan takaisin tulipesään erotus- ja kier-rätyslaitteiden kautta.
5 Kiertoleijukattilassa käytetään pölypolttoon verrattuna alhaista palamislämpötilaa (esim. 700 - 900 °C), mikä yhdessä vaiheistetun ilmansyötön kanssa mahdollistaa alhaiset typenoksidipäästöt. Typenoksideilla (ΝΟχ) tarkoitetaan typpioksidia (NO) ja typpidioksidia (NO2), joita leijupoltossa syntyy lähinnä polttoaineen sisältämästä typestä. Ilmanjaon vaiheistuksella saadaan pedin alaosaan pelkistävät olo-10 suhteet, jolloin typenoksideja muodostuu vähemmän. Loput täydelliseen palamiseen tarvittavasta ilmasta syötetään sekundääri- ja mahdollisesti tertiääri-ilmana. Kiertoleijutekniikka myös mahdollistaa savukaasujen rikinpoiston jo kattilassa syöttämällä kalkkia tai dolomiittia suoraan tulipesään.
15 Julkaisuissa US 4704084 ja US 4962711 on kuvattu esimerkkejä tekniikan tason mukaisista kiertoleijukattiloista, joissa ΝΟχ-päästöjä on pyritty vähentämään vaiheistetulla palamisilman syötöllä. Kummassakin julkaisussa tulipesän alaosaan muodostetaan pelkistävä vyöhyke säätelemällä primääri-, sekundääri- ja mahdollisen tertiääri-ilman syöttöä tulipesään.
20
Happipoltossa palamisilma korvataan hapen ja kierrätetyn savukaasun seoksella. Jos prosessia ajetaan vakiohappikonsentraatiolla, kuten ilmapoltossa yleensä, pri-co määrikaasumäärän pienentäminen pelkistävän vyöhykkeen aikaansaamiseksi vä- hentää leijumateriaalin sisäistä ja ulkoista kiertoa, jolloin myös lämmönsiirto tuli-
Tj- 25 pesän seinille ja mahdolliseen ulkoiseen lämmönvaihtimeen heikkenee. Lisäksi ^ leijukerroksen lämpötila voi nousta liian korkeaksi, mistä on seurauksena kiinto- c ainepartikkeleiden sintrautumista.
o
C\J
m Keksinnön päämääränä on välttää edellä kuvatut ongelmat ja tehostaa typenoksi- o o 30 dien reduktiota happipolttoisessa kiertoleijukattilassa.
3
Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.
Keksinnön mukaisessa menetelmässä primäärikaasun happipitoisuus säädetään 5 sellaiseksi, että tulipesän pohjalle saadaan muodostumaan pelkistävä vyöhyke, jossa kierrätetyn savukaasun mukana tulipesään tulevat typenoksidit pelkistyvät typeksi reagoidessaan hiilimonoksidin ja koksin kanssa. Samanaikaisesti sekun-däärikaasun happipitoisuus säädetään sellaiseksi, että pelkistävän vyöhykkeen yläpuolelle saadaan muodostumaan hapettava vyöhyke, jossa palaminen voidaan 10 viedä loppuun.
Leijutusnopeus voidaan pitää vakiona tai sitä voidaan säätää itsenäisesti, kun primääri- ja sekundäärikaasujen happipitoisuudet ovat säädettävissä erikseen laajalla alueella. Primäärikaasun happipitoisuutta alennettaessa hapen osuutta sekundääri-15 kaasussa voidaan vastaavasti kasvattaa, jotta saavutetaan haluttu kokonaishappipi-toisuus. Kun molempien kaasuvirtauksien happipitoisuutta ja tilavuusvirtausta säädetään erikseen, on entistä helpompi pitää yllä sopiva lämpötilataso sekä pelkistävässä että hapettavassa vyöhykkeessä.
20 Sekundäärikaasua voidaan jakaa useammalle eri korkeustasolle ja eri tasoilla voidaan käyttää erilaisia happipitoisuuksia, jotta pelkistävästä vyöhykkeestä tulevat palamattomat kaasut eivät palaessaan aiheuta suurta lämpötilapiikkiä sekundääri-co kaasuinjektion korkeudelle. Näin pystytään estämään kuuman hapekkaan alueen muodostuminen sekundäärikaasuinjektioiden korkeudelle, mikä helposti voisi i
Tj- 25 johtaa typenoksidien muodostumiseen, m g Keksintö tarjoaa helpon ajotapaan perustuvan menetelmän typenoksidien redukti- o oon kiertoleijukattilassa. Primääri- ja sekundäärikaasun happipitoisuuksia muun- cvj m telemalla on mahdollista myös säädellä tulipesän lämpötiloja, millä on merkitystä o o 30 mm. rikki reduktion kannalta.
4
Tehokkaalla typenoksidien reduktiolla vähennetään riskiä, että savukaasun pai-neistuksessa ΝΟχ reagoi veden ja hapen kanssa muodostaen syövyttävää typpihappoa, mikä voisi aiheuttaa ongelmia hiilidioksidin puhdistus- ja paineistuslai-toksessa.
5
Seuraavaksi keksintöä selostetaan viittaamalla oheiseen piirustuksen kuvioon, johon keksintöä ei kuitenkaan ole tarkoitus ahtaasti rajoittaa.
Kuvio esittää kaaviomaisesti kiertoleijupolttoa hapen ja kierrätetyn savukaasun 10 seoksella.
Kuviossa esitetty kiertoleijukattila 10 käsittää tulipesän 11, jossa polttoaine poltetaan kiertoleijupedissä, syklonierottimen 12, jossa leijumateriaali erotetaan savukaasusta, ja palautuskanavan 13, jonka kautta leijumateriaali kierrätetään takaisin 15 tulipesään 11. Polttoaine 14 syötetään tulipesään 11, johon tuodaan myös happipi-toista leijutus- ja palamiskaasua primäärikaasuvirtauksena 15 ja sekundäärikaasu-virtauksena 16. Palaminen tapahtuu leijukerroksessa, joka saatetaan leijumaan ja kiertämään alapuolelta tulevan primäärikaasuvirtauksen 15 avulla. Polttoaine 14 voi olla esimerkiksi kiinteätä polttoainetta kuten hiiltä.
20
Leijukerros muodostuu kiinteästä inertistä petimateriaalista (yleensä hiekkaa), siihen syötettävästä polttoaineesta, polttoaineen tuhkasta, mahdollisesta kalkkiki-co vestä, palamiskaasusta sekä palamisessa syntyvästä savukaasusta. Kaasuvirtaukset 15, 16 on järjestetty niin suuriksi, että osa leijumateriaalista poistuu savukaasun i
Tj- 25 mukana tulipesän yläosasta syklonierottimeen 12. Syklonierotin 12 erottaa savu-
LO
t- kaasusta kiinteät partikkelit, jotka palautetaan palautuskanavan 13 ja siihen mah- g dollisesti liitetyn ulkoisen lämmönvaihtimen (ei esitetty) kautta takaisin tulipesään o 11.
c\j c\j m O) o o 30 Kiinteän aineksen erottamisen jälkeen savukaasu johdetaan syklonierottimesta 12 lämmön talteenottoon 17 ja sieltä edelleen lento tuhkan erotukseen 18, joka voi- 5 daan toteuttaa esimerkiksi sähkö- tai letkusuotimilla. Lentotuhkan erotuksen 18 jälkeen savukaasu johdetaan lauhduttimeen 19, jossa siitä kondensoimalla erotetaan vettä ja kaasuja. Lauhduttimen 19 jälkeen happipolton savukaasu 20 sisältää pääasiassa hiilidioksidia, joka voidaan puhdistaa ja paineistaa sinänsä tunnetuilla 5 menetelmillä.
Primäärikaasuvirtaus 15 tuodaan tulipesän 11 pohjalle ilmalaatikon (ei esitetty) tai vastaavan kautta. Yksi tai useampia sekundäärikaasuvirtauksia 16 tuodaan pohjan yläpuolelle tulipesän 11 seinillä olevien injektiosuuttimien (ei esitetty) kautta. 10 Kumpikin kaasuvirtaus 15, 16 sisältää happea ja kierrätettyä savukaasua, jonka pääasiallisia komponentteja ovat hiilidioksidi ja mahdollisesti vesihöyry. Lisäksi savukaasu sisältää pieniä määriä mm. typenoksideja, rikkidioksidia, happea ja hiilimonoksidia. Jotta saadaan aikaan kiintoainesuspension hyvä leijuminen ja kierto, primäärikaasuvirtauksen 15 osuus on yleensä vähintään 60 % tulipesään 11 15 tuotavien palamiskaasujen 15, 16 kokonaismäärästä.
Primäärikaasu virtaus 15 tuotetaan ensimmäisten sekoitusvälineiden 21 avulla yhdistämällä toisiinsa halutussa suhteessa happea 24 ja kierrätettyä savukaasua 25. Vastaavasti sekundäärikaasuvirtaus 16 tuotetaan toisten sekoitusvälineiden 22 20 avulla yhdistämällä toisiinsa halutussa suhteessa happea 24 ja kierrätettyä savukaasua 25. Happi 24 voidaan tuottaa esimerkiksi poistamalla ilmasta typpeä hap-pitehtaan 23 avulla tai jollakin muulla vastaavalla tavalla. Kierrätetty savukaasu co 25 voidaan ottaa savukanavasta joko ennen lauhdutinta 19 tai lauhduttimen 19 jälkeen riippuen siitä, halutaanko käyttää märkää vai kuivaa savukaasua.
i
LO
t- Ensimmäiset sekoitusvälineet 21 primäärikaasuvirtauksen 15 tuottamiseksi ja toi- jp set sekoitusvälineet 22 sekundäärikaasuvirtauksen tuottamiseksi voivat olla tuli- o pesään 11 kaasua syöttävien injektiosuuttimien yhteydessä tai ne voivat olla eril- cvj m lään tulipesästä 11, jolloin kaasusuuttimiin tuodaan valmiiksi sekoitettu kaa- o o 30 suseos. Sekoitusvälineet 21, 22 voivat koostua sinänsä tunnetuista välineistä 6 (venttiilit, mittausanturit, säätimet jne.) tulipesään syötettävän kaasuvirtauksen happipitoisuuden säätämiseksi.
Primäärikaasuvirtauksen 15 happipitoisuus säädetään sellaiseksi, että tulipesän 11 5 pohjalle saadaan muodostumaan pelkistävä vyöhyke I, jossa happea on vähemmän kuin mitä polttoaineen täydellinen palaminen edellyttäisi. Primäärikaasuvirtauksen nopeus puolestaan säädetään sellaiseksi, että leijumateriaalin sisäinen ja ulkoinen kierto saadaan sopivalle tasolle.
10 Pelkistävässä vyöhykkeessä I vallitsee alistökiömetriset olosuhteet, joissa hiilimonoksidia ja palamatonta hiiltä eli koksia syntyy enemmän kuin normaalissa stökiömetrisessä palamisessa. Koksin ja hiilimonoksidin vaikutuksesta sekä pri-määrikaasun mukana tulevat että polttoaineesta syntyvät typenoksidit ΝΟχ pelkistyvät tässä vyöhykkeessä typpikaasuksi N2.
15
Sekundäärikaasuvirtauksen 16 happipitoisuus säädetään sellaiseksi, että pelkistävän vyöhykkeen I yläpuolelle saadaan muodostumaan hapettava vyöhyke II, jossa happea on enemmän kuin mitä polttoaineen täydellinen palaminen edellyttäisi. Hapettavassa vyöhykkeessä II polttoaineen palaminen viedään loppuun.
20
Sekundäärikaasusuuttimia voi olla sijoitettuna usealle eri korkeudelle ja niihin voidaan syöttää erilaisen happipitoisuuden omaavaa sekundäärikaasua. Tällöin co kukin sekundäärikaasuvirtaus 16 voi olla varustettu omilla sekoitusvälineillä 22 cv sekundäärikaasuvirtauksien happipitoisuuden säätämiseksi.
V 25
LO
i- Savukaasun kierrätyksen ja pelkistävän vyöhykkeen ansiosta kiertoleijukattilasta g hiilidioksidin talteenottoon poistuva savukaasu sisältää enää hyvin pienen määrän o typenoksideja, cv
LO
O) o o 30 Keksinnön monet eri muunnokset ovat mahdollisia seuraavaksi esitettävien pa tenttivaatimuksien määrittelemän suojapiirin puitteissa.

Claims (6)

1. Menetelmä typenoksidipäästöjen vähentämiseksi happipoltossa, jossa menetelmässä kiertoleijukattilan (10) tulipesään (11) tuodaan ainakin yksi primäärikaasu- 5 virtaus (15) ja ainakin yksi sekundäärikaasuvirtaus (16), jotka primäärikaasu (15) ja sekundäärikaasu (16) on tuotettu sekoittamalla toisiinsa happea ja kierrätettyä savukaasua, tunnettu siitä, että primäärikaasun (15) happipitoisuus säädetään sellaiseksi, että tulipesän (11) pohjalle saadaan muodostumaan pelkistävä vyöhyke (I), ja sekundäärikaasun (16) happipitoisuus säädetään sellaiseksi, että pelkis-10 tävän vyöhykkeen (I) yläpuolelle saadaan muodostumaan hapettava vyöhyke (II).
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tulipesään (11) tuodaan kaksi tai useampia sekundäärikaasuviitauksia kahdelle tai useammalle eri korkeudelle. 15
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että eri korkeuksille tuotavien sekundäärikaasuvirtauksien happipitoisuudet säädetään keskenään erilaisiksi.
4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että happi (24) ja kierrätetty savukaasu (25) sekoitetaan toisiinsa tulipesän (11) yhteydessä olevilla sekoitusvälineillä juuri ennen primäärikaasun (15) tai sekundääri-co kaasun (16) syöttöä tulipesään (11). δ CVJ ? 25
5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ί happi (24) ja kierrätetty savukaasu (25) sekoitetaan toisiinsa sekoitusvälineillä | (21, 22) ennen primäärikaasuvirtauksen (15) tai sekundäärikaasuvirtauksen (16) o tuontia tulipesän (11) yhteyteen. CVJ m O) o o CvJ
6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että primäärikaasun (15) ja/tai sekundäärikaasun (16) happipitoisuutta muuntelemalla säädellään tulipesän lämpötilaa. co δ c\j i o m X cc CL O C\l CM m O) o o CM 10
FI20095220A 2009-03-06 2009-03-06 Menetelmä typenoksidipäästöjen vähentämiseksi happipoltossa FI123853B (fi)

Priority Applications (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20095220A FI123853B (fi) 2009-03-06 2009-03-06 Menetelmä typenoksidipäästöjen vähentämiseksi happipoltossa
PL10748380T PL2404111T3 (pl) 2009-03-06 2010-02-08 Sposób redukcji emisji tlenku azotu w spalaniu tlenowo-paliwowym
ES10748380T ES2729674T3 (es) 2009-03-06 2010-02-08 Procedimiento para reducir las emisiones de óxido de nitrógeno en la combustión de combustible oxigenado
US13/254,660 US20120024206A1 (en) 2009-03-06 2010-02-08 Method for reducing nitrogen oxide emissions in oxyfuel combustion
EP10748380.2A EP2404111B1 (en) 2009-03-06 2010-02-08 Method for reducing nitrogen oxide emissions in oxyfuel combustion
PCT/FI2010/050075 WO2010100324A1 (en) 2009-03-06 2010-02-08 Method for reducing nitrogen oxide emissions in oxyfuel combustion
DK10748380.2T DK2404111T3 (da) 2009-03-06 2010-02-08 Fremgangsmåde til reduktion af nitrogenoxidemmissioner i oxybrændstofforbrænding
RU2011135189/06A RU2511819C2 (ru) 2009-03-06 2010-02-08 Способ уменьшения выбросов оксидов азота при кислородотопливном сгорании
BRPI1009998-0A BRPI1009998A2 (pt) 2009-03-06 2010-02-08 método para reduzir emissões de óxido de nitrogênio em combustão de oxicombustível
CA2753334A CA2753334A1 (en) 2009-03-06 2010-02-08 Method for reducing nitrogen oxide emissions in oxyfuel combustion
CN2010800103421A CN102341650B (zh) 2009-03-06 2010-02-08 用于减少氧燃料燃烧中的氮氧化物排放的方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20095220A FI123853B (fi) 2009-03-06 2009-03-06 Menetelmä typenoksidipäästöjen vähentämiseksi happipoltossa
FI20095220 2009-03-06

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20095220A0 FI20095220A0 (fi) 2009-03-06
FI20095220A FI20095220A (fi) 2010-09-07
FI123853B true FI123853B (fi) 2013-11-15

Family

ID=40510220

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20095220A FI123853B (fi) 2009-03-06 2009-03-06 Menetelmä typenoksidipäästöjen vähentämiseksi happipoltossa

Country Status (11)

Country Link
US (1) US20120024206A1 (fi)
EP (1) EP2404111B1 (fi)
CN (1) CN102341650B (fi)
BR (1) BRPI1009998A2 (fi)
CA (1) CA2753334A1 (fi)
DK (1) DK2404111T3 (fi)
ES (1) ES2729674T3 (fi)
FI (1) FI123853B (fi)
PL (1) PL2404111T3 (fi)
RU (1) RU2511819C2 (fi)
WO (1) WO2010100324A1 (fi)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI125496B (fi) * 2009-08-17 2015-10-30 Valmet Technologies Oy Menetelmä ja järjestely palamisolosuhteiden optimoimiseksi leijukerroskattilassa
US20120244479A1 (en) * 2011-03-22 2012-09-27 General Electric Company Combustion System Using Recycled Flue Gas to Boost Overfire Air
CN103363802A (zh) * 2012-03-29 2013-10-23 中国石油化工股份有限公司 一种火焰加热炉
CN103471093B (zh) * 2013-09-06 2016-02-24 中国科学院工程热物理研究所 循环流化床富氧燃烧的配风方法
CN103697466A (zh) * 2013-12-20 2014-04-02 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 带烟气再循环旁路的循环流化床锅炉及nox排放方法
CN104861991A (zh) * 2015-04-23 2015-08-26 武汉钢铁(集团)公司 一种焦炉烟气循环系统及处理方法
CZ307680B6 (cs) * 2015-10-26 2019-02-13 ÄŚeskĂ© vysokĂ© uÄŤenĂ­ technickĂ© v Praze Systém pro zajištění fluidačního a oxidačního média v režimu oxyfuel pro fluidní kotel
CN105650628B (zh) * 2016-02-06 2019-04-30 中国科学院工程热物理研究所 循环流化床富氧燃烧装置及其富氧燃烧供风方法
CN105716091B (zh) * 2016-02-17 2018-04-10 无锡国联环保科技股份有限公司 烟气循环污泥喷动流化床焚烧系统及方法
CN105588120B (zh) * 2016-03-02 2018-05-11 内蒙古金土环保科技有限公司 一种脱硫泛氧燃烧系统
CN105864755B (zh) * 2016-03-30 2018-09-04 中国科学院工程热物理研究所 循环流化床富氧燃烧装置及其燃烧方法
CN111664445A (zh) * 2020-07-10 2020-09-15 青岛特利尔环保集团股份有限公司 一种基于料热平衡的兰炭末循环流化床锅炉
FI20225751A1 (fi) * 2022-08-25 2024-02-26 Aliceco Energy Ab Oy Järjestelmä ja menetelmä polttolaitoksen päivittämiseksi happipolttoa varten
US20240167678A1 (en) * 2022-11-22 2024-05-23 Honeywell International Inc. Low nox burner with targeted gas injection

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE628052A (fi) * 1962-03-15
CA1061987A (en) * 1974-05-15 1979-09-11 Iowa State University Research Foundation, Inc. Decomposition of calcium sulfate by zoned reduction and oxidation in a fluidized bed
GB1523500A (en) * 1975-10-21 1978-09-06 Battelle Development Corp Method of operating a fluidized bed system
DE2624302A1 (de) * 1976-05-31 1977-12-22 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur durchfuehrung exothermer prozesse
US4704084A (en) * 1979-12-26 1987-11-03 Battelle Development Corporation NOX reduction in multisolid fluidized bed combustors
JPS5860107A (ja) * 1981-10-03 1983-04-09 Osaka Gas Co Ltd 流動層式熱処理炉
JP2637449B2 (ja) * 1988-01-12 1997-08-06 三菱重工業株式会社 流動床燃焼方法
US5325796A (en) * 1992-05-22 1994-07-05 Foster Wheeler Energy Corporation Process for decreasing N2 O emissions from a fluidized bed reactor
DE4313102A1 (de) * 1993-04-22 1994-10-27 Sbw Sonderabfallentsorgung Bad Verfahren zum Reduzieren der Abgasmengen zur Eliminierung von NO¶x¶-Emissionen bei der Verbrennung, vorzugsweise bei der Abfallverbrennung
US5660125A (en) * 1995-05-05 1997-08-26 Combustion Engineering, Inc. Circulating fluid bed steam generator NOx control
DE19703197A1 (de) * 1997-01-30 1998-08-06 Umsicht Inst Fuer Umwelt Siche Verfahren und Vorrichtung zur Verbrennung von Holz und/oder Biomassen
FI102411B (fi) * 1997-02-07 1998-11-30 Kvaerner Power Oy Menetelmä ja sovitelma ilman syöttämiseksi leijukattilaan
FR2803020B1 (fr) * 1999-12-22 2002-04-12 Abb Alstom Power Comb Procede pour reduire les emissions d'oxydes d'azote dans une installation de combustion en lit fluidise circulant
US6430914B1 (en) * 2000-06-29 2002-08-13 Foster Wheeler Energy Corporation Combined cycle power generation plant and method of operating such a plant
US6505567B1 (en) * 2001-11-26 2003-01-14 Alstom (Switzerland) Ltd Oxygen fired circulating fluidized bed steam generator
FI112952B (fi) * 2001-12-21 2004-02-13 Foster Wheeler Energia Oy Menetelmä ja laitteisto hiilipitoisen materiaalin kaasuttamiseksi
FR2866695B1 (fr) * 2004-02-25 2006-05-05 Alstom Technology Ltd Chaudiere oxy-combustion avec production d'oxygene
US7658167B2 (en) * 2004-05-28 2010-02-09 Alstom Technology Ltd Fluidized-bed device with oxygen-enriched oxidizer
FI20055063A (fi) * 2005-02-11 2006-08-12 Kvaerner Power Oy Menetelmä kerrosleijukattilan typenoksidipäästöjen vähentämiseksi ja kerrosleijukattilan ilmanjakojärjestelmä
FI122982B (fi) * 2006-06-21 2012-09-28 Metso Power Oy Menetelmä soodakattilan typpioksidipäästöjen vähentämiseksi ja soodakattila
CN100441946C (zh) * 2006-11-09 2008-12-10 华中科技大学 富氧燃烧循环流化床锅炉系统
US20090007827A1 (en) * 2007-06-05 2009-01-08 Hamid Sarv System and Method for Minimizing Nitrogen Oxide (NOx) Emissions in Cyclone Combustors

Also Published As

Publication number Publication date
CN102341650B (zh) 2013-12-25
US20120024206A1 (en) 2012-02-02
PL2404111T3 (pl) 2019-12-31
EP2404111A1 (en) 2012-01-11
RU2511819C2 (ru) 2014-04-10
CA2753334A1 (en) 2010-09-10
DK2404111T3 (da) 2019-07-29
BRPI1009998A2 (pt) 2019-02-26
FI20095220A0 (fi) 2009-03-06
EP2404111A4 (en) 2014-11-26
FI20095220A (fi) 2010-09-07
ES2729674T3 (es) 2019-11-05
RU2011135189A (ru) 2013-04-20
WO2010100324A1 (en) 2010-09-10
EP2404111B1 (en) 2019-05-01
CN102341650A (zh) 2012-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI123853B (fi) Menetelmä typenoksidipäästöjen vähentämiseksi happipoltossa
JP5270661B2 (ja) 酸素燃焼ボイラの排ガス制御方法及び装置
FI69694B (fi) Nox-reduktion i multisolida svaevbaeddsfoerbraenningsanordningar
JP5138028B2 (ja) 酸素燃焼ボイラの酸素供給制御方法及び装置
JP5208195B2 (ja) 酸素燃焼ボイラの排ガス制御方法及び装置
AU2012251090B2 (en) Oxycombustion in transport oxy-combustor
US20100203461A1 (en) Combustion systems and processes for burning fossil fuel with reduced emissions
FI125496B (fi) Menetelmä ja järjestely palamisolosuhteiden optimoimiseksi leijukerroskattilassa
FI123704B (fi) Menetelmä happipolttokiertoleijupetikattilan käyttämiseksi
Hornberger et al. Experimental investigation of the calcination reactor in a tail-end calcium looping configuration for CO2 capture from cement plants
FI122469B (fi) Menetelmä rikkioksidien sitomiseksi happipolttokiertoleijupetikattilan (CFB) savukaasusta
US9696030B2 (en) Oxy-combustion coupled firing and recirculation system
US5230871A (en) Method for generating heat, comprising desulphurization of effluent with fine particles of absorbent in a entrained bed
TWI822774B (zh) 用於控制流體化床鍋爐中的床燒結之方法
JPS62169907A (ja) 微粉炭燃焼ボイラ
Skopec Desulphurization during oxyfuel combustion in a fluidized bed
Rufas et al. Operational experience of sulphur retention in a bubbling fluidised bed under oxy-fuel combustion conditions
Vimalchand et al. Oxy-combustion in transport oxy-combustor
Guedea et al. Oxyfuel combustion of Spanish anthracite in fluidized bed
Rufas et al. Optimum temperature for sulphur retention in fluidised beds working under oxy-fuel combustion conditions

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 123853

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B