MX2012014500A - Sistema de combustion. - Google Patents

Sistema de combustion.

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Masahiko Matsua
Hiroshi Suganuma
Takeshi Aruga
Koutaro Fujimura
Takuichiro Daimaru
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Mitsubishi Heavy Ind Ltd
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Abstract

Se proporciona un sistema de combustión capaz de disminuir la descarga de óxido de nitrógeno del gas de escape. El sistema de combustión incluye: un horno de combustión (2) que tiene una unidad de quemador (2a), para suministrar combustible y oxígeno de combustión al interior del horno, una zona de reducción formada en un lado corriente abajo de la unidad de quemador (2a) para combustión del combustible, y una compuerta de suministro de oxígeno para combustión (2b) para suministrar oxígeno de combustión (21) de modo que el combustible sin quemar que ha pasado la zona de reducción se somete a combustión totalmente; y un dispositivo para retirar humo (9) para retirar humo en el gas de escape descargado del horno de combustión (2). Parte del gas de escape (22) que diverge de entre el horno de combustión (2) y el dispositivo para retirar humo (9) se introduce a la unidad de quemador (2a), mientras que parte del gas de escape (23) que diverge de un lado corriente abajo del dispositivo para retirar humo (9) se introduce a la compuerta de suministro de oxígeno de combustión (2b).

Description

SISTEMA DE COMBUSTIÓN Campo Técnico La presente invención se refiere a un sistema de combustión y más particularmente se refiere a eliminación de óxido de nitrógeno en gas de escape.
Técnica Previa El carbón generalmente se emplea como combustible en plantas de energía térmica y semejantes, ya que el volumen del recurso de carbón es abundante. Sin embargo, el carbón tiene alto contenidos de carbono en combustible en comparación con petróleo y gas. Cuando el carbón se somete a combustión por un sistema de caldera de combustión de aire, la cantidad de emisión de dióxido de carbono se incrementa . ? fin de incrementar las concentraciones de dióxido de carbono para fácil recuperación, se emplea un sistema de caldera con combustible oxígeno 101 como se muestra en la Figura 5. El sistema de caldera con combustión de oxígeno 101 incluye un pulverizador de carbón 103, para pulverizar carbón, una caldera de combustión de oxígeno 102 para combustión del carbón pulverizado por el pulverizador de carbón 103 y descargar gas de escape, un dispositivo de desnitración 104 para retirar óxido de nitrógeno en el gas de escape descargado de la caldera de combustión de oxígeno 102, un dispositivo para eliminación de polvos 105 para eliminar polvo y semejantes en el gas de escape, un dispositivo de desulfuración 106 para retirar óxido de azufre en el gas de escape, y un enfriador de gas 107 para enfriar el gas de escape para retirar humedad en el gas de escape.
El gas portador se introduce en el pulverizador de carbón 103 para secar el carbón pulverizado y transportar el carbón pulverizado desde el pulverizador de carbón 103 a la caldera de combustión de oxigeno 102. Como el gas portador, se emplea gas de escape (a continuación referido como "gas de recirculación primario"), que se descarga del dispositivo de desulfuración 106 y que viaja a través del enfriador de gas 107. El gas primario de recirculación se calienta por un calentador de aire 108 que se proporciona entre el dispositivo de desnitración 104 y el dispositivo de eliminación de polvos 105, para secar el carbón. El calentador de aire 108 realiza intercambio térmico entre el gas de escape de alta-temperatura que se descarga del dispositivo de desnitración 104 y gas de escape de baja-temperatura que ha pasado el enfriador de gas 107, y de esta manera calienta el gas de recirculación primario que se introduce al pulverizador de carbón 103.
Una caldera capaz de conducir desnitración dentro de un horno (no mostrado) de la caldera de combustión de oxigeno 102 por combustión de dos etapas (por ejemplo, Literatura de Patente 1), se utiliza como la caldera de combustión de oxigeno 102. La caldera de combustión de oxigeno 102 incluye una unidad quemadora 102a para suministrar oxigeno introducido desde un sistema de suministro de oxigeno para combustión, gas de recirculación secundario posteriormente descrito, y carbón como combustible en la caldera de combustión de oxigeno 102. La caldera de combustión de oxigeno 102 también incluye un puerto de aire adicional (a continuación referido como "puerto AA") 102b que se proporciona en el lado corriente abajo de la unidad quemadora 102a para suministrar oxigeno introducido desde el sistema de suministro de oxigeno de combustión y un gas de recirculación secundario posteriormente descrito en la caldera de combustión de oxigeno 102.
El oxigeno suministrado a la caldera de combustión de oxigeno 102 a través de la unidad quemadora 102a y el puerto AA 102b, contiene parte del gas de escape (a continuación referido como "gas de recirculación secundario"), que se ha introducido desde el lado corriente abajo del enfriador de gas 107 y ahí es mezclado como gas de dilución. El gas de recirculación secundario se calienta por el calentador de aire 108 y se mezcla en el oxigeno que se introduce en la unidad quemadora 102a y el puerto AA 102b.
El oxígeno suministrado a la unidad quemadora 102a se ajusta, de manera tal que la cantidad de oxígeno introducido desde el sistema de suministro de oxígeno de combustión no es más grande que 1.0 vez la cantidad de oxígeno de combustión teórica del carbón suministrado desde el pulverizador de carbón 103. Una cantidad restante de oxígeno introducido desde el sistema de suministro de oxígeno de combustión se suministra al puerto AA 102b. De acuerdo con esto, una zona entre la unidad quemadora 102a y el puerto AA 102b en la caldera de combustión de oxígeno 102 está en un estado deficiente en oxígeno.
Ya que el oxígeno es deficiente entre la unidad quemadora 102a y el puerto AA 102b, la zona entre la unidad quemadora 102a y el puerto AA 102b se hace que tenga una atmósfera reductora. El combustible cargado en la caldera de combustión de oxígeno 102 a través de la unidad quemadora 102a se somete a combustión y genera gas de escape. Óxido de nitrógeno (NOx) contenido en el gas de escape generado, se reduce parcialmente cuando pasa la atmósfera reductora presente entre la unidad quemadora 102a y el puerto AA 102b. Esto hace posible disminuir el óxido de nitrógeno dentro de la caldera de combustión de oxígeno 102.
La Literatura de Patentes 2 y la Literatura de Patentes 3 describen calderas de combustión de oxígeno para recibir parte del gas de escape e introducido como un gas de recirculación secundario que ha pasado un dispositivo de desnitración, un calentador de aire, un dispositivo para eliminación de polvos, y un dispositivo de desulfuración. {Lista de Citas} {Literatura de Patente} { PTL 1} La Publicación de la Patente Japonesa No. 3068888 (PTL 2) Publicación de Patente no examinada Japonesa, Publicación No. Hei6-94212 (PTL 3) Solicitud de Patente no examinada Japonesa, Publicación No. Sho59-195013 {Compendio de la Invención} {Problema Técnico} Sin embargo, en la caldera de combustión de oxigeno de la invención descrita en la¦ Literatura de Patentes 3 asi como en el sistema de caldera de combustión de oxigeno 101 mostrado en la Figura 5, el escape que tiene una alta concentración de óxido de nitrógeno descargado de la caldera de combustión de oxigeno 102 se recirculó como gas de recirculación secundario y se vuelve a cargar en la caldera de combustión de oxigeno 102. Como una consecuencia, el dispositivo de desnitración 104 proporcionado en el lado corriente debajo de la caldera de combustión de oxigeno 102 tiene una fuerte carga de tratamiento .
Aún más, ya que la concentración de óxido de nitrógeno tratado por el dispositivo de desnitración 104 fue elevada, se incrementó el consumo de amoniaco rociado al gas de escape que pasa el dispositivo de desnitración 104.
En vista de los problemas anteriormente establecidos, un objeto de la presente invención es proporcionar un sistema de combustión capaz de disminuir óxido de nitrógeno descargado del gas de escape.
{Solución al Problema} Un sistema de combustión de la presente invención, emplea las siguientes soluciones para resolver los problemas anteriores.
Un sistema de combustión de acuerdo con la presente invención incluye: un horno de combustión que tiene una unidad quemadora para suministrar combustible y oxigeno de combustión a un interior del horno, una zona de reducción formada en el lado corriente abajo de la unidad quemadora para combustión del combustible, y un puerto para suministro de oxigeno de combustión, para suministrar oxigeno de combustión de manera tal que combustible no quemado que ha pasado la zona de reducción se somete a combustión por completo; y un dispositivo para eliminación de humos, para retirar humos en el gas de escape descargado del horno de combustión, en donde parte del gas de escape que se desvia de entre el horno de combustión y el dispositivo de eliminación de humos, se introduce a la unidad quemadora, mientras que parte del gas de escape que diverge del lado corriente abajo del dispositivo de eliminación de humos, se introduce al puerto para suministro de oxigeno de combustión.
En el sistema de combustión de acuerdo con la presente invención, parte del gas de escape desviado de entre el horno de combustión y el dispositivo de eliminación de humos se vuelve a suministrar al interior del horno de combustión a través de la unidad quemadora. Una zona bajo la atmósfera reductora (zona de reducción) se forma entre la unidad quemadora del horno de combustión y el puerto para suministro de oxigeno de combustión. Consecuentemente, el gas de escape desviado de entre el horno de combustión y el dispositivo de eliminación de humos, puede reducirse en la zona bajo atmósfera reductora formada en el horno de combustión y después se descarga. Esto hace posible disminuir el gasto de flujo del gas de escape que se introduce desde el horno de combustión al dispositivo de eliminación de humos y para disminuir la cantidad de humos. Por lo tanto, la capacidad del dispositivo de eliminación de humos puede reducirse.
Aún más, parte del gas de escape desviado del lado corriente abajo del dispositivo para eliminación de humos es el gas de escape que tiene la concentración de óxido de nitrógeno, que es humo, disminuida por el dispositivo de eliminación de humos. El gas de escape que tiene una concentración de óxido de nitrógeno disminuida se introduce al puerto para suministro de oxigeno de combustión y se utiliza para promover combustión completa del combustible no quemado contenido en el gas de escape que se ha reducido parcialmente al pasar la atmósfera reductora dentro del horno de combustión. Por lo tanto, el gas de escape puede ser descargado del horno de combustión mientras que la concentración de óxido de nitrógeno ahí contenido se mantiene baja. El gas de escape que tiene una concentración de óxido de nitrógeno disminuida se recircula al horno de combustión y el dispositivo de eliminación de humos, de manera tal que un aumento en la concentración del óxido de nitrógeno en una salida del horno de combustión, puede ser suprimido.
Además, en el sistema de combustión de acuerdo con la presente invención, el dispositivo para eliminación de humos incluye: una unidad de desnitración para retirar oxigeno de nitrógeno en el gas de escape descargado del horno de combustión; una unidad de intercambio térmico para conducir intercambio térmico entre el gas de escape que ha pasado a la unidad de desnitración y gas de escape que se introduce al puerto para suministro de oxigeno de combustión; una unidad para eliminación de polvos para retirar polvos en el gas de escape que ha pasado la unidad de intercambio térmico; una unidad de desulfuración para retirar oxigeno de azufre en el gas de escape que ha pasado la unidad de eliminación de polvos; y una unidad de enfriamiento, para enfriar el gas de escape que ha pasado la unidad de desulfuración, en donde parte del gas de escape desviado de entre la unidad de desulfuración y la unidad de enfriamiento, se introduce al puerto para suministro de oxigeno de combustión.
En el sistema de combustión de acuerdo con la presente invención, parte del gas de escape desviado de entre la unidad de desulfuración y la unidad de enfriamiento, se introduce al puerto para suministro de oxigeno de combustión del horno de combustión. Esto hace posible disminuir el gasto de flujo del óxido de nitrógeno en el gas de escape introducido a la unidad de desnitración asi como disminuir el gasto de flujo del gas de escape introducido en la unidad de enfriamiento. Por lo tanto, se vuelve posible reducir en tamaño la unidad de desnitración y reducir la capacidad de la unidad de enfriamiento.
Además, en el sistema de combustión de acuerdo con la presente invención, parte del gas de escape desviado de entre la unidad de eliminación de polvos y la unidad de desulfuración, se introduce al puerto para suministro de oxigeno de combustión.
En el sistema de combustión de acuerdo con la presente invención, parte del gas de escape desviado de entre la unidad de eliminación de polvos y la unidad de desulfuración, se introduce al puerto para suministro de oxigeno de combustión. Esto hace posible disminuir el gasto de flujo de óxido de nitrógeno en el gas de escape introducido a la unidad de desnitración asi como disminuir el gasto de flujo del gas de escape introducido a la unidad de desulfuración y la unidad de enfriamiento. Por lo tanto, se vuelve posible reducir en tamaño la unidad de desnitración y reducir la capacidad de la unidad de desulfuración y la unidad de enfriamiento.
Además, en el sistema de combustión de acuerdo con la presente invención, parte del gas de escape desviado de entre la unidad de desnitración y la unidad de eliminación de polvos, se introduce al puerto para suministro de oxigeno de combustión.
En el sistema de combustión de acuerdo con la presente invención, parte del gas de escape desviado de entre la unidad de desnitración y la unidad de eliminación de polvos, se introduce en el puerto de suministro de oxígeno de combustión. Esto hace posible el disminuir el gasto de flujo de óxido de nitrógeno en el gas de escape introducido en la unidad de desnitración, así como para disminuir el gasto de flujo del gas de escape introducido a la unidad de intercambio térmico, la unidad de eliminación de polvos, la unidad de desulfuración y la unidad de enfriamiento. Por lo tanto, se vuelve posible reducir en tamaño la unidad de desnitración y reducir la capacidad de la unidad de intercambio térmico, la unidad de eliminación de polvos, la unidad de desulfuración y la unidad de enfriamiento .
Además, en el sistema de combustión de acuerdo con la presente invención, la unidad de desnitración incluye: una unidad de suministro de amoniaco para suministrar amoniaco en el gas de escape; y una unidad catalizador para permitir que pase gas de escape suministrado por la unidad de suministro de amoniaco.
En el sistema de combustión de acuerdo con la presente invención, el gas de escape que tiene un gasto de flujo disminuido de óxido de nitrógeno, se introduce a la unidad de desnitración. Por lo tanto, la cantidad de amoniaco a suministrarse puede reducirse en comparación con el caso en donde no se disminuye el gas de escape cuyo gasto de flujo de óxido de nitrógeno.
{Efectos Ventajosos de la Invención} En la presente invención, parte del gas de escape que se desvia de entre el horno de combustión y el dispositivo de eliminación de humos, se reabastece al interior del horno de combustión a través de la unidad quemadora. Una zona bajo atmósfera reductora se forma entre la unidad quemadora del horno de combustión y el puerto para suministro de oxigeno de combustión. Consecuentemente, el gas de escape desviado de entre el horno de combustión y el dispositivo de eliminación de humos, puede reducirse en la zona bajo atmósfera reductora formada en el horno de combustión antes de ser descargado. Esto permite disminuir el gasto de flujo del gas de escape introducido desde el horno de combustión al dispositivo de eliminación de humos y disminuir el gasto de flujo de los humos. Por lo tanto, la capacidad del dispositivo de eliminación de humos puede reducirse.
Aún más, parte del gas de escape desviado del lado corriente abajo del dispositivo de eliminación de humos es el gas de escape que tiene la concentración de óxido de nitrógeno, que es humo, disminuida por el dispositivo de eliminación de humos. El gas de escape que tiene una concentración de óxido de nitrógeno disminuida se introduce al puerto para suministro de oxigeno de combustión y se utiliza para promover combustión completa del combustible no quemado contenido en el gas de escape que se ha reducido parcialmente al pasar la atmósfera reductora dentro del horno de combustión. Por lo tanto, el gas de escape puede ser descargado del horno de combustión mientras que la concentración de óxido de nitrógeno ahí contenida se mantiene baja. El gas de escape que tiene una concentración de óxido de nitrógeno disminuida se recircula al horno de combustión y el dispositivo de eliminación de humos, de manera tal que el aumento en la concentración de óxido de nitrógeno a la salida del horno de combustión puede ser suprimido.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista estructural esquemática de un sistema de combustión de acuerdo con una primera modalidad de la presente invención.
¦ La Figura 2 es una vista estructural esquemática de un sistema de combustión de acuerdo con una segunda modalidad de la presente invención.
La Figura 3 es una vista estructural esquemática de un sistema de combustión de acuerdo con una tercera modalidad de la presente invención.
La Figura 4 es una vista estructural esquemática de un sistema de combustión de acuerdo con una cuarta modalidad de la presente invención.
La Figura 5 es una vista estructural esquemática de un sistema de caldera con combustión de oxigeno convencional .
DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES (Primera Modalidad) La Figura 1 es una vista estructural esquemática de un sistema de combustión de acuerdo con una primera modalidad de la presente invención.
El sistema de combustión 1 incluye una caldera de combustión de carbón (horno de combustión) 2, un pulverizador de carbón 3 para pulverizar carbón suministrado a la caldera con combustión de carbón 2, y un dispositivo para eliminación de humos 9.
La caldera con combustión de carbón 2 es una caldera con combustión de oxigeno que puede conducir desnitración dentro del horno (no mostrado) por combustión de dos etapas. La caldera con combustión de carbón 2 incluye un horno interno para combustión de combustible, una unidad de quemador 2a, y un puerto de aire adicional (a continuación referido como "unidad AA" ) 2b. El carbón como combustible suministrado del pulverizador de carbón 3, oxigeno (oxigeno de combustión) introducido desde un sistema de suministro de oxigeno de combustión 21, y un gas de recirculación secundario posteriormente descrito para la unidad quemadora 22, se introducen a la unidad quemadora 2a. La parte restante del oxigeno introducido desde el sistema para suministro oxigeno de combustión 21 a la unidad quemadora 2a y el gas de recirculación secundario descrito posteriormente para la unidad AA 23 se introduce a la unidad AA (puerto para suministro de oxigeno de combustión) 2b.
El pulverizador de carbón 3 es para pulverizar el carbón, que se suministra a la caldera con combustión de carbón 2, en polvo fino de un tamaño de varios µ?a a cientos de µ??. Parte del gas de escape (a continuación referido como "gas de recirculación primario") 24 que se descarga desde el dispositivo de eliminación de humos 9, se introduce al pulverizador de carbón 3 como un gas portador de alta-temperatura para secar el carbón pulverizado y transportar el carbón pulverizado desde el pulverizador de carbón 3 a la caldera con combustión de carbón 2.
El dispositivo de eliminación de humos 9 incluye un dispositivo de desnitración (unidad de desnitración) 4, un calentador de gas (unidad de intercambio térmico) 8, un dispositivo de eliminación de polvos (unidad de eliminación de polvos) 5, un dispositivo de desulfuración (unidad de desulfuración) 6, y un enfriador de gas (unidad de enfriamiento) 7.
El dispositivo de desnitración 4 incluye una unidad de suministro de amoniaco (no mostrada) para rociar amoniaco al gas de escape, y una unidad de catalizador (no mostrado) para permitir que pase el gas de escape que tiene amoniaco rociado. El dispositivo de desnitración 4 para retirar óxido de nitrógeno en el gas de escape al rociar amoniaco al gas de escape introducido y hacer que el gas de escape pase la unidad de catálisis.
El calentador de gas 8 es para conducir intercambio térmico del gas de escape de alta temperatura, que proviene de la caldera con combustión de carbón 2, y pasa el dispositivo de desnitración 4, con el gas de recirculación primario 24 y el gas de recirculación secundario para la unidad AA 23. Como consecuencia del intercambio térmico, el gas de recirculación primario 24 alcanza una temperatura adecuada para secar el carbón pulverizado por el pulverizador de carbón 3, mientras que el gas de recirculación secundario para la unidad AA 23 alcanza una temperatura adecuada para introducirse al interior del horno a través de la unidad AA 2b de la caldera con combustión de carbón 2.
El dispositivo de eliminación de polvos 5 es para retirar polvo en el gas de escape, y el dispositivo de desulfuración 6 es para retirar óxido de azufre en el gas de escape introducido.
El enfriador de gas 7 es para enfriar el gas de escape introducido.
Ahora se hace descripción del flujo de gas de escape en la presente modalidad.
Oxigeno introducido desde el sistema de suministro de oxigeno de combustión 21, parte del gas de escape (a continuación referido como "gas de recirculación secundario para el quemador") 22 introducido de entre la caldera con combustión de carbón 2 y el dispositivo de desnitración 4, y el carbón introducido desde el pulverizador de carbón 3, se suministran a la unidad de quemador 2a de la caldera con combustión de carbón 2. El gas de recirculación secundario para el quemador 22 se utiliza como diluyente para el oxigeno introducido desde el sistema de suministro de oxigeno de combustión 21.
Oxígeno introducido desde el sistema de suministro de oxígeno de combustión 21 y parte de gas de escape (a continuación referido como "gas de recirculación secundario para unidad AA") 23 purificado al pasar el dispositivo de eliminación de humos 9 se suministran a la unidad AA 2b de la caldera con combustión de carbón 2. El gas de recirculación secundario para la unidad AA 23 se utiliza como gas de dilución, para diluir el oxígeno introducido desde el sistema de suministro de oxígeno de combustión 21.
La cantidad de oxígeno suministrado desde el sistema de suministro de oxígeno de combustión 21 a la caldera con combustión de carbón 2 a través de la unidad quemadora 2a y la unidad AA 2b se ajusta para que sea de 1.15 veces la cantidad de oxigeno de combustión teórica del carbón suministrado al interior del horno a través de la unidad quemadora 2a. La cantidad de oxigeno suministrado al interior del horno de la caldera con combustión de carbón 2 no es mayor que 1.0 vez la cantidad de oxigeno de combustión teórica del carbón suministrado al interior del horno a través de la unidad quemadora 2a.
Una cantidad restante del oxigeno, que se introduce desde el sistema de suministro de oxigeno de combustión 21 a la unidad quemadora 2a, se utiliza como el oxigeno suministrado al interior del horno a través de la unidad AA 2b. La cantidad de oxigeno suministrado a través de la unidad AA 2b es de hasta aproximadamente 40% de la cantidad de oxigeno que se introduce desde el sistema de suministro de oxigeno de combustión 21 a la caldera con combustión de carbón 2.
La cantidad de oxigeno cargada al interior del horno a través de la unidad quemadora 2a no se hace mayor que 1.0 vez la cantidad de oxigeno de combustión teórico de carbón, y oxigeno también se carga al interior del horno a través de la unidad AA 2b. Como consecuencia, una zona entre la unidad quemadora 2a y la unidad AA 2b queda corta en oxigeno. Debido a la escasez de oxigeno en la zona entre la unidad quemadora 2a y la unidad AA 2b, la zona entre la unidad quemadora 2a y la unidad AA 2b dentro del y horno se pone en el estado de atmósfera reductora. Óxido de nitrógeno en el gas de escape generado por la combustión de carbón y oxigeno cargados al interior del horno a través de la unidad quemadora 2a, se reduce cuando pasa la zona bajo atmósfera reductora a través de la unidad quemadora 2a. Consecuentemente, óxido de nitrógeno en el gas de escape generado dentro de la caldera con combustión de carbón 2, se retira dentro del horno de la caldera con combustión de carbón 2.
La concentración de óxido de nitrógeno contenido en el gas de escape descargado de la caldera con combustión de carbón 2, se disminuye por eliminación de NOx en—horno en la caldera con combustión de carbón 2. El gas de escape con una concentración disminuida de óxido de nitrógeno, se introduce al dispositivo de eliminación de humos 9. A medida que la concentración de óxido de nitrógeno disminuye, se disminuye la cantidad de gas de escape introducido desde la caldera con combustión de carbón 2 al dispositivo de eliminación de humos 9.
El gas de escape introducido al dispositivo de eliminación de humos 9 se introduce al dispositivo de desnitración 4 que constituye el dispositivo de eliminación de humos 9, en donde se retira el óxido de nitrógeno residual. El gas de escape con óxido de nitrógeno retirado se introduce al calentador de aire 8. La temperatura del gas de escape introducido al calentador de aire 8 es elevada. En el calentador de aire 8, el gas de escape de alta-temperatura se somete a intercambio térmico con el gas de recirculación secundario para la unidad AA 23 y el gas de recirculación primario 24. Después de intercambio térmico en el calentador de aire 8, el gas de escape con alta-temperatura introducido desde el dispositivo de desnitración 4, se enfria y después se introduce al dispositivo de eliminación de polvos 5.
El gas de escape introducido al dispositivo de eliminación de polvos 5 se somete a eliminación de polvos y semejantes antes de ser descargado. El gas de escape descargado del dispositivo de eliminación de polvos 5 se introduce al dispositivo de desulfuración 6, en donde se retiran compuestos sulfúricos. El gas de escape purificado a través del dispositivo de desnitración 4, el dispositivo de eliminación de polvos 5, y el dispositivo de desulfuración 6, primordialmente está compuesto por dióxido de carbono y vapor. Este gas de escape purificado se introduce al refrigerante o enfriador de gas 7, en donde su temperatura se reduce. El gas de escape del cual se reduce la temperatura por el refrigerante de gas 7, se descarga desde el dispositivo de eliminación de humos 9.
Parte del gas de escape descargado del dispositivo de eliminación de humos 9 se introduce al calentador de aire 8 como gas de recirculación secundario para la unidad AA 23, en donde se realiza intercambio térmico entre el gas de recirculación secundario para la unidad AA 23 y el gas de escape con alta-temperatura descargado del dispositivo de desnitración 4, de manera tal que la temperatura del gas de recirculación secundario para la unidad AA 23 se incrementa. El gas de recirculación secundario de alta-temperatura asi obtenido para la unidad AA 23 después se introduce a la unidad AA 2b de la caldera con combustión de carbón 2. Parte del gas de escape descargado del dispositivo de eliminación de humos 9 se introduce adicionalmente al calentador de aire 8 como gas de recirculación primario 24. El gas de recirculación primario 24 introducido al calentador de aire 8 se calienta por intercambio de calor con el gas de escape de alta-temperatura descargado del dispositivo de desnitración 4. El gas de recirculación primario de alta-temperatura asi obtenido 24 después se introduce al pulverizador de carbón 3. El gas de recirculación primario de alta temperatura 24 introducido al pulverizador de carbón 3 se utiliza como un gas portador para secar carbón y para transportar carbón pulverizado a la caldera con combustión de carbón 3.
El gas de escape purificado por el dispositivo de eliminación de humos 9, primordialmente se introduce a un sistema tal como un sistema de recuperación de dióxido de carbono (no mostrado) en donde se recupera dióxido de carbono en el gas de escape. De esta manera, el gas de escape con dióxido de carbono, óxido de nitrógeno y óxido de azufre de ahí retirados, se emite al exterior del sistema de combustión 1.
El sistema de combustión de acuerdo con la presente modalidad tiene los siguientes efectos de operación .
En el sistema de combustión de acuerdo con la presente modalidad, el gas de recirculación secundario para el quemador (parte del gas de escape) 22 que se desvia de entre la caldera con combustión de carbón (horno de combustión) 2 y el dispositivo para eliminación de humos 9, se reabastece al interior del horno (no mostrado) de la caldera con combustión de carbón 2 a través de la unidad quemadora 2a. Consecuentemente, el gas de escape que contiene óxido de nitrógeno en alta-concentración introducido al dispositivo de eliminación de humos 9, se disminuye. Por lo tanto, se vuelve posible reducir la carga del dispositivo de desnitracion 4.
Aún más, la atmósfera reductora se forma entre la unidad quemadora 2a y la unidad AA (puerto para suministro de oxigeno de combustión) 2b de la caldera con combustión de calor 2. Consecuentemente, el gas de recirculación secundario para la unidad quemadora 22 que se desvia de entre la caldera con combustión de carbón 2 y el dispositivo de eliminación de humos 9 puede reducirse en la zona bajo atmósfera reductora formada en la caldera con combustión de carbón 2 y después descargarse. Esto hace posible disminuir el gasto de flujo del gas de escape introducido desde la caldera con combustión de carbón 2 al dispositivo de eliminación de humos 9 y para disminuir el gasto de flujo de óxido de nitrógeno en humo. Por lo tanto, la capacidad del dispositivo de eliminación de humos 9 puede reducirse.
El gas de recirculación secundario para la unidad AA 23 que es parte del gas de escape descargado de lado corriente abajo del dispositivo de eliminación de humos 9 , es el gas de escape que tiene la concentración de óxido de nitrógeno disminuida por el dispositivo de desnitración 4. Este gas de escape se introduce a la caldera con combustión de carbón 2 a través de la unidad AA 2b y se utiliza para promover combustión completa del carbón pulverizado sin quemar contenido en el gas de escape que se reduce parcialmente al pasar la atmósfera reductora dentro del horno de la caldera con combustión de carbón 2. Por lo tanto, el gas de escape se descarga del horno de la caldera con combustión de carbón 2 mientras que la concentración de óxido de nitrógeno ahí contenida se mantiene baja. Como resultado, el gas de escape que tiene una concentración disminuida de óxido de nitrógeno se recircula entre la caldera con combustión de carbón 2 y el dispositivo de eliminación de humo 9, de manera tal que un aumento en la concentración de óxido de nitrógeno a la salida del horno de la caldera con combustión de carbón 2 puede suprimirse.
El gas de escape con un gasto de fluido disminuido de óxido de nitrógeno se introduce al dispositivo de desnitración (unidad de desnitración) 4, de manera tal que la cantidad de amoniaco rociado de la unidad de suministro de amoniaco (no mostrado) al gas de escape, puede disminuirse en comparación con el caso en donde el gas de escape con gasto de flujo de óxido de nitrógeno no se disminuye, se introduce al dispositivo de desnitración 4. Por lo tanto, se vuelve posible el reducir en tamaño el dispositivo de desnitración 4.
(Segunda Modalidad) A continuación, se describirá la segunda modalidad de la presente invención. Un sistema de combustión de la presente modalidad es diferente de la primera modalidad en el punto en el que el gas de recirculación secundario para la unidad AA, se introduce de entre el dispositivo de desulfuración y el refrigerante de gas. Otros miembros estructurales son similares a aquellos de la primera modalidad. Por lo tanto, semejantes miembros estructurales y flujos se designan por semejantes signos de referencia para omitir descripción.
La Figura 2 es una vista estructural esquemática de un sistema de combustión de acuerdo con la segunda modalidad de la presente invención.
Oxigeno (oxigeno de combustión) introducido desde un sistema de suministro de oxigeno de combustión 21 y parte del gas de escape que se desvia de entre un dispositivo de desulfuración (unidad de desulfuración) 6 y un refrigerante de gas (unidad de enfriamiento) 7 que constituye un dispositivo de eliminación de humos 9, se suministran a una unidad AA (puerto de suministro de oxigeno de combustión) 2b de la caldera con combustión de carbón (horno de combustión) 2 como gas de recirculación secundario para la unidad AA 23.
El sistema de combustión de acuerdo con la presente modalidad tiene los siguientes efectos de operación.
En el sistema de combustión de acuerdo con la presente modalidad, el gas de recirculación secundario para la unidad AA (parte del gas de escape) 23 desviado de entre el dispositivo de desulfuración (unidad de desulfuración) 6 y el refrigerante de gas (unidad de enfriamiento) 7, se introduce a la unidad AA (puerto para suministro de oxigeno de combustión) 2b de la caldera con combustión de carbón (horno de combustión) 2. De acuerdo con esto, el gasto de flujo del gas de escape introducido al refrigerante de gas 7 puede disminuirse. Esto hace posible el reducir la capacidad de refrigerante de gas 7 y disminuir el gasto de flujo de óxido de nitrógeno en el gas de escape introducido al dispositivo de desnitración (unidad de desnitración) 4 por la misma razón que en la primera modalidad. Como resultado, puede reducirse en tamaño el dispositivo de desnitración 4.
(Tercera Modalidad) A continuación, se describirá la tercera modalidad de la presente invención. Un sistema de combustión de la presente modalidad es diferente de la primera modalidad en el punto en que el gas de recirculación secundario para la unidad AA se introduce de entre el dispositivo de eliminación de polvos y el dispositivo de desulfuración. Otros miembros estructurales son similares a aquellos de la primera modalidad. Por lo tanto, semejantes miembros estructurales y flujos se designan por semejantes signos de referencia para omitir descripción.
La Figura 3 es una vista en estructura esquemática de un sistema de combustión, de acuerdo con la tercera modalidad de la presente invención.
Oxigeno (oxigeno de combustión) introducido desde un sistema de suministro de oxigeno de combustión 21 y parte del gas de escape que se desvía de entre un dispositivo de eliminación de polvos (unidad de eliminación de polvos) 5 y un dispositivo de desulfuración (unidad de desulfuración) 6 que constituye un dispositivo de eliminación de humos 9, se suministran a una unidad AA (puerto para suministro de oxígeno de combustión) 2b de una caldera con combustión de carbón (horno de combustión) 2 como gas de recirculación secundario para la unidad AA 23.
El sistema de combustión de acuerdo con la presente modalidad tiene los siguientes efectos de operación.
En el sistema de combustión de acuerdo con la presente modalidad, el gas de recirculación secundario para la unidad AA (parte del gas de escape) 23 desviado de entre el dispositivo de eliminación de polvos (unidad de eliminación de polvos) 5 y el dispositivo de desulfuración (unidad de desulfuración) 6, se introduce a la unidad AA (puerto de suministro de oxígeno de combustión) 2b. De acuerdo con esto, la velocidad de flujo del gas de escape introducido al dispositivo de desulfuración 6 y un refrigerante de gas 7 puede disminuirse. Esto hace posible reducir la capacidad del dispositivo de desulfuración 6 y el refrigerante de gas 7 y disminuir el gasto de flujo de óxido de nitrógeno en el gas de escape introducido al dispositivo de desnitración (unidad de desnitración) 4 por la misma razón que en la primera modalidad. Como resultado, puede reducirse en tamaño el dispositivo de desnitracion 4.
(Cuarta Modalidad) A continuación, se describirá la cuarta modalidad de la presente invención. Un sistema de combustión de la presente modalidad es diferente de la primera modalidad en el punto en que el gas de recirculación secundario para la unidad AA se introduce de entre el dispositivo de desnitracion y el calentador de aire. Otros miembros estructurales son similares a aquellos de la primera modalidad. Por lo tanto, semejantes miembros estructurales y flujos se designan por semejantes signos de referencia para omitir descripción.
La Figura 4 es una vista esquemática estructural esquemática de un sistema de combustión de acuerdo con la cuarta modalidad de la presente invención.
Oxigeno (oxigeno de combustión) introducido desde un sistema para suministro de oxigeno de combustión 21 y parte del gas de escape que se desvia de entre un dispositivo de desnitracion (unidad de desnitracion) 4 y un calentador de aire (unidad de intercambio térmico) 8 que constituye un dispositivo de eliminación de humos 9, se suministran a una unidad AA (puerto para suministro de oxigeno de combustión) 2b de una caldera de combustión de carbón (horno de combustión) 2 como gas de recirculación secundario para la unidad AA 23.
El sistema de combustión de acuerdo con la presente modalidad tiene los siguientes efectos de operación.
En el sistema de combustión de acuerdo con la presente modalidad, el gas de recirculación secundario para la unidad AA (parte del gas de escape) 23 que se desvia de entre el dispositivo de desnitración (unidad de desnitración) 4 y el calentador de aire (unidad de intercambio térmico) 8, se introducen a la unidad AA (puerto para suministro de oxigeno de combustión) 2b. De acuerdo con esto, el gasto de flujo del gas de escape introducido al calentador de aire 8, el dispositivo de eliminación de polvos (unidad de eliminación de polvos) 5, el dispositivo de desulfuración (unidad de desulfuración) 6, y el refrigerante de gas (unidad de refrigeración) 7 pueden disminuirse. Esto hace posible el reducir la capacidad del calentador de aire 8, el dispositivo de eliminación de polvos 5, el dispositivo de desulfuración 6 y el refrigerante de gas 7 y disminuir el gasto de flujo de óxido de nitrógeno en el gas de escape introducido al dispositivo de desnitración (unidad de desnitración) 4 por la misma razón que en la primera modalidad. Como resultado, puede reducirse en tamaño el dispositivo de desnitración 4.
{Lista de Signos de Referencia} 1 Sistema de combustión 2 Caldera de combustión de carbón (horno de combustión) 2a Unidad quemadora 2b Unidad AA (Puerto para suministro de oxigeno de combustión) 3 Pulverizador de carbón 4 Dispositivo de desnitración (unidad de desnitración) 5 Dispositivo de eliminación de polvos (unidad de eliminación de polvos) 6 Dispositivo de desulfuración (unidad de desulfuración) 7 Refrigerante de gas (unidad de enfriamiento) 8 Calentador de aire (unidad de intercambio térmico) 9 Dispositivo para eliminación de humos 21 Sistema para suministro de oxigeno de combustión (oxigeno de combustión) 22 Gas de recirculación secundario para unidad quemadora (parte del gas de escape) 23 Gas de recirculación secundario para unidad AA (parte del gas de escape) 24 Gas de recirculación primario (parte del gas de escape)

Claims (5)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de combustión, caracterizado porque comprende: un horno de combustión que tiene: una unidad quemadora para suministrar combustible y oxígeno de combustión al interior del horno; una zona de reducción formada en un lado corriente abajo de la unidad quemadora para combustión del combustible; y un puerto para suministro de oxígeno de combustión, para suministrar oxígeno de combustión, de manera tal que el combustible no quemado que ha pasado la zona reducida, se somete a combustión completa; y un dispositivo de eliminación de humos para retirar humos en el gas de escape descargado del horno de combustión, en donde parte del gas de escape que se desvía de entre el horno de combustión y el dispositivo de eliminación de humos, se introduce a la unidad quemadora, mientras que parte del gas de escape que se desvía de un lado corriente abajo del dispositivo de eliminación de humos, se introduce al puerto para suministro de oxígeno de combustión.
2. El sistema de combustión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo para eliminación de humos incluye: una unidad de desnitración para eliminar óxido de nitrógeno; una unidad de intercambio térmico para conducir el intercambio térmico entre el gas de escape que ha pasado la unidad de desnitración y gas de escape que se introduce al puerto para suministro de oxigeno de combustión; una unidad para eliminación de polvos, para eliminar polvos en el gas de escape que ha pasado la unidad de intercambio térmica; una unidad de desulfuración para retirar óxido de azufre en el gas de escape que ha pasado la unidad de eliminación de polvos; y una unidad de enfriamiento para enfriar gas de escape que ha pasado la unidad de desulfuración, en donde parte del gas de escape que se desvia de entre la unidad de desulfuración y la unidad de enfriamiento, se introduce al puerto para suministro de oxigeno de combustión.
3. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque parte del gas de escape desviado de entre la unidad de eliminación de polvos y la unidad de desulfuración, se introduce al puerto para suministro de oxigeno de combustión.
4. El sistema de combustión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque parte del gas de escape que se desvia de entre la unidad de desnitración y la unidad de eliminación de polvos, se introduce al puerto para suministro de oxigeno de combustión.
5. El sistema de combustión de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la unidad de desnitración incluye: una unidad para suministro de amoniaco, para suministrar amoniaco al gas de escape; y una unidad catalizadora para permitir que pase el gas de escape suministrado por la unidad de suministro de amoniaco.
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