Устройство и способ для подачи содержащей аммиак текучей среды в канал для отходящего газа установки сжигания



Устройство и способ для подачи содержащей аммиак текучей среды в канал для отходящего газа установки сжигания
Устройство и способ для подачи содержащей аммиак текучей среды в канал для отходящего газа установки сжигания
Устройство и способ для подачи содержащей аммиак текучей среды в канал для отходящего газа установки сжигания

 


Владельцы патента RU 2615873:

ЭМЕК ФОСТЕР ВИЛЕР ЭНЕРГИЯ ОЙ (FI)

Изобретение относится к области обработки отработавших газов. Предложены способ и устройство (10, 100) для подачи содержащей аммиак текучей среды в канал (22) для отходящего газа установки сжигания. Устройство содержит первую линию (40) для текучей среды, соединяемую по потоку с источником содержащей аммиак текучей среды (14), вторую линию (42) для текучей среды в соединении по потоку с источником разбавляющей текучей среды (12) и блок (38, 380) управления для управления множеством клапанных элементов клапанного блока (30). Каждый из клапанных элементов имеет первый впуск (34, 340) в соединении по потоку с первой линией для текучей среды, второй впуск (32, 320) в соединении по потоку со второй линией для текучей среды и выпуск (36, 360) в соединении по потоку с выпускным каналом (48, 480), соединенным с каналом (22) для отходящего газа. Клапанные элементы соединены параллельно так, что выпуск каждого из клапанных элементов находится в соединении по потоку с общим выпускным каналом (48, 480). Блок управления выполнен с возможностью управления каждым из клапанных элементов, чтобы поддерживать открытым проток от либо первого впуска (34, 340), либо второго впуска (32, 320) к выпуску (36, 360). При использовании изобретения обеспечивается возможность подавать поток либо содержащей аммиак текучей среды, либо разбавляющей текучей среды через клапанный элемент в выпускной канал (48, 480). 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Область изобретения

Настоящее изобретение относится к устройству и способу для подачи содержащей аммиак текучей среды в канал для отходящего газа установки сжигания в соответствии с преамбулой пунктов формулы изобретения 1 и 11. Более конкретно, настоящее изобретение относится к подаче содержащей аммиак текучей среды в канал для отходящего газа установки сжигания, содержащей первую линию для текучей среды, соединяемую в соединении по потоку с источником содержащей аммиак текучей среды, вторую линию для текучей среды в соединении по потоку с источником разбавляющей текучей среды и блок управления для управления множеством клапанных элементов, причем каждый из клапанных элементов имеет первый впуск в соединении по потоку с первой линией для текучей среды, второй впуск в соединении по потоку со второй линией для текучей среды и выпуск в соединении по потоку с каналом для отходящего газа.

Описание предшествующего уровня техники

Понижение выделений оксида азота (NOx) из отходящих газов перед тем, как они высвобождаются в атмосферу, стало плодотворной темой дискуссии в области относящихся к окружающей среде аспектов производства энергии посредством сжигания топливного материала. Так как выделения NOx относятся к различным относящимся к окружающей среде проблемам, минимизация высвобождения NOx из установок сжигания представляет собой постоянную обеспокоенность.

Обычно используемый способ для понижения уровней NOx в отходящих газах представляет собой введение восстановителя, как, например, аммиака или предшественника аммиака, в отходящие газы. Различные местоположения для введения восстановителей, в особенности аммиака, предложены, например, в патентных документах US 5820838, US 5462718, US 4756890, US 5342592 и GB 1514529. Документы предлагают введение реагента в печь, в канал между печью и сепаратором частиц, в сепаратор частиц и в газопровод отходящего газа.

Патентный документ WO 91/17814 A1 предлагает введение, например, смеси аммиака и воды как мелких капель жидкости, диспергированных в газообразном компоненте, как, например, воздухе, в отходящий газ при звуковой скорости, чтобы достичь распределения частиц по размерам, эффективного, чтобы равномерно понизить NOx внутри зоны эффективной температуры.

Патентный документ US 2010/0154690 А1 раскрывает способ введения восстановителя, как, например, аммиака, в котел мусоросжигательного завода, используя газообразный пропеллент, как, например, водяной пар или воздух. Восстановитель и пропеллент объединяются в распределителе, из которого они проходят в желаемых количествах через множество нагнетательных трубопроводов и соответствующих сопел в котел.

Проблема с реагентами на основе аммиака может быть в блокировании сопел или других устройств, через которые подается аммиак. В некоторых случаях процесс горения нужно остановить, в то же время очищая сопла. Может также быть трудно контролировать поток аммиака, с тем чтобы эффективно понижать выделения NOx без обусловленного вредного проскока аммиака в различных условиях горения, например в различных условиях нагрузки или при использовании различных топлив.

Целью настоящего изобретения является обеспечить устройство и способ для подачи содержащей аммиак текучей среды в канал для отходящего газа установки сжигания, в которых по меньшей мере часть вышеуказанных проблем известного уровня техники минимизирована.

Сущность изобретения

В соответствии с аспектом настоящее изобретение обеспечивает устройство для подачи содержащей аммиак текучей среды в канал для отходящего газа установки сжигания, содержащее первую линию для текучей среды, соединяемую в соединении по потоку с источником содержащей аммиак текучей среды, вторую линию для текучей среды в соединении по потоку с источником разбавляющей текучей среды и блок управления для управления множеством клапанных элементов, причем каждый из клапанных элементов имеет первый впуск в соединении по потоку с первой линией для текучей среды, второй впуск в соединении по потоку со второй линией для текучей среды и выпуск в соединении по потоку с выпускным каналом, соединенным с каналом для отходящего газа. Характеристикой изобретения является то, что клапанные элементы соединены параллельно таким образом, что каждый из клапанных элементов находится в соединении по потоку с общим выпускным каналом, при этом блок управления выполнен с возможностью управления каждым из клапанных элементов, чтобы поддерживать открытым проток от либо первого впуска, либо второго впуска к выпуску, с тем чтобы подавать поток либо содержащей аммиак текучей среды, либо разбавляющей текучей среды через клапанный элемент в общий выпускной канал.

В соответствии с другим аспектом настоящее изобретение обеспечивает способ подачи содержащей аммиак текучей среды в канал для отходящего газа установки сжигания, содержащий стадии: введения содержащей аммиак текучей среды из источника содержащей аммиак текучей среды в первую линию для текучей среды, введение разбавляющей текучей среды из источника разбавляющей текучей среды во вторую линию для текучей среды и управление множеством клапанных элементов посредством блока управления, причем каждый из клапанных элементов имеет первый впуск в соединении по потоку с первой линией для текучей среды, второй впуск в соединении по потоку со второй линией для текучей среды и выпуск в соединении по потоку с выпускным каналом, соединенным с каналом для отходящего газа. Характеристикой способа является то, что клапанные элементы соединены параллельно так, что каждый из клапанных элементов находится в соединении по потоку с общим выпускным каналом, и посредством стадии управления каждый из клапанных элементов управляется посредством блока управления, чтобы поддерживать открытым проток от либо первого впуска, либо второго впуска к выпуску для того, чтобы подавать поток либо содержащей аммиак текучей среды, либо разбавляющей текучей среды через клапанный элемент в общий выпускной канал.

Главный признак настоящего изобретения состоит в том, что во время работы установки сжигания непрерывный, предпочтительно по существу постоянный, поток текучей среды транспортируется через подающее устройство и, более конкретно, через каждый из клапанных элементов. В зависимости от состояния подающего устройства поток либо содержащей аммиак текучей среды, либо разбавляющей текучей среды протекает через каждый из клапанных элементов. Когда потоки из индивидуальных клапанных элементов объединяются в общем выпускном канале, образуется непрерывный, предпочтительно по существу постоянный, поток текучей среды. Объединенный поток текучей среды затем вводится в канал для отходящего газа, посредством чего непрерывный поток текучей среды протекает через подающее устройство, но концентрация содержащей аммиак текучей среды в объединенном потоке варьируется.

Следовательно, настоящее изобретение предлагает новое решение для подачи содержащей аммиак текучей среды в канал для отходящего газа установки сжигания. Способ подачи содержащей аммиак текучей среды включает в себя управление множеством клапанных элементов для того, чтобы управлять отношением потока содержащей аммиак текучей среды и потока разбавляющей текучей среды в общем выпускном канале. Изобретение обеспечивает точный и надежный путь регулирования количества содержащей аммиак текучей среды, которое должно быть введено в канал для отходящего газа. Более конкретно, изобретение обеспечивает путь, чтобы регулировать количество содержащей аммиак текучей среды посредством регулирования концентрации содержащей аммиак текучей среды в непрерывном, предпочтительно по существу постоянном, потоке текучей среды, вводимой в канал для отходящего газа. Вдобавок, так как здесь имеется непрерывный поток жидкости через систему и через каждый из клапанных элементов, риск блокирования системы или любой части системы значительно понижается.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения каждый из множества клапанных элементов содержит трехходовой клапан. Посредством этого первый впуск каждого из трехходовых клапанов находится в соединении по потоку с первой линией для текучей среды, второй впуск каждого из трехходовых клапанов находится в соединении по потоку со второй линией для текучей среды и выпуск каждого из трехходовых клапанов находится в соединении по потоку с общим выпускным каналом, соединенным с каналом для отходящего газа.

Каждый из множества клапанных элементов имеет предпочтительно определенную пропускную способность. Посредством этого заранее определенный поток либо содержащей аммиак текучей среды, либо разбавляющей текучей среды непрерывно подается через каждый из множества клапанных элементов в канал для отходящего газа. Более конкретно, когда каждая из текучих сред находится при заданном давлении, определенная пропускная способность определяет поток либо содержащей аммиак текучей среды, либо разбавляющей текучей среды через клапанный элемент. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения каждая из первой и второй линии для текучей среды снабжена насосом, чтобы поддерживать заданное давление текучей среды в первой и второй линиях для текучей среды, соответственно.

Обычно определенные пропускные способности индивидуальных клапанных элементов множества клапанных элементов могут быть идентичными, но предпочтительно определенные пропускные способности отличаются друг от друга. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения каждый из множества клапанных элементов в подающем устройстве имеет различную определенную пропускную способность. В соответствии с особенно предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения устройство содержит N клапанных элементов, пронумерованных, как 1, 2, 3,... N и имеющих относительные определенные пропускные способности 1, 2, 4,... 2(N-1).

Если N равно, например, 5, относительные определенные пропускные способности составляют тогда 1, 2, 4, 8 и 16. Если относительные определенные пропускные способности представляют потоки текучей среды в литрах/час (л/ч), общий объединенный поток составляет 31 л/ч. Общий поток текучей среды состоит из потока в размере любого целого М от 0 до 31 л/ч содержащей аммиак текучей среды. Остаток потока в размере 31 – М л/ч, представляет собой тогда разбавляющую текучую среду. В описанном выше примере разрешающая способность системы управления потоком составляет 1 л/ч. Естественно, разрешающая способность может быть свободно выбрана на основе, например, размера установки. Таким образом, разрешающая способность может быть, например, 0,5 л/ч или 2 л/ч.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения содержащая аммиак текучая среда представляет собой раствор аммиака в воде, имеющий концентрацию аммиака 0%-25%, и разбавляющая текучая среда представляет собой воду. Типично содержащая аммиак текучая среда представляет собой 25% раствор аммиака в воде, посредством чего подающее устройство в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает раствор аммиака в воде в регулируемой концентрации 0%-25%. Содержащая аммиак текучая среда может альтернативно быть другим восстановителем NOx, как, например, раствор мочевины в воде или раствор аммиака, содержащий также другие химикаты.

При использовании настоящего изобретения типично дополнительное количество разбавляющей текучей среды, как, например, воды, вводится в канал для отходящего газа. Однако максимальное количество разбавляющей текучей среды, подаваемой в канал для отходящего газа, в любых условиях составляет столько же, как максимальное количество содержащей аммиак текучей среды, которая должна быть подана в канал для отходящего газа. Следовательно, возможно выбирать количество подаваемой текучей среды и разбавляющей текучей среды, такой как вода, с тем чтобы разбавляющая текучая среда не наносила какого-либо вреда процессу сгорания.

С другой стороны, разбавляющая текучая среда обеспечивает преимущество, выступая в качестве носителя аммиака. Благодаря тому факту, что общий поток текучей среды является по меньшей мере по существу постоянным, проникновение и распределение содержащей аммиак текучей среды в канал для отходящего газа является по существу неизменным, даже когда количество аммиака, подаваемого в канал, изменяется. Следовательно, хорошее распределение аммиака может быть получено в любых условиях, даже когда необходимость в аммиаке является относительно небольшой. Таким образом, подача избыточного аммиака, которая связывалась бы с летучей золой и/или вызвала вредный проскок аммиака в окружающую среду, может быть минимизирована. В некоторых случаях также возможно спроектировать форсунки и процедуру для подачи без использования газообразного пропеллента, такого как водяной пар или воздух.

Посредством использования настоящего изобретения отношение количества содержащей аммиак текучей среды, введенной в отходящий газ, и отношение потоков содержащей аммиак текучей среды и разбавляющей текучей среды может быть эффективно отрегулировано, например, на основе условий сгорания или условий нагрузки установки сжигания.

В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения соединительное средство, которое дает возможность временно расположить первую линию для текучей среды в соединении по потоку с источником разбавляющей текучей среды, размещается между первой и второй линиями для текучей среды. Соединительное средство дает возможность очистки первой линии для текучей среды с помощью разбавляющей текучей среды посредством временного расположения первой линии для текучей среды в соединении по потоку с источником разбавляющей текучей среды. Более конкретно, когда разбавляющая текучая среда имеет возможность поступать в первую линию для текучей среды, разбавляющая текучая среда будет очищать первую линию для текучей среды, первый впуск множества клапанных элементов и выпуск множества клапанных элементов.

Эта процедура обеспечивает эффективный путь, чтобы поддерживать первую линию для текучей среды чистой и понизить эрозию или блокирование благодаря содержащей аммиак текучей среде. Очистка, или другими словами, промывка, первой линии для текучей среды, первого впуска множества клапанных элементов и выпуска множества клапанных элементов может быть устроена на основе заданных периодов времени. Очистка может также быть устроена, чтобы реагировать на изменяющиеся рабочие нагрузки установки сжигания для того, чтобы предотвратить блокирование.

Соединительное средство, дающие возможность временно расположить первую линию для текучей среды в соединении по потоку с источником разбавляющей текучей среды, содержит преимущественно трехходовой клапан, расположенный в первой линии для текучей среды. Трехходовой клапан затем обычно располагается так, что часть выше по потоку первой линии для текучей среды находится в соединении по потоку с первым впуском трехходового клапана, вторая линия для текучей среды находится в соединении по потоку со вторым впуском трехходового клапана и часть ниже по потоку первой линии для текучей среды находится в соединении по потоку с выпуском трехходового клапана.

Соединительное средство может быть соединено с первой линией для текучей среды либо выше по потоку насоса, расположенного в первой линии для текучей среды, либо между насосом и множеством клапанных элементов. Также возможно иметь два соединительных средства, одно выше по потоку насоса и второе между насосом и множеством клапанных элементов. Соединительное средство между насосом и множеством клапанных элементов может быть особенно использовано для очистки частей ниже по потоку первой линии для текучей среды и первых впусков множества клапанных элементов посредством разбавляющей текучей среды. Соединительное средство выше по потоку насоса может соответственно быть использовано также для очистки насоса и частей выше по потоку первой линии для текучей среды.

В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения блок управления представляет собой часть распределительной системы управления (DCS). Затем, здесь нет необходимости для локальной работы, чтобы управлять понижением NOx, но блок управления и работа каждого из клапанных элементов могут управляться дистанционно посредством DCS.

В соответствии с аспектом настоящее изобретение обеспечивает установку сжигания, содержащую по меньшей мере одно устройство для подачи содержащей аммиак текучей среды в канал для отходящего газа установки сжигания, как описано в любых вариантах осуществления выше. Установка сжигания может, например, быть котлом с псевдоожиженным слоем, как, например, котлом с циркулирующим псевдоожиженным слоем или котлом с кипящим слоем, котлом РС или инсинератором.

Типично установка сжигания содержит более одного устройства для подачи аммиака, как описано выше. Обычно такие устройства подают содержащую аммиак текучую среду в различные части канала для отходящего газа. Например, котел с циркулирующим псевдоожиженным слоем может содержать отдельные устройства для подачи аммиака в верхнюю часть печи, канал между печью и сепаратором частиц и канал для отходящего газа ниже по потоку от сепаратора частиц.

Многочисленные устройства для подачи аммиака могут преимущественно иметь общие источники содержащей аммиак текучей среды и разбавляющей текучей среды, общие первую и вторую линии для текучей среды, которые ответвляются к индивидуальным подающим устройствам, и общие насосы для поддержания заданного давления текучей среды в первой и второй линиях для текучей среды. Каждое ответвление первой линии для текучей среды содержит преимущественно свое собственное соединительное средство со второй линией для текучей среды, чтобы очищать соответствующее подающее устройство, как описано выше. Это устройство обеспечивает то преимущество, что, например, одно устройство для подачи аммиака может быть очищено во время, когда другие устройства для подачи аммиака находятся в работе. Однако здесь может также быть соединительное средство выше по потоку общего насоса, чтобы дать возможность одновременной очистки всех многочисленных устройств для подачи аммиака. Альтернативно возможно, что многочисленные устройства для подачи аммиака являются независимыми в том смысле, что они имеют, например, собственные источники содержащей аммиак текучей среды, возможно, различных содержащих аммиак текучих сред.

Вышеуказанное краткое описание, а также дополнительные цели, признаки и преимущества настоящего изобретения будут более полно оценены посредством ссылки на следующее подробное описание настоящих предпочтительных, но при этом иллюстративных вариантов осуществления в соответствии с настоящим изобретением, которые будут рассмотрены совместно с сопровождающими чертежами.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 схематически проиллюстрировано устройство для подачи содержащей аммиак текучей среды в канал для отходящего газа установки сжигания в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

На фиг.2 схематически проиллюстрирована установка сжигания с устройствами для подачи содержащей аммиак текучей среды в канал для отходящего газа установки сжигания в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

Подробное описание изобретения

Схематическая диаграмма на фиг.1 иллюстрирует устройство 10 для подачи содержащей аммиак текучей среды в канал 22 для отходящего газа установки сжигания в соответствии с изобретением. Устройство содержит первую линию 40 для текучей среды в соединении по потоку с источником содержащей аммиак текучей среды 14 и вторую линию 42 для текучей среды в соединении по потоку с источником разбавляющей текучей среды 12, которая может быть, например, водой. Содержащая аммиак текучая среда типично представляет собой раствор аммиака в воде, в котором концентрация аммиака предпочтительно составляет 0%-25% или даже более предпочтительно по существу 25%. Устройство 10 дополнительно содержит блок 38 управления для управления множеством клапанных элементов 30.1, 30.2, 30.3, 30.4, 30.5 клапанного блока 30. Множество клапанных элементов 30.1, 30.2, 30.3, 30.4, 30.5 соединены параллельно так, что каждый из клапанных элементов имеет первый впуск 34 в соединении по потоку с первой линией 40 для текучей среды, второй впуск 32 в соединении по потоку со второй линией 42 для текучей среды и выпуск 36 в соединении по потоку с общим выпускным каналом 48, который соединен с каналом 22 для отходящего газа.

Блок 38 управления выполнен с возможностью управления каждым из клапанных элементов 30.1, 30.2, 30.3, 30.4, 30.5 для поддержания открытым протока только от одного из впусков, т.е. либо от первого впуска 34, либо от второго впуска 32, к выпуску 36. Посредством этого поток либо содержащей аммиак текучей среды, либо разбавляющей текучей среды подается через клапанный элемент в общий выпускной канал 48 и в канал 22 для отходящего газа. Преимущественно каждый из множества клапанных элементов 30.1, 30.2, 30.3, 30.4, 30.5 представляет собой трехходовой клапан.

Множество клапанных элементов 30.1, 30.2, 30.3, 30.4 и 30.5 могут иметь различные определенные, или номинальные, пропускные способности. Это означает, что полагая, что содержащая аммиак текучая среда и разбавляющая текучая среда находятся при заданном давлении, каждый из множества клапанных элементов подает заранее определенный поток содержащей аммиак текучей среды или разбавляющей текучей среды через клапанный элемент в канал 22 для отходящего газа. В одном варианте осуществления каждый из множества клапанных элементов 30.1, 30.2, 30.3, 30.4 и 30.5 имеет различную определенную пропускную способность. Например, первый, второй, третий, четвертый и пятый клапанный элемент 30.1, 30.2, 30.3, 30.4 и 30.5 имеют соответственно пропускные способности 1, 2, 4, 8 и 16 л/ч. Посредством этого множество клапанных элементов управляет отношением потока содержащей аммиак текучей среды и потока разбавляющей текучей среды в общем выпускном канале 48, но общий поток текучей среды через клапанные элементы и через общий выпускной канал 48 составляет всегда 31 л/ч.

Например, полагая, что условия требуют этого, на основе опыта или специфических измерений, содержащая аммиак текучая среда должна подаваться в канал для отходящего газа при скорости 3 л/ч. Тогда первый клапанный элемент 30.1 регулируется, чтобы открывать проток из первой линии 40 для текучей среды в выпускной канал 48. Посредством этого первый клапанный элемент обеспечивает поток 1 л/ч содержащей аммиак текучей среды в выпускной канал 48. Соответственно, второй клапанный элемент 30.2 регулируется, чтобы открывать проток из первой линии 40 для текучей среды в выпускной канал 48, и, таким образом, он обеспечивает поток 2 л/ч содержащей аммиак текучей среды в выпускной канал 48. В то же время третий, четвертый и пятый клапанные элементы 30.3, 30.4 и 30.5 регулируются, чтобы открывать проток из второй линии для текучей среды в выпускной канал 48, обеспечивая общий поток 28 л/ч разбавляющей текучей среды в выпускной канал. В этом описанном примере разрешающая способность системы управления потоком составляет 1 л/ч. Естественно, разрешающая способность может быть свободно выбрана на основе, например, размера установки. Таким образом, разрешающая способность может быть, например, 0,5 л/ч или 2 л/ч.

Общий выпускной канал 48 преимущественно снабжен выпускным клапаном 50, предпочтительно двухпозиционным клапаном, который будет открывать или закрывать проток в канал 22 для отходящего газа. Конечная часть выпускного канала 48 внутри канала 22 для отходящего газа преимущественно снабжена множеством средств для введения, таких как традиционные распылительные форсунки 52, для того чтобы эффективно распределять смесь содержащей аммиак текучей среды и разбавляющей текучей среды в отходящем газе, протекающем в канале 22 для отходящего газа. Аммиак действует как восстановитель для оксидов азота NOx.

Первая линия 40 для текучей среды может быть снабжена насосом 44, чтобы поддерживать заданное давление содержащей аммиак текучей среды в первой линии 40 для текучей среды. Аналогично вторая линия 42 для текучей среды может быть снабжена насосом 46, чтобы поддерживать заданное давление разбавляющей текучей среды во второй линии 42 для текучей среды.

Между первой и второй линиями 40, 42 для текучей среды преимущественно расположены соединительные средства 60, 70, дающие возможность временно расположить первую линию 40 для текучей среды в соединении по потоку с источником разбавляющей текучей среды 12. Преимущественно соединительное средство содержит трехходовой клапан 60, 70, расположенный в первой линии 40 для текучей среды, с тем чтобы иметь часть выше по потоку первой линии 40 для текучей среды в соединении по потоку с первым впуском 64, 74 трехходового клапана, вторую линию 42 для текучей среды в соединении по потоку со вторым впуском 62, 72 трехходового клапана и часть ниже по потоку первой линии 40 для текучей среды в соединении по потоку с выпуском 76, 66 трехходового клапана. Как показано на фиг.1, первое соединительное средство 60 расположено выше по потоку насоса 44 первой линии 40 для текучей среды и второе соединительное средство 70 расположено ниже по потоку насоса 44 первой линии 40 для текучей среды и выше по потоку множества клапанных элементов 30.1, 30.2, 30.3, 30.4 и 30.5.

Второе соединительное средство 70 может быть использовано, чтобы очистить множество клапанных элементов 30.1, 30.2, 30.3, 30.4 и 30.5 клапанного блока 30, особенно первые впуски 34 множества клапанных элементов, а также часть ниже по потоку первой линии 40 для текучей среды посредством разбавляющей текучей среды. Это может быть сделано посредством расположения первой линии для текучей среды в соединении по потоку с источником разбавляющей текучей среды 12. Более конкретно, посредством закрытия первого впуска 74 и открытия второго впуска 72 второго соединительного средства 70 разбавляющая текучая среда из второй линии 42 для текучей среды имеет возможность протекать через часть ниже по потоку первой линии для текучей среды к первым впускам 34 клапанного блока 30. Первое соединительное средство 60 может, соответственно, быть использовано, чтобы очистить также часть выше по потоку первой линии 40 для текучей среды, а также насос 44 в первой линии 40 для текучей среды посредством разбавляющей текучей среды. Обычно устройство 10 для подачи содержащей аммиак текучей среды в канал для отходящего газа содержит одно из первого и второго соединительных средств 60, 70, но также можно иметь как первое, так и второе соединительные средства, как на фиг.1.

Работа клапанного блока 30, то есть множества клапанных элементов 30.1, 30.2, 30.3, 30.4 и 30.5, преимущественно управляется в любой распространенной эксплуатации, для того чтобы понизить выделения NOx до желаемого уровня, блоком управления посредством контрольного сигнала, который предпочтительно основан на двузначной логике. Множество клапанных элементов представляет собой предпочтительно часть распределительной системы управления (DCS), с тем чтобы управлять множеством клапанных элементов дистанционно посредством распределительной системы управления.

Схематическая диаграмма на фиг.2 иллюстрирует установку 78 сжигания с устройствами 10, 100 для подачи содержащей аммиак текучей среды в канал 22 для отходящего газа установки сжигания в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Первое и второе устройства 10, 100, показанные на фиг.2, соответствуют главным образом устройству 10 на фиг.1. Ссылочные номера первого устройства 10 на фиг.2 соответствуют ссылочному номеру устройства 10 на фиг.1, и ссылочные номера второго устройства 100 образованы посредством умножения соответствующих ссылочных номеров устройства 10 на фиг.1 на 10.

Первое и второе подающие устройства 10, 100 имеют общие источники содержащей аммиак текучей среды 14 и разбавляющей текучей среды 12, общие первую 40 и вторую 42 линии текучей среды, которые ответвляются к индивидуальным подающим устройствам, и общие насосы 44, 46 для поддержания заданного давления текучей среды в первой и второй линиях для текучей среды. Каждое ответвление первой линии для текучей среды содержит преимущественно свое собственное соединительное средство 70, 700 со второй линией 42 для текучей среды, чтобы очистить соответствующее подающее устройство, как описано в связи с фиг.1. Однако здесь имеется также соединительное средство 60 выше по потоку общего насоса 44 в первой линии 40 для текучей среды, чтобы дать возможность одновременной очистки обоих подающих аммиак устройств 10, 100.

Выпускной канал 480 второго подающего устройства 100 обычно соединен с каналом 22 для отходящего газа в другом местоположении, чем выпускной канал 48 первого подающего устройства. Соединительные местоположения могут быть, например, на различных высотах в канале для отходящих газов, на различных позициях внутри ступени канала для отходящего газа или на различных ступенях канала для отходящего газа. Посредством использования таких разносторонних систем для подачи аммиака возможно точно оптимизировать подачу аммиака при различных рабочих условиях установки сжигания.

Как стало ясно из вышеуказанного, устройство и способ подачи содержащей аммиак текучей среды в канал для отходящего газа установки сжигания применимо для ряда различных применений и целей. Должно быть понято, что даже если фигуры иллюстрируют варианты осуществления с клапанным блоком, имеющим пять параллельных клапанных элементов, число параллельных клапанных элементов может на практике изменяться. В то время как изобретение описано здесь посредством примеров в связи с теми, что в настоящее время рассматриваются как наиболее предпочтительные варианты осуществления, должно быть понято, что изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления, но предназначено для охвата различных комбинаций или модификаций его признаков и нескольких других применений, включенных в объем изобретения, как определено в прилагаемых пунктах формулы изобретения.

1. Устройство (10, 100) для подачи содержащей аммиак текучей среды в канал (22) для отходящего газа установки сжигания, содержащее первую линию (40) для текучей среды, соединяемую в соединении по потоку с источником содержащей аммиак текучей среды (14), вторую линию (42) для текучей среды в соединении по потоку с источником разбавляющей текучей среды (12) и блок (38, 380) управления для управления множеством клапанных элементов (30.1, 30.2, 30.3, 30.4, 30.5, 300.1, 300.2, 300.3, 300.4, 300.5) клапанного блока (30), причем каждый из клапанных элементов имеет первый впуск (34, 340) в соединении по потоку с первой линией для текучей среды, второй впуск (32, 320) в соединении по потоку со второй линией для текучей среды и выпуск (36, 360) в соединении по потоку с выпускным каналом (48, 480), соединенным с каналом (22) для отходящего газа, отличающееся тем, что клапанные элементы соединены параллельно для того, чтобы выпуск каждого из клапанных элементов находился в соединении по потоку с общим выпускным каналом (48, 480), причем блок управления выполнен с возможностью управления каждым из клапанных элементов, чтобы поддерживать открытым проток от либо первого впуска (34, 340), либо второго впуска (32, 320) к выпуску (36, 360) для того, чтобы подавать поток либо содержащей аммиак текучей среды, либо разбавляющей текучей среды через клапанный элемент в общий выпускной канал (48, 480).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый из множества клапанных элементов содержит трехходовой клапан.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый из множества клапанных элементов имеет определенную пропускную способность, чтобы подавать заранее определенный поток либо содержащей аммиак текучей среды, либо разбавляющей текучей среды через клапанный элемент в канал для отходящего газа.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что каждый из множества клапанных элементов имеет различную определенную пропускную способность.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что клапанный блок (30) содержит N клапанных элементов, пронумерованных как 1, 2, 3,... N и имеющих относительные определенные пропускные способности 1, 2, 4,... 2(N-1).

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждая из первой и второй линий (40, 42) для текучей среды снабжена насосом (44, 46), чтобы поддерживать заданное давление текучей среды в первой и второй линиях для текучей среды соответственно.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что между первой и второй линиями (40, 42) для текучей среды расположено соединительное средство (60, 70, 700), которое дает возможность временно расположить первую линию (40) для текучей среды в соединении по потоку с источником разбавляющей текучей среды (12).

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что соединительное средство содержит трехходовой клапан (60, 70, 700), расположенный в первой линии (40) для текучей среды для того, чтобы иметь часть выше по потоку первой линии (40) для текучей среды в соединении по потоку с первым впуском (64, 74, 740) трехходового клапана, вторую линию (42) для текучей среды в соединении по потоку со вторым впуском (62, 72, 720) трехходового клапана и часть ниже по потоку первой линии (40) для текучей среды в соединении по потоку с выпуском (76, 66, 760) трехходового клапана.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок (38, 380) управления представляет собой часть распределительной системы управления (DCS).

10. Установка сжигания, отличающаяся тем, что она имеет по меньшей мере одно устройство для подачи содержащей аммиак текучей среды в канал (22) для отходящего газа установки сжигания по любому из предшествующих пп. 1-9.

11. Способ подачи содержащей аммиак текучей среды в канал (22) для отходящего газа установки сжигания, содержащий стадии, на которых: вводят содержащую аммиак текучую среду из источника содержащей аммиак текучей среды в первую линию для текучей среды, вводят разбавляющую текучую среду из источника разбавляющей текучей среды во вторую линию для текучей среды и управляют множеством клапанных элементов (30.1, 30.2, 30.3, 30.4, 30.5, 300.1, 300.2, 300.3, 300.4, 300.5) клапанного блока (30) посредством блока (38, 380) управления, причем каждый из клапанных элементов имеет первый впуск (34, 340) в соединении по потоку с первой линией для текучей среды, второй впуск (32, 320) в соединении по потоку со второй линией для текучей среды и выпуск (36, 360) в соединении по потоку с выпускным каналом (48, 480), соединенным с каналом (22) для отходящего газа, отличающийся тем, что клапанные элементы соединены параллельно так, что каждый из клапанных элементов находится в соединении по потоку с общим выпускным каналом (48, 480), и стадией, на которой управляют каждым из клапанных элементов посредством блока управления, чтобы поддерживать открытым проток от либо первого впуска (34, 340), либо второго впуска (32, 320) к выпуску (36, 360) для того, чтобы подавать поток либо содержащей аммиак текучей среды, либо разбавляющей текучей среды через клапанный элемент в общий выпускной канал (48, 480).

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что содержащая аммиак текучая среда представляет собой раствор аммиака в воде и разбавляющая текучая среда представляет собой воду.

13. Способ по п.11, отличающийся управлением множеством клапанных элементов с тем, чтобы управлять отношением потока содержащей аммиак текучей среды и потока разбавляющей текучей среды в общем выпускном канале (48, 480).

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что множество клапанных элементов содержит N клапанных элементов, пронумерованных как 1, 2, 3... N и имеющих относительные определенные пропускные способности как 1, 2, 4..., 2(N-1).

15. Способ по п.11, отличающийся поддержанием заданного давления текучей среды в каждой из первой и второй линий (40, 42) для текучей среды посредством насоса (44, 46).

16. Способ по п.11, отличающийся стадией очистки первого впуска (34, 340) и первой линии (40) для текучей среды посредством временного расположения первой линии для текучей среды в соединении по потоку с источником разбавляющей текучей среды (12).

17. Способ по п.11, отличающийся управлением множеством клапанных элементов с распределительной системой управления (DCS).



 

Похожие патенты:
Заявлена система выпуска выхлопных газов для двигателей внутреннего сгорания и покрытая катализатором подложка для использования в системе выпуска выхлопных газов.

Изобретение может быть использовано для диагностирования датчика NOx, присоединенного к системе очистки выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания. Способ определения ухудшения работы датчика NOx выхлопных газов предназначен для двигателя (10), содержащего восстановительный каталитический нейтрализатор (152) и датчик (160) NOx выхлопных газов в подаваемых газах, расположенный выше по потоку от восстановительного каталитического нейтрализатора (152).

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания, имеющих устройство для обработки отработавшего газа, в которое подводится жидкая добавка. Способ эксплуатации дозирующего устройства (1) для жидкой добавки предназначен для устройства, имеющего по меньшей мере один насос (2) с подвижным насосным элементом, который для подачи жидкой добавки совершает подающие движения, и по меньшей мере один инжектор (4), который с помощью напорного трубопровода (5) подсоединен к напорной стороне насоса (2) и может открываться для дозирования жидкой добавки.

Изобретение относится к системам обработки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Устройство для защиты катализатора включает в себя: катализатор, предусмотренный в системе выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания и очищающий отработавшие газы; блок сбора данных о температуре слоя, получающий информацию о текущей температуре слоя катализатора; блок расчета базового значения приращения, рассчитывающий базовое значение приращения, которое является базовой величиной значения приращения количества топлива, впрыскиваемого форсункой, предусмотренной в двигателе внутреннего сгорания, для охлаждения катализатора, когда текущая температура слоя превышает заданное значение для определения температуры перегрева; компенсатор, получающий скорректированное значение приращения посредством корректировки базового значения приращения с использованием коэффициента уменьшения, рассчитываемого с задействованием значения целевой температуры слоя, заданной явно ниже значения определения; и блок увеличения количества впрыскиваемого топлива, выбирающий одно из значений - базовое значение приращения или скорректированное значение приращения.

Изобретение относится к катализаторам, использующимся для уменьшения количества аммиака в выхлопных газах, образующихся при сжигании богатых топливных смесей. Система для уменьшения выбросов аммиака содержит первый компонент, содержащий первую подложку, содержащую тройной катализатор, где первый компонент расположен перед вторым компонентом, содержащим вторую подложку, содержащую катализатор окисления аммиака и вход для кислородсодержащего газа, расположенный между компонентами.
Изобретение относится к системе дополнительной обработки выхлопных газов дизельных двигателей. Способ включает пропускание выхлопных газов через первую зону с катализатором металл/цеолит, ускоряющим SCR НС, с получением первого газообразного продукта.

Изобретение относится к способу подачи тепловой энергии в устройство для нейтрализации отработавших газов. Способ подачи тепловой энергии в устройство для нейтрализации отработавших газов (2), размещенное в выпускном тракте двигателя внутреннего сгорания, в особенности дизельного двигателя, путем подогрева отработавших газов, набегающих на устройство для нейтрализации отработавших газов (2) до требуемой температуры.

Изобретение относится к устройству для обработки выхлопных газов. Устройство (1) для обработки выхлопных газов, содержит впускную трубу (2) для ввода образованного в результате сгорания отработанного газа; выпускную трубу (3) для выпуска образованного в результате сгорания отработанного газа; газонепроницаемый внутренний корпус (7), который соединен по текучей среде с впускной трубой (2) на одной стороне и с выпускной трубой (3) на другой стороне, для размещения в нем фильтра (4) частиц; соединительный элемент (9), который расположен в области (8) соединения внутреннего корпуса (7), обращенной к выпускной трубе (3) относительно направления потока, для механического соединения фильтра (4) частиц с внутренним корпусом (7); окислительный нейтрализатор (5), расположенный выше по потоку по отношению к фильтру (4) частиц во внутреннем корпусе (7), для катализа реакции восстановления образованного в результате сгорания отработанного газа; по меньшей мере одно место (11, 12, 13, 14) измерения, расположенное на максимальной длине (L) фильтра (4) частиц относительно направления потока, для измерения противодавления, созданного фильтром (4) частиц, при работе устройства (1) для обработки выхлопных газов.

Изобретение относится к катализатору окисления выхлопных газов, предназначенному для газопоглощения выхлопных газов, испускаемых из двигателей внутреннего сгорания.

Изобретение относится к устройству для очистки содержащего частицы сажи отработавшего газа (ОГ). Устройство (1) для очистки содержащего частицы (2) сажи отработавшего газа (ОГ), содержит: по меньшей мере один ионизирующий элемент (3) для ионизации частиц (2) сажи; по меньшей мере один фильтрующий элемент (4), причем по меньшей мере к одному участку фильтрующего элемента (4) является подключаемым электрический потенциал; по меньшей мере одно агломерационное устройство (8) для, по меньшей мере, частичной агломерации электрически заряженных частиц (2) сажи, которое расположено между ионизирующим элементом (3) и фильтрующим элементом (4), причем агломерационное устройство (8) имеет, по меньшей мере, внешнюю трубу (9) и по меньшей мере один внутренний элемент (10), причем внешняя труба (9) ограничивает поток ОГ снаружи и обтекается ОГ только на своей внутренней стороне, а внутренний элемент (10) обтекается ОГ, по меньшей мере, на отдельных участках, с нескольких сторон и образован по меньшей мере одним элементом из следующей группы: внутренняя труба (11) и несколько дефлекторов (12), расположенных с возможностью отклонения ОГ.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ эксплуатации двигателя заключаются в том, что во время работы двигателя (210) обеспечивают протекание выхлопных газов через первый, второй и третьи каталитические нейтрализаторы (82A, 82B), (84A, 84B), (70A, 70B) для накопления по меньшей мере некоторого количества выхлопного аммиака в первом каталитическом нейтрализаторе (82A, 82B). Второй каталитический нейтрализатор (84A, 84B) расположен ниже по потоку первого каталитического нейтрализатора (82A, 82B). Третий каталитический нейтрализатор (70A, 70B) расположен выше по потоку первого каталитического нейтрализатора (82A, 82B). Выборочно отключают двигатель (210) во время стоп-старта, и во время повторного запуска двигателя (210) из режима стоп-старта регулируют регенерацию третьего каталитического нейтрализатора (70A, 70B) на основании содержания аммиака в первом каталитическом нейтрализаторе (82A, 82B). Раскрыт вариант способа эксплуатации двигателя и система двигателя. Технический результат заключается в снижении вредных выбросов выхлопных газов и в улучшении регенерации каталитического нейтрализатора выхлопных газов после работы двигателя на бедных смесях. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к системе дополнительной каталитической обработки, которая может быть применена в частности в автомобилях для выхлопного газа дизельного двигателя. Система содержит дизельный катализатор окисления, имеющий диаметр от 2,5 до 15 дюймов и длину от 2,5 до 15 дюймов, и устройство дополнительной обработки, расположенное ниже по потоку от дизельного катализатора окисления, которое нуждается в периодической тепловой обработке, и средство для генерирования повышения температуры в устройстве дополнительной обработки, при этом дизельный катализатор окисления содержит зону, расположенную выше по потоку, и каталитическую композицию, включающую платину и палладий, нанесенную на носитель, и имеет концентрацию платины, которая больше, чем концентрация платины в оставшейся части дизельного катализатора окисления, причем длина зоны, расположенной выше по потоку, составляет от 0,5 до 1,75 дюймов и имеет более высокую окислительную активность в отношении углеводородов, чем остальная часть дизельного катализатора окисления, и причем носитель представляет собой проточный монолит. Изобретение обеспечивает повышение эффективности дизельного катализатора окисления в системе активации регенерации. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх