专利名称：用于从流体流去除污染物的方法及系统的制作方法
技术领域：
本申请主要涉及燃烧装置，并且更具体地涉及用于从燃烧装置所产生的排气流中去除污染物的方法及系统。
背景技术：
在燃烧炉(furnace)内的典型燃烧过程期间，会产生例如排出气体流或烟道气体流。公知的排出气体包含燃烧产物，包括但不限于碳、飞灰、二氧化碳、一氧化碳、水、氢、氮、硫、氯、砷、硒和/或萊。来自燃煤电厂的排放受到政府法规的管制。至少一些公知的污染物控制系统将 诸如活性碳的吸附剂喷射到烟道气体流中以与其中的污染物例如汞反应。由于碳在低于350° F的温度下与汞更具反应性，故活性碳通常远离燃烧源进行喷射。喷射位置也在颗粒收集装置例如袋滤室的上游。活性碳保持在定位于袋滤室内的一个或多个过滤器内，使得在烟道气体流经并接触活性碳以与活性碳反应时至少部分地从烟道气体中去除汞。在至少一些公知的袋滤室的操作期间，活性碳被周期性地去除以防止袋滤室过滤器变为由颗粒阻塞。然而，当去除活性碳时，汞排放会增加直到将另外的活性碳引入烟道气体流中。更普遍的是，在这些周期期间，汞排放可在清洁袋滤室过滤器期间和/或之后并在足够的活性碳已由袋滤室过滤器再吸收之前，增加到高于所制定的管制极限。
发明内容
在一个实施例中，提供了一种结合功率生成系统使用的污染物去除系统，其包括构造成用以从功率生成系统内所产生的烟道气体流中去除颗粒的颗粒控制装置。颗粒控制装置以预定的清洁循环进行清洁。污染物去除系统还包括吸附剂控制系统，其用于将吸附剂可控地喷射到颗粒控制装置上游的烟道气体流中。吸附剂控制系统构造成用以随清洁循环的变化而调整吸附剂喷射速率。在另一实施例中，提供了一种功率生成系统，其包括构造成用以燃烧燃料且由燃烧的燃料产生烟道气体流的燃烧炉，以及与燃烧炉成流动连通地联接且构造成用以从烟道气体流中去除颗粒的颗粒控制装置。颗粒控制装置以预定的清洁循环进行清洁。功率生成系统还包括用于将吸附剂可控地喷射到颗粒控制装置上游的烟道气体流中的吸附剂控制系统。吸附剂控制系统构造成用以随清洁循环的变化而调整吸附剂喷射速率。在又一实施例中，提供了一种用于从烟道气体流中去除污染物的方法，其包括接收烟道气体流以及引送烟道气体流穿过至少一个过滤器，其中，烟道气体流包括携带于其中的多种污染物。执行清洁循环以从过滤器去除颗粒，以及可控地喷射吸附剂到烟道气体流中使得吸附剂至少部分地由过滤器保持，其中，吸附剂喷射速率随清洁循环的状态而变化。
图I为示例性功率生成系统的简图。图2为可结合图I中所示的功率生成系统使用的示例性污染物去除系统的框图。图3为可结合图2中所示的污染物去除系统使用的示例性吸附剂喷射控制算法的图解示图。图4至图6为可结合图2中所示的污染物去除系统使用的备选吸附剂喷射控制算法的图解示图。图7为可用于使用图2中所示的污染物去除系统从烟道气体流中去除污染物的示例性方法的流程图。标号列表 10功率生成系统12启动燃烧炉14颗粒控制装置16排气气管16排气管18燃烧区20主燃烧区域22再燃烧区域24燃尽区域26 过度燃烧空气(overfire air)27过度燃烧空气喷射器28 喷燃器(burner)30 燃料31燃料源32 空气33空气入口34 煤38再燃烧燃料40再燃烧燃料喷射器42燃料关闭阀44燃料入口46燃料气体48热交换器50 对流通路(pass)52 入口54 出口60吸附剂喷射器70冷却剂喷射器100污染物去除系统102吸附剂喷射控制器
104过滤器106清洁装置108 料斗110 风扇112入口压力传感器114过滤器压力传感器116入口温度传感器
118过滤器温度传感器120排气管排放分析器 200吸附剂喷射控制算法202吸附剂量204 时间206吸附剂喷射速率208清洁循环终止时间210最大喷射速率212最小喷射速率214清洁循环开始时间300吸附剂喷射控制算法302吸附剂喷射速率304最小喷射速率306最大喷射速率400吸附剂喷射控制算法402吸附剂喷射速率404最小喷射速率406最大喷射速率500吸附剂喷射控制算法502吸附剂喷射速率504最大喷射速率506预定时间508最小喷射速率600 方法602接收包括携带在其中的多种污染物的烟道气体流604将烟道气体流引送穿过至少一个过滤器606执行清洁循环以从过滤器去除污染物608可控地喷射吸附剂到烟道气体流中使得吸附剂至少部分地由过滤器保持，其中吸附剂喷射速率基于清洁循环的状态
具体实施例方式图I为示例性功率生成系统(例如，发电系统)10的简图，该系统主要包括燃烧炉12、颗粒控制装置14以及排气气管16。具体而言，在示例性实施例中，燃烧炉12包括燃烧区18，而燃烧区18包括主燃烧区域20、再燃烧区域22以及过度燃烧空气区域或燃尽区域24。在另一实施例中，燃烧炉12可为"直火"燃烧炉，其中燃烧区18不包括再燃烧区域22和/或燃尽区域24。作为备选，燃烧炉12可具有使功率生成系统10能够如本文所述那样起作用的任何构造。在示例性实施例中，主燃烧区域20包括多个燃料喷射器或喷燃器28，其提供有来自燃料入口 44的预定量的燃料30和来自空气入口 33的预定量的空气32。燃料空气控制器(未示出)控制供送至喷燃器28的空气32和燃料30的比例和数量。如文中所用，用语"控制器"广义地表示处理器、计算机、微控制器、微型计算机、可编程序逻辑控制器、专用集成电路，以及任何其它可编程电路。如文中所用，用语"处理器"可包括任何可编程系统，包括使用微控制器、简化指令集电路(RISC)、专用集成电路(ASIC)、逻辑电路以及能够执行本文所述功能的任何其它电路或处理器的系统。以上实例仅为示例性的，且因此并非意图以任何方式限制用语"处理器"的定义和/或含义。
在示例性实施例中，燃料30为供送自燃料源31例如但不限于磨煤机的煤34。具体而言，在示例性实施例中，煤34被磨碎且可为但不限于烟煤、粉河盆地(PRB)煤、褐煤和/或使燃烧炉12能够如本文所述那样起作用的任何其它适合的煤。作为备选，系统10可供送有任何其它的适合燃料，包括但不限于油、天然气、生物质、废料和/或使燃烧炉12能够如本文所述那样起作用的任何其它化石燃料和/或可再生燃料。在示例性实施例中，再燃烧区域22在主燃烧区域20的下游，且接收从再燃烧燃料喷射器40喷射到其中的预定量的再燃烧燃料38。更具体而言，在示例性实施例中，诸如煤34的再燃烧燃料38经由一系列燃料关闭阀42而供送至再燃烧燃料喷射器40。作为备选，再燃烧燃料喷射器40可从除燃料源31之外的来源接收燃料30，且燃料可为除煤34之外的任何其它燃料。例如，在备选实施例中，经由喷射器40喷射的再燃烧燃料38可为任何其它适合的燃料，例如但不限于油、天然气、生物质、废料和/或任何其它化石燃料和/或可再生燃料。在示例性实施例中，在燃烧区18内，燃尽区域24在再燃烧区域22的下游并接收从至少一个过度燃烧空气喷射器27喷射到其中的过度燃烧空气26。在示例性实施例中，过度燃烧空气喷射器27流动连通地与空气入口 33联接。更具体而言，在示例性实施例中，预定量的过度燃烧空气26经由喷射器27喷射到燃尽区域24中。作为备选，燃尽区域24可从除空气入口 33之外的不同来源接收过度燃烧空气26。系统10还包括多个热交换器48。从热交换器48向下游延伸的导管或对流通路50流动连通地联接在燃烧炉12与颗粒控制装置14之间。此外，在示例性实施例中，对流通路50包括吸附剂喷射器60和冷却剂喷射器70。作为备选，对流通路50可仅包括吸附剂喷射器60。在示例性实施例中，颗粒控制装置14为袋滤室，其用于收集包含氧化汞和/或附有颗粒(particulate-bound)的萊的飞灰。作为备选，颗粒控制装置14可为静电除尘器、旋风除尘器，以及/或者收集汞和/或其它污染物的任何其它装置。颗粒控制装置14包括入口 52和流动连通地与排气管16联接的出口 54。在系统10的操作期间，燃料30从燃料源31供送至系统10。在示例性实施例中，燃料30经由燃料入口 44进入系统10中，而空气32经由空气入口 33供送至系统10。主燃烧区域20如由控制器控制那样接收预定量的燃料和空气以便使用喷燃器28燃烧。主燃烧区域20点燃燃料/空气混合物以产生燃烧或烟道气体46。在示例性实施例中，烟道气体46从主燃烧区域20向下游引送至再燃烧区域22。预定量的再燃烧燃料38如由控制器控制那样经由再燃烧燃料喷射器40喷射到再燃烧区域22中。再燃烧燃料38的量选择为在再燃烧区域22中产生燃料富集环境。因此，再燃烧燃料38中的较小百分比的碳燃烧，使得便于增加和/或优化烧失量(LOI)。此外，烟道气体46中产生的高碳含量飞灰有助于增加在其中氧化的汞的量。由系统10产生的烟道气体46从再燃烧区域22向下游引送至燃尽区域24中。预定量的过度燃烧空气26经由过度燃烧空气喷射器27喷射到燃尽区域24中。在示例性实施例中，过度燃烧空气26的量选择为有助于充分完成燃料30和再燃烧燃料38的燃烧，这便于减少烟道气体46中的污染物，例如但不限于氧化氮(NOx)和/或一氧化碳(CO)。更具体而言，在示例性实施中，喷射的过度燃烧空气26的量选择为有助于防止完全燃尽飞灰中的碳，从而便于增加由飞灰捕获的汞。在示例性实施例中，烟道气体46离开燃烧区18并进入多个热交换器48中。热交换器48将热量从烟道气体46传递至流体(未示出)以便于加热流体。在一个实施例中，加热的流体可产生蒸汽，该蒸汽可用于使用公知的功率生成方法和系统来产生功率，举例来说，例如蒸汽轮机(未示出)。所产生的功率可供送至电网(未示出)。在示例性实施例中，烟道气体46从热交换器48引送至对流通路50。随着烟道气体46流经对流通路50，烟道气体46冷却至温度低于烟道气体46的燃烧温度。更具体而言，在示例性实施例中，通路50内的烟道气体46通过环境空气、水和/或任何其它适合的热传递流体(未示出)进行对流冷却。此外，在示例性实施例中，烟道气体46冷却至使汞与飞灰中的碳能够反应的温度，例如但不限于低于大约350° F的温度，以便形成氧化汞。汞还可与烟道气体46内的元素和/或化合物反应以形成附有颗粒的汞。在示例性实施例中，吸附剂喷射器60将吸附剂喷射到对流通路50中。在示例性实施例中，吸附剂为活性碳。作为备选，吸附剂可为使功率生成系统10能够如本文所述那 样起作用的任何其它适合的元素和/或化合物。在示例性实施例中，吸附剂与烟道气体46内存在的汞反应以形成氧化汞和/或附有颗粒的汞。冷却剂喷射器70将预定量的冷却剂喷射到对流通路50中。冷却剂有助于降低进入颗粒控制装置14中的烟道气体46的操作温度，且从而降低颗粒控制装置14的温度。在示例性实施例中，冷却剂为水，其在喷射到对流通路50中之前雾化。作为备选，冷却剂可为环境空气和/或能使系统10如本文所述那样起作用的任何其它冷却剂。在示例性实施例中，冷却剂有助于将烟道气体46和颗粒控制装置14的温度降低至大约250° F至大约310° F之间。作为备选，冷却剂可有助于将烟道气体46和颗粒控制装置14的温度降低至如所期望那样的任何其它温度。在示例性实施例中，烟道气体46和颗粒控制装置14的降低温度使得存在于烟道气体46内的汞与飞灰之间能够反应。更具体而言，降低烟道气体46和颗粒控制装置14的温度有助于提高在飞灰上自然捕获的汞。在示例性实施例中，烟道气体46和吸附剂经由对流通路50流至颗粒控制装置14。在一个实施例中，系统10还可包括联接到颗粒控制装置14上的灰尘燃尽单元(未示出)和/或汞收集单元(未示出)，以便于从烟道气体46中捕获汞。系统10还可包括联接到颗粒控制装置14下游的湿式洗涤器(未示出)和/或干式洗涤器(未示出)，以便于从烟道气体46去除氧化汞和/或附有颗粒的汞以及/或者从烟道气体46去除其它化合物和/或元素，举例来说，例如二氧化硫。图2为可结合功率生成系统10(图I中所示)使用的示例性污染物去除系统100的框图。在示例性实施例中，污染物去除系统100包括颗粒控制装置14、排气管16、吸附剂喷射器60以及冷却剂喷射器70。此外，在示例性实施例中，污染物去除系统100还包括联接到吸附剂喷射器60上的吸附剂喷射控制器102。在示例性实施例中，颗粒控制装置14包括至少一个过滤器104，其流动连通地联接在入口 52与出口 54之间。过滤器104可为任何适合的袋体或筒体。清洁装置106联接到过滤器104上用于去除累积在过滤器104上和/或过滤器104内的颗粒，例如飞灰和/或吸附剂。在示例性实施例中，清洁装置106引导高压空气的"反向"脉冲朝向和/或穿过 过滤器104，以便于移除累积在过滤器104上和/或过滤器104内的颗粒。作为备选，清洁装置106可使用任何其它方法和/或机理来从过滤器104移除颗粒。在示例性实施例中，由清洁装置106从过滤器104去除的颗粒通过重力供送至料斗108中以便收集和从污染物去除系统100除去。此外，在示例性实施例中，风扇110在颗粒控制装置14内定位成邻近出口 54。风扇110经由入口 52从对流通路50抽取烟道气体例如烟道气体46(图I中所示)进入颗粒控制装置14，穿过过滤器104，并经由出口 54排出"较为清洁"的烟道气体。在示例性实施例中，排出的烟道气体从出口 54引送至排气管16，在排气管16中将气体释放到外部环境。在示例性实施例中，清洁装置106联接到吸附剂喷射控制器102上用于在过滤器104上执行计划或预定的清洁循环。如文中所用，用语"清洁循环"是指在清洁装置106操作开始与清洁装置106操作终止之间持续的时间周期。因此，在清洁循环期间，诸如吸附剂和飞灰的颗粒从过滤器104去除。此外，吸附剂喷射控制器102控制清洁装置106的操作，例如确定在过滤器104上开始清洁循环的时间(下文称为"清洁循环开始时间")和在过滤器104上终止清洁循环的时间(下文称为"清洁循环终止时间")。此外，在示例性实施例中，吸附剂喷射控制器102确定清洁循环频率和清洁循环持续时间。作为备选，任何其它控制器和/或系统可用于控制清洁装置106的操作。在示例性实施例中，吸附剂喷射控制器102基于清洁循环状态或随清洁循环状态的变化来控制和/或调整吸附剂喷射器60将吸附剂引入对流通路50中的速率(下文称为"吸附剂喷射速率")。在示例性实施例中，清洁循环状态可基于清洁循环是否在进行、从清洁循环开始或终止已持续的时间和/或直到计划开始或终止即将进行的清洁循环的时间来确定。作为备选，清洁循环状态可基于能使污染物去除系统100如本文所述那样起作用的任何其它状态来确定。在示例性实施例中，污染物去除系统100还包括定位在入口 52内和/或邻近入口52定位的至少一个入口压力传感器112，以及定位在过滤器104内和/或邻近过滤器104例如过滤器104的出口端(未示出)定位的至少一个过滤器压力传感器114。在示例性实施例中，入口压力传感器112和过滤器压力传感器114分别检测和/或测量入口 52内和过滤器104内的压力。此外，在示例性实施例中，污染物去除系统100包括定位在入口 52内和/或邻近入口 52定位的至少一个入口温度传感器116，以及定位在过滤器104内和/或邻近过滤器104定位的至少一个过滤器温度传感器118。在示例性实施例中，入口温度传感器116和过滤器温度传感器118分别检测和/或测量入口 52内和过滤器104内的温度。作为备选，入口压力传感器112、过滤器压力传感器114、入口温度传感器116和/或过滤器温度传感器118可定位在污染物去除系统100内的任何位置处。在示例性实施例中，吸附剂喷射控制器102联接到入口压力传感器112、过滤器压力传感器114、入口温度传感器116以及过滤器温度传感器118上。此外，在示例性实施例中，吸附剂喷射控制器102通过从接收自过滤器压力传感器114的压力值(下文称为"过滤器压力值")减去接收自入口压力传感器112的压力值(下文称为"入口压力值")来计算穿过过滤器104的压差。吸附剂喷射控制器102还可通过从接收自过滤器温度传感器118的温度值(下文称为"过滤器温度值")减去接收自入口温度传感器116的温度值(下文称为"入口温度值")来计算穿过过滤器104的温差。在一个实施例中，吸附剂喷射控制器102可至少部分地基于计算出的穿过过滤器104的压差和/或温差来控制吸附剂喷射速率。
此外，在示例性实施例中，排气管16包括至少一个排气管排放分析器120，该分析器120联接到吸附剂喷射控制器102上以便用于确定排出的烟道气体的一个或多个排放特性。在一个实施例中，吸附剂喷射控制器102可至少部分地基于所排出烟道气体中已确定的排放特性来控制吸附剂喷射速率。例如，吸附剂喷射控制器102可基于从清洁装置106、入口压力传感器112、过滤器压力传感器114、入口温度传感器116、过滤器温度传感器118、排气管排放分析器120和/或能使功率生成系统10如本文所述那样起作用的任何其它装置上接收的值和/或信号的任何组合来控制吸附剂喷射速率。作为备选，污染物去除系统100可包括用于将多股烟道气体流引送至颗粒控制装置14的多个对流通路50。在此种构造中，各对流通路50均包括联接到单独的吸附剂喷射控制器102上的单独的吸附剂喷射器60、入口压力传感器112和/或入口温度传感器116。此外，单独的过滤器104、过滤器压力传感器114和/或过滤器温度传感器118可流动连通地与各对流通路50联接，且各过滤器104均可设有相应的清洁装置106。因此，各吸附剂喷射控制器102例如可独立于所有其它的吸附剂喷射器60来控制各个相应的吸附剂喷射器60，以便使喷射到各对流通路50中的一定量吸附剂能够独立地进行调整。在操作期间，在示例性实施例中，烟道气体经由对流通路50引送至颗粒控制装置14。吸附剂和/或冷却剂通过吸附剂喷射器60和/或冷却剂喷射器70喷射到烟道气体中。吸附剂携带在烟道气体中并引送至颗粒控制装置14中。风扇110经由过滤器104抽取烟道气体并使其进入排气管16中。当烟道气体引导穿过过滤器104时，吸附剂沉积在过滤器104上和/或由过滤器104保持。随着吸附剂累积在过滤器104上，穿过过滤器104的压差增大。入口压力传感器112和过滤器压力传感器114将压力测量结果传送至吸附剂喷射控制器102来用于计算压差和/或用于控制吸附剂喷射速率。此外，入口温度传感器116和过滤器温度传感器118将对流通路50内和颗粒控制装置14内的烟道气体和/或环境温度的温度测量结果传送至吸附剂喷射控制器102来测量温差。随着烟道气体引送穿过过滤器104，携带在烟道气体内的汞与累积在过滤器104上的吸附剂反应，使得烟道气体内的汞量在烟道气体离开过滤器104之后显著减少。当烟道气体排出穿过排气管16时，排气管排放分析器120检测烟道气体的排放特性并将所检测的排放特性传送至吸附剂喷射控制器102。此外，在一个实施例中，吸附剂喷射控制器102使用预定的上压力设定点和预定的下压力设定点来操作清洁装置106的清洁循环。更具体而言，吸附剂喷射控制器102编程为具有预定上压力设定点和预定下压力设定点。如果吸附剂喷射控制器102确定压差超过上压力设定点，则吸附剂喷射控制器102引导清洁装置106开始清洁循环。在清洁循环期间，清洁装置106朝过滤器104引送高压空气脉冲以便于去除累积的吸附剂和其它颗粒。随着颗粒从过滤器104中去除，压差减小。如果吸附剂喷射控制器102确定压差减小低于下压力设定点，则吸附剂喷射控制器102引导清洁装置106终止清洁循环。在示例性实施例中，吸附剂喷射控制器102基于清洁装置106的状态例如基于清洁循环的状态来调整吸附剂喷射速率。更具体而言，在示例性实施例中，在清洁循环终止后已达预定量的时间之后，吸附剂喷射控制器102将吸附剂喷射速率增大至预定最大喷射速 率。吸附剂喷射控制器102在此后减小例如逐渐地减小吸附剂喷射速率，直到吸附剂喷射速率达到预定最低喷射速率和/或直到开始另一清洁循环。更具体而言，在示例性实施例中，吸附剂喷射速率随着压差增大而逐渐地减小。在一个实施例中，如果吸附剂喷射速率达到预定最低喷射速率，则吸附剂喷射控制器102将吸附剂喷射速率保持为最低喷射速率。此外，如下文更为完整描述的那样，在备选实施例中，吸附剂喷射速率在清洁循环开始之前或在清洁循环进行的同时增大。图3为示例性吸附剂喷射控制算法200的图解示图，该算法200可由吸附剂喷射控制器102用来调整吸附剂喷射器60的喷射速率(两者在图2中示出)。在示例性实施例中，图3的纵坐标轴线表示基于从吸附剂喷射控制器102接收的输入而喷射到对流通路50(图2中所示)中的吸附剂量202。横坐标轴线表示在喷射吸附剂量202期间的时间204。因此，图3示出了污染物去除系统100(图2中所示)的吸附剂喷射速率206。在示例性实施例中，吸附剂喷射速率206在清洁装置106 (图2中所示)的清洁循环终止时间208已过去之后最大限度地充分增大。在吸附剂喷射速率206达到预定的最大喷射速率210之后，吸附剂喷射速率206减小直到达到预定的最低喷射速率212。在示例性实施例中，最低喷射速率212大致出现在清洁循环终止时间208处或附近。此外,在示例性实施例中，吸附剂喷射速率206随着穿过过滤器104的压差增大和/或随着检测到的汞排放水平减小而减小。因此，在示例性实施例中，吸附剂喷射速率206在达到最大喷射速率210之后与穿过过滤器104的压差成反比，和/或与所检测的汞排放水平成反比。作为备选，当清洁循环开始时间214达到时和/或在达到清洁循环开始时间214之前的预定时间，吸附剂喷射速率206可减小至大致为零。此外，尽管图3示出了吸附剂喷射速率206具有大致锯齿波形的形状，但应当认识到的是，吸附剂喷射速率206可具有能使污染物去除系统100如本文所述那样起作用的任何形状或斜率。图4为备选吸附剂喷射控制算法300的图解示图，该算法300可由吸附剂喷射控制器102用来调整吸附剂喷射器60的喷射速率(两者在图2中示出)。图5为可用于调整吸附剂喷射器60的喷射速率的另一备选吸附剂喷射控制算法400的图解示图。在图4中所示的示例性实施例中，示出了污染物去除系统100(图2中所示)的吸附剂喷射速率302，其达到预定最小喷射速率304且在清洁循环开始时间214与清洁循环终止时间208之间的周期期间增大到预定最大喷射速率306。因此，吸附剂在清洁装置106的清洁循环在进行的同时喷射到对流通路50(图2中所示)中。因此，在清洁循环期间和紧接在清洁循环已终止之后，至少部分吸附剂将会出现在过滤器104上以能够便于在整个污染物去除系统100操作中去除汞。在图5中所示的实施例中，示出了污染物去除系统100的吸附剂喷射速率402，其在清洁循环开始时间214之前达到预定的最低喷射速率404且增大至预定的最大喷射速率406。因此，在清洁装置106的清洁循环开始之前，吸附剂喷射到对流通路50 (图2中所示)中。因此，在清洁循环期间且紧接在清洁循环已终止之后，将便于至少部分吸附剂出现在过滤器104上，使得便于在整个污染物去除系统100操作中去除汞。图6为又一备选吸附剂喷射控制算法500的图解示图，该算法500可由吸附剂喷射控制器102用来调整吸附剂喷射器60的喷射速率(两者在图2中示出)。在图6中所示的实施例中，示出了污染物去除系统100 (图2中所示)的吸附剂喷射速率502，其在清洁装置106的清洁循环已终止之后(也即在清洁循环终止时间208之后)达到预定的最大喷射 速率504。此外，吸附剂喷射速率502保持在最大喷射速率502达预定时间506，以便于在清洁循环已终止之后将吸附剂快速累积在过滤器104上。在已持续预定时间506之后，吸附剂喷射速率502减小至预定最低喷射速率508，例如减小至大致为零，直到随后的清洁循环终止为止。因此，便于在清洁循环已终止之后快速地在过滤器104上更换吸附剂，使得一定量的汞排放由于清洁循环而最大限度地充分减小。图7为用于从烟道气体流去除污染物的示例性方法600的流程图。在示例性实施例中，方法600由污染物去除系统100执行且至少部分地由吸附剂喷射控制器102 (两者在图2中示出)执行。在示例性实施例中，方法600包括接收602包括携带在其中的多种污染物的烟道气体流，以及引送604烟道气体流穿过至少一个过滤器例如过滤器104(图2中所示)。清洁循环由清洁装置例如清洁装置106 (图2中所示)执行606以从过滤器去除颗粒。吸附剂可控地喷射608到烟道气体流中，使得吸附剂至少部分地由过滤器保持。在示例性实施例中，吸附剂由吸附剂喷射器60(图2中所示)可控地喷射608，且吸附剂喷射速率由吸附剂喷射控制器102控制。此外，在示例性实施例中，吸附剂喷射速率基于清洁循环的状态。在一个实施例中，吸附剂喷射速率在清洁循环终止之后增大，且吸附剂喷射速率在吸附剂喷射速率达到最大喷射速率之后可逐渐地减小。在另一实施例中，吸附剂喷射速率在清洁循环终止之后增大到预定最大喷射速率。吸附剂喷射速率保持持续预定时间量，且在经过该预定时间量之后减小到预定最低喷射速率。在备选实施例中，吸附剂喷射速率可在清洁循环开始、进行中或已完成之前、期间或之后增大。公知的颗粒去除系统基于排放特性以恒定速率或以可变速率喷射吸附剂。此类系统在清洁袋滤室过滤器时会呈现出汞排放增加。相比之下，在本发明中，污染物去除系统100(图2中所示)基于清洁循环时间和/或基于穿过过滤器104(图2中所示)的压差来控制吸附剂的喷射。因此，相比于公知颗粒去除系统，在过滤器清洁循环已终止之后能够有更多吸附剂存在于过滤器104上以便于从烟道气体吸收汞。本文所述的系统和方法的技术效果包括以下中的至少一个(a)接收包括携带在其中的多种污染物的烟道气体流；(b)将烟道气体流引送穿过至少一个过滤器；(c)执行清洁循环以从过滤器去除颗粒；以及(d)将吸附剂可控地喷射到烟道气体流中，使得吸附剂至少部分地由过滤器保持，其中，吸附剂喷射速率基于清洁循环的状态。上述实施例提供了用于功率生成系统的有效且成本效益合算的污染物去除系统。污染物去除系统包括至少一个过滤器以及清洁装置，该清洁装置在过滤器上执行清洁循环以去除保持在其中的颗粒。吸附剂喷射控制器控制和/或调整吸附剂喷射器的吸附剂喷射速率以便从引送穿过过滤器的烟道气体流中吸收汞和/或其它污染物。在气体从污染物去除系统排出时，吸附剂喷射速率基于清洁循环的状态、基于穿过过滤器的压差和/或基于烟道气体的排放特性进行控制和/或调整。上文详细描述了用于从流体流去除污染物的方法和系统的示例性实施例。该方法和系统不限于本文所述的特定实施例，而相反，该系统的构件和该方法的步骤可与本文所述的其它构件和/或步骤独立地和分开地使用。例如，污染物去除系统还可结合其它功率系统和方法使用，且不限于仅结合如本文所述的功率生成系统来实施。确切而言，示例性实施例可结合许多其它功率系统应用来执行和使用。尽管在一些图中示出而在另一些图中未示出本发明的各种实施例的特定特征，但·这仅是为了方便。根据本发明的原理，一幅图中的任何特征都可结合任何其它图中的任何特征参照和/或主张权利。本书面说明使用了包括最佳模式的实例来公开本发明，且还使得本领域的任何技术人员能够实施本发明，包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何所结合的方法。本发明可取得专利的范围由权利要求限定，且可包括本领域技术人员构想出的其它实例。如果这些其它实例具有与权利要求的字面语言并无不同的结构元件，或者如果这些其它实例包括与权利要求的字面语言无实质差异的同等结构元件，则认为这些实例在权利要求的范围之内。
权利要求
1.一种结合功率生成系统(10)使用的污染物去除系统，所述污染物去除系统包括颗粒控制装置(14)，其构造成用以从在所述功率生成系统内产生的烟道气体流中去除颗粒，所述颗粒控制装置以预定的清洁循环进行清洁；以及吸附剂控制系统，其用于将吸附剂可控地喷射到所述颗粒控制装置上游的烟道气体流中，所述吸附剂控制系统构造成用以随所述清洁循环的变化来调整吸附剂喷射速率(206)。
2.根据权利要求I所述的污染物去除系统，其特征在于，所述吸附剂控制系统构造成用以 将所述吸附剂喷射速率(206)増大至预定最大喷射速率(210);以及 在达到所述预定最大喷射速率之后减小所述吸附剂喷射速率。
3.根据权利要求2所述的污染物去除系统，其特征在于，所述吸附剂控制系统构造成用以在所述清洁循环终止之后将所述吸附剂喷射速率(206)増大至所述预定最大喷射速率(210)。
4.根据权利要求I所述的污染物去除系统，其特征在于，所述颗粒控制装置(14)包括至少ー个过滤器(104)，其中，所述烟道气体流至少部分地引送穿过所述至少ー个过滤器。
5.根据权利要求4所述的污染物去除系统，其特征在干，所述吸附剂控制系统构造成用于基于穿过所述至少ー个过滤器(104)的压差来调整所述吸附剂喷射速率(206)。
6.根据权利要求5所述的污染物去除系统，其特征在于，所述吸附剂控制系统构造成用以在所述吸附剂喷射速率达到预定最大喷射速率(210)之后与所述压差大致成反比地调整所述吸附剂喷射速率(206)。
7.根据权利要求I所述的污染物去除系统，其特征在于，所述吸附剂控制系统构造成用以在所述清洁循环已开始之后且所述清洁循环已终止之前将所述吸附剂喷射速率(206)增大至预定最大喷射速率(210)。
8.根据权利要求I所述的污染物去除系统，其特征在于，所述吸附剂控制系统构造成用以 在所述清洁循环终止之后将所述吸附剂喷射速率(206)増大至预定最大喷射速率(210)； 保持所述吸附剂喷射速率持续预定量的时间(204);以及 在已经过所述预定量的时间之后将所述吸附剂喷射速率减小至预定最小喷射速率(212)。
9.一种功率生成系统(10)，包括 燃烧炉，其构造成用以燃烧燃料(30)且由所燃烧的燃料产生烟道气体流(46)； 颗粒控制装置，其流动连通地与所述燃烧炉联接且构造成用以从所述烟道气体流中去除颗粒，所述颗粒控制装置(14)以预定的清洁循环来清洁；以及吸附剂控制系统，其用于将吸附剂可控地喷射到所述颗粒控制装置上游的烟道气体流中，所述吸附剂控制系统构造成用以随所述清洁循环的变化来调整吸附剂喷射速率(206)。
10.根据权利要求9所述的功率生成系统(10)，其特征在于，所述吸附剂控制系统构造成用以 将所述吸附剂喷射速率(206)増大至预定最大喷射速率(210);以及 在达到所述预定最大喷射速率之后减小所述吸附剂喷射速率。
全文摘要
本发明涉及用于从流体流去除污染物的方法及系统。具体而言，提供了一种结合功率生成系统(10)使用的污染物去除系统。污染物去除系统包括构造成用以从在功率生成系统内产生的烟道气体流中去除颗粒的颗粒控制装置(14)，该颗粒控制装置以预定清洁循环进行清洁；以及用于将吸附剂可控地喷射到颗粒控制装置上游的烟道气体流中的吸附剂控制系统，该吸附剂控制系统构造成用以随清洁循环的变化来调整吸附剂喷射速率(206)。
文档编号B01D53/10GK102679380SQ201210059479
公开日2012年9月19日 申请日期2012年3月1日 优先权日2011年3月1日
发明者P·M·马利, R·泰勒, V·班萨尔 申请人:通用电气公司