專利名稱：通過富氧燃燒控制動(dòng)力發(fā)生過程的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過富氧燃燒(oxyfuel combustion)控制動(dòng)力發(fā)生過程的方法。更 特別地，本發(fā)明涉及在不同負(fù)荷條下控制富氧燃燒。
背景技術(shù)：
富氧燃燒是建議用來(lái)從動(dòng)力發(fā)生鍋爐，例如煤粉(PC)鍋爐或循環(huán)流化床(CFB)鍋 爐的排氣中去除CO2的其中一種方法。富氧燃燒基于用大體上純氧燃燒含碳燃料，該純氧 典型地具有至少95%的純度，以便使二氧化碳和水成為由鍋爐排放的排氣的主要成分。因 而，當(dāng)用空氣燃燒燃料時(shí)，能相對(duì)容易地捕獲二氧化碳，而無(wú)需不得不從以氮為主要成分的 氣流中將其分離。規(guī)律地控制進(jìn)入燃燒系統(tǒng)的氧氣供給率和燃料供給率，以便獲得幾乎完全的燃料 燃燒。在傳統(tǒng)的全負(fù)荷下的空氣燃燒中，典型地，廢氣中相對(duì)低水平的過氧量，比方說3%， 足以將廢氣的CO水平保持得足夠低，但在低負(fù)荷下，需要較高水平的過量空氣以使蒸汽過 熱最大化并完全燃燒。低負(fù)荷下增加的過量空氣因增加的熱堆疊(thermalstack)損失而 導(dǎo)致鍋爐效率降低。在用空氣的傳統(tǒng)燃燒中，由于燃燒溫度過高弓丨起的有害效果，例如增加的NOx排放 或腐蝕，或爐壁的材料強(qiáng)度問題，常通過將廢氣的一部分再循環(huán)回到爐中而被防止。因而， 進(jìn)氣的氧含量從空氣的大約21%減少到較低值，并且因此降低燃燒溫度。富氧燃燒的其中一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是有可能通過使用高燃燒溫度而提高過程的熱效率。然 而，以幾乎純氧作為進(jìn)氣的燃燒將提供非常高的燃燒溫度。因此，為了避免太高的燃燒溫度 的有害效果，特別是在給空氣燃燒鍋爐補(bǔ)充動(dòng)力以富氧燃燒時(shí)，可有利地使用廢氣再循環(huán) 以降低進(jìn)氣的平均氧含量。第6，935，251號(hào)美國(guó)專利公開了用氧化劑流燃燒燃料的一種方法，該氧化劑流包 括與再循環(huán)廢氣混合的富氧氣流。根據(jù)此方法，調(diào)節(jié)廢氣再循環(huán)率，以便所得到的廢氣的質(zhì) 量流率小于通過使用空氣作為氧化劑流所產(chǎn)生的相應(yīng)的廢氣的質(zhì)量流率。通過使用這種減 少的廢氣質(zhì)量流，可以最小化廢氣通道和其內(nèi)的污染控制設(shè)備的大小。第6，418，865號(hào)美 國(guó)專利建議通過調(diào)整排氣再循環(huán)率向空氣燃燒鍋爐補(bǔ)充動(dòng)力至氧燃燒(oxycombustion)， 以便將傳熱保持在初始的規(guī)格。動(dòng)力發(fā)生過程的其中一個(gè)需求是高效率地用于不同動(dòng)力需求條件下的適應(yīng)性。 根據(jù)傳統(tǒng)的實(shí)踐，通過以減少的燃料和空氣供給率操作鍋爐可獲得減少的蒸汽輸出。第 2007-147162號(hào)日本專利出版物公開了氧燃燒鍋爐的燃燒控制方法，其中，氧以與鍋爐負(fù)荷 相對(duì)應(yīng)的數(shù)量供給，并且控制排氣再循環(huán)率以便得到用于產(chǎn)生蒸汽所需的吸熱。對(duì)于富氧燃燒，特別是當(dāng)廢氣質(zhì)量流小于空氣燃燒的質(zhì)量流時(shí)，低負(fù)荷下的運(yùn)行 可導(dǎo)致廢氣的失真流型，增加運(yùn)行性問題的危險(xiǎn)，例如，由排氣通道的低速度區(qū)域中的過多 污垢或塵土積累所產(chǎn)生的問題。因而，需要一種控制不同負(fù)荷條件下富氧燃燒的改善的方 法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供一種通過富氧燃燒控制不同負(fù)荷條件下的動(dòng)力發(fā)生過 程的方法。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種在具有鍋爐的動(dòng)力發(fā)生設(shè)備中通過以大體上 純的氧氣燃燒含碳燃料而控制動(dòng)力發(fā)生過程的方法。該方法包括在滿負(fù)荷條件下，如下步 驟(al)將第一含碳燃料原料流引入爐中，(bl)將第一大體上純氧的原料流引入爐中，以 用氧氣燃燒第一含碳燃料原料流，(cl)經(jīng)由排氣通道從爐中排放排氣，(dl)通過布置在排 氣通道中的熱交換表面從排氣中回收熱，和(el)經(jīng)由排氣再循環(huán)通道以第一再循環(huán)流率 將排氣的一部分再循環(huán)到爐中，以與第一大體上純氧的原料流一起形成具有預(yù)定平均氧含 量的第一進(jìn)氣，從而以第一排放流率自爐中排放排氣，并且在對(duì)應(yīng)全負(fù)荷的90%或更少的 第二負(fù)荷條件下，如下步驟(a2)將第二含碳燃料原料流引入爐中，(b2)將第二大體上純 氧的原料流引入爐中，以用氧氣燃燒第二含碳燃料原料流，(c2)經(jīng)由排氣通道從爐中排放 排氣，(d2)通過布置在排氣通道中的熱交換表面從排氣中回收熱，和(e2)經(jīng)由排氣再循環(huán) 通道以第二再循環(huán)流率將排氣的一部分再循環(huán)到爐中，以與第二大體上純氧的原料流一起 形成第二進(jìn)氣流，以便以第二排放流率自爐中排放排氣，并控制第二再循環(huán)流率從第一再 循環(huán)流率至提供第二排放流率的值，該值大體上與第一排放流率一樣高。在整個(gè)說明書中，除非另外說明，否則任何對(duì)氣體流率的引用均可以被認(rèn)為是意 味著體積流率。通過“大體上純氧的原料流”指富氧流，通常地，其來(lái)自氧源(例如低溫空氣 分離器)，具有至少95%的純度。大體上純氧的原料流通常是在所有負(fù)荷下，使得基本上所 有的燃料原料流將用氧氣燃燒，這就意味著排氣流包括少量的(例如3%)殘余氧氣。該過 程也定期地包括傳統(tǒng)的測(cè)量，以從排氣中清除例如為二氧化硫的雜質(zhì)。不再循環(huán)到爐中的 排出氣體的部分可通過冷凝水從系統(tǒng)中排出以及回收二氧化碳以便于分離或進(jìn)一步使用。根據(jù)本發(fā)明，第二燃料進(jìn)料率對(duì)應(yīng)于降低的負(fù)荷條件，也就是，全負(fù)荷的90%或更 少。第二負(fù)荷條件可優(yōu)選為全負(fù)荷的80%或更少，甚至更優(yōu)選地，全負(fù)荷的70%或更少。根 據(jù)本方法，在降低的負(fù)荷條件下，調(diào)整排氣再循環(huán)率，使得從爐中排放的氣體的流率保持在 足夠高的范圍。通過在所有負(fù)荷條件下具有高的排氣流率，可以保持排氣的設(shè)計(jì)流型以及 在鍋爐的不同傳熱表面中的傳熱分布。在實(shí)踐中，排氣流率可固定到預(yù)定值或范圍，該預(yù)定 值或范圍取決于正被討論的條件。所選的值或范圍是自然的以便保證在所有負(fù)荷條件下無(wú) 問題運(yùn)行。因此，排氣流量例如足以防止在低速區(qū)域中有害的過多灰塵堆積。根據(jù)傳統(tǒng)方法，其中排氣流率在低負(fù)荷條件下降低，因?yàn)橥ㄟ^排氣傳遞的熱的變 化的相對(duì)量，不同傳熱表面中所吸收的熱的分布可變形。因此，例如，排氣通道中的蒸汽的 過熱量或給水的預(yù)熱量在低負(fù)荷條件下會(huì)變得太低。根據(jù)本發(fā)明，不同傳熱表面中的傳熱 的分布即使在低的負(fù)荷條件下也可保持。因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明，從爐中排放的氣體的足夠流率 通過再循環(huán)排氣來(lái)獲得，而不是通過將額外的排氣排放到環(huán)境中獲得，從而避免因熱堆疊 損失所引起的熱效率降低的問題。根據(jù)本發(fā)明，在低負(fù)荷條件下增加廢氣再循環(huán)，以便至少部分地補(bǔ)償減少的燃燒 氣體的生成。該控制廢氣再循環(huán)的方法明顯不同于用于空氣燃燒中的傳統(tǒng)方法，其中，廢氣 再循環(huán)用來(lái)避免爐中過高的溫度。在低負(fù)荷條件下，當(dāng)爐中的溫度已經(jīng)因?yàn)闇p少的燃料進(jìn)給率而降低時(shí)，對(duì)于傳統(tǒng)的廢氣再循環(huán)的需要被最小化。在低負(fù)荷條件下通過升高或至少維持再循環(huán)氣體流率而防止排氣流率的有害降 低在富氧燃燒中尤其有用，此處，用于高排氣再循環(huán)的設(shè)備通常易于獲得，并且要補(bǔ)償?shù)臍?流主要由減少的0)2產(chǎn)物組成。這與空氣點(diǎn)燃燃燒形成非常明顯的對(duì)比，在空氣點(diǎn)燃燃燒中 排氣再循環(huán)通常低或沒有，并且低負(fù)荷下排氣的變化除了包括減少的二氧化碳流外還包括 作為較大成分的減少的氮?dú)饬鳌Ｒ蚨?，因?yàn)榈拓?fù)荷下的對(duì)高附加排氣再循環(huán)所需要的布置， 在空氣點(diǎn)燃燃燒中應(yīng)用本發(fā)明將帶來(lái)高成本。當(dāng)使用本發(fā)明時(shí)，由于減少了大體上純氧的原料流，因而可在低負(fù)荷下使再循環(huán) 氣體的流率增加相同量(以摩爾計(jì)算)。因而，排氣的體積流率保持不變。備選地，可在低 負(fù)荷下增加較少量的再循環(huán)氣體流率，或者至少再循環(huán)氣體流率應(yīng)有利地保持在恒定的水 平。在所有這些備選方案中，在低負(fù)荷下，再循環(huán)到爐的排氣的份額從全負(fù)荷下的份額增 加。因此，降低了低負(fù)荷下進(jìn)氣的平均含氧量。當(dāng)為富氧燃燒翻新空氣點(diǎn)燃鍋爐時(shí)，通常需要盡可能地維持原始的燃燒系統(tǒng)，并 從而有利的是至少部分地保持初始的爐、廢氣通道和傳熱表面。因而，為了獲得進(jìn)氣的平均 含氧量(接近空氣中的含氧量)，翻新鍋爐的富氧燃燒過程有利地使用了高排氣再循環(huán)率。 因而，可通過幾乎維持原始溫度和氣體流率而燃燒燃料。相似的結(jié)構(gòu)也有利地用于雙點(diǎn)燃 鍋爐中，即既可用于空氣燃燒也可用于富氧燃燒的鍋爐中。為了獲得20 %至50 %的進(jìn)氣的 平均含氧量，典型地，分別需要大約81 %至75 %的排氣再循環(huán)率，確切值取決于廢氣中的 雜質(zhì)和殘余氧的水平。對(duì)于其中進(jìn)氣的設(shè)計(jì)含氧量相對(duì)低(即20%至25% )的氧氣燃燒鍋爐，尤其有利 地是，增加低負(fù)荷下的再循環(huán)氣體流率，使得排氣的流率保持大體上不變。其理由是對(duì)于 這種低氧鍋爐，即便排氣流率的保持也僅能相對(duì)少量地增加再循環(huán)氣體流率。備選地，可允 許排氣流率輕微地減少，這意味著甚至更少地增加再循環(huán)氣體的流率。例如，排氣流率的保持(當(dāng)在全負(fù)荷下在具有25%的進(jìn)氣含氧量的鍋爐中，將負(fù) 荷從100%改變到70%時(shí))通過使再循環(huán)排氣的流率增加大約10%而獲得。由于排氣的 流率是不變的，再循環(huán)回到爐的排氣份額隨再循環(huán)氣體的流率變化，即大約10%，典型地從 75%變化到82%。從而進(jìn)氣的含氧量從25%減少到大約18%，即乘以0.72。對(duì)應(yīng)地，對(duì)于 具有20%的全負(fù)荷進(jìn)氣含氧量的鍋爐，當(dāng)通過增加再循環(huán)氣體流率大約7%而將負(fù)荷減少 到70%時(shí)，可保持排氣流率，由此進(jìn)氣的含氧量從20%減少到大約15%，即乘以0. 75。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，富氧燃燒鍋爐(在全負(fù)荷下具有20%至25%的進(jìn) 氣含氧量)的排氣再循環(huán)在70%負(fù)荷下被增加，使得進(jìn)氣流的平均含氧量減少到一個(gè)值， 優(yōu)選地，該值為全負(fù)荷下的進(jìn)氣平均含氧量的0. 70倍至0. 78倍，更優(yōu)選地，為0. 72倍至 0. 75 倍。為富氧燃燒特別設(shè)計(jì)的新鍋爐通常用于在相對(duì)高的溫度下用具有平均氧含量的 進(jìn)氣燃燒燃料，該平均氧含量明顯高于空氣中的氧含量。這種鍋爐的爐和廢氣通道在尺寸 上明顯小于相應(yīng)的空氣點(diǎn)火燃燒系統(tǒng)的爐和廢氣通道的尺寸。新的富氧燃燒鍋爐因而例如 在傳熱表面的布置方面大大不同于從空氣點(diǎn)燃鍋爐或用于富氧燃燒和空氣點(diǎn)燃燃燒的燃 燒系統(tǒng)翻新而成的富氧燃燒鍋爐。然而，本發(fā)明可有利地用于新的和翻新的富氧燃燒鍋爐 兩者之中。
新的富氧燃燒鍋爐的進(jìn)氣的平均全負(fù)荷氧含量可有利地為例如大約40%到大約 60 %。這些氧含量典型地通過將排氣的大約58 %至大約35 %分別再循環(huán)回到爐中而獲得。 然后，例如在70%的負(fù)荷下，排氣的流率可通過將排氣再循環(huán)分別增加至大約71%至大約 55%的值而被保持在其原始值。這些增加的再循環(huán)率導(dǎo)致進(jìn)氣的平均氧含量分別減至大約 29%至大約43%的值，即氧含量乘以大約0. 72。此控制程序的缺點(diǎn)是再循環(huán)氣體的流率因 而在低負(fù)荷下大幅度地增加。例如，當(dāng)在全負(fù)荷下具有60%的進(jìn)氣氧含量的鍋爐中將負(fù)荷 從100%改變至70%時(shí)，排氣流率的維持將需要在全負(fù)荷下增加大約55%的再循環(huán)氣體流 率。對(duì)這種高增加的準(zhǔn)備就緒將意味著具有很大程度上過大的再循環(huán)通道和相應(yīng)地過大的 用于低負(fù)荷下操作的風(fēng)扇。為了最小化因此類裝置引起的附加成本，有利的是在低負(fù)荷下 在高氧鍋爐中使用稍微降低的氣體再循環(huán)。備選地，如果對(duì)于設(shè)計(jì)用于60%的全負(fù)荷進(jìn)氣氧含量的富氧燃燒鍋爐，再循環(huán)氣 體的流率在70%負(fù)荷下保持與全負(fù)荷下相同的值，則排氣的流率典型地減少幾乎20%。這 通過再循環(huán)回到爐中的排氣的份額從大約35%增加至大約44%而獲得，由此進(jìn)氣的氧含 量從60%減少到大約52%，就是說，乘以0. 87。在這種情況下，可使用基于全負(fù)荷下的氣流 所設(shè)計(jì)的再循環(huán)裝置，但是減少的排氣流率會(huì)引起問題。在此類減少的排氣流率已經(jīng)引起灰塵堆積或變形的傳熱的問題的情況下，再循環(huán) 氣體流率有利地在低負(fù)荷下控制成在上述示例的值之間。例如，如果富氧燃燒鍋爐(設(shè)計(jì) 用于60%全負(fù)荷進(jìn)氣氧含量)的再循環(huán)氣體流率在70%負(fù)荷下增加了全負(fù)荷下再循環(huán)氣 體流率的20%，由此進(jìn)氣氧含量減少到大約48%，即乘以0. 80，排氣的流率僅減少了全負(fù) 荷下所獲得流率的大約12%。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，全負(fù)荷下具有40%至60%的進(jìn)氣氧含量的富氧 燃燒鍋爐的排氣再循環(huán)在70%負(fù)荷下被增加，使得進(jìn)氣流的平均氧含量減少到一個(gè)值，該 值優(yōu)選地為全負(fù)荷下進(jìn)氣流的平均氧含量的0. 73至0. 82倍，甚至更優(yōu)選地為0. 77至0. 81 倍。已經(jīng)令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，這些范圍提供鍋爐的有成本效益的和無(wú)問題的操作。在實(shí)踐中，在全負(fù)荷下調(diào)節(jié)排氣排放率以便得到期望的進(jìn)氣平均氧含量。根據(jù)本 發(fā)明的在低負(fù)荷下控制排氣流的過程可基于在負(fù)荷或測(cè)量的燃料進(jìn)給率的基礎(chǔ)上直接控 制排氣再循環(huán)率。備選地，排氣再循環(huán)的控制可基于由爐排出的排氣的測(cè)量流率。可通過 基于期望的再循環(huán)率或者將用于再循環(huán)排氣的風(fēng)扇的速度直接調(diào)節(jié)至設(shè)定值，或者通過將 所測(cè)量的再循環(huán)氣體的流率和期望的再循環(huán)率進(jìn)行比較而控制排氣再循環(huán)率。本發(fā)明可有利地用于不同類型的動(dòng)力發(fā)生鍋爐，特別是循環(huán)流化床(CFB)鍋爐或 煤粉(PC)鍋爐中。燃料有利的是固體燃料，特別是煤、生物燃料或垃圾衍生燃料。大體上 純的氧氣典型地從例如是低溫的或基于膜的空氣分離單元的氧源獲得。大體上純的氧氣和再循環(huán)排氣可作為分離流供應(yīng)給爐，或者它們可被混合以形成 供給爐的進(jìn)氣流。進(jìn)氣可由單氣流組成，或者可由若干流，例如CFB鍋爐中的流化氣體和次 生氣體組成，或者由PC鍋爐中的主要進(jìn)氣、次要進(jìn)氣和上部爐進(jìn)氣組成。具有不同成分的 氣流被引入到爐的不同部分也是可能的。上面給出的簡(jiǎn)單描述，以及本發(fā)明的進(jìn)一步目的、特征和優(yōu)點(diǎn)通過參考本發(fā)明的 目前優(yōu)選的但仍然是演示性的實(shí)施例的下列具體描述結(jié)合附圖將得到更全面的理解。


圖1是適于本發(fā)明的應(yīng)用的富氧燃燒動(dòng)力發(fā)生設(shè)備的示意圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出了具有鍋爐12的鍋爐設(shè)備10的示意圖，該鍋爐12可以例如是煤粉(PC) 鍋爐或循環(huán)流化床(CFB)鍋爐。鍋爐的爐14包括傳統(tǒng)的燃燒供給裝置16、用于將含氧進(jìn)氣 18引入爐中的裝置和用于排放用進(jìn)氣的氧燃燒燃料所產(chǎn)生的排氣的排氣通道20。鍋爐12 的一些元件的細(xì)節(jié)和類型，例如燃料供給裝置16和進(jìn)氣供給裝置18，自然取決于鍋爐的類 型。然而，例如諸如燃燒器、煤碾碎機(jī)、用于分離第一和第二進(jìn)氣的裝置的細(xì)節(jié)對(duì)于本發(fā)明 的目的是不重要的，因而它們未在圖1中示出。含氧進(jìn)氣優(yōu)選地是大體上純的氧氣(自空氣分離單元(ASU) 24中的氣流22產(chǎn)生) 和排氣的一部分(經(jīng)由排氣再循環(huán)通道26再循環(huán))的混合物。排氣再循環(huán)通道26有利地 包括諸如風(fēng)扇28的裝置，以控制排氣再循環(huán)率。進(jìn)氣的再循環(huán)率在翻新的鍋爐中被有利地 調(diào)整，使得全負(fù)荷下的進(jìn)氣的平均含氧量接近于空氣的含氧量，優(yōu)選地從20%到25%。新 的富氧燃料鍋爐可有利地設(shè)計(jì)用于高得多的含氧量的進(jìn)氣，并且相應(yīng)地排氣的再循環(huán)率低 得多。在本發(fā)明的一些應(yīng)用中，也可能將再循環(huán)排氣和大體上純的氧氣流分別弓I入爐14，例 如，在爐的不同部分。爐14的壁優(yōu)選地形成為管壁結(jié)構(gòu)，其形成蒸發(fā)傳熱表面30，以將預(yù)加熱的進(jìn)給水 轉(zhuǎn)換為蒸汽。排氣通道20的上游部分包括過熱傳熱表面34，以回收來(lái)自排氣的熱，從而使 蒸汽過熱。為簡(jiǎn)單起見，圖1僅示出了一個(gè)過熱表面，但在實(shí)踐中，排氣通道的上游部分32 通常包括多個(gè)過熱和再熱表面。廢氣通道20的下游部分有利地包括用于預(yù)加熱供給蒸發(fā)傳熱表面的給水的一個(gè) 或多個(gè)節(jié)約裝置38、42和用于加熱進(jìn)氣的氣體_氣體加熱器40。排氣通道20通常也包括 用于從排氣中清除顆粒和氣體污染物的不同單元，但它們?cè)趫D1中未示出。在對(duì)于排氣再循環(huán)通道26的分支點(diǎn)的下游有利地布置用于產(chǎn)生典型地在大約 110巴的壓力下的液態(tài)二氧化碳的裝置，以便它能為進(jìn)一步使用而傳送或存儲(chǔ)在合適的地 方。因此，圖1示出了用于給排氣增壓的壓縮機(jī)44、46，和布置在壓縮機(jī)之間用于級(jí)間冷卻 的節(jié)約裝置48。在實(shí)踐中，二氧化碳液化系統(tǒng)通常包括不止兩個(gè)壓縮分級(jí)，通常包括至少四 個(gè)分級(jí)，以便增加系統(tǒng)的效率。在圖1中，節(jié)約裝置42顯示為冷凝冷卻器，由此從排氣中去 除水。二氧化碳隔離系統(tǒng)通常也包括用于完全使所有的水從排氣中干燥的裝置，和用于從 二氧化碳中分離氧氣和可能的其它雜質(zhì)的裝置，但這些裝置在圖1中未示出。當(dāng)由鍋爐10發(fā)生動(dòng)力時(shí)，負(fù)荷水平——即通過燃料進(jìn)料裝置16供給的燃料量和 通過空氣分離單元24提供的氧氣量——基于主要的動(dòng)力需求由主要控制裝置50控制。因 此，根據(jù)本發(fā)明，排氣再循環(huán)率由風(fēng)扇28調(diào)整，使得排氣的流量保持在預(yù)定范圍。風(fēng)扇28 的速度可以例如基于主要負(fù)荷或測(cè)量的燃料供給率進(jìn)行調(diào)整。備選地，該調(diào)整可基于再循 環(huán)氣流和/或排氣流(如合適裝置54、52所測(cè)量的)進(jìn)行。盡管本文已經(jīng)通過與目前被認(rèn)為是最優(yōu)選的實(shí)施例相關(guān)的示例描述了本發(fā)明，但 應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明不限于公開的實(shí)施例，而是意圖覆蓋其特征的不同組合或改進(jìn)，以及 包括在所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明范圍內(nèi)的若干其它應(yīng)用。
權(quán)利要求
一種在具有鍋爐的動(dòng)力設(shè)備中通過用大體上純的氧氣燃燒含碳燃料而控制動(dòng)力發(fā)生過程的方法，所述方法在滿負(fù)荷條件下包括如下步驟(a1)將第一含碳燃料原料流引入爐中；(b1)將第一大體上純氧的原料流引入所述爐中，以用該氧氣燃燒所述第一含碳燃料原料流；(c1)經(jīng)由排氣通道從所述爐排放排氣；(d1)通過布置在所述排氣通道中的熱交換表面從所述排氣回收熱；以及(e1)經(jīng)由排氣再循環(huán)通道以第一再循環(huán)流率將所述排氣的一部分再循環(huán)至所述爐，以與所述第一大體上純氧的原料流一起形成具有預(yù)定平均氧含量的第一進(jìn)氣流，從而以第一排放流率自所述爐排放排氣，并且，在對(duì)應(yīng)于全負(fù)荷的至多90％的第二負(fù)荷條件下，包括如下步驟(a2)將第二含碳燃料原料流引入所述爐中；(b2)將第二大體上純氧的原料流引入所述爐中，以用該氧氣燃燒所述第二含碳燃料原料流；(c2)經(jīng)由所述排氣通道從所述爐排放排氣；(d2)通過布置在所述排氣通道中的所述熱交換表面從所述排氣回收熱；以及(e2)經(jīng)由所述排氣再循環(huán)通道以第二再循環(huán)流率將所述排氣的一部分再循環(huán)至所述爐，以與所述第二大體上純氧的原料流一起形成第二進(jìn)氣流，以便以第二排放流率自所述爐排放排氣，并控制所述第二再循環(huán)流率從所述第一再循環(huán)流率到提供所述第二排放流率的值，所述值大體上與所述第一排放流率一樣高。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二負(fù)荷條件對(duì)應(yīng)于全負(fù)荷的至多 80%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二負(fù)荷條件對(duì)應(yīng)于全負(fù)荷的至多 70%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，第一進(jìn)氣流的平均氧含量在體積上為從 大約20%至大約25%，并且第二進(jìn)氣流的平均氧含量是所述第一進(jìn)氣流的所述平均氧含 量的0. 70至0. 78倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，第一進(jìn)氣流的平均氧含量在體積上為從 大約20%至大約25%，并且第二進(jìn)氣流的平均氧含量是所述第一進(jìn)氣流的所述平均氧含 量的0. 72至0. 75倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，第一進(jìn)氣流的平均氧含量在體積上為從 大約40%至大約60%，并且第二進(jìn)氣流的平均氧含量是所述第一進(jìn)氣流的所述平均氧含 量的0. 73至0. 82倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，第一進(jìn)氣流的平均氧含量在體積上為從 大約40%至大約60%，并且第二進(jìn)氣流的平均氧含量是所述第一進(jìn)氣流的所述平均氧含 量的0. 77至0. 81倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括測(cè)量所述排放流率的步馬聚ο
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括測(cè)量所述再循環(huán)流率的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括由風(fēng)扇控制所述第二再 循環(huán)流率。
全文摘要
在滿負(fù)荷條件下，該方法包括將第一含碳燃料原料流引入爐中；將第一大體上純氧的原料流引入爐中，以用氧氣燃燒第一含碳燃料原料流；并且以第一再循環(huán)流率將自爐中排放的排氣的一部分再循環(huán)到爐中，以與第一大體上純氧的原料流一起形成具有預(yù)定平均氧含量的第一進(jìn)氣，從而以第一排氣流率自爐中排放排氣。在對(duì)應(yīng)于至多90％負(fù)荷的第二負(fù)荷條件下，該方法包括將第二含碳燃料原料流引入爐中；將第二大體上純氧的原料流引入爐中，以用氧氣燃燒第二含碳燃料原料流；以第二再循環(huán)流率將自爐中排放的排氣的一部分再循環(huán)到爐中，以與第二大體上純氧的原料流一起形成第二進(jìn)氣流，以便以第二排放流率自爐中排放排氣，以及控制第二再循環(huán)流率從第一再循環(huán)流率到提供第二排放流率的值，該值大體上與第一排放流率一樣高。
文檔編號(hào)F23C9/00GK101952659SQ200880122601
公開日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2008年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月20日
發(fā)明者A·塞爾策, A·羅賓遜, H·哈克, Z·范 申請(qǐng)人:福斯特能源公司