專利名稱：具有蒸汽或水注射的燃燒系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及燃燒系統(tǒng)。特別地，本公開涉及其中受控注水到煙道氣中的燃氧固體燃料燃燒系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
對于氧/煤或氧/燃料鍋爐，煙道氣再循環(huán)(“FGR”)常用于緩和火焰溫度和為鍋爐的輻射和對流段兩者中的適當(dāng)傳熱提供足夠的質(zhì)量流量。但是，再循環(huán)煙道氣(“RFG”)會將雜質(zhì)引入煙道氣。此外，F(xiàn)GR不足以匹配空氣燃燒的或空氣/煤鍋爐的原始傳熱分布。在已知的氧/煤燃燒系統(tǒng)中，利用FGR控制火焰?zhèn)鳠崽匦砸约疤岣呓?jīng)過鍋爐對流段的質(zhì)量流量。RFG基本由CO2構(gòu)成。CO2的相對輻射率低于水。但是，F(xiàn)GR通過再循環(huán)和/或積累煙道氣中的雜質(zhì)而降低煙道氣中的CO2純度。這些雜質(zhì)通常是隊(duì)(來自空氣侵入或包含在煤或O2供應(yīng)中)、Ar (來自空氣侵入或O2供應(yīng)中)、SO2 (來自煤燃燒)、S03 (來自煤燃燒)和NOx (來自煤燃燒)，但不僅限于這些物質(zhì)(例如一些粉塵也可能再循環(huán))。在已知系統(tǒng)中，空氣侵入對CO2捕獲發(fā)電廠比對空氣燃燒的(即空氣/燃料或空氣/煤燃燒)發(fā)電廠更有害，因?yàn)橥鈦砜諝饨档虲O2的純度。通常，由于煙道氣含有雜質(zhì)，煙道氣再循環(huán)加劇空氣侵入的影響。
將水注入鍋爐系統(tǒng)的已知方法不是連續(xù)的并且無法實(shí)現(xiàn)足夠大的流速。例如，吹灰器目前用于注入N2、水(液體水或蒸汽)或空氣以除去煙灰、爐渣和/或灰分沉積物，但由于對裝置效率的影響，這些系統(tǒng)短期而非連續(xù)用于除去特定沉積物。因此，仍然需要提供減少煙道氣中的雜質(zhì)、更好匹配空氣燃燒鍋爐的原始傳熱分布、能夠控制相對福射(relative radiant)和對流傳熱和/或提高經(jīng)過對流段的總質(zhì)量流量的氧/燃料系統(tǒng)和/或方法。發(fā)明概述
本公開提供具有經(jīng)布置和安排以接收固體燃料和氧氣并燃燒該固體燃料和氧氣以形成煙道氣的爐的燃燒系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括經(jīng)布置和安排以接收來自煙道氣的熱的熱交換器設(shè)備，其中該熱交換器設(shè)備具有預(yù)定熱交換容量。注水設(shè)備被經(jīng)布置和安排以向煙道氣提供水以可控調(diào)節(jié)煙道氣質(zhì)量流速和溫度，從而提供預(yù)定熱交換容量。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，本公開包括運(yùn)行燃燒系統(tǒng)的方法。該方法包括提供燃燒系統(tǒng)，該燃燒系統(tǒng)包括經(jīng)構(gòu)造以接收固體燃料和氧氣的爐與經(jīng)布置和安排以接收來自煙道氣的 熱的熱交換器設(shè)備，該熱交換器設(shè)備具有預(yù)定熱交換容量。將水注入煙道氣以提供具有提供預(yù)定熱交換容量的質(zhì)量流量和溫度的煙道氣。根據(jù)另一實(shí)施方案，本公開包括包含燃燒系統(tǒng)的鍋爐系統(tǒng)，該燃燒系統(tǒng)具有經(jīng)布置和安排以接收固體燃料和氧氣并燃燒該固體燃料和氧氣以形成煙道氣的爐；經(jīng)布置和安排以接收來自煙道氣的熱的熱交換器設(shè)備，該熱交換器設(shè)備具有預(yù)定熱交換容量；和注水設(shè)備，該注水設(shè)備經(jīng)布置和安排以向煙道氣提供水以提供具有提供預(yù)定熱交換容量的質(zhì)量流量和溫度的煙道氣。該鍋爐系統(tǒng)進(jìn)一步包括經(jīng)構(gòu)造以從煙道氣中除去二氧化碳的二氧化碳回收設(shè)備。本公開的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是減少或消除用于氧/燃料燃燒鍋爐的常規(guī)FGR。通過減少或消除RFG的量，可以減少或消除該系統(tǒng)內(nèi)的有害雜質(zhì)，如SO2和S03，允許常規(guī)結(jié)構(gòu)材料用于該系統(tǒng)表面區(qū)域。本公開的另一優(yōu)點(diǎn)是提供煙道氣中較高的CO2純度，這改進(jìn)CO2提純和壓縮系統(tǒng)的效率。本公開的再一優(yōu)點(diǎn)在于可以在比常規(guī)RFG高的壓力Γ1-5 psig)下供應(yīng)水，這進(jìn)一步降低傳輸介質(zhì)量(transport medium sizing)。本公開的再一優(yōu)點(diǎn)在于蒸汽或預(yù)熱鍋爐進(jìn)料水或水多次注入鍋爐和/或?qū)α鞫慰梢訧)合意地實(shí)現(xiàn)相對輻射和對流傳熱的控制和/或2)合意地提高經(jīng)過對流段的總質(zhì)
量流量。本公開的又一優(yōu)點(diǎn)是更好匹配常規(guī)空氣燃燒鍋爐的原始傳熱分布。例如，可以控制該鍋爐內(nèi)的質(zhì)量流速以匹配原始的空氣燃燒鍋爐流速或?qū)崿F(xiàn)鍋爐內(nèi)的更佳質(zhì)量流量分布。本公開的另一優(yōu)點(diǎn)是合意地實(shí)現(xiàn)相對輻射和對流傳熱的額外控制。本文中公開了該方法和系統(tǒng)的其它方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)下列詳述和附圖將會認(rèn)識和理解如上論述的特征以及本公開的其它特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖I顯示具有注水的燃燒系統(tǒng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案的示意圖。圖2顯示根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案的燃燒系統(tǒng)的一部分的放大示意圖。圖3顯示帶有選擇性催化還原單元的燃燒系統(tǒng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案的示意圖。圖4顯示在CO2提純系統(tǒng)內(nèi)帶有煙道氣冷凝器的燃燒系統(tǒng)的示例性實(shí)施方案的示意圖。圖5顯示根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案的燃燒系統(tǒng)的一部分的放大示意圖。圖6圖解煙道氣再循環(huán)對離開各區(qū)域的煙道氣溫度的影響。圖7圖解注水對離開各區(qū)域的煙道氣溫度的影響。圖8圖解煙道氣再循環(huán)對來自各區(qū)域的煙道氣質(zhì)量流量的影響。
圖9圖解在速率降低的煙道氣再循環(huán)下注水的作用。只要可能，在所有附圖中使用相同標(biāo)號代表相同部件。發(fā)明詳述
下面參照附圖更充分描述本公開，其中顯示了本公開的優(yōu)選實(shí)施方案。但是，本公開可以具體體現(xiàn)為許多不同的形式且不應(yīng)被解釋為僅限于本文中闡明的實(shí)施方案；相反，提供這些實(shí)施方案以使本公開詳盡完整并向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分傳達(dá)本公開的范圍。本文所用的術(shù)語“固體燃料”及其語法變體是指適合燃燒目的的任何固體燃料。例如，本公開可用于許多類型的含碳固體燃料，包括但不限于無煙煤、煙煤、次煙煤和褐煤；焦油；浙青；石油焦；造紙廠污泥固體物和下水道污泥固體物；木材；泥炭；草；和所有這些燃料的組合和混合物。本文所用的術(shù)語“氧氣”及其語法變體是指O2濃度大于大氣或環(huán)境條件的氧化劑。本文所用的術(shù)語“氧/煤燃燒”及其語法變體是指在氧氣中的煤燃燒，術(shù)語“空氣/煤燃燒”及其語法變體是指在空氣中的煤燃燒，術(shù)語“氧/燃料燃燒”及其語法變體是指在氧氣中的燃料燃燒，和術(shù)語“空氣/燃料燃燒”及其語法變體是指在空氣中的燃料燃燒。本文所用的術(shù)語“燃燒流體”及其語法變體是指由燃燒產(chǎn)物形成和/或與燃燒產(chǎn)物混合的流體，其可用于對流傳熱。該術(shù)語不限于燃燒產(chǎn)物并可包括與至少一部分燃燒系統(tǒng)混合或以其它方式行經(jīng)至少一部分燃燒系統(tǒng)的流體。盡管不限于此，但一個(gè)這樣的實(shí)例是煙道氣。本文所用的術(shù)語“再循環(huán)煙道氣”及其語法變體是指再循環(huán)到該系統(tǒng)任何部分的離開該系統(tǒng)的燃燒流體。本文所用的術(shù)語“煙道氣再循環(huán)”及其語法變體是指允許燃燒流體再循環(huán)的構(gòu)造。圖I顯示本公開的燃燒系統(tǒng)102的一個(gè)示例性實(shí)施方案。具體而言，圖I描繪作為燃氧煤電廠或氧/煤燃燒系統(tǒng)的燃燒系統(tǒng)102。參照圖I,燃燒系統(tǒng)102包括爐104和對流段106。爐104接收粉煤并用氧氣燃燒粉煤以生成熱和伴生煙道氣。盡管已就粉煤描述本公開，但可以利用其它固體燃料。來自爐104的煙道氣為對流段106提供額外的熱。對流段106包括從爐104中形成的煙道氣中除熱的多個(gè)熱交換器(也參見圖2)。利用該熱制造和過熱用在發(fā)生器或其它蒸汽負(fù)荷源中的蒸汽。在對流段106中，發(fā)生一級過熱和再熱，其后跟著用于最終預(yù)熱鍋爐進(jìn)料水的省熱器。在煙道氣內(nèi)最好存在充足質(zhì)量流量以提供經(jīng)由輻射和對流兩者的適當(dāng)傳熱。此外，煙道氣內(nèi)的溫度分布優(yōu)選匹配設(shè)計(jì)的傳熱表面積以實(shí)現(xiàn)表面積的充分利用和蒸汽發(fā)生線路內(nèi)的適當(dāng)加熱。與已知的空氣/煤系統(tǒng)相比，燃氧的煤系統(tǒng)或氧/煤系統(tǒng)提供爐104內(nèi)的更高溫度和更低的煙道氣質(zhì)量流速。受控量的再循環(huán)煙道氣(“RFG”)和水或單獨(dú)的水可用于提高質(zhì)量流速和提供對流段106內(nèi)的所需傳熱。在圖I所示的實(shí)施方案中，爐104能夠從水源108接收液體或氣體形式的水?？赏ㄟ^任何合適的方法，如注射器、傳送器、開口或其它已知的水或蒸汽供應(yīng)裝置提供水。對流段106也能夠從水源108接收水。在一個(gè)實(shí)施方案中，各個(gè)注射點(diǎn)的水源108可以是相同來源或不同來源。本文所用的注入煙道氣中的術(shù)語“水”包括蒸汽、蒸氣(vapor)、液體或任何其它形式的水及其組合。此外，“水”可包括雜質(zhì)或夾帶物質(zhì)。特別地，水可能包括，例如，與煙道氣冷凝相關(guān)聯(lián)的溶解氣體或酸性組分?？梢詫⑺⑷肴紵到y(tǒng)102內(nèi)的各種位置。例如，水可以在強(qiáng)制通風(fēng)風(fēng)扇(forceddraft fan) 118、輔助氣體(secondary gas)和/或載氣130之前添加到爐104、對流段106(也參見圖2)、RFG中?？梢元?dú)立地控制注水，并可能省略一個(gè)或多個(gè)注射點(diǎn)。具體而言，如圖I中所示，注水點(diǎn)包括，但不限于，燃燒器注水器135、燃盡(over-fire)注水器137、對流段注水器139、再循環(huán)注水器143、載氣注水器145。除注水和提高質(zhì)量流量外，燃燒器注水器可降低火焰溫度。載氣注水器、燃盡注水器和對流段注水器導(dǎo)致提高的煙道氣質(zhì)量流量。除注水和提高質(zhì)量流量外，再循環(huán)注水器能夠在載氣預(yù)熱器112中預(yù)熱該載水的RFG?？梢栽谌紵到y(tǒng)102中的任何點(diǎn)提供注水，其提供所需煙道氣溫度分布和質(zhì)量流速。盡管上文針對“注射”進(jìn)行描述，但水可以以任何合適的方式提供，包括但不限于液體注射、空氣注 射、開放管道、壓力閥或用于向煙道氣流提供液體或蒸氣的任何其它方法。圖I所示的示例性實(shí)施方案進(jìn)一步包括靜電集塵器(precipitator) 110、載氣預(yù)熱器112、煙道氣脫硫單元114、煙囪116、強(qiáng)制通風(fēng)風(fēng)扇118和主(primary)載氣風(fēng)扇120。如所示，構(gòu)造燃燒系統(tǒng)102以允許煙道氣離開對流段106。如圖I中所示，構(gòu)造燃燒系統(tǒng)102以使煙道氣在離開載氣預(yù)熱器112時(shí)經(jīng)由靜電集塵器110進(jìn)行除塵，接著在煙道氣脫硫單元114 (在此除去SO2)中除硫。在本公開的某些實(shí)施方案中，離開煙道氣脫硫單元114的煙道氣作為RFG再循環(huán)到爐104。該RFG可助于提供所需火焰特性和/或溫度。用RFG提高質(zhì)量流量通過降低平均火焰溫度來緩和火焰溫度。RFG也可延長混合氧化劑和燃料的時(shí)間，這也可能影響排放物和火焰輻射。盡管根據(jù)本公開的質(zhì)量流量不要求，但可利用RFG提高煙道氣的質(zhì)量流量以在對流段106中提供提高 的傳熱。將離開脫硫單元114的其余煙道氣送往CO2提純單元128。CO2提純單元128可利用任何已知的CO2提純/壓縮方法并可包括已知的常規(guī)可得的CO2提純/壓縮設(shè)備。由于利用氧氣燃燒煤或其它固體燃料，與空氣/煤燃燒系統(tǒng)相比，減少或消除了煙道氣中的氮。由此，從該系統(tǒng)中除去大部分或所有的氮，產(chǎn)生具有高CO2產(chǎn)物濃度的煙道氣129。此CO2的富集可允許更容易捕獲CO2以供提純和壓縮。CO2產(chǎn)物129尤其可用于增強(qiáng)的油回收(enhanced oil recovery) (EOR)或封存(sequestration)。CO2 壓縮的副產(chǎn)物包括水，其可用作水源108或可補(bǔ)充水源108 (參見例如，圖4)。燃燒系統(tǒng)102也允許來自脫硫單元114的煙道氣經(jīng)由煙囪116離開系統(tǒng)102到大氣中。如圖I中所示，再循環(huán)到爐104的RFG可以由強(qiáng)制通風(fēng)風(fēng)扇118供應(yīng)并由載氣預(yù)熱器112預(yù)熱。主載氣風(fēng)扇120利用一部分RFG并充當(dāng)來自燃料源126的煤的載體以將其輸送至燃料粉碎機(jī)122并最終輸送至燃燒器124。載氣和RFG優(yōu)選基本不含氮和/或空氣。在煤燃燒器124處發(fā)生煤燃燒,在此也可供應(yīng)第二載氣流(secondary support gas)130。該第二載氣流130類似地由強(qiáng)制通風(fēng)風(fēng)扇118供應(yīng)并在供應(yīng)至煤燃燒器124之前由載氣預(yù)熱器112預(yù)熱?？梢岳醚鯕庾鳛檩d氣，其中將氧氣添加到RFG中或替代RFG?？梢杂扇魏魏线m的來源添加氧氣。合適的氧氣源可包含包括將空氣深冷分離(cryogenic separation)以產(chǎn)生氧氣(各種純度)和其它副產(chǎn)物(通常為氮?dú)夂蜌鍤?的系統(tǒng)。來自該氧氣源的產(chǎn)品氧氣可以是氣體或液體形式?；蛘撸赏ㄟ^在吸附劑床上的變壓/真空變壓(pressure swing/vacuum swing)操作生成氧氣。其它方法,如膜基系統(tǒng),包括離子傳輸膜,也可產(chǎn)生富氧流。也可以在系統(tǒng)102中的任何合適的位置添加氧氣，包括添加到主載氣132、第二載氣130、燃燒器124、爐104或支持固體燃料燃燒的任何其它位置。如圖I中所示，第二載氣流130可以在各種點(diǎn)供應(yīng)到主載氣132中。第二載氣130的這種提高的注射靈活性提供將更多載氣，如氧氣添加到主載氣132中的手段并提供包括主載氣132的預(yù)熱器旁路的能力。如圖2中更詳細(xì)所示，向爐104提供受控量的來自氧氣源201的氧氣、來自粉碎機(jī)122或其它來源的優(yōu)選粉化的固體燃料203、任選RFG 205和來自水源108的任選注水。向燃燒器124提供載氣和燃料203并在輻射室207中燃燒以形成燃燒產(chǎn)物，包括煙道氣。熱交換器(未顯示在圖I中)可布置在輻射室207內(nèi)以接收來自煙道氣的熱和燃燒釋放的輻射熱。燃盡注射器209可附加載氣，如氧氣，或可提供注水。在一個(gè)實(shí)施方案中，將輻射室 207中形成的煙道氣排出到對流段106中。對流段106包括二級過熱/再熱區(qū)211、一級過熱器區(qū)213和省熱器區(qū)215。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會認(rèn)識到，可包括許多其它構(gòu)造。此外，區(qū)211、213、215的尺寸和幾何僅是示意性的并可不同于圖2中所示的那些?？梢詫⑺⑷霠t104和對流段106內(nèi)的各種位置。例如，水可經(jīng)由燃燒器注水器135或燃盡注水器137添加到爐104中。此外，對流段106進(jìn)一步包括二級過熱/再熱注水器235、一級過熱注水器237和省熱器注水器239。如上文參照圖I所述，可以獨(dú)立地控制注水，并可能省略一個(gè)或多個(gè)注射點(diǎn)。此外，可以在爐104和/或?qū)α鞫?06中的任何點(diǎn)提供注水，這提供所需煙道氣溫度分布和質(zhì)量流速。為了提供適合利用蒸汽輪機(jī)在發(fā)電機(jī)中發(fā)電的蒸汽，首先用省熱器217預(yù)熱水。省熱器217是交換來自經(jīng)過省熱器區(qū)215的煙道氣的熱的熱交換器。預(yù)熱水隨后被輻射室207或其它來源中的輻射熱加熱并使其汽化成蒸汽。例如，熱交換器可置于輻射室207中以接收燃燒產(chǎn)生的輻射熱。將水汽化成蒸汽的設(shè)備可包括本領(lǐng)域中已知的任何已知設(shè)備。將所形成的蒸汽供應(yīng)至一級過熱器219，在此通過與一級過熱器區(qū)213中的煙道氣熱交換來過熱該蒸汽。該蒸汽隨后在二級過熱器221中通過與二級過熱/再熱區(qū)211中的煙道氣熱交換來進(jìn)一步過熱?？梢詫㈦x開二級過熱器221的過熱水送入高壓汽輪機(jī)(未顯示在圖2中)或其它高壓裝置以從該過熱蒸汽中提取能量和/或動力。將來自該高壓汽輪機(jī)的蒸汽送回再熱器223，在再熱器223中通過與二級過熱/再熱區(qū)211中的煙道氣熱交換來再熱該蒸汽。隨后將該蒸汽送回中間或低壓汽輪機(jī)以額外提取能量和/或動力。將該蒸汽冷凝成液體水并將該水送回省熱器217以重復(fù)該周期。省熱器217、一級過熱器219、二級過熱器221和再熱器223可以是任何合適的熱交換器裝置，包括，但不限于管式熱交換器、板式熱交換器或本領(lǐng)域中已知的用于鍋爐或爐系統(tǒng)的其它類型的熱交換器。本公開不限于上述布置，并可包括熱交換器、發(fā)生器和/或水/蒸汽流的其它布置。如圖I中所示，煙道氣繼續(xù)通過燃燒系統(tǒng)并可以在載氣預(yù)熱器112處熱交換和預(yù)熱向爐104提供的載氣，并繼續(xù)進(jìn)入靜電集塵器110?？煽氐叵驘煹罋馓峁┧軌蚩刂葡鄬椛浜蛯α鱾鳠?。特別地，水的選擇性添加提供對通過對流段106的總質(zhì)量流量和溫度的控制?？沙浞挚刂茖α鞫?06中的熱交換以等于或超過由在空氣存在下的燃燒形成的煙道氣的熱交換容量或預(yù)計(jì)熱交換。此外，受控質(zhì)量流速和溫度能夠減少或消除煙道氣再循環(huán)。此外，由于減少或消除困難的、耗能大的氮?dú)馀cCO2的分離，空氣和/或含氮?dú)怏w的減少或消除能夠產(chǎn)生更高純度CO2 產(chǎn)物 129。圖3包括與圖I中所示的布置基本相同的燃燒系統(tǒng)102的布置。但是，在圖3中，在完全行經(jīng)對流段106后，在圖3所示的本公開的另一實(shí)施方案中，煙道氣在選擇性催化還原單元302中經(jīng)歷DeNOx,接著用載氣預(yù)熱器112 (例如，Lungstrom型旋轉(zhuǎn)裝置)冷卻。但是，要指出，在圖I所示的實(shí)施方案中，由于在燃燒系統(tǒng)102中使用基本無氮的水由此減少RFG, DeNox (即，選擇性催化還原單元302)是不必要的，因此可能省略選擇性催化還原單元
302。在圖I的實(shí)施方案中，由于NOx不會釋放到大氣中，相反NOx將與CO2保持一起進(jìn)入CO2提純單元128，可以消除選擇性催化還原單元302。
由于添加水，可以減少或消除RFG的量。因此，此實(shí)施方案的再循環(huán)率小于或等于發(fā)電用的氧/燃料或氧/煤鍋爐的常規(guī)再循環(huán)率。圖4包括與圖I中所示的布置基本類似的燃燒系統(tǒng)102的布置。但是，如圖4中所示，在一個(gè)實(shí)施方案中，水源108可以是在CO2提純系統(tǒng)內(nèi)的煙道氣冷凝器402。煙道氣冷凝器420的液體塔底物(liquid bottoms)(基本為水)可作為水注入。在又一實(shí)施方案中，該液體塔底物在注入燃燒系統(tǒng)102之前可以用載氣預(yù)熱器112或另外的熱源加熱。
實(shí)施例圖5顯示具有代表性的四區(qū)(A、B、C、D)鍋爐。A區(qū)代表爐104。區(qū)域B代表二級過熱器和再熱器，相當(dāng)于二級過熱/再熱區(qū)211。C區(qū)代表一級過熱器和再熱器，相當(dāng)于一級過熱器區(qū)213。D區(qū)代表整個(gè)鍋爐的省熱器區(qū)段，相當(dāng)于省熱器區(qū)215。各區(qū)A、B、C和D被虛線包圍。表I詳述高揮發(fā)性煙煤的分析。表2顯示圖5中描述的各區(qū)的吸收熱負(fù)荷(heat duty)。表3顯示表I和2中規(guī)定的煤燃燒的不同工藝布置的區(qū)域熱和材料平衡。表I
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Hl-IV f1—3000.
表2顯示對于標(biāo)稱350 MW超臨界粉煤鍋爐，在圖5中描述的各區(qū)的吸收熱負(fù)荷?？衫闷渌鼰嶝?fù)荷，但對所有下述實(shí)施例而言，該區(qū)吸熱負(fù)荷是固定的。重要地，這例證不同構(gòu)造對煙道氣質(zhì)量流量和溫度的影響。
權(quán)利要求
1.燃燒系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含 爐，其經(jīng)布置和安排以接收固體燃料和氧氣并燃燒該固體燃料和該氧氣以形成煙道氣； 熱交換器設(shè)備，其經(jīng)布置和安排以接收來自該煙道氣的熱，該熱交換器設(shè)備具有預(yù)定熱交換容量；和 注水設(shè)備，其經(jīng)布置和安排以向該煙道氣提供水以可控調(diào)節(jié)該煙道氣質(zhì)量流速和溫度，以提供預(yù)定熱交換容量。
2.權(quán)利要求I的系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)基本不含再循環(huán)煙道氣。
3.權(quán)利要求I的系統(tǒng)，其中該預(yù)定熱交換容量等于或大于來自由固體燃料與空氣燃燒形成的第二煙道氣的熱交換容量。
4.權(quán)利要求I的系統(tǒng)，其中該熱交換器設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)過熱器、再熱器和省熱器。
5.權(quán)利要求I的系統(tǒng)，其中該熱交換器設(shè)備包括鍋爐的對流段。
6.權(quán)利要求I的系統(tǒng)，其中該固體燃料是煤。
7.權(quán)利要求I的系統(tǒng)，其中該注水設(shè)備包括位于爐、過熱器、再熱器和省熱器中的至少兩個(gè)中的注水器。
8.運(yùn)行燃燒系統(tǒng)的方法,包括 提供燃燒系統(tǒng)，該燃燒系統(tǒng)包括經(jīng)構(gòu)造以接收固體燃料和氧氣的爐與經(jīng)布置和安排以接收來自煙道氣的熱的熱交換器設(shè)備，該熱交換器設(shè)備具有預(yù)定熱交換容量； 可控制地將水注入煙道氣以提供具有提供預(yù)定熱交換容量的質(zhì)量流量和溫度的煙道氣。
9.權(quán)利要求8的方法，其中該煙道氣不再循環(huán)到該爐中。
10.權(quán)利要求8的方法，其中該預(yù)定熱交換容量等于或大于來自由固體燃料與空氣燃燒形成的第二煙道氣的熱交換容量。
11.權(quán)利要求8的方法，其中該固體燃料是煤。
12.權(quán)利要求8的方法，其中該注水設(shè)備包括位于爐、過熱器、再熱器和省熱器中的至少兩個(gè)中的注水器。
13.鍋爐系統(tǒng),該系統(tǒng)包含 爐，其經(jīng)布置和安排以接收固體燃料和氧氣并燃燒該固體燃料和該氧氣以形成煙道氣； 熱交換器設(shè)備，其經(jīng)布置和安排以接收來自該煙道氣的熱，該熱交換器設(shè)備具有預(yù)定熱交換容量；和 注水設(shè)備，其經(jīng)布置和安排以向該煙道氣提供水以可控調(diào)節(jié)該煙道氣質(zhì)量流速和溫度，以提供預(yù)定熱交換容量；和 二氧化碳回收設(shè)備，其經(jīng)構(gòu)造以從該煙道氣中回收二氧化碳。
14.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)基本不含再循環(huán)煙道氣構(gòu)造。
15.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中該預(yù)定熱交換容量等于或大于來自由固體燃料與空氣燃燒形成的煙道氣的熱交換容量。
16.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中該熱交換器設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)過熱器、再熱器和省熱器。
17.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中該固體燃料是煤。
18.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中該注水設(shè)備包括位于爐、過熱器、再熱器和省熱器中的至少兩個(gè)中的注水器。
19.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中該二氧化碳回收設(shè)備產(chǎn)生高純度二氧化碳。
全文摘要
具有經(jīng)布置和安排以接收固體燃料和氧氣并燃燒該固體燃料和氧氣以形成煙道氣的爐(104)的燃燒系統(tǒng)(102)。該系統(tǒng)包括經(jīng)布置和安排以接收來自煙道氣的熱的熱交換器(106)設(shè)備，其中該熱交換器設(shè)備具有預(yù)定熱交換容量。注水設(shè)備設(shè)備(108)被經(jīng)布置和安排以向煙道氣提供水以可控調(diào)節(jié)煙道氣質(zhì)量流速和溫度，從而提供預(yù)定熱交換容量。
文檔編號F22D1/12GK102834669SQ200980137780
公開日2012年12月19日 申請日期2009年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月26日
發(fā)明者K.B.福加什, X.J.李 申請人:氣體產(chǎn)品與化學(xué)公司