TWI443290B - 用於淨化富二氧化碳煙氣之方法及鍋爐系統 - Google Patents

用於淨化富二氧化碳煙氣之方法及鍋爐系統 Download PDF

Info

Publication number
TWI443290B
TWI443290B TW100142968A TW100142968A TWI443290B TW I443290 B TWI443290 B TW I443290B TW 100142968 A TW100142968 A TW 100142968A TW 100142968 A TW100142968 A TW 100142968A TW I443290 B TWI443290 B TW I443290B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
gas
carbon dioxide
flue gas
rich flue
boiler
Prior art date
Application number
TW100142968A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201233954A (en
Original Assignee
Alstom Technology Ltd
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 Alstom Technology Ltd filed Critical Alstom Technology Ltd
Publication of TW201233954A publication Critical patent/TW201233954A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI443290B publication Critical patent/TWI443290B/zh

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/02—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material
    • F23J15/022—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material for removing solid particulate material from the gasflow
    • F23J15/025—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material for removing solid particulate material from the gasflow using filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40—Electrode constructions
    • B03C3/45—Collecting-electrodes
    • B03C3/47—Collecting-electrodes flat, e.g. plates, discs, gratings
    • 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
    • B01D53/62—Carbon oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/02—Particle separators, e.g. dust precipitators, having hollow filters made of flexible material
    • B01D46/04—Cleaning filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/10—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filter plates, sheets or pads having plane surfaces
    • B01D46/12—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filter plates, sheets or pads having plane surfaces in multiple arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/66—Regeneration of the filtering material or filter elements inside the filter
    • B01D46/70—Regeneration of the filtering material or filter elements inside the filter by acting counter-currently on the filtering surface, e.g. by flushing on the non-cake side of the filter
    • 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
    • B01D53/002—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 by condensation
    • 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
    • B01D53/14—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 by absorption
    • 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
    • B01D53/38—Removing components of undefined structure
    • B01D53/40—Acidic components
    • 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
    • B01D53/48—Sulfur compounds
    • B01D53/50—Sulfur oxides
    • B01D53/501—Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound
    • B01D53/502—Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound characterised by a specific solution or suspension
    • 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
    • B01D53/48—Sulfur compounds
    • B01D53/50—Sulfur oxides
    • B01D53/501—Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound
    • B01D53/505—Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound in a spray drying process
    • 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
    • B01D53/73—After-treatment of removed components
    • 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
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/75—Multi-step processes
    • 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
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77—Liquid phase processes
    • B01D53/78—Liquid phase processes with gas-liquid contact
    • 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
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/81—Solid phase processes
    • B01D53/83—Solid phase processes with moving reactants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/017—Combinations of electrostatic separation with other processes, not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/02—Plant or installations having external electricity supply
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/02—Plant or installations having external electricity supply
    • B03C3/04—Plant or installations having external electricity supply dry type
    • B03C3/08—Plant or installations having external electricity supply dry type characterised by presence of stationary flat electrodes arranged with their flat surfaces parallel to the gas stream
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40—Electrode constructions
    • B03C3/41—Ionising-electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/66—Applications of electricity supply techniques
    • B03C3/70—Applications of electricity supply techniques insulating in electric separators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/74—Cleaning the electrodes
    • B03C3/76—Cleaning the electrodes by using a mechanical vibrator, e.g. rapping gear ; by using impact
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/86—Electrode-carrying means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/50—Carbon dioxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/02—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/40—Alkaline earth metal or magnesium compounds
    • B01D2251/404—Alkaline earth metal or magnesium compounds of calcium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/60—Inorganic bases or salts
    • B01D2251/606—Carbonates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/30—Sulfur compounds
    • B01D2257/302—Sulfur oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/50—Carbon oxides
    • B01D2257/504—Carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/80—Water
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/02—Other waste gases
    • B01D2258/0283—Flue gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2267/00—Multiple filter elements specially adapted for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D2267/30—Same type of filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C2201/00—Details of magnetic or electrostatic separation
    • B03C2201/04—Ionising electrode being a wire
    • 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
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/151—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Description

用於淨化富二氧化碳煙氣之方法及鍋爐系統
本發明係關於一種淨化一富二氧化碳煙氣之方法，該富二氧化碳煙氣產生於使一燃料在含有氧氣之一氣體存在時燃燒之一鍋爐中。
本發明係進一步關於一種鍋爐系統，其包括用於使一燃料在含有氧氣之一氣體存在時燃燒之一鍋爐及用於淨化產生於該鍋爐中之一富二氧化碳煙氣之一氣體淨化裝置。
一燃燒廠(諸如一發電廠)在燃燒一燃料(諸如煤炭、石油、泥炭、廢料等等)時產生一熱處理氣體，該處理氣體尤其含有二氧化碳(CO2 )。隨著環境要求日益提高，已開發自處理氣體去除二氧化碳之各種處理。此一處理為所謂之氧燃料處理。在一氧燃料處理中，一燃料(諸如以上所提及之燃料之一者)在一貧氮氣體存在時燃燒。由一氧源提供之氧氣被供應至其中氧氣使燃料氧化之一鍋爐。在氧燃燃燒處理中，產生可被處理掉以減少二氧化碳至大氣中之排放量之一富二氧化碳煙氣。
US 2007/0243119中描述一氧燃料鍋爐之一實例。US 2007/0243119之氧燃料鍋爐產生被稱為煙氣之一處理氣體。一氣體淨化系統(其包括各種氣體淨化裝置)係用於淨化尤其來自粒子材料及二氧化硫之煙氣以獲得適合被處理掉之一氣體。US 2007/0243119中所揭示之氣體淨化系統及淨化一氣體之方法存在之一問題為操作成本過高。
本發明之一目的為提供一種淨化一富二氧化碳煙氣之方法，該煙氣產生於使一燃料在含有氧氣之一氣體存在時燃燒之一鍋爐中，該方法緩解先前技術方法之問題。
藉由一種淨化一富二氧化碳煙氣之方法而實現此目的，該煙氣產生於使一燃料在含有氧氣之一氣體存在時燃燒之一鍋爐中，該方法包括：
A)　將該富二氧化碳煙氣自該鍋爐轉送至一氣體淨化系統；
B)　在該氣體淨化系統中去除該富二氧化碳煙氣之污染物含量之至少一部分；
C)　給已使污染物含量之至少一部分自其去除之該富二氧化碳煙氣之至少一部分加壓；及
D)　將已使污染物含量之至少一部分自其去除之該富二氧化碳煙氣之該加壓部分之至少一部分轉送至至少一氣體淨化裝置以用作為該氣體淨化裝置內之一公用氣體。
此方法之一優點在於：當一氣體淨化裝置需要一氣體用於其操作時，源於產生於鍋爐中之富二氧化碳煙氣之一內部處理氣體係用作為一公用氣體。因此，作為一公用氣體供應至該氣體淨化裝置之氣體不會稀釋於其內被處理之富二氧化碳煙氣。此提供待處理且最終被處理掉之富二氧化碳煙氣之一減小體積。
根據一實施例，在一氣體壓縮及純化單元中進行該步驟C)，該單元操作以由已經氣體淨化系統淨化之富二氧化碳煙氣製備待處理之一加壓二氧化碳氣體。此實施例之一優點在於：用於壓縮富二氧化碳煙氣之一主要部分之已用在該氣體壓縮及純化單元中之一壓縮裝置亦用於壓縮待轉送至氣體淨化裝置以用作為氣體淨化裝置內之一公用氣體之該部分氣體。此降低投資及維護成本。此外，發生在該氣體壓縮及純化單元中之處理通常包括降低富二氧化碳煙氣之污染物(諸如水蒸汽及二氧化硫)濃度以使其更適合於用作為氣體淨化裝置中之一公用氣體。
根據一實施例，氣體壓縮及純化單元包括一低壓壓縮單元，其可操作以將富二氧化碳煙氣之壓力增加至絕對壓力為20巴至50巴、更佳地絕對壓力為20巴至40巴之一壓力，其中該步驟D)包括將已通過該低壓壓縮單元之至少一部分之一氣體轉送至該至少一氣體淨化裝置。
根據一實施例，該步驟D)包括將已通過位於低壓壓縮單元下游之一中間脫水單元之一氣體轉送至該至少一氣體淨化裝置。此實施例之一優點在於具有一適合壓力且相當純淨之一富二氧化碳煙氣係轉送至氣體淨化裝置以用作為一公用氣體。此降低由作為一公用氣體供應至氣體淨化裝置之氣體引起之氣體淨化裝置之腐蝕及杜塞問題之風險。
根據一實施例，已使污染物含量之至少一部分自其去除之富二氧化碳煙氣之加壓部分係用於脈衝淨化呈一織物過濾器形式之一氣體淨化裝置。一織物過濾器之脈衝淨化包括定期供應與在該織物過濾器中被處理之氣體混合之隨後脈衝淨化之一加壓氣體。藉由利用至少部分經淨化及經加壓之富二氧化碳煙氣來脈動，該織物過濾器之一脈衝淨化頻率可相對於(例如)粉塵粒子去除效率、該織物過濾器上之壓力降、過濾袋之使用期限等等而最佳化，且此最佳化不會因需要避免使該織物過濾器中被處理之富二氧化碳煙氣稀釋而受任何負面影響。
根據一實施例，已使污染物含量之至少一部分自其去除之富二氧化碳煙氣之加壓部分係用於沖洗呈一靜電集塵器形式之一氣體淨化裝置之一隔離器之一蓋罩。利用至少部分經淨化及經加壓之富二氧化碳煙氣來沖洗該靜電集塵器之隔離器之一優點在於：一相對較大流量之氣體可用於此沖洗以確保隔離器免受會妨礙其等之功能之任何沈積物污染，且此大沖洗流量不會導致待在該靜電集塵器及下游氣體淨化設備中被處理之富二氧化碳煙氣之一非所欲稀釋。
根據一實施例，已使污染物含量之至少一部分自其去除之富二氧化碳煙氣之加壓部分係用於使呈一噴霧乾燥劑吸收器形式之一氣體淨化裝置之一吸收液體霧化。利用至少部分經淨化及經加壓之富二氧化碳煙氣來使該吸收液體霧化之一優點在於：經供應以使該吸收液體霧化之氣體之流量及壓力可相對於(例如)霧化吸收液體之液滴尺寸而最佳化，且無需考量待在噴霧乾燥劑吸收器及下游氣體淨化設備中被處理之富二氧化碳煙氣之任何稀釋。
根據一實施例，已使污染物含量之至少一部分自其去除之富二氧化碳煙氣之加壓部分係用於使呈一混合裝置形式之一氣體淨化裝置之一粒子材料流體化，該混合裝置將與吸收劑混合之粒子材料供應至使與吸收劑混合之該粒子材料與一煙氣接觸之一接觸反應器。粒子材料之流體化趨向於需要無需非常純淨之相當大流量之加壓氣體。可藉由將經加壓及至少部分經淨化之富二氧化碳煙氣用於此用途而使流體化有效率以導致粒子材料與吸收劑之一有效率混合且不會導致待在該接觸反應器及下游氣體淨化設備中被處理之富二氧化碳煙氣之一實質稀釋。
根據一實施例，已使污染物含量之至少一部分自其去除之富二氧化碳煙氣之加壓部分之至少一部分(其係轉送至混合裝置)在一過濾器下游被收集，該過濾器去除由該混合裝置供應至該接觸反應器之粒子材料，氣體在通過任何氣體壓縮及純化單元之前被收集、加壓及轉送至該混合裝置。此實施例之一優點在於：可減少一下游氣體壓縮及純化單元中之能量消耗，因為待用在混合裝置中之該部分係轉送至混合裝置且無需在該氣體壓縮及純化單元中被處理。
本發明之另一目的為提供一種可操作以使一燃料在含有氧氣之一氣體存在時燃燒之鍋爐系統，該鍋爐系統比先前技術之鍋爐系統更具效率。
藉由一種鍋爐系統而實現此目的，該鍋爐系統包括用於使一燃料在含有氧氣之一氣體存在時燃燒之一鍋爐及可操作以去除產生於該鍋爐中之富二氧化碳煙氣之污染物含量之至少一部分之一氣體淨化系統，該鍋爐系統進一步包括：一壓縮裝置，其可操作以給已使污染物含量之至少一部分自其去除之富二氧化碳煙氣之至少一部分加壓；及一個二氧化碳供應管道，其可操作以將已使污染物含量之至少一部分自其去除之富二氧化碳煙氣之加壓部分之至少一部分轉送至至少一氣體淨化裝置以用作為該氣體淨化裝置內之一公用氣體。
此鍋爐系統之一優點在於：可減小待被處理掉之富二氧化碳煙氣之體積，因為將用作為一公用氣體之經加壓及至少部分經淨化之富二氧化碳煙氣用於氣體淨化裝置使富二氧化碳煙氣之稀釋減少。
根據一實施例，至少一氣體淨化裝置形成氣體淨化系統之部分。此實施例之一優點在於：經加壓及至少部分經淨化之富二氧化碳煙氣可重新用作為一氣體淨化裝置(其形成該相同氣體淨化系統之部分)中之一公用氣體，其中氣體在被加壓之前已被處理。此通常使用於輸送該公用氣體之管道之所需長度減小。
將自描述及技術方案明白本發明之另外目的及特徵。
現將參考附圖而詳細描述本發明。
圖1a係一鍋爐系統1之一示意說明圖，如自其側面所見。鍋爐系統1包括一鍋爐2(其在此實施例中為一氧燃料鍋爐)、一蒸汽渦輪發電系統(示意性指示為4)及一氣體淨化系統6作為主要組件。氣體淨化系統6包括一粒子去除裝置(其可為一織物過濾器8)及一個二氧化硫去除系統(其可為一濕式洗氣器10)。
一燃料(諸如煤炭、石油或泥炭)係含於一燃料儲存器12內且可經由一供應管路14而供應至鍋爐2。一氧氣源16可操作以通過一本身已知方式提供氧氣。氧氣源16可為一空氣分離裝置(其可操作以使氧氣與空氣分離)、一氧分離隔膜、一儲存槽或任何其他源以將氧氣提供至鍋爐系統1。一供應管道18可操作以將所產生之氧氣(通常包括90%至99.9%體積比之氧氣(O2 ))轉送至鍋爐2。一管道20可操作以將含有二氧化碳之再循環煙氣轉送至鍋爐2。如圖1a中所指示，供應管道18與管道20在鍋爐2之上游接合，使得氧氣與含有二氧化碳之再循環煙氣可彼此混合以在鍋爐2之上游形成通常含有約20%至50%體積比氧氣(剩餘部分主要為二氧化碳及水蒸汽)之一氣體混合物。因為幾乎沒有空氣進入鍋爐2，所以幾乎沒有氮氣供應至鍋爐2。在實際操作中，供應至鍋爐2之氣體體積之不到3%體積比為空氣，作為一洩漏空氣，其主要經由(例如)鍋爐2及氣體淨化系統6而進入鍋爐系統1。鍋爐2可操作以使經由供應管路14而供應之燃料在與再循環煙氣(其含有二氧化碳)混合之氧氣(其經由管道20而供應)存在時燃燒。一蒸汽管路22可操作以將因燃燒而產生於鍋爐2中之蒸汽轉送至可操作以產生呈電功率形式之電力之蒸汽渦輪發電系統4。
一管道24可操作以將產生於鍋爐2中之富二氧化碳煙氣轉送至織物過濾器8。「富二氧化碳煙氣」意指經由管道24而自鍋爐2排出之煙氣將含有至少40%體積比之二氧化碳(CO2 )。通常，自鍋爐2排出之超過50%體積比之煙氣將為二氧化碳。通常，自鍋爐2排出之煙氣將含有50%至80%體積比之二氧化碳。「富二氧化碳煙氣」之剩餘部分將為約15%至40%體積比之水蒸汽(H2 O)、2%至7%體積比之氧氣(O2 )(因為在鍋爐2中一略微氧過剩通常較佳)及總計約0至10%體積比之其他氣體(其等主要包含氮氣(N2 )及氬氣(Ar)，因為無法完全避免部分洩漏空氣)。
產生於鍋爐2中之富二氧化碳煙氣可通常包括呈(例如)粉塵粒子、鹽酸(HCl)、硫氧化物(SOX )及間或重金屬(諸如汞(Hg))形式之污染物，其等應在處理二氧化碳之前自富二氧化碳煙氣至少部分被去除。
織物過濾器8(其可為本身自(例如)US 4,336,035獲知之一類型)將大多數粉塵粒子自富二氧化碳煙氣去除。一管道26可操作以將富二氧化碳煙氣自織物過濾器8轉送至氣體淨化系統6之濕式洗氣器10。
濕式洗氣器10為洗氣塔類型(本身自(例如)EP 0 162 536獲知之一洗氣器類型)。濕式洗氣器10(其可操作以去除來自鍋爐2、經由織物過濾器8之富二氧化碳煙氣之二氧化硫含量之至少一部分，且較佳為至少80%)包括一循環泵28，其可操作以使包括石灰石(CaCO3 )之一漿液自濕式洗氣器10之底部、經由一漿液循環管路30而循環至配置在濕式洗氣器10之上部分中之一組漿液噴嘴32。漿液噴嘴32可操作以使石灰石漿液均勻分佈在濕式洗氣器10中且實現石灰石漿液與煙氣(其經由管道26而轉送至濕式洗氣器10且實質上垂直向上地流入濕式洗氣器10內側)之間之良好接觸。在濕式洗氣器10中，富二氧化碳煙氣之二氧化硫(SO2 )與石灰石(CaCO3 )反應以形成脫水後可商用在(例如)牆板產品中之石膏(CaSO4 )。
作為濕式洗氣器10之替代物，其他裝置可用於將二氧化硫自富二氧化碳煙氣去除。此一替代裝置係一氣泡床洗氣器，其之一實例在WO 2005/007274中加以揭示。
返回至圖1a，一至少部分經淨化之富二氧化碳煙氣經由將煙氣轉送至一氣體分流點36之一管道34而自濕式洗氣器10排出，其中該至少部分經淨化之富二氧化碳煙氣被分成兩個流，即，一第一流，其經由管道20而再循環返回至鍋爐2，及一第二流，其係經由一管道38而轉送至一氣體壓縮及純化單元(GPU)40(其係鍋爐系統1之另一可選主要組件)。在GPU 40中，壓縮待處理之經淨化富二氧化碳煙氣。因此，壓縮二氧化碳經由一管道41而自GPU 40排出且被運走以待處理，此有時被稱為「CO2 螯合」。經由管道20而再循環返回至鍋爐2之該第一流通常包括自濕式洗氣器10排出之部分經淨化富二氧化碳煙氣之總流量之50%至75%體積比。因此，該第二流(其通常包括自濕式洗氣器10排出之部分經淨化富二氧化碳煙氣之總流量之25%至50%體積比)係經由管道38而轉送至將在下文中詳加描述之GPU 40。如下文中參考圖1b所述，一個二氧化碳供應管道42可操作以將一經加壓及至少部分經淨化之二氧化碳氣體自GPU 40轉送至織物過濾器8以用作為一脈動氣體。
圖1b更詳細地示意性繪示織物過濾器8。織物過濾器8包括一外殼50。將來自圖1a中所繪示鍋爐2之富二氧化碳煙氣轉送之管道24係連接至外殼50之一下部分，且管道26係連接至外殼50之一上部分。一水平板52係配置在外殼50中、介於管道24、26之連接件之間。呈織物袋54形式之諸多織物過濾裝置已被配置在板52中，此各織物袋54延伸穿過板52中之一對應開口。通常，一織物過濾器8可包括2至20000個此等織物袋54。在操作中，負載粉塵粒子之氣體經由管道24而進入外殼50之下部分。氣體通過袋54之織物且進入袋54之內部，同時粉塵粒子被收集在袋54之外側上。接著，淨化氣體係經由袋54之內部而轉送通過板52且經由管道26而自織物過濾器8排出。
有時，需要將所收集之粉塵粒子自袋54去除。一脈動氣體管道56係配置在織物過濾器8之上部分中。脈動氣體管道56具有用於袋54之各者之一脈動噴嘴58。脈動氣體管道56係連接至二氧化碳供應管道42，二氧化碳供應管道42可操作以將來自圖1a中所繪示之GPU 40之一經加壓及至少部分經淨化之二氧化碳氣體轉送為用於織物過濾器8之一公用氣體。「公用氣體」意指用在織物過濾器8中以使其操作之一氣體。
一控制閥60係配置在二氧化碳供應管道42上。當已確定適合將所收集之粉塵粒子自袋54去除時，此確定係基於(例如)因持續去除粉塵粒子而已逝去之某一時間或已達到之某一壓力降(如管道24與管道26之間所量測)，在一短時段(通常為150毫秒至500毫秒之一時段)內打開閥60。閥60之打開導致二氧化碳氣體之一短脈衝經由脈動氣體管道56及各自脈動噴嘴58而導引至袋54中。此脈動之一效應為袋54快速膨脹以導致收集在袋54上之粉塵之大多數(若非全部)自袋54被釋放。此釋放粉塵下落至外殼50之一料斗62中。因此，管道56、噴嘴58及閥60形成織物過濾器8之一脈衝淨化系統。有時，藉由(例如)一螺釘64而自料斗62去除粉塵。經由管道42而供應之二氧化碳通常具有2巴至6巴之一絕對壓力以適合於脈衝淨化織物過濾器8。因為用於脈動之氣體係自GPU 40轉送，所以其通常包括75%至90%體積比之二氧化碳(CO2 )。因此，藉由此氣體而使織物過濾器8脈動不會導致在織物過濾器8中被處理之富二氧化碳煙氣之任何非所欲稀釋。此外及如下文中所詳述，二氧化碳在GPU 40中被加壓，因此無需利用一分離吹風機或壓縮機來獲得使袋54經脈衝淨化之期望氣體壓力。
圖2a係根據一替代實施例且如自其側面所見之一鍋爐系統101之一示意說明圖。已使與鍋爐系統1之零件類似之鍋爐系統101之該等零件具有相同元件符號。鍋爐系統101包括一鍋爐2(其在此實施例中為一氧燃料鍋爐)、一蒸汽渦輪發電系統(示意性指示為4)及一氣體淨化系統106作為主要組件。氣體淨化系統106包括呈(例如)一靜電集塵器108形式之一粒子去除裝置、呈一噴霧乾燥劑吸收器110形式之一個二氧化硫去除系統及一織物過濾器111。靜電集塵器108係可選，且可被省略或替代另一類型之粒子去除裝置，例如一織物過濾器。
來自燃料儲存器12之燃料及來自氣體源16之氧氣係以與上文中參考圖1a及圖1b之描述類似之一方式分別經由管路14及18而供應至鍋爐2。與氧氣及再循環煙氣(經由管道20而供應)混合之燃料在鍋爐2中被燃燒。蒸汽管路22將所產生之蒸汽轉送至發電系統4。
一管道24可操作以將產生於鍋爐2中之富二氧化碳煙氣轉送至靜電集塵器108。靜電集塵器108將粉塵粒子之大多數自富二氧化碳煙氣去除。一管道126可操作以將富二氧化碳煙氣自靜電集塵器108轉送至氣體淨化系統106之噴霧乾燥劑吸收器110。
噴霧乾燥劑吸收器110(其可為本身自(例如)US 5,639,430獲知之一類型)包括一外殼115。至少一霧化噴嘴132係配置在外殼115之一上部分中。霧化噴嘴132可為本身自(例如)US 4,819,878獲知之一類型。一漿液混合槽129可操作以製備包括一吸收劑(諸如熟石灰(Ca(OH)2 ))及水之一漿液。一漿液泵128可操作以將該漿液自漿液混合槽129、經由一管路130而泵送至霧化噴嘴132。霧化噴嘴132可操作以使該漿液霧化且使該漿液與經由管道126而進入噴霧乾燥劑吸收器之富二氧化碳煙氣混合。由於此混合，該漿液中所包括之該吸收劑將與煙氣之二氧化硫反應且因同時使該漿液在噴霧乾燥劑吸收器110之外殼115內側乾燥而形成一固體殘餘產物。該固體殘餘產物被部分收集在外殼115之底部中且隨後被輸送至殘餘產物儲存倉119。
一至少部分經淨化之富二氧化碳煙氣經由將煙氣轉送至織物過濾器111之一管道34而自噴霧乾燥劑吸收器110排出。進入織物過濾器111之煙氣可含有來自噴霧乾燥劑吸收器110之殘餘產物之一剩餘部分，其等未被收集在外殼115之底部中。根據已參考織物過濾器8而描述之原理，在織物過濾器111中將反應產物之此剩餘部分之至少一部分自煙氣去除。接著，自織物過濾器111排出之部分經淨化富二氧化碳煙氣係經由一管道137而轉送至一氣體分流點36。在氣體分流點36處，至少部分經淨化之富二氧化碳煙氣被分成兩個流，即，一第一流，其係經由管道20而再循環返回至鍋爐2，及一第二流，其係經由一管道138而轉送至GPU 40，其中壓縮待經由管道41而處理之經淨化富二氧化碳煙氣。
如下文中參考圖3a及圖3b所述，一第一個二氧化碳供應管道142可操作以將作為一公用氣體之一純淨二氧化碳氣體自GPU 40轉送至靜電集塵器108以用作為一隔離器沖洗氣體。
如下文中參考圖2b所述，一第二二氧化碳供應管道143可操作以將作為一公用氣體之一純淨二氧化碳氣體自GPU 40轉送至噴霧乾燥劑吸收器110以用作為一霧化氣體。
根據與上文中參考圖1b之描述類似之原理，一第三二氧化碳供應管道145可操作以將作為一公用氣體之一純淨二氧化碳氣體自GPU 40轉送至織物過濾器111以作為一脈動氣體。
圖2b繪示圖2a中所繪示之噴霧乾燥劑吸收器110之一漿液霧化配置150。如圖2b中所繪示，配置150包括一氣體分配套管152，其係連接至將煙氣供給至噴霧乾燥劑吸收器110之一管道126。分配套管152提供一均勻分佈之煙氣且使煙氣在居中配置在氣體分配套管152中之霧化噴嘴132周圍自旋。第二二氧化碳供應管道143將處於一計示壓力(即，高於大氣壓力之一壓力，通常為2巴至6巴)之純淨二氧化碳供應至噴嘴132。管路130將由圖2a中所繪示之漿液泵128泵送之漿液供應至噴嘴132。在噴嘴132中，二氧化碳氣體係在漿液外側向下轉送且與漿液分離。在噴嘴132之一出口154處，加壓二氧化碳與漿液接觸。在噴嘴132之出口154處，加壓二氧化碳氣體與漿液之間之此接觸之效應在於加壓二氧化碳氣體導致漿液霧化，進而導致一霧化漿液自噴嘴132排出且在出口154之鄰近處及下方與經由管道126而進入之煙氣混合。霧化漿液與煙氣之此混合導致漿液之吸收劑與煙氣之二氧化硫之間之一有效率反應。利用來自GPU 40之純淨二氧化碳氣體來使噴嘴132中之漿液霧化不會導致在噴霧乾燥劑吸收器110中被處理之富二氧化碳煙氣之任何非所欲稀釋。此外及如下文中所詳述，二氧化碳在GPU 40中被加壓，且因此無需利用一分離吹風機或壓縮機來獲得期望氣體壓力以在噴嘴132中獲得期望霧化。
圖3a更詳細地繪示圖2a之靜電集塵器108。靜電集塵器108包括以與(例如)US 4,502,872中之更詳細繪示類似之一方式配置之若干放電電極160及若干集電極板162。整流器164、166將電力(即，電壓及電流)施加於放電電極160與集電極板162之間以給存在於流動通過靜電集塵器108之煙氣中之粉塵粒子充電。在此充電之後，粉塵粒子收集中在集電極板162上。有時，藉由一振動裝置(圖3a中未繪示，此主要為了使圖中之繪示保持清晰)而搖動集電極板162以導致所收集之粉塵自集電極板162被釋放且下落至料斗168、170中，可自料斗168、170輸送待處理之收集粉塵。
集電極板162通常直接懸掛在靜電集塵器108之外殼172之頂壁上。但以使得放電電極160與集電極板162之間無法發生電接觸之一方式使放電電極160亦被懸掛。為此，大的隔離器係用於懸掛放電電極160。
圖3b更詳細地繪示靜電集塵器108之一放電電極160之懸掛。放電電極160包括一框架174，其支撐可(例如)呈螺旋形狀之諸多電極176。一固持桿178係連接至框架174且自框架174向上垂直延伸至兩端敞開之呈一錐形形狀之一隔離器180。可由一非導電陶瓷材料製成之隔離器180豎立在外殼172之頂壁182上。一開口184係形成於頂壁182中，恰好在隔離器180下方。固持桿178延伸穿過開口184及隔離器180。一支撐墊圈186係安裝在固持桿178之一上端處。支撐墊圈186落在隔離器180上且使桿178及因此之放電電極160懸掛在外殼172中。
一蓋罩188係配置在隔離器180周圍以保護其免受實體損壞、粉塵等等。一電纜190自固持桿178、穿過蓋罩188而進一步延伸至整流器164(圖3a中所繪示)以將電力供應至放電電極160。
如圖3b中所繪示，圖2a中所繪示之第一個二氧化碳供應管道142連接至蓋罩188以將作為一公用氣體之一純淨二氧化碳氣體供應至蓋罩188。二氧化碳氣體進入至蓋罩188中且接著經由形成於支撐墊圈186中之至少一開口192而輸送至隔離器180之內部中。二氧化碳氣體沿固持桿178向下流動且最終與在靜電集塵器108中被處理之富二氧化碳煙氣混合。由於二氧化碳氣體被供應至蓋罩188且在隔離器180內側沿固持桿178向下流動，所以粉塵及/或水分沈積在隔離器180內側之風險被降低或甚至消除。因此，蓋罩188及開口192形成一隔離器沖洗系統。通常，二氧化碳將以比大氣壓力高約50帕至5000帕之一壓力供應至蓋罩188，此意謂經由管道142而自GPU 40排出之氣體之壓力通常已足夠，如下文中進一步所詳述。利用來自GPU 40之純淨二氧化碳氣體來使靜電集塵器108之隔離器180免受沈積物污染不會導致在靜電集塵器108中被處理之富二氧化碳煙氣之任何非所欲稀釋。
圖4係根據另一替代實施例且如自其側面所見之一鍋爐系統201之一示意說明圖。已使與鍋爐系統1之零件類似之鍋爐系統201之此等零件具有相同元件符號。鍋爐系統201包括一鍋爐2(其在此實施例中為一氧燃料鍋爐)、一蒸汽渦輪發電系統(示意性指示為4)及一氣體淨化系統206作為主要組件。氣體淨化系統206包括一吸水混合裝置210、一接觸反應器212及呈織物過濾器211形式之一粒子去除裝置。
來自燃料儲存器12之燃料及來自氣體源16之氧氣係以與上文中參考圖1a之描述類似之一方式分別經由管路14及18而供應至鍋爐2。與氧氣及再循環煙氣(經由管道20而供應)混合之燃料在鍋爐2中被燃燒。蒸汽管路22將所產生之蒸汽轉送至發電系統4。
一管道24可操作以將產生於鍋爐2中之富二氧化碳煙氣轉送至接觸反應器212。在接觸反應器212中，富二氧化碳煙氣與包括(例如)再循環粉塵及一吸收劑(諸如熟石灰(Ca(OH)2 ))之一粉塵材料(較佳為一濕潤粉塵材料)接觸。接著，煙氣及濕潤粉塵材料係自接觸反應器212轉送至織物過濾器211，其中根據上文中參考織物過濾器8所述之原理而使粉塵材料(即，再循環粉塵及吸收劑)與煙氣分離。在接觸反應器212及織物過濾器211中，酸性組分(諸如二氧化硫(SO2 )、三氧化硫(SO3 )及鹽酸(HCl))與吸收劑反應。吸收劑與酸性組分之間之反應中所形成之反應產物與鍋爐2之燃燒所產生之再循環粉塵及粉塵粒子一起被收集在織物過濾器211中。
一至少部分經淨化之富二氧化碳煙氣經由將煙氣轉送至一氣體分流點36之一管道34而自織物過濾器211排出。在氣體分流點36處，至少部分經淨化之富二氧化碳煙氣被分成兩個流，即，一第一流，其係經由管道20而再循環返回至鍋爐2，及一第二流，其係經由一管道38而轉送至GPU 40，其中壓縮待經由管道41而處理之經淨化富二氧化碳煙氣。
根據與上文中參考圖1b之描述類似之原理，一第一個二氧化碳供應管道242可操作以將作為一公用氣體之一純淨二氧化碳氣體自GPU 40轉送至織物過濾器211以用作為一脈動氣體。
如下文中更詳細所述，一第二二氧化碳供應管道243可操作以將作為一公用氣體之一純淨二氧化碳氣體自GPU 40轉送至混合裝置210以用作為一流體化氣體。
織物過濾器211中所收集之吸收劑及粉塵材料係自過濾袋去除(根據與上文中參考織物過濾器8之繪示類似之原理)且被收集在料斗214中。料斗214中所收集之材料係轉送至一流體化槽215。經由管路216而輸送流體化槽215中所收集之材料之一待處理部分。然而，流體化槽215中所收集之材料之一大部分係經由管路218而再循環至混合裝置210。流體化槽215具有一流體化濾布217。加壓二氧化碳係經由第二二氧化碳供應管道243而供應至流體化濾布217下方且導致供應至流體化濾布217頂上之材料流體化。因此，流體化槽215中所收集之材料將呈此一流體化狀態(與液體幾乎一樣)且將分別自由流向管路216及管路218。管路218可視情況為一氣力滑送機(air slide)，其中材料係在處於一流體化狀態時自槽215輸送至混合器210。為此，加壓二氧化碳係經由第二二氧化碳供應管道243以及管路218而供應以使混合器210內所輸送之材料流體化。作為另一選擇，管路216亦可為一氣力滑送機，其經由第二二氧化碳供應管道243而供應流體化氣體(圖4中未顯示)。
混合裝置210可為本身自(例如)WO 96/16727及WO 96/16722獲知之一類型。水係經由一管路220而供應至混合裝置210，且新鮮吸收劑係經由管路222而供應至混合裝置210。管道243將加壓二氧化碳氣體供應至位於混合裝置210底部之一腔室224。一流體化濾布226使腔室224與混合裝置210之上部分分離。加壓二氧化碳氣體供應至腔室224之一效應為導致供應至混合裝置210之流體化濾布226頂上之再循環材料流體化。再循環材料之流體化導致再循環材料、經由管路220而供應之水及經由管路222而供應之新鮮吸收劑之一充分混合。配置在混合裝置210中之一攪拌器228進一步提升混合程度。最終，一完全混合材料係自混合裝置210轉送至接觸反應器212，其中可發生吸收劑與煙氣之酸性組分之間之進一步反應。用於混合裝置210中之流體化之二氧化碳氣體係至少部分轉送至接觸反應器212且與在接觸反應器212內被處理之富二氧化碳煙氣混合。根據上文中參考織物過濾器8而描述之原理，利用來自GPU 40之純淨二氧化碳氣體來使混合裝置210中之材料流體化及藉由脈動而淨化織物過濾器211不會導致在氣體淨化系統206中被處理之富二氧化碳煙氣之任何非所欲稀釋。
根據一替代實施例，藉由一個二氧化碳供應管道244及呈(例如)一吹風機245或一風扇形式之一壓縮裝置而自管道34去除自織物過濾器211排出之富二氧化碳煙氣之一部分。吹風機245將富二氧化碳煙氣壓縮至一適合壓力(其可通常為0.1巴至0.3巴之一計示壓力)且將由此所壓縮之富二氧化碳煙氣(作為一公用氣體)轉送至混合裝置210之腔室224。因此，自吹風機245供應之經壓縮及至少部分經淨化之富二氧化碳煙氣將通過流體化濾布226且使混合裝置210之上部分中之材料流體化。因此，自管道34轉送之富二氧化碳煙氣將具有比來自GPU 40之氣體低之一純度，但相對於(例如)腐蝕、濾布226之堵塞等等而言，此較低純度有時可被混合裝置210接受。吹風機245亦可視情況將作為一公用氣體之壓縮富二氧化碳煙氣供應至槽215及管路218(當管路218係一氣力滑送機時)以在槽215及管路218中完成材料之流體化。吹風機245亦可將作為一公用氣體之壓縮富二氧化碳煙氣供應至管路216(當管路216係一氣力滑送機時)以促進輸送至一殘餘產物儲倉或一類似中間儲存裝置。
圖5更詳細地繪示GPU 40。GPU 40可被包括在上文中參考圖1a、圖2a及圖4而描述之鍋爐系統1、101或201中。一GPU 40之定義為其係將來自氣體淨化系統6、106、206之富二氧化碳煙氣壓縮至至少70巴之一絕對壓力(通常為70巴至200巴之一絕對壓力)以使二氧化碳適合於被處理或適合於被運走以待處理之一單元。例如，此處理可包含將二氧化碳泵送至一鹽鹼含水層中、將二氧化碳泵送至海洋深處或在一工業製程中重新使用二氧化碳。通常，GPU 40將包括(但非必需)用於增加二氧化碳純度之裝置。
一冷凝器66可視情況沿管道38而配置且在GPU 40之上游。冷凝器66包括一泵67，其可操作以使一冷卻液體(諸如水)循環。一熱交換器68係經配置以使循環冷卻液體冷卻。在冷凝器66中，冷卻液體與經由管道38而進入冷凝器66之至少部分經淨化之富二氧化碳煙氣接觸。在冷凝器66中，循環冷卻液體與至少部分經淨化之富二氧化碳煙氣之間之接觸導致至少部分經淨化之富二氧化碳煙氣之水蒸汽含量之至少一部分冷凝。因此，進入GPU 40之至少部分經淨化之富二氧化碳煙氣之水蒸汽含量將被減少。通常，冷凝器66將導致至少部分經淨化之富二氧化碳煙氣之水蒸汽含量自通常約15%至40%體積比減少至通常約0.5%至10%體積比。因此，藉由冷凝器66而實質上減少需要自GPU 40中之二氧化碳去除之水蒸汽數量。
GPU 40可包括整合至一GPU 40之諸多本身已知部件，GPU 40提供富二氧化碳煙氣之一最終精煉度且將富二氧化碳煙氣壓縮至適合於輸送處理之一壓力。
GPU 40可包括一低壓壓縮單元70、一中間脫水單元(例如一分子篩單元71)、一中間不可冷凝氣體去除單元(例如一CO2 液化單元72)及一高壓壓縮單元73作為其主要單元。
一至少部分經淨化之富二氧化碳煙氣係經由管道38而自氣體淨化系統6、106、206(視情況而定)轉送至低壓壓縮單元70。低壓壓縮單元70通常包括串聯配置之兩至六個低壓壓縮配置74，各此等配置74包括呈至少一壓縮機75形式之一壓縮裝置、一冷卻器76及一氣液分離器77。圖5繪示四個此等低壓壓縮配置74、74'、74"及74'''。各自壓縮機75壓縮接著被轉送至各自冷卻器76之氣體。各自冷卻器76經由管路系統78而供應在冷卻器76中循環之一冷卻介質以使壓縮氣體冷卻。此冷卻之一效應為使水蒸汽冷凝。在各自氣液分離器77中，使此冷凝水蒸汽與剩餘富二氧化碳煙氣分離。水係經由一管路系統79而去除。接著，氣體係轉送至隨後配置74。通常，各低壓壓縮配置74具有1.5:2.5之一壓縮比。因此，進入低壓壓縮單元70之富二氧化碳煙氣可具有與大氣壓力接近之一壓力，即，約1巴(a)，且自低壓壓縮單元70排出之富二氧化碳煙氣在經(例如)四個連續低壓壓縮配置74處理之後可具有通常為20巴至50巴(a)、更通常為20巴至40巴(a)及最通常為30巴至40巴(a)之一壓力。在用各配置74來增加壓力之同時，氣體之水含量被減少，因為已自各氣液分離器77去除冷凝水蒸汽。通常，經由管道38而進入低壓壓縮單元70之氣體可具有0.5%至50%體積比之一水含量、更通常為0.5%至10%體積比之一水含量(若一冷凝器66係配置在單元70之上游)及通常為15%至40%體積比之一水含量(當不存在冷凝器時)。自低壓壓縮單元70排出之氣體通常可具有百萬分之400至百萬分之1500(400 ppm至1500 ppm)之一水蒸汽含量。
富二氧化碳煙氣(其具有30巴至40巴(a)之一壓力、400 ppm至1500 ppm之一水蒸汽含量及通常為20℃至40℃之一溫度)自低壓壓縮單元70排出且經由一管道80而轉送至脫水單元71，脫水單元71可為由UOP LLC,Des Plaines,IL,USA供應之一本身已知類型之一分子篩單元。示意性繪示在圖5中之脫水單元71去除水蒸汽之一另外部分，同時使氣體壓力實質上不受影響。水蒸汽及其他污染物經由管路80'而排出且被處理掉。通常，經由一管道81而自脫水單元71排出之富二氧化碳煙氣具有25 ppm至300 ppm(通常為約100 ppm)之一水蒸汽含量。
應瞭解其他裝置可用作為一中間脫水單元以替代分子篩單元71。此一替代中間脫水單元之一實例係一乙二醇洗氣器，使乙二醇在該乙二醇洗氣器中循環以捕獲水蒸汽。
富二氧化碳煙氣係經由管道81而輸送至CO2 液化單元72。CO2 液化單元72包括一熱交換器82、一閃蒸器83及閃蒸閥84。首先，經由管路85及86而自閃蒸器83排出且充當冷卻介質之不可冷凝氣體及液化CO2 使進入單元72之富二氧化碳煙氣在熱交換器82中冷卻。接著，經冷卻之富二氧化碳煙氣進入閃蒸器83。在閃蒸器83中，氣體被閃蒸至一低壓，通常為比富二氧化碳煙氣進入CO2 液化單元72時之壓力(其為30巴至40巴(a))低5巴至15巴之一壓力。此閃蒸之一效應為富二氧化碳煙氣之溫度被降至使二氧化碳液化之低值。因此，經液化之二氧化碳自閃蒸器83之底部被收集且經由管路86而自閃蒸器83之底部被運走。藉由閥84而將閃蒸器83中之壓力控制至主要使二氧化碳液化、使其他氣體(包含(例如)氮氣(N2 )、氧氣(O2 )及氬氣(Ar))仍為氣體狀態之一位準。此等其他氣體(其等可被稱為不可冷凝氣體)經由管路85而自閃蒸器83排出。閃蒸閥84係用於控制閃蒸器83中之壓力以實現二氧化碳但非不可冷凝氣體之冷凝。在熱交換器82中，重新加熱液化二氧化碳以再次形成二氧化碳氣體，此氣體經由管道87而自CO2 液化單元72排出。經由管道87而自單元72排出之二氧化碳氣體通常具有25巴至30巴(a)之一壓力及20℃至60℃之一溫度。不可冷凝氣體經由一管道88而自CO2 液化單元72排出且可被處理掉。單元72中之液化之一效應為經由管道87而自單元72排出之二氧化碳通常可具有高達90%至95%體積比之二氧化碳濃度，而經由管道81而進入單元72之富二氧化碳煙氣通常僅具有約75%至85%體積比之二氧化碳濃度。
應瞭解其他裝置可用作為一中間不可冷凝氣體去除單元以替代CO2 液化單元72。此一替代中間不可冷凝氣體去除單元之一實例包含在期望一極高純度之二氧化碳時所利用之一蒸餾塔。
經由管道87而輸送之二氧化碳氣體進入高壓壓縮單元73。高壓壓縮單元73通常包括串聯配置之一至三個高壓壓縮配置89，各此配置89包括呈至少一壓縮機90形式之一壓縮裝置及一冷卻器91。各自壓縮機90壓縮接著被轉送至各自冷卻器91之氣體。各自冷卻器91經由管路系統92而供應在冷卻器91中循環之一冷卻介質以使壓縮氣體冷卻。各壓縮機90具有1.5:2.5之一壓縮比，此意謂經由管道41而自高壓壓縮單元73排出之二氧化碳氣體具有通常為100巴至200巴(a)、更通常為110巴至140巴(a)之一壓力及通常為20℃至60℃之一溫度。管道41中之二氧化碳可被運走以最終被處理或重新用在將二氧化碳用作為一公用氣體之一製程中。
如上文中所述，GPU 40之二氧化碳氣體之一部分係用作為各種氣體淨化系統6、106、206中之用於各種用途之一公用氣體。可根據此二氧化碳氣體在GPU 40中被收集之位置而取得不同壓力及不同純度之二氧化碳氣體。因此，特定氣體淨化裝置之要求將確定可自GPU 40收集一適合氣體之位置。
上文中參考圖1b、圖2a及圖4而描述之織物過濾器8、111、211通常需要相當純淨(具有一相當低之水蒸汽含量)且具有2巴至6巴之一絕對氣體壓力之一氣體來使過濾袋經脈衝淨化。通常可在低壓壓縮單元70之第二低壓壓縮配置74'之氣液分離器77'之下游獲取此一氣體。一管道93可用於將恰好在氣液分離器77'下游所收集之一氣體部分轉送至相關管道42、145、242且進一步至各自織物過濾器8、111、211。一乾燥劑(諸如一本身已知之吸收乾燥劑)可視情況用於使氣液分離器77'下游所收集之氣體部分乾燥(在將此氣體部分用於使織物過濾器8、111、211脈動之前)以確保織物過濾器脈動所期望之一足夠低的水分含量。根據一替代實施例，可使一管道94與管道81在脫水單元71之下游連接，其中富二氧化碳煙氣具有30巴至40巴(a)之一壓力及一低水蒸汽含量，如上文中所述。因此，根據一實施例，管道94將脈動氣體供應至各自織物過濾器8、111或211。一減壓閥95可配置在管道94及/或管道93上以將氣體壓力減至適合於各自織物過濾器8、111、211之一值，通常為2巴至6巴(a)。根據另一實施例，與二氧化碳供應管道42、145、242連接之一管道96可連接至將二氧化碳氣體自CO2 液化單元72轉送至高壓壓縮單元73之管道87。管道87中之氣體具有比管道81中之氣體低之一不可冷凝氣體含量，但不可冷凝氣體對一織物過濾器而言通常不成問題。根據另一實施例，與二氧化碳供應管道42、145、242連接之一管道97可連接至將二氧化碳氣體自低壓壓縮單元70轉送至脫水單元71之管道80。
上文中參考圖2a及圖2b而描述之噴霧乾燥劑吸收器110之漿液霧化配置150通常需要具有2巴至6巴之一計示壓力及通常為80℃至120℃之一溫度之一氣體。可直接在第二低壓壓縮配置74'之壓縮機75'下游獲取此一氣體。一管道98可用於將此一氣體轉送至管道143且進一步至漿液霧化配置150。
上文中參考圖3a及圖3b而描述之靜電集塵器108之蓋罩188較佳供應一相當熱之氣體以避免(例如)水蒸汽在隔離器180上之任何腐蝕或冷凝問題。壓力要求係相當適度，因為超過大氣壓力50帕至5000帕之一計示壓力對靜電集塵器108之蓋罩188而言通常已足夠。因此，二氧化碳氣體可經由將直接在第一低壓壓縮配置74之壓縮機75後所收集之二氧化碳氣體轉送之管道99而較佳地轉送至氣體供應管道142。若需要，則一減壓閥(圖中未顯示)可用於減小壓力。在一些情況中，較佳為一更純二氧化碳氣體以確保隔離器180上不發生積垢或冷凝，此氣體係經由管道94或96而轉送至氣體供應管道142。
上文中參考圖4而描述之氣體淨化系統206之混合裝置210及流體化槽215有時可與有限純度之一流體化氣體一起操作，因為混合裝置210及槽215對氣體中之雜質通常並不敏感。較佳地，氣體相當暖和(較佳具有至少70℃之一溫度)以避免水蒸汽之冷凝。因此，二氧化碳氣體可經由將直接在低壓壓縮單元70之第一低壓壓縮配置74之壓縮機75下游所收集之二氧化碳氣體轉送之管道99而較佳地轉送至氣體供應管道243。在將氣體引入至混合裝置210及/或槽215中之前，一減壓閥(圖中未顯示)可視情況用於減小壓力。在管路216及/或管路218係一氣力滑送機之情況中，用於流體化之氣體可經由管道99而轉送至此管路216、218且進一步至管道243。
雖然管道93、94、96、97、98及99已被描述為將二氧化碳氣體轉送至一氣體淨化系統6、106、206之一裝置之可選項，但應瞭解其他管道可提供相同用途。例如，一管道99'可經配置以轉送恰好在氣液分離器77下游所收集之二氧化碳氣體之一部分。此外，(例如)可將此一管道設置在除圖5中所繪示之第一及第二低壓壓縮配置以外之另外兩個連續低壓壓縮配置74之間。亦可將此一管道設置在高壓壓縮單元73之兩個連續高壓壓縮配置89之間。
此外，應瞭解，在包括若干氣體淨化裝置之一氣體淨化系統(諸如氣體淨化系統6、106及206之各者)中，此等氣體淨化裝置可根據各氣體淨化裝置之要求而自GPU 40中之不同位置接收氣體。因此，例如在氣體淨化系統206中，混合裝置210可接收經由管道99而轉送之氣體，且織物過濾器211可接收經由管道96而轉送之氣體。
應瞭解上述實施例之諸多變型可在附屬申請專利範圍之範疇內。
上文中，已描述來自GPU 40或吹風機245(視情況而定)之經壓縮及至少部分經淨化之二氧化碳氣體係轉送至一氣體淨化裝置，諸如屬於與GPU 40及/或吹風機245相同之鍋爐系統1、101、201之織物過濾器8、111、211、靜電集塵器108、噴霧乾燥劑吸收器110或混合裝置210。雖然此通常已較佳，但亦可將來自GPU 40或吹風機245之部分經淨化二氧化碳氣體轉送至屬於另一鍋爐系統之一氣體淨化系統之一氣體淨化裝置，例如與產生富二氧化碳煙氣(其導致經壓縮及至少部分經淨化之二氧化碳氣體)之鍋爐系統並聯之一鍋爐系統之一氣體淨化系統之一氣體淨化裝置。
根據一替代實施例，一經加壓及部分經淨化之二氧化碳氣體可在被用作為一氣體淨化裝置中之一公用氣體之前轉送至一壓力槽以被暫時儲存。此一壓力槽可在啟動狀况期間有用，因為在取得一適合品質之二氧化碳氣體之前需花費一些時間。因此，可在啟動期間將二氧化碳氣體自壓力槽轉送至所考量之氣體淨化裝置。
上文中，已描述經加壓及部分經淨化之二氧化碳氣體係用作為一織物過濾器、一靜電集塵器、一噴霧乾燥劑吸收器或一混合裝置中之一公用氣體。應瞭解此一氣體亦可用作為其他類型之氣體淨化裝置中之一公用氣體，且亦可在上文中所述之此等氣體淨化裝置之其他位置中。
上文中，已描述包含鍋爐2及氣體淨化系統6之鍋爐系統1在接近大氣條件下操作。應瞭解亦可配置在加壓條件(諸如2巴至50巴之一絕對壓力)下操作之一鍋爐。此等條件下操作之一鍋爐類型之一實例係加壓流體化床燃燒(PFBC)鍋爐。應瞭解，若一鍋爐在(例如)10巴之一絕對壓力下操作，則用於使織物過濾器脈動、沖洗一靜電集塵器之隔離器等等之用作為一公用氣體之二氧化碳氣體將需要具有比在接近於大氣條件下操作之一鍋爐系統高之一對應壓力。
總而言之，一鍋爐系統1、101、201包括用於使一燃料在含有氧氣之一氣體存在時燃燒之一鍋爐2及一氣體淨化系統6、106、206。鍋爐系統1、101、201包括：一壓縮裝置75、90、245，其可操作以給已使污染物含量之至少一部分自其去除之富二氧化碳煙氣之至少一部分加壓；及一個二氧化碳供應管道42、142、143、145、242、243、244，其可操作以將該加壓富二氧化碳煙氣之至少一部分轉送至至少一氣體淨化裝置8、108、110、111、210、211以用作為該氣體淨化裝置內之一公用氣體。
雖然已參考諸多較佳實施例而描述本發明，但熟習技術者應瞭解可在不背離本發明之範疇之情況下作出各種改變且用等效物替代本發明之元件。另外，可在不背離本發明之本質範疇之情況下作出諸多修改以使一特定狀况或材料適應於本發明之教示。因此，意欲本發明並非將所揭示之特定實施例限制為實施本發明時所考量之最佳模式，但本發明將包含落在附屬申請專利範圍之範疇內之全部實施例。再者，術語第一、第二等等之使用並不意味任何次序或重要性，相反，術語第一、第二等等係用以使元件彼此區別。
1．．．鍋爐系統
2．．．鍋爐
4．．．蒸汽渦輪發電系統
8．．．織物過濾器
12．．．燃料儲存器
14．．．供應管路
16．．．氧氣源
18．．．供應管道
20．．．管道
22．．．蒸汽管道
24．．．管道
26．．．管道
28．．．循環泵
30．．．漿液循環管路
32．．．漿液噴嘴
34．．．管道
36．．．氣體分流點
38．．．管道
40．．．氣體壓縮及純化單元/GPU
41．．．管道
42．．．二氧化碳供應管道
50．．．外殼
52．．．板
54．．．織物袋
56．．．脈動氣體管道
58．．．脈動噴嘴
60．．．控制閥
62．．．料斗
64．．．螺釘
66．．．冷凝器
67．．．泵
68．．．熱交換器
70．．．低壓壓縮單元
71．．．脫水單元/分子篩單元
72．．．二氧化碳(CO2 )液化單元
73．．．高壓壓縮單元
74．．．低壓壓縮配置
74'．．．低壓壓縮配置
74"．．．低壓壓縮配置
74'''．．．低壓壓縮配置
75．．．壓縮機
75'．．．壓縮機
76．．．冷卻器
77．．．氣液分離器
77'．．．氣液分離器
78．．．管路
79．．．管路系統
80．．．管道
80'．．．管路
81．．．管道
82．．．熱交換器
83．．．閃蒸器
84．．．閃蒸閥
85．．．管路
86．．．管路
87．．．管道
88．．．管道
89．．．高壓壓縮配置
90．．．壓縮機
91．．．冷卻器
92．．．管路系統
93．．．管道
94．．．管道
95．．．減壓閥
96．．．管道
97．．．管道
98．．．管道
99．．．管道
101．．．鍋爐系統
106．．．氣體淨化系統
108．．．靜電集塵器
110．．．噴霧乾燥劑吸收器
111．．．織物過濾器
115．．．外殼
119．．．殘餘產物儲存倉
126．．．管道
128．．．漿液泵
129．．．漿液混合槽
130．．．管路
132．．．噴嘴
137．．．管道
138．．．管道
142．．．二氧化碳供應管道
143．．．二氧化碳供應管道
145．．．二氧化碳供應管道
150．．．漿液霧化配置
152．．．氣體分配套管
154．．．出口
160．．．放電電極
162．．．集電極板
164．．．整流器
166．．．整流器
168．．．料斗
170．．．料斗
172．．．外殼
174．．．框架
176．．．電極
178．．．固持桿
180．．．隔離器
182．．．頂壁
184．．．開口
186．．．支撐墊圈
188．．．蓋罩
190．．．電纜
192．．．開口
201．．．鍋爐系統
206．．．氣體淨化系統
210．．．混合裝置
211．．．織物過濾器
212．．．接觸反應器
214．．．料斗
215．．．流體化槽
216．．．管路
217．．．流體化濾布
218．．．管路
220．．．管路
222．．．管路
224．．．腔室
226．．．流體化濾布
228．．．攪拌器
242．．．二氧化碳供應管道
243．．．二氧化碳供應管道
244．．．二氧化碳供應管道
245．．．吹風機
圖1a係根據一第一實施例之一鍋爐系統之一示意側視圖。
圖1b係一放大示意側視圖且繪示圖1a中所繪示之一織物過濾器。
圖2a係根據一第二實施例之一鍋爐系統之一示意側視圖。
圖2b係一放大示意側視圖且繪示圖2a中所繪示之一噴霧乾燥劑吸收器之一霧化配置。
圖3a係一示意側視圖且示意性繪示圖2a中所繪示之一靜電集塵器。
圖3b係一放大示意透視圖且繪示圖3a之靜電集塵器之一隔離器。
圖4係根據一第三實施例之一鍋爐系統之一示意側視圖。
圖5係一氣體壓縮及純化單元之一示意側視圖。
2．．．鍋爐
4．．．蒸汽渦輪發電系統
12．．．燃料儲存器
14．．．供應管路
16．．．氧氣源
18．．．供應管道
20．．．管道
22．．．蒸汽管道
24．．．管道
34．．．管道
36．．．氣體分流點
40．．．氣體壓縮及純化單元/GPU
41．．．管道
101．．．鍋爐系統
106．．．氣體淨化系統
108．．．靜電集塵器
110．．．噴霧乾燥劑吸收器
111．．．織物過濾器
115．．．外殼
119．．．殘餘產物儲存倉
126．．．管道
128．．．漿液泵
129．．．漿液混合槽
130．．．管路
132．．．噴嘴
137．．．管道
138．．．管道
142．．．二氧化碳供應管道
143．．．二氧化碳供應管道
145．．．二氧化碳供應管道

Claims (16)

  1. 一種淨化產生於一鍋爐(2)中之富二氧化碳煙氣之方法，該鍋爐使一燃料在含有氧氣之一氣體存在時燃燒，該方法包括：A)將該富二氧化碳煙氣自該鍋爐(2)轉送至一氣體淨化系統(6；106；206)；B)在該氣體淨化系統(6；106；206)中去除該富二氧化碳煙氣之污染物含量之至少一部分；C)給已使該污染物含量之至少一部分自其去除之該富二氧化碳煙氣之至少一部分加壓；及D)將已使該污染物含量之至少一部分自其去除之該富二氧化碳煙氣之該加壓部分之至少一部分轉送至至少一氣體淨化裝置(8；108；110；111；210；211)以用作為該氣體淨化裝置內之一公用氣體；其中在一氣體壓縮及純化單元(40)中進行該步驟C)，該氣體壓縮及純化單元操作以由已經該氣體淨化系統(6；106；206)淨化之該富二氧化碳煙氣製備待處理之一加壓二氧化碳氣體。
  2. 如請求項1之方法，其中在包括一低壓壓縮單元(70)之一氣體壓縮及純化單元(40)中進行該步驟C)，該低壓壓縮單元可操作以將該富二氧化碳煙氣之壓力增加至絕對壓力為20巴至50巴之一壓力，且其中該步驟D)包括將已通過該低壓壓縮單元(70)之至少一部分之一氣體轉送至該至少一氣體淨化裝置(8；108；110；111；210；211)。
  3. 如請求項1之方法，其中該步驟D)包括將已通過位於一 低壓壓縮單元(70)下游之一中間脫水單元(71)之一氣體轉送至該至少一氣體淨化裝置(8；108；110；111；210；211)。
  4. 如請求項1之方法，其中已使該污染物含量之至少一部分自其去除之該富二氧化碳煙氣之該加壓部分係用於脈衝淨化呈一織物過濾器(8；111；211)形式之一氣體淨化裝置。
  5. 如請求項1之方法，其中已使該污染物含量之至少一部分自其去除之該富二氧化碳煙氣之該加壓部分係用於沖洗呈一靜電集塵器(108)形式之一氣體淨化裝置之一隔離器(180)之一蓋罩(188)。
  6. 如請求項1之方法，其中已使該污染物含量之至少一部分自其去除之該富二氧化碳煙氣之該加壓部分係用於使呈一噴霧乾燥劑吸收器(110)形式之一氣體淨化裝置之一吸收液體霧化。
  7. 如請求項1之方法，其中已使該污染物含量之至少一部分自其去除之該富二氧化碳煙氣之該加壓部分係用於使呈一混合裝置(210)形式之一氣體淨化裝置之一粒子材料流體化，該混合裝置將與吸收劑混合之粒子材料供應至使與吸收劑混合之該粒子材料與一煙氣接觸之一接觸反應器(212)。
  8. 如請求項1之方法，其中已使該污染物含量之至少一部分自其去除之該富二氧化碳煙氣之該加壓部分之至少一部分係轉送至一混合裝置(210)且在一過濾器(211)之下 游被收集，該過濾器去除由該混合裝置(210)供應至一接觸反應器(212)之粒子材料，該氣體在通過任何氣體壓縮及純化單元之前被收集、加壓及轉送至該混合裝置(210)。
  9. 一種鍋爐系統，其包括用於使一燃料在含有氧氣之一氣體存在時燃燒之一鍋爐(2)及可操作以去除產生於該鍋爐(2)中之該富二氧化碳煙氣之污染物含量之至少一部分之一氣體淨化系統(6；106；206)，該鍋爐系統之特徵在於其包括：一壓縮裝置(75；90；245)，其可操作以給已使該污染物含量之至少一部分自其去除之該富二氧化碳煙氣之至少一部分加壓；及一個二氧化碳供應管道(42；142；143；145；242；243；244)，其可操作以將已使該污染物含量之至少一部分自其去除之該富二氧化碳煙氣之該加壓部分之至少一部分轉送至至少一氣體淨化裝置(8；108；110；111；210；211)以用作為該氣體淨化裝置內之一公用氣體；其中該鍋爐系統(1；101；201)進一步包含一氣體壓縮及純化單元(40)，給已使該污染物含量之至少一部分自其去除之該富二氧化碳煙氣之至少一部分加壓係在該氣體壓縮及純化單元(40)中進行，該氣體壓縮及純化單元操作以由已經該氣體淨化系統(6；106；206)淨化之該富二氧化碳煙氣製備待處理之一加壓二氧化碳氣體。
  10. 如請求項9之鍋爐系統，其中該壓縮裝置(75、90)含於該 氣體壓縮及純化單元(40)內，該二氧化碳供應管道(42；142；143；145；242；243)可操作以將已使該污染物含量之至少一部分自其去除之該富二氧化碳煙氣之該加壓部分之至少一部分自該氣體壓縮及純化單元(40)轉送至該氣體淨化裝置(6；106；206)。
  11. 如請求項9之鍋爐系統，其進一步包括一氣體壓縮及純化單元(40)，該氣體壓縮及純化單元包括可操作以將該富二氧化碳煙氣之壓力增加至絕對壓力為20巴至50巴之一壓力之一低壓壓縮單元(70)，該二氧化碳供應管道(42；142；143；145；243)可操作以將已通過該低壓壓縮單元(70)之至少一部分之一氣體轉送至該至少一氣體淨化裝置(8；108；110；111；210；211)。
  12. 如請求項9之鍋爐系統，其中該至少一氣體淨化裝置(8；108；110；111；210；211)形成該氣體淨化系統(6；106；206)之部分。
  13. 如請求項9之鍋爐系統，其中該至少一氣體淨化裝置包括一織物過濾器(8；111；211)，該二氧化碳供應管道(42；145；242)可操作以將已使該污染物含量之至少一部分自其去除之該富二氧化碳煙氣之該加壓部分轉送至該織物過濾器(8；111；211)之一脈衝淨化系統(56、58、60)。
  14. 如請求項9之鍋爐系統，其中該至少一氣體淨化裝置包括一靜電集塵器(108)，該二氧化碳供應管道(142)可操作以將已使該污染物含量之至少一部分自其去除之該富 二氧化碳煙氣之該加壓部分轉送至該靜電集塵器(108)之一隔離器沖洗系統(188；192)。
  15. 如請求項9之鍋爐系統，其中該至少一氣體淨化裝置包括一噴霧乾燥劑吸收器(110)，該二氧化碳供應管道(143)可操作以將已該使污染物含量之至少一部分自其去除之該富二氧化碳煙氣之該加壓部分轉送至該噴霧乾燥劑吸收器(110)之一漿液霧化配置(150)。
  16. 如請求項9之鍋爐系統，其中該至少一氣體淨化裝置包括一混合裝置(210)，該混合裝置將與吸收劑混合之粒子材料供應至可操作以使與吸收劑混合之該粒子材料與一煙氣接觸之一接觸反應器(212)，該二氧化碳供應管道(243；244)可操作以將已使該污染物含量之至少一部分自其去除之該富二氧化碳煙氣之該加壓部分轉送至該混合裝置(210)以使該粒子材料在該混合裝置(210)中流體化。
TW100142968A 2010-11-24 2011-11-23 用於淨化富二氧化碳煙氣之方法及鍋爐系統 TWI443290B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP10192416.5A EP2457637B8 (en) 2010-11-24 2010-11-24 Method of cleaning a carbon dioxide rich flue gas and a boiler system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201233954A TW201233954A (en) 2012-08-16
TWI443290B true TWI443290B (zh) 2014-07-01

Family

ID=43859662

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100142968A TWI443290B (zh) 2010-11-24 2011-11-23 用於淨化富二氧化碳煙氣之方法及鍋爐系統

Country Status (10)

Country Link
US (2) US9638416B2 (zh)
EP (2) EP2457637B8 (zh)
KR (1) KR101503251B1 (zh)
CN (1) CN103328075B (zh)
AU (1) AU2011333454B2 (zh)
CA (1) CA2818095C (zh)
ES (1) ES2593812T3 (zh)
RU (1) RU2558585C2 (zh)
TW (1) TWI443290B (zh)
WO (1) WO2012069899A1 (zh)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2510998B2 (en) * 2011-04-15 2022-06-15 General Electric Technology GmbH Compression condensate conditioning in the flue gas condenser
FI123832B (fi) * 2012-06-28 2013-11-15 Metso Power Oy Järjestely ja menetelmä sähkösuodattimessa
EP2711066B1 (en) 2012-09-20 2021-10-27 General Electric Technology GmbH Method for cleaning an industrial waste gas comprising co2 by incineration in an oxyfuel boiler
US9644840B2 (en) 2012-09-20 2017-05-09 General Electric Technology Gmbh Method and device for cleaning an industrial waste gas comprising CO2
EP2724766A1 (en) 2012-10-26 2014-04-30 Alstom Technology Ltd A method of treating a carbon dioxide rich flue gas and a flue gas treatment system
EP3725392A1 (en) 2012-12-31 2020-10-21 Inventys Thermal Technologies Inc. System and method for integrated carbon dioxide gas separation from combustion gases
CA2916611C (en) * 2013-07-12 2018-06-26 Ihi Corporation Exhaust gas purification device and co2 recovery system
EP2913091B1 (en) * 2014-02-26 2018-07-18 General Electric Technology GmbH Method for cleaning a fabric filter system
DE102014207160A1 (de) * 2014-04-15 2015-10-15 Eos Gmbh Electro Optical Systems Umluftfiltervorrichtung für eine Vorrichtung zum schichtweisen Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
CN105944528B (zh) * 2016-05-13 2018-12-14 东南大学 一种利用Ca/Cu基复合颗粒捕集烟气中CO2的装置及方法
JP6744242B2 (ja) * 2017-03-10 2020-08-19 株式会社東芝 化学反応システム
CN108050850B (zh) * 2017-11-02 2020-06-02 武汉东晟捷能科技有限公司 一种黄磷尾气锅炉烟气净化***及净化方法
CN109282277B (zh) * 2018-10-05 2019-10-29 台州市皓仔邦工业设计有限公司 一种带有中心给粉旋流煤粉燃烧装置的工业煤粉锅炉
US11202987B2 (en) * 2018-10-18 2021-12-21 Honeywell International Inc. Multi-stage compression and component removal
GB2594043A (en) * 2020-03-30 2021-10-20 Equinor Energy As System for offshore carbon dioxide capture
CN111672302A (zh) * 2020-06-19 2020-09-18 扬州中康环保设备有限公司 一种具有防腐蚀和烟气均流功能的脱硫喷淋塔
DE102021206742A1 (de) * 2021-06-29 2022-12-29 Sms Group Gmbh Elektrostatischer Abscheider
CN113952805A (zh) * 2021-12-01 2022-01-21 桃源县虹鑫竹业有限公司 一种竹炭生产用的竹炭烟气处理装置
CN114432809A (zh) * 2021-12-31 2022-05-06 安徽华塑股份有限公司 一种石灰窑二氧化碳捕集利用***
WO2023212246A1 (en) * 2022-04-28 2023-11-02 Carbonquest, Inc. Co2 separation systems and methods
CN116357994B (zh) * 2023-04-12 2024-05-28 华电国际电力股份有限公司十里泉发电厂 一种火力发电余热利用装置及利用方法
CN117563417B (zh) * 2023-12-25 2024-06-21 北京实力伟业环保科技有限公司 一种废气处理用硫杆菌脱硫除臭设备

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2487576A (en) 1945-11-13 1949-11-08 Phillips Petroleum Co Process for the removal of acidic material from a gaseous mixture
US2741330A (en) * 1953-11-12 1956-04-10 Sueddeutsche Kalkstickstoff Apparatus for the removal of solid matter from gases
US3898062A (en) * 1974-01-10 1975-08-05 Ind Clean Air Inc Bag house and manifold system
US4336035A (en) 1979-03-12 1982-06-22 Wheelabrator-Frye Inc. Dust collector and filter bags therefor
US4502872A (en) 1983-03-31 1985-03-05 Combustion Engineering, Inc. Discharge electrode wire assembly for electrostatic precipitator
JPS60172335A (ja) 1984-02-20 1985-09-05 Babcock Hitachi Kk 湿式排煙脱硫方法
ZA8747B (en) * 1986-03-12 1987-08-26 Gen Electric Environment Reverse gas fabric filter system
US4819878A (en) 1987-07-14 1989-04-11 The Babcock & Wilcox Company Dual fluid atomizer
US5651948A (en) 1994-10-07 1997-07-29 The Babcock & Wilcox Company Low pressure drop, turbulent mixing zone dry scrubber
SE503674C2 (sv) 1994-11-28 1996-07-29 Flaekt Ab Anordning för blandning av partikelformigt material och vätska
SE504440C2 (sv) 1994-11-28 1997-02-10 Flaekt Ab Sätt att avskilja gasformiga föroreningar från varma processgaser
TW297446U (en) 1995-11-11 1997-02-01 jun-yuan Zhang Improved structure for U-shaped lock
US6278899B1 (en) 1996-05-06 2001-08-21 Pavilion Technologies, Inc. Method for on-line optimization of a plant
SE525344C2 (sv) 2003-06-26 2005-02-08 Alstom Technology Ltd Sätt och anordning för avskiljning av svaveldioxid från en gas
US20050229562A1 (en) * 2004-04-16 2005-10-20 Dallas Andrew J Chemical filtration unit incorporating air transportation device
US9771834B2 (en) 2004-10-20 2017-09-26 Emerson Process Management Power & Water Solutions, Inc. Method and apparatus for providing load dispatch and pollution control optimization
JP4875303B2 (ja) 2005-02-07 2012-02-15 三菱重工業株式会社 二酸化炭素回収システム、これを用いた発電システムおよびこれら方法
TWM297466U (en) 2006-03-21 2006-09-11 Jen-Fu Wei Improved structure for board ruler of cement
US7585476B2 (en) 2006-04-13 2009-09-08 Babcock & Wilcox Power Generation Group Inc. Process for controlling the moisture concentration of a combustion flue gas
US7850763B2 (en) 2007-01-23 2010-12-14 Air Products And Chemicals, Inc. Purification of carbon dioxide
US7819951B2 (en) * 2007-01-23 2010-10-26 Air Products And Chemicals, Inc. Purification of carbon dioxide
US7867322B2 (en) * 2007-01-31 2011-01-11 Alstom Technology Ltd Use of SO2 from flue gas for acid wash of ammonia
PL2251596T3 (pl) * 2008-03-06 2017-01-31 Ihi Corp Sposób oraz instalacja do zasilania dwutlenkiem węgla kotła ze spalaniem tlenowo-paliwowym
US8728423B2 (en) 2008-04-07 2014-05-20 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Method and apparatus for flue gas treatment
JP4644725B2 (ja) 2008-05-07 2011-03-02 株式会社日立製作所 酸素燃焼ボイラシステム，微粉炭燃焼ボイラの改造方法，酸素燃焼ボイラシステムの制御装置及びその制御方法
WO2009139835A1 (en) * 2008-05-12 2009-11-19 Membrane Technology And Research, Inc. Gas-separation process using membranes with permeate sweep to remove co2 from combustion gases
US8337587B2 (en) * 2008-05-20 2012-12-25 Lummus Technology Inc. Carbon dioxide purification
US8327779B2 (en) * 2008-09-26 2012-12-11 Air Products And Chemicals, Inc. Combustion system with steam or water injection
JP5484811B2 (ja) 2009-07-17 2014-05-07 三菱重工業株式会社 二酸化炭素の回収システム及び方法
EP2319833A1 (en) * 2009-10-16 2011-05-11 Lonza Ltd. Methods and devices for the production of aqueous solutions of cyanopyridines
US9513000B2 (en) * 2010-09-29 2016-12-06 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Oxygen combustion system and method for operating same
JP6172884B2 (ja) * 2011-10-21 2017-08-02 三菱重工業株式会社 ３成分吸収液、ｃｏ２又はｈ２ｓ又はその双方の除去装置及び方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2457637B8 (en) 2016-09-21
AU2011333454A1 (en) 2013-06-13
US20140041562A1 (en) 2014-02-13
WO2012069899A1 (en) 2012-05-31
US20170191657A1 (en) 2017-07-06
CA2818095A1 (en) 2012-05-31
CA2818095C (en) 2015-09-15
KR101503251B1 (ko) 2015-03-17
US9638416B2 (en) 2017-05-02
TW201233954A (en) 2012-08-16
RU2013128540A (ru) 2014-12-27
ES2593812T3 (es) 2016-12-13
KR20130096309A (ko) 2013-08-29
CN103328075A (zh) 2013-09-25
EP2457637A1 (en) 2012-05-30
EP2457637B1 (en) 2016-06-29
EP2990094A1 (en) 2016-03-02
RU2558585C2 (ru) 2015-08-10
AU2011333454B2 (en) 2015-05-07
CN103328075B (zh) 2015-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI443290B (zh) 用於淨化富二氧化碳煙氣之方法及鍋爐系統
RU2378519C2 (ru) Тепловая электростанция с уменьшенным содержанием co2 и способ выработки электроэнергии из угольного топлива
US9468885B2 (en) Method and apparatus for wet desulfurization spray towers
US8961913B2 (en) Apparatus and system for NOx reduction in wet flue gas
JP7005166B2 (ja) 廃水を蒸発させて酸性ガス排出を減らすための装置及び方法
JP2013159552A (ja) 二酸化炭素を捕捉するためのシステムおよび方法
KR20140018874A (ko) 이산화탄소 함유 가스를 세척하는 방법 및 이산화탄소 정화 시스템
JP2015529545A (ja) 酸素燃焼プロセスから生成される酸性化合物の制御方法
CN104736224A (zh) 烟气处理设备和烟气处理方法
US8906333B1 (en) Dry scrubber system with air preheater protection
EP2623178A1 (en) A gas processing unit comprising a device for removing nitrogen oxides.
TW201233431A (en) A wet scrubber for removing sulphur dioxide from a process gas
EP2724770A1 (en) Absorption unit for drying flue gas
EP2540377A1 (en) A method of cleaning a carbon dioxide rich flue gas
CN207287054U (zh) 一种用于实现痕量排放的多污染物治理设备
TW201336573A (zh) 包含移除氮氧化物之裝置的氣體處理單元
CN115671919A (zh) 一种水泥窑烟气脱硫脱硝一体化的方法
Stallmann et al. Apparatus and system for NO x reduction in wet flue gas
PL403027A1 (pl) Sposób usuwania SO<sub>2</sub>, NO<sub>x</sub> i Hg ze spalin kotłowych zawierających więcej niż 5 % tlenku wapnia w popiele i układ do stosowania sposobu

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees