专利名称：降低排放的化石燃料燃烧系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种降低排放的化石燃料燃烧系统，例如化石燃料燃烧炉。特别地，本发明涉及至少降低来自化石燃料燃烧系统的排放物的不透明度。
背景技术：
美国清洁空气法案(United States Clean Air Act)1990年修正案要求诸如电厂的空气排放大户限制其燃烧过程中排出的气载污染物的排放。现今运行的大多数蒸汽发电厂中，化石燃料(例如石油或煤炭)在包括锅炉的燃烧炉内燃烧以将水加热成蒸汽。蒸汽驱动与发电机耦合的汽轮以产生电力。然而，这些化石燃料燃烧炉排出高污染烟道气流进入大气中。这些烟道气流通常含有有毒的气体化合物，例如二氧化碳、氯气、氟、NOx和SOx，以及颗粒物，例如飞灰，它是化石燃料燃烧后大部分不可燃烧的残留物。
迄今为止，已经使用了很多装置来降低化石燃料系统所排放的污染物的浓度。最有效的装置之一是静电除尘器(ESP)。US6,488,740中描述了EPS及其在典型化石燃料燃烧锅炉中的用途。ESP是一种具有平均间隔的静电导体的装置，所述静电导体通常是平板，带有静电。当烟道气流通过这些导体之间时，烟道气流中的颗粒物变为带电并且被吸引到导体上。通常，将二十到六十个导体设置为彼此平行，使烟道气流通过导体之间形成的通道。在导体上形成的颗粒物层限制了静电场的强度并降低了ESP的性能。为了保持性能，定期清洁导体以去除所收集的颗粒物。
存在两类ESP干法和湿法ESP。干法ESP通过振动或敲击导体并将所去除的颗粒物收集到一个干料斗中来从导体上去除颗粒物。湿法ESP通过从导体上清洗掉颗粒物并将所去除的颗粒物收集到一个湿料斗来去除颗粒物。
US3,444,668中公开了一种使用一系列干ESP场和湿ESP场来去除颗粒物的系统。该系统在水泥生产过程中去除颗粒物。然而，例如如US2,874,802中所公开的，将湿ESP场设置在干ESP场的上游，不足以从烟道气流中去除污染物或者克服上述问题。
US5,384,343和US5,171,781中公开了一种用超吸收性细粉形成煤粉丸片的方法，包括将湿粘的煤粉团转变为易碎的或可流动的固体并随后形成固体丸片的步骤，所述超吸收性细粉已经被团聚以用于化石燃料燃烧炉中。该US5,384,343和US5,171,781专利公开了使用吸水聚合物颗粒制造湿粘煤粉团，所述聚合物颗粒为粒度小于10μm的细粉，选自淀粉丙烯腈接枝共聚物和通过水溶性烯键式不饱和单体或单体混合物聚合形成的聚合物。特别地，聚合物颗粒细粉的有效干燥尺寸小于10μm。然后使细粉团聚，团聚的聚合物由至少90％低于50μm的超吸收性聚合物的混合物构成并混入颗粒物团，颗粒的形式或者是干燥粉末形式，或者是尺寸小于50μm的颗粒在水不混溶液体中的分散体形式，所述干燥粉末的粒度大于50μm并由尺寸小于50μm的较细颗粒内部结合的易碎团聚物构成。本质上，该US5,384,343和US5,171,781专利涉及了超吸收性聚合物细粉的用途，所述超吸收性聚合物细粉被团聚并用于使诸如煤炭的造粒燃料。
因此，该US5,384,343和US5,171,781专利还进一步教导了由此通常不希望使用小于等于50μm的吸收性颗粒，但是如果使用较大颗粒，例如大于等于200μm的颗粒，则它们从环境中吸收液体的速率可能会非常慢，而且，如果这些颗粒团聚的话，则团聚物会很大，而这是不希望的。
基于上述理由，非常希望提供一种化石燃料燃烧系统，所述化石燃料燃烧系统包括一种有效的系统，用于降低化石燃料燃烧炉所排放的烟道气中污染物浓度，同时克服现有系统中的上述缺点。
发明简述本发明通过提供一种化石燃料燃烧系统来满足上述这些以及其它需求，所述系统包括排放控制剂分配器、燃烧炉、排放监测器、以及非必需的控制器。排放控制剂分配器向化石燃料燃烧系统提供预定量的有机排放控制剂，例如，不透明度控制剂。燃烧炉包括与大气相连通的排烟道。排放监测器能够测定通过排烟道通入大气的烟道气的至少一种性质。例如，当有机排放控制剂为不透明度控制剂时，排放监测器具有至少测定不透明度的能力。当包括控制器时，该控制器至少与排放控制剂分配器和排放监测器相连。
本发明的一个方面是提供一种化石燃料燃烧系统，所述系统包括排放控制剂分配器、燃烧炉和排放监测器。排放控制剂分配器提供预定量的有机排放控制剂。排放监测器能够测定通过排烟道通入大气的烟道气的至少一种性质。
本发明的另一个方面是提供一种可与化石燃料燃烧系统一起使用的不透明度控制剂分配器。该化石燃料燃烧系统可以包括燃烧炉，并可以包括不透明度监测器。该不透明度控制剂分配器能够提供预定量的不透明度控制剂。该不透明度监测器至少能够测定由燃烧炉通过排烟道通入大气的烟道气的不透明度。
本发明再一个方面是提供一种化石燃料燃烧系统，所述系统包括不透明度控制剂分配器、燃烧炉、不透明度监测器和控制器。该不透明度控制剂分配器能够提供预定量的不透明度控制剂。该不透明度监测器至少能够测定由燃烧炉通过排烟道通入大气的烟道气的不透明度。该控制器至少与不透明度控制剂分配器和不透明度监测器相连。
本发明附加的一个方面是提供一种控制化石燃料燃烧系统排放的方法。该方法包括下列步骤(a)向燃烧炉提供一定量的有机排放控制剂，(b)测定通入大气的烟道气的至少一种性质，(c)比较该至少一种性质的测定值和预设点值，(d)在适当的情况下，调节所提供的有机排放控制剂的量，以及(e)重复步骤(b)-(d)。所提供的有机排放控制剂的量足以将烟道气的至少一种性质控制在预设点值。由于对测定值和预设点值进行了比较，如有必要，适当调节所提供的有机排放控制剂的量，以使该至少一种性质的测定值与预设点值基本相同。
本发明附加的另一个方面是提供一种控制化石燃料燃烧系统排放物不透明度的方法。该方法包括下列步骤(a)提供一定量的不透明度控制剂，(b)至少测定通入大气的烟道气的不透明度，(c)比较不透明度测定值和不透明度预设点值，(d)在适当的情况下，调节所提供的不透明度控制剂的量，以及(e)重复步骤(b)-(d)。所提供的不透明度控制剂的量足以至少将烟道气的不透明度控制在预设点值。由于对不透明度测定值和预设点值进行了比较，如有必要，适当调节所提供的不透明度控制剂的量，以使不透明度测定值与预设点值基本相同。
本发明附加的再一个方面是提供一种在控制其排放的同时运行化石燃料燃烧系统的方法。该方法包括下列步骤(a)在所需载荷预设点值下运行化石燃料燃烧系统，(b)提供预定量的不透明度控制剂，(c)将所需载荷预设点值调节到不同的所需载荷预设点值，(d)在不同的所需载荷预设点值下至少测定通入大气的烟道气的不透明度，(e)比较不透明度测定值和不透明度预设点值，(f)在适当的情况下，调节所提供的不透明度控制剂的预定量，以及(g)重复步骤(c)-(f)。所提供的不透明度控制剂的预定量足以至少将烟道气的不透明度控制在不透明度预设点值，同时在所需载荷预设点值下运行。在将所需载荷预设点值调节至不同的所需载荷预设点值后，对测定值和不透明度预设点值进行比较。如有必要，适当调节所提供的不透明度控制剂的预定量，以便至少使不透明度的测定值与预设点值基本相同。
本发明的另一个方面是提供一种可用于化石燃料燃烧系统中以控制由该化石燃料燃烧系统通入大气中的排放的燃料。该燃料包括至少一种可燃烧物质和一种有机排放控制剂。该排放控制剂能够与燃料、燃料燃烧产物、以及燃料和燃烧产物中之一相互作用，以降低烟道气至少一个方面的排放。以这种方式，由化石燃料燃烧系统通入大气的排放物得以控制。
本发明的再另一个方面是提供一种可用于化石燃料燃烧系统中以控制由该化石燃料燃烧系统通入大气中的烟道气不透明度的燃料。该燃料包括至少一种化石燃料和一种不透明度控制剂。该不透明度控制剂能够与燃料、燃料燃烧产物、以及燃料和燃烧产物中之一相互作用，以降低由该化石燃料燃烧系统通入大气中的烟道气的不透明度。以这种方式，至少由化石燃料燃烧系统通入大气的烟道气的不透明度得以控制。
本发明的再又另一个方面是提供一种装置，用于降低由化石燃料燃烧系统向大气中排放的烟道气中存在的污染物的浓度。该装置包括至少一个喷射器，用于将超吸收性聚合物在化石燃料燃烧后的烟道气流中引入燃料燃烧系统。该装置可以包括排放监测器、控制器、以及排放监测器和控制器中的任何一者。当包括排放监测器时，该排放监测器位于喷射器的下游。而且，排放监测器能够测定通入大气的烟道气的至少一种性质。控制器与至少一个喷射器相连。该控制器可以与至少一个喷射器和排放监测器相连。在任一情况下，该控制器控制超吸收性聚合物流通过至少一个喷头并进入烟道气流中，以控制该至少一个喷射器下游烟道气中存在的污染物的浓度。
由下面的详细说明、附图、以及所附的权利要求，本发明的这些以及其它方面、优点和突出的特征将变得明显。
附图简述
图1A示出了根据本发明一个具体实施方式
的化石燃料燃烧系统的示意图；图1B示出了根据本发明一个具体实施方式
的化石燃料燃烧系统的示意图；图1C示出了根据本发明一个具体实施方式
的化石燃料燃烧系统的示意图；图2A示出了能够与图1C的化石燃料燃烧系统一起使用的燃料准备系统细节的示意图；图2B示出了能够与图1C的化石燃料燃烧系统一起使用的燃料准备系统细节的示意图；图2C示出了能够与图1C的化石燃料燃烧系统一起使用的燃料准备系统细节的示意图；图3为示出了一种燃烧控制的方框图，所述燃烧控制包括能够与图1A、1B和1C的化石燃料燃烧系统一起使用的排放控制；以及图4示出了根据本发明一个具体实施方式
的煤炭燃烧系统的详细示意图。
发明详述在下面的说明中，附图中所示几个视图自始至终，同样的附图标记表示相同或相应的部件。还应当理解，诸如“顶部”、“底部”、“向外”、“向内”等是旨在便于说明的，不应当理解为限定性术语。
参照一般附图，特别是参照图1A、1B、以及1C，可以理解，这些土石旨在说明本发明的具体实施方式
的，不应当由此限制本发明。最好如图1A、1B、以及1C中所示，化石燃料燃烧系统(通常标记为10)根据本发明所示构建。该化石燃料燃烧系统10包括排放控制剂分配器12、燃烧炉14、排放监测器20和控制器22。该化石燃料燃烧系统10可以包括其它组件，例如，化石燃料准备系统24、蒸汽发生器32、以及发电机34。排放控制剂分配器12以预定的方式向，例如燃烧炉14(如图1A中所示)、烟道气(如图1B中所示)、化石燃料准备系统24(如图1C中所示)、化石燃料准备系统24的子系统(如图2A、2B和2C中所示)、及其组合(参见例如图4)中任何一者，提供有机排放控制剂18。燃烧炉14包括与大气相连通的排烟道16。排放监测器20能够测定由燃烧炉14通过排烟道16通入大气的烟道气的至少一种性质。控制器22至少与排放控制剂分配器12和排放监测器20相连。如图1A、1B和1C中所示，控制器22可以与燃烧炉14、化石燃料准备系统24、蒸汽发生器32、以及发电机34相连。图3中未示出但是暗示了控制器22可以与传感器和探头相连，以便于控制化石燃料燃烧系统10。
控制器22调节由排放控制剂分配器12提供的排放控制剂的量。该调节可以连同排放监测器20及其向控制器22传达的烟道气至少一种性质的测定值一起进行。例如，通过排放控制剂分配器12提供预定量的排放控制剂18，以便通过排放监测器20向控制器22的测定值反馈将烟道气的至少一种性质保持在预定限度。通过进一步的例子，通过排放控制剂分配器12提供预定量的有机排放控制剂18，以便通过向控制器22的测定值反馈将至少一种性质保持在预定限度并保持燃烧炉14、蒸汽发生器32、发电机34及其组合中任何一者的操作载荷。
控制器22是一种市售的控制器，带有满足周边设备要求的多个输入端和输出端。控制器22可以是微控制器、带有适当硬件和软件的PC、及其一个或多个组合中的任何一者。有关可用于化石燃料燃烧系统10中的控制器的细节在例如US5,980,078、5,726,912、5,689,415、5,579,218、5,351,200、4,916,600、4,646,223、4,344,127和4,396,976中有所描述，各文献全部内容均并入本文作为参考。
再参照图1A、1B和1C，化石燃料燃烧系统10可以包括燃料准备系统24，例如化石燃料准备系统。该燃料准备系统24可以是包括泥煤准备系统、石油焦炭准备系统、煤准备系统及其组合之一的设备中的任何一种。现在参照图2A、2B和2C，燃料准备系统24可以包括粗燃料准备系统26，用于将粗燃料转变为精制燃料。例如，当煤炭是粗燃料之一时，可以使用煤炭压碎机将粗煤转变为碎煤。粗燃料准备系统26可以包括一个或多个额外的分配器。这些分配器可以提供材料处理剂、水分结合剂、以及材料处理、水分结合剂中的任何一者。尽管对于每种试剂可以有一个独立的分配器，但是在图2A、2B以及2C中，这些试剂被表示为由单个的分配器——排放控制剂分配器12来提供。
现在再回到图2A、2B和2C，燃料准备系统24可以是、或者包括精制燃料准备系统28，用于将精制燃料转变为燃烧级燃料。例如，当煤炭是精制燃料之一时，可以使用煤炭粉碎机将碎煤转变为煤粉。如同粗燃料准备系统26一样，该精制燃料准备系统28也可以包括一个或多个额外的分配器。这些分配器可以提供材料处理剂、水分结合剂、以及材料处理、水分结合剂中的任何一者。而且，如同粗燃料准备系统26一样，尽管对于每种试剂可以有一个独立的分配器，但是在图2A、2B以及2C中，这些试剂也被表示为由单个的分配器——排放控制剂分配器12来提供。
燃料准备系统24能够结合至少两种燃料，例如，可以在化石燃料燃烧系统10中提供任何一种不同级别、不同类型、不同尺寸的燃料及其组合。这些多种燃料可以以这样的方式混合，即制造出满足燃烧炉14操作载荷要求，同时，与有机排放控制剂18一起，满足或者超越排放性能的燃料混合物。应当理解当燃料包括煤炭时，可以采用煤压碎机(例如在粗燃料准备系统26中)、粉碎机(例如在精制燃料准备系统28中)及其组合的任何一者来完成燃料混合。
如图2A、2B以及2C中所示，粗燃料准备系统26能够将多种粗燃料A、B、…、和Z转变为多种精制燃料1、2、…、和N。粗燃料A、B、…、和Z可以通过依次处理粗燃料A、B、…、和Z被转变以制备精制燃料1、2、…、和N。或者，这种转变可以通过例如取出两种或多种粗燃料A、B、…、和Z，依次制备精制燃料1、精制燃料2、…、和精制燃料N来实现。两种工艺均用由方框26到精制燃料仓的实箭头表示。
仍旧如图2A、2B以及2C中所示，精制燃料准备系统26能够将多种精制燃料1、2、…、和N转化为燃烧级燃料。如同粗燃料A、B、…、和Z一样，精制燃料1、2、…、和N也可以通过依次处理精制燃料1、2、…、和N被转化以制备燃烧级燃料。或者，这种转化也可以通过例如取出两种或多种精制燃料1、2、…、和N，依次制备燃烧级燃料来实现。
应当理解化石燃料燃烧系统10可以包括不必具有燃料准备系统24来转化粗燃料和精制燃料的供料。在这种情况下，化石燃料燃烧系统10可以是一个燃料处理系统30，用于向燃烧炉14提供燃烧级燃料。在这种情况下，该燃料处理系统30可以包括排放控制剂分配器12和一个或多个额外的分配器。这些分配器可以提供材料处理剂、水分结合剂、以及材料处理、水分结合剂中的任何一者。尽管对于每种试剂可以有一个独立的分配器，但是在图2A、2B以及2C中，这些试剂被表示为由单个的分配器——排放控制剂分配器12来提供。
燃烧炉14可以是任何可由包括排放控制剂分配器12而获益的燃烧炉。当燃料是煤炭时，燃烧炉14的例子包括机械加煤燃烧炉、粉状燃料燃烧炉及其组合中的任何一者。粉状燃料燃烧炉的一些具体例子包括旋风型燃烧炉和流化床型燃烧炉中任何一者。可以通过所设计使用的燃料的类型来区分燃烧炉14。由此，燃烧炉14的其它例子包括煤炭燃烧炉、泥煤燃烧炉、石油焦炭燃烧炉及其组合中任何一者。申请人已经发现，向煤炭燃烧炉提供排放控制剂分配器12将有利于控制排放物。
再回到图1A、1B以及1C，化石燃料燃烧系统10可以包括蒸汽发生器32和蒸汽发生器32和发电机34中任何一者。发电机34可以是汽轮、Sterling引擎、往复蒸汽机及其组合中任何一种。
申请人特别提请注意，该化石燃料燃烧系统10可以用于除了图1A、1B以及1C中所示的那些用途之外的用途。例如，该化石燃料燃烧系统10可以用于使用机械动力、电力、蒸汽动力及其组合中任何一者的用途，例如，纸浆制造、造纸、纸浆和纸的制造、织物制造、化学品制造、以及橡胶处理中任何一者。该化石燃料燃烧系统10的应用的其它例子包括金属和水泥工业，例如，铜矿冶炼、铜精制、镍矿冶炼、镍精制、从铅高炉炉渣、铜返焰炉炉渣中回收锌、由white-Catiron制备韧性铸铁、以及水泥制造。
排放监测器20如图1A、1B、1C以及4中所示，位于化石燃料燃烧系统10的排烟道16上。该监测器能够在烟道气通入大气之前测定其至少一种性质。申请人已经发现，至少烟道气的不透明度受到本发明有机排放控制剂的影响。为此目的，排放监测器20所能够测定的至少一种性质是不透明度。因此，排放监测器20可以是不透明度监测器。排放监测器20可以灵活地具有测定烟道气的不透明度和至少一种额外性质的能力，而非专用于测定不透明度，所述其它性质为，例如碳的氧化物(例如CO、CO2、…等)、氧(例如O2、O3、…等)、氮的氧化物(例如NO、NO2、NOx、…等)、硫的氧化物(例如SO2、SO3、SOx、…等)、颗粒物质、流体、及其组合中任何一者。
有关可用于化石燃料燃烧系统10中的排放监测器的细节在例如US6,597,799和5,363,199中有所描述，各文献全部内容均并入本文作为参考。包括SO2分析仪、NOx分析仪、CO2分析仪、O2分析仪、流体监测器、不透明度分析仪、烟道气流量计和相关的数据采集和处理系统、并且满足美国环保署(EPA)的40 CFR 75部分要求的连续排放监视系统(CEMS)，可以通过市售获得。不透明度监测器或分析仪的制造商包括，例如Teledyne/Monitor Labs、Land Combustion、Thermo Environment和Durag。
现在来看能够与化石燃料燃烧系统10一起使用的排放控制剂分配器12。任何能够便于以降低与大气连通的排放物的方式引入有机排放控制剂18的分配器均适用。这样的排放控制剂分配器12可以包括诸如螺杆进料分配器的体积度量进料分配器，以及诸如称量带进料器的质量进料分配器。
当作为不透明度控制剂分配器时，该分配器12能够以一定的速率提供不透明度控制剂，使得至少通过排烟道16通入大气的烟道气的不透明度小于或者等于基本预定的值。在某些地区，不透明度值基本小于或者基本等于约40。在其他一些管辖区，不透明度值基本小于或者基本等于约30。在另外一些管辖区，不透明度值基本小于或者基本等于约20。在再另外一些管辖区，不透明度值基本小于或者基本等于约10。
排放控制剂分配器12可以与化石燃料燃烧系统10以允许提供有机排放控制剂18的任何方式相连，以控制通过排烟道16排放的烟道气流中污染物浓度。为此目的，排放控制剂分配器12可以被设置为将有机排放控制剂18通入化石燃料、燃烧前的化石燃料流、燃烧过程中的化石燃料流(例如与在燃烧过程中通入燃烧炉14的气体一起)、燃烧后的化石燃料流(例如化石燃料燃烧后的烟道气流)及其组合中的任何一者中。
现在来看示意出本发明一个方面的图1A。在这个方面，排放控制剂分配气器12将有机排放控制剂18通入燃烧炉14中。该排放控制剂分配器12可以是、或者可以包括一种装置，该装置包括例如至少一个用于引入有机排放控制剂18的喷射器。与燃烧炉14的连接可以通过将有机排放控制剂18通入燃烧前的化石燃料流、燃烧过程中的化石燃料流(例如与在燃烧过程中通入燃烧炉14的气体一起)、燃烧后的化石燃料流(例如化石燃料燃烧后的烟道气流)及其组合的任何一者中。
仍旧如图1A中所示，装置可以包括排放监测器20、控制器22、以及排放监测器20和控制器22中的任何一者。当包括排放监测器20时，其位于喷射器的下游。此外，排放监测器能够测定通入大气的化石燃料燃烧后烟道气流的至少一种性质。控制器20与至少一个喷射器相连。该控制器22可以与至少一个喷射器和排放监测器20相连。在任一情况下，该控制器22控制诸如不透明度控制剂(例如超吸收性聚合物)的有机排放控制剂流18通过至少一个喷嘴的流量，以控制该至少一个喷射器下游烟道气流中存在的污染物的浓度。以这种方式，通过化石燃料燃烧系统10的排烟道16排出的烟道气流中存在的污染物浓度得以控制。
现在来看示出了本发明另一方面的图1B。在这个方面，排放控制剂分配器12将有机排放控制剂18通入排烟道16中。该排放控制剂分配器12可以是、或者可以包括一种装置，所述装置包括例如至少一个用于引入有机排放控制剂18的喷射器。与排烟道16的连接可以在燃烧后通过将有机排放控制剂18通入燃烧后的化石燃料流(例如化石燃料燃烧后的烟道气流)中实现。如同图1A中一样，该装置也可以包括排放监测器20、控制器22、以及排放监测器20和控制器22中的任何一者。
现在来看示出了本发明再一方面的图1C、2A、2B和2C。在这个方面，排放控制剂分配器12将有机排放控制剂18通入燃料准备系统24中。与燃料准备系统24的连接可以通过将有机排放控制剂18通入化石燃料、燃烧前的化石燃料流(例如粗燃料准备系统26、精制燃料准备系统28、燃料处理系统30及其组合中任何一者)、及其组合的任何一者中实现。这个方面的排放控制剂分配器12可以是、或者可以包括一种装置，所述装置包括喷射器、螺杆进料器和称重带进料器中的任何一者，用于引入有机排放控制剂18。如同图1A和1B中一样，该装置也可以包括排放监测器20、控制器22、以及排放监测器20和控制器22中的任何一者。
申请人意外地发现，超吸收性聚合物通常起到排放控制剂18的作用，特别地，可以充当不透明度控制剂。在这种情况下，排放控制剂分配器12是能够分配超吸收性聚合物的吸收性聚合物分配器，所述超吸收性聚合物的平均粒度为至少约200μm，甚至至少约250μm。
可以采用标准筛分析来表征本发明所用有机排放控制剂粒度的特征。1991年10月29日授权给Goldman等人的US5,061,259“Absorbentstructures with gelling agent and absorbent articles containing suchstructures”详细描述了中采用这种技术确定粒度特征，上述文献的全部公开内容引入本文作为参考。
该超吸收性聚合物分配器还能够以供给燃料炉燃料的约0.001重量％-约5重量％、优选约0.01重量％-约0.5重量％、且更优选约0.05重量％-约0.25重量％的量分配超吸收性聚合物。以磅/吨燃料计，该分配器能够以供给燃料炉燃料的约0.02-约100磅/吨燃料、优选约0.2-约10磅/吨燃料、且更优选约1-约5磅/吨燃料的量超分配吸收性聚合物。而且，该超吸收性聚合物分配器能够分配具有各种物理形式的超吸收性聚合物，所述物理形式包括颗粒、纤维、泡沫、膜、珠粒、棒条、淤浆、悬浮液、溶液及其组合中的任何一者。
图3为示出了可用于在化石燃料燃烧系统10中分别或同时燃烧至少两种燃料的燃烧控制流程的方框图，所述系统10能够用于与图1A、1B、以及1C的任何化石燃料燃烧系统10一起使用的排放控制方面。在图3中，相似形状的控制标记可以具有各种一致的含义。例如，圆圈可以表示变送器(例如，流量计、液面传感器、热电偶、…等)；矩形可以表示脱除单元、比例控制器、比例+积分控制器、q加法器和信号延迟单元中的任何一者；菱形可以表示人工信号发生器，当成组时可以表示包括传输功能的手动/自动控制点；梯形可以表示最终控制功能。与图3相关的标记的具体含义列于下表中。
由于该化石燃料燃烧系统10包括锅炉或蒸汽发生器32，因此司炉工由蒸汽压来控制燃料流、空气流以及排放控制剂(EC-试剂)流，由燃料流、空气流、排放水平以及EC-试剂流对燃料和排放进行再调节。
通常，图3涉及本发明的一个方面，其提供了一种用于在控制其排放的同时运行化石燃料燃烧系统10的方法。该方法包括下列步骤(a)在所需载荷预设点值下运行化石燃料燃烧系统10，(b)提供预定量的不透明度控制剂18，(c)将所需载荷预设点值调节到不同的所需载荷预设点值，(d)至少测定与大气相连通的烟道气的不透明度，(e)比较测定值和在不同所需载荷预设点值下的不透明度预设点值，(f)在适当的情况下，调节所提供的不透明度控制剂的预定量，以及(g)重复步骤(c)-(f)。所提供的不透明度控制剂的预定量足以至少将烟道气的不透明度控制在不透明度预设点值，同时在所需载荷预设点值下运行。在将所需载荷预设点值调节至不同的所需载荷预设点值后，对测定值和不透明度预设点值进行比较。如有必要，可以适当调节所提供的不透明度控制剂的预定量，以便使至少不透明度的测定值与预设点值基本相同。
申请人意外地发现，超吸收性聚合物通常起到排放控制剂18的作用，特别地，可以充当不透明度控制剂。合适的超吸收性聚合物可以选自天然、可生物降解、合成以及改性的天然聚合物和材料。用于描述超吸收性聚合物的术语“交联的”表示用于有效地将通常水溶性的物质变得基本水不溶但是可溶胀的任何方式。超吸收性聚合物包括内部交联和表面交联。
超吸收性聚合物已知用于卫生制品以及其它用途，例如用于电缆和肥料。超吸收性指能够含有0.9重量％氯化钠溶液在水中的水溶液中吸收至少约10倍-约30倍于其自身重量的水可溶胀、水不溶性有机或无机材料。超吸收性聚合物是一种交联的聚合物，它能够吸收大量的水性液体和体液，例如尿和血，溶胀并形成水凝胶；并能够根据超吸收性的一般定义在一定压力下保留它们。
现在市售的超吸收性聚合物为交联的聚丙烯酸或交联的淀粉-丙烯酸接枝聚合物，其中一部分羧基被氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中和。
在本发明的一个具体实施方式
，该超吸收性聚合物是一种交联的聚合物，含有含约55-约99.9重量％可聚合不饱和酸基团的单体、内交联剂、和用于颗粒表面的表面交联剂。这样的超吸收性聚合物可以购自Stockhausen Inc.或者Stockhausen Louisiana LLC或者StockhausenGmbH & Co.KG。
本发明的超吸收性聚合物通过含约55-约99.9重量％可聚合不饱和酸基团单体的起始聚合反应获得。合适的单体包括含有羧基的那些单体，此处优选例如丙烯酸、甲基丙烯酸、或2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸，或者这些单体的混合物。优选至少大约50重量％、更优选至少大约75重量％的酸基团是羧基。优选获得在内交联剂存在下通过丙烯酸或甲基丙烯酸的聚合反应得到的聚合物，其中50-80mol％的羧基被中和。
可以用于制备本发明超吸收性聚合物的其它单体包括大约0-40重量％的烯键式不饱和单体，所述单体可以与，例如，丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基烷基酯、乙氧基化的(甲基)丙烯酸酯、二乙基氨基丙基丙烯酰胺、或者丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵共聚。大于约40重量％的这些单体可以赋予聚合物以可溶胀性。
内交联剂具有至少两个烯键式不饱和双键或一个烯键式不饱和双键和一个对含可聚合不饱和酸基团单体的酸基团具有反应活性的官能团或几个对酸基团具有反应活性的官能团可用作内交联组分并在含可聚合不饱和酸基团单体的聚合中存在。
聚合反应后，该吸收性聚合物被表面交联。表面交联是相对于颗粒内部的交联密度而言，提高超吸收性聚合物颗粒表面附近的聚合物基质交联密度的任何方法。该吸收性聚合物通常通过加入表面交联剂进行表面交联。优选的表面交联剂包括具有一个或多个官能团的化学制剂，所述官能团对聚合物链的侧基(通常是酸基团)具有反应活性。表面交链剂的含量为基于干聚合物重量的约0.01重量％-约5重量％，优选为约0.1重量％-约3.0重量％。加入表面活性剂后，优选进行加热步骤。
尽管颗粒以例如超吸收性聚合物物理形式的方式使用，但是本发明不限于这种形式，本发明可以以其它方式使用，例如，纤维、泡沫、膜、珠粒、棒条、淤浆、悬浮液、溶液等。超吸收性聚合物的平均粒度为至少约200μm，更可能为至少250μm。
有时希望使用在表面改性过程起多种作用的表面添加剂。例如，单种的添加剂可以是表面活性剂、粘度改性剂并可以与聚合物链反应。
根据本发明的聚合物优选通过两种方法制备。聚合物可以通过上述已知方法在大规模工业生产中连续或不连续制备，相应地进行根据本发明的后交联。
根据第一种方法，部分中和的单体(优选丙烯酸)，在交联剂以及非必需的其它成分存在下，通过在水溶液中的自由基聚合反应被转化为凝胶，将该凝胶粉碎、干燥、研磨并筛分至所希望的粒度。该溶液聚合反应可以连续进行或者不连续进行。
反相悬浮液和乳液聚合反应也可用于制备本发明的产品。根据这些方法，部分中和的单体(优选丙烯酸)的水性溶液借助于保护胶体和/或乳化剂，被分散于疏水的有机溶剂中，并且通过自由基引发剂开始聚合反应。内交联剂或者溶解于单体溶液中并与其一起定量供应，或者任选在聚合反应过程中单独加入。加入水溶性聚合物作为接枝基体非必需地通过单体溶液或者通过直接引入油相中而进行。然后从混合物中共沸除去水，过滤该聚合物并非必需地进行干燥。可以通过聚合入溶于单体溶液中的多官能交联剂和/或通过在聚合反应步骤中适当交联剂与聚合物官能团的反应来进行内交联。
在一个
具体实施例方式
中，超吸收性聚合物以离散微粒的形式使用。超吸收性聚合物可以是任何合适的形状，例如，螺旋形或半螺旋形、立方体、棒条状、多面体等。最大尺寸/最小尺寸比大的颗粒形状，例如针状、薄片状或纤维状，也可以考虑用于此。也可以使用超吸收性聚合物颗粒的聚集物。
多种不同的超吸收性聚合物可以同时一起使用，所述聚合物例如在吸收速率、渗透性、储存能力、加压吸收性、粒度分布或化学组成方面有所不同。
根据本发明的聚合物被用于很多制品中，包括用于诸如锅炉的燃烧装置中。可以在将煤炭加入锅炉之前直接将超吸收性聚合物引入锅炉中或者施用于煤炭。当超吸收性聚合物被直接引入锅炉中时，可以使用任何方法进行此项操作。超吸收性聚合物可以与燃烧过程中引入锅炉中的气体一起引入。
当超吸收性聚合物被施用于煤炭时，它通常以每吨煤炭约0.02-约100磅超吸收性聚合物的量施用于煤炭，优选地，每吨煤炭约0.2-约10磅超吸收性聚合物，最优选每吨煤炭约1-约5磅超吸收性聚合物。正如人们所意识到的，增加施用于煤炭的超吸收性聚合物的量会降低化石燃料燃烧炉改进结果的价值。在一个具体实施方式
中，超吸收性聚合物以粉状撒于容纳于所谓储槽中的煤炭上，并可以沉降和吸收水或其它液体。然后将该煤炭通过传送带由储槽中移出并输送到球磨机或其它类型的研磨或粉碎装置中，以使煤成为适于燃烧的粒度。通常，将煤炭碾磨成约1-约10μm尺寸的颗粒，碾磨后的含有超吸收性聚合物的煤炭随后被用作燃料。当在混入超吸收性聚合物之前混入分散剂或絮凝剂或其它材料时，它通常以溶液的方式施用，但是，如果它的溶解能力允许其相对快速地分散于锅炉中或煤炭上，则它可以以固体形式施用。通常优选超吸收性聚合物和滤饼的粒度和用量为这样的量，即该量被调整为降低污染物排放。例如，这通过向煤炭添加大约0.001％(干物质基于干物质)平均粒度为大约200μm的聚合物颗粒，或者通过将超吸收性聚合物直接喷入锅炉中来实现。
所施用的聚合物的量通常为用于化石燃料燃烧炉中煤炭重量的至少约0.01重量％，优选至少0.5重量％。本发明的特别的优点在于，尽管湿物料令人不愉快的特质，但是用很少量的超吸收性聚合物就能够获得良好的结果，所述量通常低于0.3重量％或0.4重量％，并且通常低于0.15重量％或0.2重量％。这些量是基于干煤炭颗粒重量的干超吸收性聚合物的量。
在一个方面，本发明将提供一种燃料，它可用于化石燃料燃烧系统10中以控制通过化石燃料燃烧系统10通入大气中的排放物。该燃料包括至少一种燃烧物质和一种有机排放控制剂18。该排放控制剂18能够与燃料、燃料的燃烧产物、以及燃料和燃烧产物中之一相互作用，以降低烟道气至少一个方面的排放。以这种方式，通过化石燃料燃烧系统通入大气中的排放物得以控制。
在另一个可替代的方面，本发明将提供一种燃料，它可用于化石燃料燃烧系统10中以控制通过化石燃料燃烧系统10通入大气中的燃烧产物的不透明度。该燃料包括至少一种化石燃料和一种不透明度控制剂。该不透明度控制剂能够与燃料、燃料的燃烧产物、以及燃料和燃烧产物中之一相互作用，以降低通过化石燃料燃烧系统通入大气中的烟道气的不透明度。以这种方式，通过化石燃料燃烧系统通入大气中的烟道气的至少不透明度得以控制。
参照图4讨论化石燃料燃烧系统10的运行，图4是示出了燃料准备系统24组合的示意图，所述燃料准备系统24包括粗燃料准备系统26和精制燃料准备系统28、燃烧炉14和排烟道16。示出了多个排放控制剂分配器12。在煤炭燃烧系统的情况下讨论运行。
多种来源的粗煤通过干燥器和压碎系统(粗燃料准备系统26)进行处理。在该处理和运输过程中，可以使用分配器12向煤中加入有机排放控制剂18。此外，多种来源的煤炭还可以通过同时按比例从该多种来源取出煤炭来进行混合。该碎煤被传送至一个或多个储槽中。(图4中仅示出了一个储槽。)来自该数个储槽的精制煤炭通过粉碎系统(精制燃料准备系统28)进行处理。在该处理和输送过程中，如果还没有这样做，或者如果额外的量更为有益，则可以使用分配器12’向煤中加入有机排放控制剂18。此外，来自多个储槽的煤炭还可以通过同时适当地从该多个储槽中取出碎煤和/或诸如石油焦炭的其它燃料来进行混合。该煤粉被传送至一个或多个仓库中。(图4中仅示出了一个仓库。)来自该多个仓库的煤粉通过多个烧嘴供给给燃烧炉14。如果还没有这样做，或者如果额外的量更为有益，则可以使用分配器12”向燃烧炉14加入有机排放控制剂18。
燃烧产物经过convention bank，并且一部分烟道气循环回燃烧炉。残量的烟道气通过排烟道16直接进入大气中。该排烟道16可以包括颗粒收集装置、干洗涤器、用于俘获排放物成分的袋式收尘室及其组合中的任何一者。如果还没有这样做，或者如果额外的量更为有益，则可以使用分配器12向排烟道16中加入有机排放控制剂18。尽管分配器12被示意为与烟囱相连，但是它也可以与颗粒收集装置、干洗涤器、袋式收尘室、烟囱及其组合中的任何一者相连。排放监测器20监测并报告法律所要求关注成分的排放水平。
题目为“SteamIts Generation and Use”第39版、版权归Babcock &Wilcox公司1978年所有的书中示出了化石燃料燃烧系统以及相关的燃料准备系统、粗燃料准备系统、精制燃料准备系统、燃烧炉、排烟道和控制系统。化石燃料燃烧系统以及相关的燃料准备系统、粗燃料准备系统、精制燃料准备系统、燃烧炉、排烟道和控制系统的说明并入本文作为参考。US6,488,740中也示出了一种化石燃料燃烧锅炉，其中锅炉的说明并入本文作为参考。此外，在1997年11月3-5日美国科罗拉多Denver举行的“B&W’s Advance Coal-fired Low Emission Boiler System CommercialGenerating Unit and Proof-of-Concept Demonstration presented to ASMEInternational Joint Power Generation Conference”的文章中也示出了一种化石燃料燃烧装置，其中该装置的说明并入本文作为参考。
实施例1在用球磨机将煤炭处理为具有1-10mm尺寸之前，将超吸收性聚合物施用于煤炭。该混合物被粉碎，并由粉碎器作为燃料由空气夹带传送入电站锅炉的燃烧室中。无迹象表明物料由混合器输送到锅炉的输送装置的粉碎器或其它部件存在阻塞。结果发现，锅炉的排放物降低了。
实施例2在印第安纳Pike Country的Hoosier Energy REC，Inc.的RattsGenerating Station进行试验。煤炭燃烧装置用双汽轮发电机能够生产250,000千瓦的电力。该发电站装配有环境控制和监测器；这些仪器包括用于除去飞灰的除尘器。大多数用于该装置的燃料是具有中等硫含量的印第安纳煤炭，每磅燃烧产生12,000BTU热量，采自发电站方圆20英里范围内的矿。
在用压碎机处理粗煤之前，使用螺杆进料器(105-HX型号，由AcrisonInc.制造)，以3磅/吨煤的量加入以商品名ENVIROSORB 1880出售的超吸收性聚合物。与ENVIROSORB 1880超吸收性聚合物相关的技术数据列于表5中，某些燃烧特性列于表6中。
制备了约八小时的用煤。采用Spectrum 41连续不透明度监测系统(COMS)连续监测排入大气中排放物的不透明度。向燃料供应中加入超吸收性聚合物排放控制剂之前、期间和之后平均六分钟的数据结果列于表7中。数据表明，至少排放物的不透明度通过添加超吸收性聚合物排放控制剂而有所降低。而且据信，该电厂能够更接近于运行额定载荷运行，无需考虑是否达到或超过不透明度限制。
在阅读上述说明书后，本领域技术人员可以进行某些变形和改进。应当理解，为了简明和易读的目的，本文中省略了所有的这些变形和改进，但是它们应当在下列权利要求的保护范围内。
权利要求
1.一种降低排放的化石燃料燃烧系统，包括a.用于提供有机排放控制剂的至少一个排放控制剂分配器；b.包括与大气相连通的排烟道的燃烧炉；以及c.能够测定由燃烧炉通过排烟道通入大气的烟道气的至少一种性质的排放监测器。
2.权利要求1的降低排放的化石燃料燃烧系统，进一步包括至少与排放控制剂分配器和排放监测器相连的控制器。
3.权利要求2的降低排放的化石燃料燃烧系统，其中控制器根据烟道气至少一种性质的测定值调整由排放控制剂分配器所提供的排放控制剂的量。
4.权利要求3的降低排放的化石燃料燃烧系统，其中控制器调整由排放控制剂分配器所提供的排放控制剂的量，以将烟道气的至少一种性质控制在预定限度。
5.权利要求3的降低排放的化石燃料燃烧系统，其中控制器进一步与燃烧炉相连，由此调整由排放控制剂分配器所提供的排放控制剂的量，以便能够将烟道气的至少一种性质控制在预定限度并控制燃烧炉的运行载荷。
6.权利要求1的降低排放的化石燃料燃烧系统，进一步包括燃料准备系统。
7.权利要求6的降低排放的化石燃料燃烧系统，其中燃料准备系统包括燃料处理系统。
8.权利要求6的降低排放的化石燃料燃烧系统，其中燃料准备系统包括泥煤准备系统、石油焦炭准备系统、煤准备系统及其组合之一。
9.权利要求6的降低排放的化石燃料燃烧系统，其中燃料准备系统包括用于将粗煤转化为碎煤的粗煤准备系统。
10.权利要求9的降低排放的化石燃料燃烧系统，其中粗煤准备系统包括煤炭压碎机。
11.权利要求9的降低排放的化石燃料燃烧系统，其中粗煤准备系统包括用于提供材料处理剂的分配器。
12.权利要求11的降低排放的化石燃料燃烧系统，其中用于提供材料处理剂的分配器与排放控制剂分配器相同。
13.权利要求9的降低排放的化石燃料燃烧系统，其中粗燃料准备系统包括用于提供水分结合剂的分配器。
14.权利要求13的降低排放的化石燃料燃烧系统，其中用于提供水分结合剂的分配器与排放控制剂分配器相同。
15.权利要求9的降低排放的化石燃料燃烧系统，其中粗煤准备系统包括用于提供材料处理剂和水分结合剂的分配器。
16.权利要求15的降低排放的化石燃料燃烧系统，其中用于提供材料处理剂和水分结合剂的分配器与排放控制剂分配器相同。
17.权利要求7的降低排放的化石燃料燃烧系统，其中化石燃料燃烧系统包括用于将碎煤转化为煤粉的碎煤准备系统。
18.权利要求17的降低排放的化石燃料燃烧系统，其中碎煤准备系统包括粉碎机。
19.权利要求17的降低排放的化石燃料燃烧系统，其中碎煤准备系统包括用于提供材料处理剂的分配器。
20.权利要求19的降低排放的化石燃料燃烧系统，其中用于提供材料处理剂的分配器与排放控制剂分配器相同。
21.权利要求17的降低排放的化石燃料燃烧系统，其中碎煤准备系统包括用于提供水分结合剂的分配器。
22.权利要求21的降低排放的化石燃料燃烧系统，其中用于提供水分结合剂的分配器与排放控制剂分配器相同。
23.权利要求17的降低排放的化石燃料燃烧系统，其中碎煤准备系统包括用于提供材料处理剂和水分结合剂的分配器。
24.权利要求23的降低排放的化石燃料燃烧系统，其中用于提供材料处理剂和水分结合剂的分配器与排放控制剂分配器相同。
25.权利要求6的降低排放的化石燃料燃烧系统，其中燃料准备系统包括能够混合至少两种燃料的燃料混合器。
26.权利要求25的降低排放的化石燃料燃烧系统，其中燃料混合器能够混合至少两种不同级别的燃料。
27.权利要求25的降低排放的化石燃料燃烧系统，其中燃料混合器能够混合至少两种不同类型的燃料。
28.权利要求25的降低排放的化石燃料燃烧系统，其中燃料混合器能够混合至少两种不同尺寸的燃料。
29.权利要求25的降低排放的化石燃料燃烧系统，其中燃料混合器包括压碎机、粉碎机及其组合之一。
30.权利要求1的降低排放的化石燃料燃烧系统，其中燃烧炉包括机械加煤燃烧炉、粉状燃料燃烧炉及其组合之一。
31.权利要求30的降低排放的化石燃料燃烧系统，其中粉状燃料燃烧炉包括旋风型燃烧炉和流化床型燃烧炉之一。
32.权利要求30的降低排放的化石燃料燃烧系统，其中燃烧炉包括煤炭燃烧炉、泥煤燃烧炉、石油焦炭燃烧炉及其组合之一。
33.权利要求1的降低排放的化石燃料燃烧系统，其中燃烧炉包括煤炭燃烧炉中的一种。
34.权利要求1的降低排放的化石燃料燃烧系统，进一步包括蒸汽发生器。
35.权利要求34的降低排放的化石燃料燃烧系统，进一步包括发电机。
36.权利要求35的降低排放的化石燃料燃烧系统，其中发电机包括汽轮、Sterling引擎、往复蒸汽机及其组合之一。
37.权利要求1的降低排放的化石燃料燃烧系统，其中排放监测器包括不透明度监测器。
38.权利要求1的降低排放的化石燃料燃烧系统，其中能够通过排放监测器所测定的烟道气的至少一种性质包括不透明度。
39.权利要求1的降低排放的化石燃料燃烧系统，其中能够通过排放监测器所测定的烟道气的至少一种性质包括碳的氧化物、氧、氮的氧化物、氧、硫的氧化物、颗粒物质、流体及其组合中的任意一者以及不透明度。
40.权利要求1的降低排放的化石燃料燃烧系统，其中能够通过排放监测器所测定的烟道气的至少一种性质包括CO、CO2、O2、NO、NO2、NOx、SO2、颗粒物质、流体及其组合中的任意一者以及不透明度。
41.一种能够与包括燃烧炉和排放监测器的化石燃料燃烧系统一起使用的排放控制剂分配器，所述燃烧炉包括与大气相连通的排烟道，所述排放监测器能够测定由燃烧炉通过排烟道通入大气的烟道气的至少一种性质，所述排放控制剂分配器包括不透明度控制剂分配器。
42.权利要求41的排放控制剂分配器，其中不透明度控制剂分配器包括体积度量进料分配器。
43.权利要求42的排放控制剂分配器，其中体积度量进料分配器包括螺杆进料分配器。
44.权利要求41的排放控制剂分配器，其中不透明度控制剂分配器包括质量进料分配器。
45.权利要求44的排放控制剂分配器，其中质量进料分配器包括称量带进料器。
46.权利要求41的排放控制剂分配器，其中不透明度控制剂分配器能够以一定速率提供不透明度控制剂，从而使得至少通过排烟道通入大气的烟道气的不透明度基本小于或者基本等于预定值。
47.权利要求46的排放控制剂分配器，其中通过排烟道通入大气的烟道气的不透明度基本小于或者基本等于约40。
48.权利要求46的排放控制剂分配器，其中通过排烟道通入大气的烟道气的不透明度基本小于或者基本等于约30。
49.权利要求46的排放控制剂分配器，其中通过排烟道通入大气的烟道气的不透明度小于或者等于基本约20。
50.权利要求46的排放控制剂分配器，其中通过排烟道通入大气的烟道气的不透明度基本小于或者基本等于约10。
51.权利要求41的排放控制剂分配器，其中不透明度控制剂分配器包括超吸收性聚合物分配器。
52.权利要求51的排放控制剂分配器，其中超吸收性聚合物分配器能够分配平均粒度至少约200μm的超吸收性聚合物。
53.权利要求51的排放控制剂分配器，其中超吸收性聚合物分配器能够分配平均粒度至少约250μm的超吸收性聚合物。
54.权利要求51的排放控制剂分配器，其中超吸收性聚合物分配器能够分配供给燃烧炉的燃料的约0.001重量％-约5重量％的超吸收性聚合物。
55.权利要求51的排放控制剂分配器，其中超吸收性聚合物分配器能够分配供给燃烧炉的燃料的约0.01重量％-约0.5重量％的超吸收性聚合物。
56.权利要求51的排放控制剂分配器，其中超吸收性聚合物分配器能够分配供给燃烧炉的燃料的约0.05重量％-约0.25重量％的超吸收性聚合物。
57.权利要求51的排放控制剂分配器，其中超吸收性聚合物分配器能够分配约0.02磅/吨供给燃烧炉的燃料-100磅/吨供给燃烧炉的燃料的超吸收性聚合物。
58.权利要求51的排放控制剂分配器，其中超吸收性聚合物分配器能够分配约0.2磅/吨供给燃烧炉的燃料-10磅/吨供给燃烧炉的燃料的超吸收性聚合物。
59.权利要求51的排放控制剂分配器，其中超吸收性聚合物分配器能够分配约1磅/吨供给燃烧炉的燃料-5磅/吨供给燃烧炉的燃料的超吸收性聚合物。
60.权利要求51的排放控制剂分配器，其中超吸收性聚合物分配器能够分配具有包括颗粒、纤维、泡沫、膜、珠粒、棒条、淤浆、悬浮液、溶液及其组合中任何一者的形式的超吸收性聚合物。
61.一种控制不透明度的化石燃料燃烧系统，包括a.用于提供不透明度控制剂的不透明度控制剂分配器；b.包括与大气相连通的排烟道的燃烧炉；c.至少能够测定由燃烧炉通过排烟道通入大气的烟道气不透明度的不透明度监测器；以及d.与至少不透明度控制剂分配器和不透明度监测器相连的控制器。
62.一种用于控制化石燃料燃烧系统排放的方法，该方法包括下列步骤a.向化石燃料燃烧系统的燃烧炉提供一定量的有机排放控制剂以将由燃烧炉通入大气的烟道气的至少一种性质控制在预设点值；b.测定由燃烧炉通入大气的烟道气的至少一种性质；c.比较由燃烧炉通入大气的烟道气的至少一种性质的测定值和预设点值；d.在适当的情况下，调节提供给燃烧炉的有机排放控制剂的量以使所述至少一种性质的测定值与预设点值基本相同；以及e.重复步骤(b)-(d)。
63.一种用于控制化石燃料燃烧系统排放物不透明度的方法，该方法包括下列步骤a.向化石燃料燃烧系统的燃烧炉提供一定量的不透明度控制剂以将由燃烧炉通入大气的烟道气的不透明度控制在预设点值；b.至少测定由燃烧炉通入大气的烟道气的不透明度；c.比较该由燃烧炉通入大气的烟道气的不透明度的测定值和不透明度预设点值；d.在适当的情况下，调节提供给燃烧炉的不透明度控制剂的量以使不透明度测定值与不透明度预设点值基本相同；以及e.重复步骤(b)-(d)。
64.一种用于在控制其排放的同时运行化石燃料燃烧系统的方法。该方法包括下列步骤a.在所需载荷预设点值下运行化石燃料燃烧系统；b.向化石燃料燃烧系统的燃烧炉提供预定量的不透明度控制剂，以将由燃烧炉通入大气的烟道气的不透明度控制在预设点值，同时在所需载荷预设点值下运行；c.将化石燃料燃烧系统的所需载荷预设点值调节到不同的所需载荷预设点值；d.在不同的所需载荷预设点值下至少测定由燃烧炉排放的烟道气的不透明度；e.比较由燃烧炉通入大气的烟道气的不透明度测定值和不透明度预设点值；f.在适当的情况下，调节提供给燃烧炉的不透明度控制剂的量，以使不透明度测定值与不透明度预设点值基本相同；以及g.重复步骤(c)-(f)。
65.一种可用于化石燃料燃烧系统中以控制由该化石燃料燃烧系统通入大气中的排放物的燃料，该燃料包括a.至少一种可燃烧物质；和b.一种有机排放控制剂，其中有机排放控制剂能够与燃料、燃料的燃烧产物、以及燃料和燃烧产物之一相互作用，以降低烟道气至少一个方面的排放，从而控制由化石燃料燃烧系统通入大气的排放物。
66.一种可用于化石燃料燃烧系统中以控制由该化石燃料燃烧系统通入大气中的烟道气的不透明度的燃料，该燃料包括a.至少一种化石燃料；和b.一种不透明度控制剂，其中不透明度控制剂能够与燃料、燃料的燃烧产物、以及燃料和燃烧产物之一相互作用，从而降低由化石燃料燃烧系统通入大气的烟道气的不透明度。
67.一种限制由燃烧过程排放的气载污染物的方法，包括在燃烧过程中将超吸收性聚合物加入化石燃料燃烧系统中的步骤。
68.权利要求67所述的方法，其中在燃料传送入燃烧炉之前向燃料添加超吸收性聚合物。
69.权利要求67所述的方法，其中加入燃烧过程的超吸收性聚合物的量是用于燃烧过程中的燃料的约0.001重量％-约5重量％。
70.权利要求67所述的方法，其中超吸收性聚合物的平均粒度为至少约200μm。
71.权利要求67所述的方法，其中超吸收性聚合物的平均粒度为至少约250μm。
72.权利要求67所述的方法，其中加入燃烧过程的超吸收性聚合物的量是用于燃烧过程中的燃料的约0.001重量％-约5重量％。
73.一种降低由化石燃料燃烧系统排放的烟道气流中存在的污染物浓度的方法，所述方法包括将超吸收性聚合物以能够在烟道气通入大气之前从烟道气中除去污染物的方式加入化石燃料燃烧系统中。
74.权利要求73的方法，其中加入燃烧过程的超吸收性聚合物的量是用于燃烧过程中的燃料的约0.001重量％-约5重量％。
75.权利要求73所述的方法，其中超吸收性聚合物的平均粒度为至少约200μm。
76.一种用于降低由化石燃料燃烧系统排放的烟道气流中存在的污染物浓度的装置，所述装置包括a.至少一个喷射器，用于在化石燃料燃烧后的烟道气流路径中将超吸收性聚合物引入到化石燃料燃烧系统中；b.排放监测器，所述排放监测器位于喷射器下游并能够测定通入大气的燃烧后的化石燃料烟道气流的至少一种性质；以及c.控制器，所述控制器与至少一个喷射器和排放监测器相连，以控制超吸收性聚合物流通过至少一个喷头并进入燃烧后的化石燃料烟道气流路径中，以控制该至少一个喷射器下游烟道气中存在的污染物的浓度。
全文摘要
本文公开了一种包括排放控制剂分配器、燃烧炉、排放监测器、以及非必需的控制器的化石燃料燃烧系统。排放控制剂分配器向化石燃料燃烧系统提供预定量的有机排放控制剂，例如不透明度控制剂。燃烧炉包括与大气相连通的排烟道。排放监测器能够测定通过排烟道通入大气的烟道气的至少一种性质。例如，当有机排放控制剂是不透明度控制剂时，该排放监测器具有至少能够测定不透明度的能力。当包括控制器时，该控制器至少与排放控制剂分配器和排放监测器相连。
文档编号C10L10/02GK1802537SQ200480016026
公开日2006年7月12日 申请日期2004年4月1日 优先权日2003年4月11日
发明者G·W·艾伦, J·T·小乔伊斯 申请人:施拖克豪森公司