用于处理燃气涡轮发动机的排气流的排气处理方法和系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106481408A(43)申请公布日2017.03.08(21)申请号201610730530.0(22)申请日2016.08.26(30)优先权数据14/8388042015.08.28US(71)申请人通用电气公司地址美国纽约州(72)发明人张华G.R.史密斯P.P.库尔卡尼(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司72001代理人严志军周心志(51)Int.Cl.F01N3/05(2006.01)F01N3/28(2006.01)F01N3/20(2006.01)F01N3/10(2006.01)权利要求书3页说明书11页附图4页(54)发明名称用于处理燃气涡轮发动机的排气流的排气处理方法和系统(57)摘要本发明涉及一种用于处理燃气涡轮发动机的排气流的排气处理方法和系统。所述排气处理系统包括用于引导排气流的排气管道、定位在排气管道内用于接收流过排气管道的排气流的第一催化剂以及用于将冷却空气和还原剂喷射到排气流中的喷射系统。喷射系统可以包括：用于供给还原剂的还原剂供给进料；用于供给冷却空气的冷却空气供给进料；接头，所述接头配置成使还原剂供给进料和冷却空气供给源在接头处组合以形成之后的组合供给进料；以及布置在排气管道内的喷射器，组合供给进料连接至所述喷射器。CN106481408ACN106481408A权利要求书1/3页1.一种用于处理燃气涡轮发动机的排气流的排气处理系统，所述排气处理系统包括：排气管道，所述排气管道用于引导所述排气流；第一催化剂，所述第一催化剂定位在所述排气管道内，用于接收流过所述排气管道的排气流；以及喷射系统，所述喷射系统用于将冷却空气和还原剂喷射到所述排气流内，所述喷射系统包括：还原剂供给进料，所述还原剂供给进料用于供给还原剂；冷却空气供给进料，所述冷却空气供给进料用于供给冷却空气；接头，所述接头被构造成使所述还原剂供给进料和所述冷却空气供给进料在所述接头处组合以形成此后的组合供给进料；以及喷射器，所述喷射器布置在排气管道内，并且连接至所述组合供给进料。2.根据权利要求1所述的排气处理系统，其特征在于，所述还原剂供给进料在还原剂供给源与所述接头之间延伸；其中，所述冷却空气供给进料在冷却空气供给源与所述接头之间延伸；其中，所述组合供给进料构造成将所述还原剂与所述冷却空气的混合流从所述接头导向所述喷射器；其中，所述第一催化剂包括在所述喷射器的下游的位置处定位在所述排气管道中的SCR催化剂；以及其中，所述还原剂包括氨；所述接头包括位于所述排气管道的外部的位置；以及其中，处理所述排气流包括还原氮氧化物。3.根据权利要求1所述的排气处理系统，其特征在于，所述排气管道在所述燃气涡轮系统的下游端与烟囱之间延伸，所述排气流通过所述烟囱排放至大气；其中，所述排气管道包括与下游区段轴向地层叠的过渡区段，所述过渡区段构造成使得所述排气管道的横截面流动面积沿所述下游方向扩张，所述下游区段构造成在所述过渡区段与所述烟囱之间延伸并且具有基本恒定的横截面流动面积；其中，所述喷射器布置在所述排气管道的所述过渡区段中或者布置在所述排气管道的所述下游区段中，所述第一催化剂布置在所述排气管道的所述下游区段中；以及其中，所述第一催化剂包括定位在所述喷射器的下游的SCR催化剂。4.根据权利要求2所述的排气处理系统，其特征在于，所述喷射器包括多个出口，所述出口中的每一个均定位在所述排气管道内，用于在所述排气管道中喷射所述还原剂与所述冷却空气的所述混合流；以及其中，所示喷射器的所述出口相对于所述排气管道内的所述排气流的预期流动定位，以便在所述排气流到达所述第一催化剂时提供所述排气流内的基本均匀的温度和还原剂分布；其中，所示燃气涡轮发动机包括用于产生电力的燃气涡轮发电厂。5.根据权利要求2所述的排气处理系统，其特征在于，所述还原剂供给进料包括位于所述接头处的喷嘴，所述喷嘴配置成用于将所述还原剂的细颗粒喷射到所述冷却空气内；以及2CN106481408A权利要求书2/3页其中，所喷射的还原剂的细颗粒具有小于20μm的平均液滴尺寸。6.根据权利要求2所述的排气处理系统，其特征在于，所述还原剂包括氨水；其中，所述还原剂供给进料包括加压器和雾化喷嘴，所述雾化喷嘴包括位于所述还原剂供给进料的下游端处的位置；以及其中，所述喷射器定位在所述第一催化剂的上游的足够距离处，以在所述排气流到达所述第一催化剂之前提供温度和还原剂的基本均匀分布。7.根据权利要求6所述的排气处理系统，其特征在于，所述加压器包括高压泵，所述高压泵构造成以对应于所述雾化喷嘴的所需功能的预定升高压力水平输送所述还原剂；以及其中，雾化喷嘴包括在所述冷却空气供给进料的横截面上间隔开的多个出口，其中所述组合供给进料包