處理氣體的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種用于處理氣體的方法。本發(fā)明尤其設(shè)及一種用于處理煙道氣的方 法，諸如燃煤鍋爐產(chǎn)生的煙道氣，諸如發(fā)電廠使用的燃煤鍋爐產(chǎn)生的煙道氣。
【背景技術(shù)】
[0002] 在化石燃料的燃燒過程中（諸如，在燃煤發(fā)電站中），會產(chǎn)生包括二氧化碳、一氧 化碳和氮氧化物的氣態(tài)廢棄產(chǎn)物。運些廢棄產(chǎn)物不僅會導(dǎo)致大氣污染，而且也是眾所周知 的引起氣候變化的溫室氣體。
[0003] 為了減少燃煤發(fā)電站導(dǎo)致的污染，已經(jīng)做出許多嘗試來捕獲和/或處理發(fā)電站煙 道氣。然而，運些技術(shù)通常會相應(yīng)地導(dǎo)致發(fā)電站可輸送給電網(wǎng)的發(fā)電量下降。
[0004] 因此，如果可W提供一種用于處理燃煤發(fā)電站的煙道氣（和/或封存二氧化碳） W便減少污染氣體的輸出而又不會使發(fā)電量相應(yīng)下降的方法，那么將會是一種優(yōu)勢。
[0005] 需要清楚地理解的是，如果本文提及到本領(lǐng)域的公開案，則運種提及并不表示我 們承認(rèn)該公開案在澳大利亞或任何其他國家中構(gòu)成了本領(lǐng)域的一般常識的一部分。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明設(shè)及一種用于處理氣體的方法，該方法可W至少部分地克服上述缺點中的 至少一種缺點或者可W為消費者提供一種有用的或經(jīng)濟的選擇。
[0007] 鑒于上面的論述，本發(fā)明在一種形式上大體上提供了一種用于處理由第一燃燒腔 中的化石燃料的燃燒生成的氣體的方法，該方法包括如下步驟：將氣體轉(zhuǎn)移至第二燃燒腔； 在有氧氣和燃料源存在的情況下在第二烙爐中燃燒氣體W生成廢氣；W及對廢氣進行處理 W產(chǎn)生濃縮二氧化碳流。
[0008] 由本發(fā)明的方法處理的氣體可W是由燃燒任何合適的化石燃料生成的氣體，該合 適的化石燃料包括天然氣、石油（和其衍生物）等等。然而，在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例 中，該化石燃料包括煤?？蒞使用任何合適等級的煤，諸如，褐煤（褐色煤）、次煙煤、煙煤、 無煙煤或其組合物。
[0009] 第一燃燒腔可W是任何合適的形式。然而，按照設(shè)想第一燃燒腔位于一個燃煤發(fā) 電站中。因此，在本發(fā)明的本實施例中，第一燃燒腔包括煤燃燒爐。要理解，第一燃燒腔的 大小、結(jié)構(gòu)和操作條件將取決于眾多因素，包括：待燃燒的煤的類型、發(fā)電站的發(fā)電量等。因 此，第一燃燒腔的確切規(guī)格對本發(fā)明而言無關(guān)緊要。
[0010] 即便如此，按照設(shè)想將由第一燃燒腔中的化石燃料的燃燒生成的熱量用于使與第 一燃燒腔連接的鍋爐中的水蒸發(fā)從而生成蒸汽。然后，將蒸汽用于驅(qū)動滿輪機機發(fā)電。技 術(shù)人員將會明白運種結(jié)構(gòu)，不需要對此另行論述。
[0011] 要理解，由第一燃燒腔中的化石燃料的燃燒生成的氣體可W包括多種氣體成分， 諸如但不限于，二氧化碳、一氧化碳和氮氧化物。此外，氣體可W包括顆粒物質(zhì)，諸如，娃、 巧、鐵和侶的氧化物（統(tǒng)稱為"飛灰"）。還要理解，氣體的至少一部分可W包括碳氨化合物 氣體（盡管也按照設(shè)想顆粒物質(zhì)的一部分可W包括未燃盡的碳氨化合物）。通常，氣體可W包括3%至10%v/v的碳氨化合物氣體，運取決于烙爐和煤的類型。在常規(guī)的燃煤發(fā)電站 中，通過煤的燃燒生成的氣體最終可作為煙道氣釋放到大氣中，運意味著，同樣也失去了煙 道氣中的碳氨化合物。運不僅會導(dǎo)致污染，而且也代表了由于失去了煙道氣中釋放到大氣 中的碳氨化合物的熱值而導(dǎo)致發(fā)電站的效率降低。雖然不希望受到理論的束縛，但是據(jù)估 計，由于失去了煙道氣中未燃盡的碳氨化合物，化石燃料燃燒過程可能損失了占全部能量 的10%或更多的能量。
[0012] 在本發(fā)明中，第一燃燒腔的煙道氣未釋放到大氣中。相反，由第一燃燒腔中的化石 燃料的燃燒生成的氣體被轉(zhuǎn)移至第二燃燒腔W進一步燃燒。可W通過使用任何合適的技術(shù) 將氣體直接從第一燃燒腔轉(zhuǎn)移至第二燃燒腔。然而，在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，在氣體 進入第二燃燒腔之前，可W對氣體進行處理。
[0013] 在本發(fā)明的某些實施例中，可W對離開第一燃燒腔的煙道氣進行分析，W確定煙 道氣的成分。因此，在該實施例中，可W提供一個或多個傳感器來分析煙道氣，W便確定煙 道氣的一種或多種性質(zhì)，諸如但不限于，煙道氣中氣體成分的類型、煙道氣中各種氣體成分 的相對比例等。
[0014] 優(yōu)選地，一個或多個傳感器的位置是能夠使從第一燃燒腔出來的煙道氣直接通過 一個或多個傳感器。可W在任何時候通過使用任何合適的技術(shù)來分析一個或多個傳感器生 成的信息。然而，在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，將一個或多個傳感器產(chǎn)生的信息實時地 傳送至信息收集系統(tǒng)?？蒞使用任何合適的信息收集系統(tǒng)，諸如，一個或多個計算機、DCS、 Scada、專家系統(tǒng)等、或者其任何合適的組合。
[0015] 在一個優(yōu)選實施例中，可W對信息收集系統(tǒng)從一個或多個傳感器接收的信息進行 分析。例如，信息可W由操作員分析，也可W電子分析。優(yōu)選地，信息由電子實時分析。
[0016] 按照設(shè)想，可W通過將其與信息收集系統(tǒng)中的現(xiàn)有數(shù)據(jù)進行比較來分析從一個或 多個傳感器接收的信息?，F(xiàn)有數(shù)據(jù)可W是之前從一個或多個傳感器中收集的數(shù)據(jù)，也可W 是編程至信息收集系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，或者還可W是上述兩種數(shù)據(jù)的組合。
[0017] 一旦已經(jīng)對從一個或多個傳感器接收到的數(shù)據(jù)進行了分析，就可生成輸出數(shù)據(jù)。 該輸出數(shù)據(jù)可W是任何合適的形式，并且可W將其發(fā)送至操作員或者可W將其電子地傳送 至與第二燃燒腔相關(guān)聯(lián)的控制單元。優(yōu)選地，將輸出數(shù)據(jù)電子地實時傳送至與第二燃燒腔 相關(guān)聯(lián)的控制單元。運樣，可W對第二燃燒腔中的燃燒條件（即，燃料、氧氣和進入第二燃 燒腔的煙道氣的相對比例）進行控制，W便產(chǎn)生所需的燃燒環(huán)境。例如，可W控制燃料、氧 氣和煙道氣的相對比例從而使第二燃燒腔中生成的熱量最大化，使生成的有毒氣體和/或 溫室氣體最小化等。
[0018] 在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，輸出數(shù)據(jù)可用于調(diào)節(jié)一個或多個閥口的位置（例 如，位于氧氣罐與第二燃燒腔之間或位于碳氨化合物燃料罐與第二燃燒腔之間的閥口），W 便控制進入第二燃燒腔中的氧氣或碳氨化合物的流速和/或量。按照設(shè)想，運又可W影響 作為第二燃燒腔產(chǎn)物而產(chǎn)生的廢氣的成分。
[0019] 通過響應(yīng)于有關(guān)廢氣成分收集的實時信息來調(diào)節(jié)一個或多個閥口的位置，可W控 制第二燃燒腔中的燃燒效率并且使其最大化，使收集信息與調(diào)節(jié)進入第二燃燒腔中的材料 運兩個操作之間的滯后最小化。
[0020] 可W使用任何合適的技術(shù)或者多種技術(shù)的組合來處理氣體。例如，可W對氣體進 行過濾W去除至少一部分顆粒物質(zhì)?？蒞使用任何合適的過濾技術(shù)，包括：過濾袋、靜電除 塵器、濕式洗涂器、干吸附劑噴射器、噴霧干燥劑吸收器或者其任何合適的組合。為了將煙 道氣中的顆粒物質(zhì)的量（尤其是煙道氣中飛灰的量）減少到所需水平，可W使用任何合適 數(shù)量的過濾階段。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，氣體中至少約90%的顆粒物質(zhì)可W在過 濾期間去除。更加優(yōu)選地，氣體中至少約95%的顆粒物質(zhì)可W在過濾期間去除。最優(yōu)選地， 至少約99. 5%的顆粒物質(zhì)可W在過濾期間去除。
[0021] 在本發(fā)明的某些實施例中，在煙道氣進入第二燃燒腔之前，可W將煙道氣壓縮。煙 道氣的壓縮可W在過濾氣體之后進行，也可W直接對從第一燃燒腔出來的煙道氣執(zhí)行壓縮 (在氣體的壓縮過程之后可W進行過濾過程，也可W不進行過濾過程）?？蒞使用任何合 適的壓縮機來完成煙道氣的壓縮，諸如，正排量壓縮機（諸如，回轉(zhuǎn)式壓縮機或往復(fù)式壓縮 機）、動力壓縮機（諸如，離屯、式壓縮機或軸流式壓縮機）或者其組合。優(yōu)選地，在煙道氣進 入第二燃燒腔之前，對煙道氣進行壓縮，W便減少煙道氣的量：減少煙道氣的量意味著如果 不對煙道氣進行壓縮的話則第二燃燒腔的大小可能小于煙道氣的量。
[0022] 優(yōu)選地，可W在第一燃燒腔與第二燃燒腔之間提供一個或多個用于儲存煙道氣的 儲存容器。運樣，就可儲存一些煙道氣。儲存一些煙道氣有助于實現(xiàn)第二燃燒腔的順利操 作，運是因為運樣可W實現(xiàn)流入第二燃燒腔的煙道氣的量一致。
[0023] 該一個或多個儲存容器可是任何合適的形式。然而，優(yōu)選地，一個或多個儲存容器 包括儲存罐，在本發(fā)明的大多數(shù)優(yōu)選實施例中，儲存容器包括能夠儲存壓縮氣體的儲存罐。
[0024] 要理解，所需要的儲存容器的數(shù)量和容積很大程度上取決于第一燃燒腔產(chǎn)生的煙 道氣的量、氣體的壓縮程度、第二燃燒腔的大小等。然而，按照設(shè)想一個或多個儲存容器的 儲存容量將足W確保實現(xiàn)流入第二燃燒腔中的氣體的量一致，無論第一燃燒腔中的煙道氣 的產(chǎn)量如何變化。運樣，無論第一燃燒腔的狀態(tài)如何，都可W連續(xù)地操作第二燃燒腔。
[0025] 可W使用任何合適的技術(shù)來實現(xiàn)煙道氣在第一燃燒腔與第二燃燒腔之間的轉(zhuǎn)移。 例如，可W使用一個或多個累、鼓風(fēng)機等或者其任何合適的組合來轉(zhuǎn)移煙道氣?？商鎿Q地， 可W