專利名稱：用于增強(qiáng)汞去除的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般而言是關(guān)于減少煙氣的汞排放的方法和設(shè)備，且更具體而言是關(guān)于減 少在燃煤電廠中因燃燒特定類型的煤所產(chǎn)生的汞排放的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
由于汞造成的危害且由于政府法規(guī)，已經(jīng)做出許多努力以在汞自燃煤電廠釋放之 前將其捕獲。
例如，歐赫(Oehr)在美國(guó)專利第6,808,692號(hào)(其整體內(nèi)容以引用的方式并入本 文中)闡述使用分子鹵素(例如氯氣(Cl2))以將元素汞(Hg。)轉(zhuǎn)化成氯化汞(HgCl2)。 由于氯化汞可被堿性固體、尤其含氧化鈣(CaO)或氫氧化鈣(Ca(OH)2)的固體吸附，所 以這一轉(zhuǎn)化比較合意。通常，在微粒收集裝置(例如袋式除塵器或靜電除塵器)的前 面完成收集。然而，歐赫(Oehr)技術(shù)不能同樣成功地用于所有類型的煤。
例如，當(dāng)使用12-25 ppmv分子氯注入次煙煤和褐煤的完全燃燒獲得的煙氣中時(shí)， 歐赫(Oehr)技術(shù)不能十分有效地用于汞去除。這些煤部分或完全燃燒產(chǎn)生堿性飛灰， 如通過(guò)其使水-飛灰混合物的pH值升至高于7的值的能力所證實(shí)。申請(qǐng)者出于此發(fā)明 的目的考慮了將褐煤和次煙煤作為煤的各種等級(jí)和形式。褐煤和次煙煤占加拿大和美 國(guó)燃煤電廠的幾乎一半。用于減少自褐煤燃燒所釋放汞的其它技術(shù)同樣無(wú)效或具有許 多缺點(diǎn)。
例如，派樂(lè)恩(Pennline)等人在美國(guó)專利第6,521,021號(hào)(其整體內(nèi)容以引用的方 式并入本文中)中闡述取樣處理工藝(Thief process),所述工藝包括使用部分燃燒的煤 固體來(lái)實(shí)現(xiàn)自微粒收集裝置(例如袋式除塵器或靜電除塵器)前面的煙氣去除汞。申 請(qǐng)者已經(jīng)査閱過(guò)派樂(lè)恩(Pemiline)等人的技術(shù)且發(fā)現(xiàn)當(dāng)使用部分燃燒的褐煤和次煙煤 固體時(shí)其用于汞去除具有不足之處。由于褐煤和次煙煤是一種重要的能源，且由于減 少釋放至環(huán)境中的汞的量同樣重要，所以申請(qǐng)者已經(jīng)研發(fā)出減少由于燃燒褐煤或次煙 煤而釋放至環(huán)境中的汞量的方法和設(shè)備。
尼爾森(Nelson)在美國(guó)專利第6,953,494號(hào)中闡述使用溴化"含碳"基質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)汞 受控?zé)煔?。此發(fā)明具有以下嚴(yán)重缺點(diǎn)碳、尤其是昂貴的粉末狀活性炭是所述"含碳" 基質(zhì)的主要組份，例如"優(yōu)選粉末狀活性炭"(第6頁(yè)第10-11行)。此外還參見(jiàn)第 7頁(yè)第13-14行的"吸附劑基質(zhì)材料的重要特征是其主要由碳構(gòu)成"。
由于所產(chǎn)生飛灰在摻和水泥應(yīng)用、尤其戶外冬季應(yīng)用中由于凍融特性或使摻和水 泥不期望著色而造成損害，所以并不期望過(guò)多使用碳。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明教示自煤(包括褐煤和次煙煤)中成功去除汞的方法和設(shè)備。在本發(fā)明一 個(gè)實(shí)施例中，所述方法包括將鹵素注入煙氣中，所述鹵素可包括分子鹵素或原子或分 子鹵素前驅(qū)物。所述方法還包括將由部分煤燃燒所產(chǎn)生的富含碳的堿性煤灰顆粒注入
微粒收集裝置前面的煙氣中。如本文所用，富含碳的堿性煤灰顆粒是具有小于約50 重量％碳含量和大于約50重量％堿性灰含量、甚至更優(yōu)選地小于約50重量％碳含量 和大于約60重量％堿性灰含量的顆粒。富含碳的堿性煤灰顆粒的優(yōu)選實(shí)例具有約20 %至約40重量％碳和約55%至約80重量％堿性灰。甚至更優(yōu)選實(shí)例具有約30%至 約40重量％碳和約60%至約80重量％堿性灰。
所述注入步驟可相繼或同時(shí)實(shí)施，且如果成功，任一步驟可在另一步驟之前進(jìn)行。 由部分煤燃燒所產(chǎn)生的富含碳的堿性煤灰顆粒優(yōu)選使用取樣碳方法獲得，但有些可能 更喜歡使用半燃燒煤(例如，在流化床中部分燃燒的煤)來(lái)實(shí)踐本發(fā)明。
在本發(fā)明另一實(shí)施例中，所述方法包括將由部分煤燃燒所產(chǎn)生的富含碳的堿性煤 灰顆粒暴露于含鹵素的氣氛。所述方法還包括將由部分煤燃燒所產(chǎn)生的經(jīng)鹵素氣氛處 理的富含碳的堿性煤灰顆粒注入微粒收集裝置前面的所述煙氣中，由此吸附至少一部 分汞。
所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在參照附圖閱讀以下優(yōu)選實(shí)施例的說(shuō)明后可明了本發(fā) 明的這些和其它方面。


圖l展示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例所構(gòu)造裝置的示意圖；和 圖2是代表本發(fā)明另一實(shí)施例步驟的方塊圖。
具體實(shí)施例方式
在下文說(shuō)明中，相同的代表符號(hào)在若干視圖中都表示相同或相應(yīng)的部分。同樣， 在下文說(shuō)明中，應(yīng)了解，諸如"向前"、"向后"、"左"、"右"、"向上"、"向 下"以及諸如此類的詞語(yǔ)都為表達(dá)方便而使用，且不可解釋為限制性詞語(yǔ)。
圖1展示實(shí)施本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的燃煤電廠10的一個(gè)實(shí)施例。電廠10包括燃燒 室12。燃燒室12通過(guò)管道系統(tǒng)16連接至煙囪14。煤燃燒產(chǎn)生的煙氣沿管道系統(tǒng)16 前進(jìn)并通過(guò)煙囪14離開(kāi)。
使用本發(fā)明的實(shí)施例，將褐煤或次煙煤20注入燃燒室12中。室12中的高溫使 煤活化并使煤內(nèi)發(fā)生變化，然而在此階段中，由于所述室中的高溫活化煤對(duì)汞的親和 力較小。在此活化煤完全燃燒之前，將其一部分從燃燒室中通過(guò)取樣器22抽取。所 抽出煤顆粒的尺寸可類似于注入燃燒室12的煤的尺寸。其尺寸也可由于其在燃燒室中處理而有所改變。
取樣器22可為插入燃燒區(qū)12中的中空噴槍，通過(guò)其施加吸力。吸力可通過(guò)氣體 泵(未圖示)或真空系統(tǒng)、噴射器等產(chǎn)生。取樣器22可由各種構(gòu)造材料構(gòu)成，其包 括不銹鋼。取樣器22當(dāng)位于燃燒室12中時(shí)可使用冷卻裝置以減少固體的進(jìn)一步氧化。 例如，取樣器22可具有水冷、空冷或蒸汽冷卻室，所述室由高溫、高反射材料層包 覆以在取出顆粒的同時(shí)減少傳熱。
在作業(yè)中，取樣器22將由部分煤燃燒所產(chǎn)生的部分燃燒的富含碳的堿性煤灰顆 粒和氣體混合物抽出燃燒室12并使其通過(guò)氣體-固體分離器24(例如旋風(fēng)分離器)(氣 體部分可在任何期望點(diǎn)處改道進(jìn)入系統(tǒng)，或者其可在系統(tǒng)外耗盡)。
將由部分煤燃燒所產(chǎn)生的富含碳的堿性煤灰注入電廠10的管道系統(tǒng)16中。此注 入可在燃燒室12和微粒收集裝置30之間的任何地方發(fā)生。優(yōu)選地，通過(guò)注射器32、 且優(yōu)選在溫度為約400。F或以下的地方實(shí)施注入。注射器32可為(例如)螺旋給料 機(jī)或利用空氣作為動(dòng)力氣體的噴射器。由部分煤燃燒物流所產(chǎn)生的熱活化富含碳的堿 性煤灰顆?？稍谧⑷胫敖?jīng)冷卻以防止固體反應(yīng)并防止進(jìn)一步氧化。
由部分煤燃燒所產(chǎn)生的富含碳的堿性煤灰固體顆粒優(yōu)選由褐煤或次煙煤的燃燒 產(chǎn)生。在其它實(shí)施例中，由部分煤燃燒所產(chǎn)生的富含碳的堿性煤灰顆粒是那些由非堿 性煤灰(例如，煙煤灰)與堿和堿性助熔劑的熔合所產(chǎn)生的(例如，參見(jiàn)歐赫(Oehr) 等人在美國(guó)專利第6,250,235號(hào)中關(guān)于非堿性煤灰的堿助溶的闡述)。在再其它實(shí)施 例中，所述富含碳的堿性煤灰固體顆粒是由部分燃燒的煤所產(chǎn)生的，例如可能己在(例 如)流化浴中部分燃燒的褐煤或次煙煤。
另外，在本發(fā)明許多實(shí)施例中，將鹵素通過(guò)注射器34注入管道系統(tǒng)16中的煙氣 中。如本文所用，鹵素可包括分子鹵素或原子或分子鹵素前驅(qū)物。分子鹵素或分子或 原子鹵素前驅(qū)物優(yōu)選為氯、溴、碘或氟、或其混合物，且更優(yōu)選地為氯或溴、或其混 合物。所述分子或原子鹵素前驅(qū)物還可包含鹵化物或次鹵酸鹽。鹵化物可為氯化物、 溴化物、或碘化物或其混合物。次鹵酸鹽可為次氯酸鹽、次溴酸鹽或次碘酸鹽或其混 合物。
在其它實(shí)施例中，將由部分煤燃燒所產(chǎn)生的富含碳的堿性煤灰固體顆粒暴露于含 鹵素的氣氛。所述暴露可在注射器32之前或其中完成。暴露之后，將經(jīng)鹵素處理的 由部分煤燃燒所產(chǎn)生的富含碳的固體煤灰顆粒注入微粒收集裝置前面的煙氣中，由此 吸附至少一部分汞。
注入之后，煙氣移動(dòng)至顆粒收集裝置30,所述裝置在煙氣從煙囪14釋放之前去 除含汞的顆粒的位置處。在許多實(shí)施例中，顆粒收集裝置30是靜電除塵器，但在其 它實(shí)施例中有些可能更喜歡袋式除塵器或織物過(guò)濾器。有些也可將顆粒收集裝置視為 煙氣脫硫系統(tǒng)FGD。以上系統(tǒng)的任何組合都將被視為在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
圖2是代表本發(fā)明的處理含汞的燃煤煙氣的另一實(shí)施例的方塊圖。方塊100代表 估計(jì)欲燃燒的煤的鹵素水平，其優(yōu)選包括評(píng)價(jià)氯水平，參見(jiàn)例如D2361-02煤中氯的
8標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法。方塊102代表估計(jì)取樣煤的質(zhì)量，其優(yōu)選包括估計(jì)堿度，舉例來(lái)說(shuō)， 如pH值和堿性灰含量所示。煤質(zhì)量還可包括其它參數(shù)，例如碳測(cè)量值、BET表面積 測(cè)量值等。例如.根據(jù)煤在置于燃燒室中之前的組成，方塊100和102可在取樣之前、 或取樣之后、熱活化之后實(shí)施。方塊104代表將鹵素和由部分煤燃燒所產(chǎn)生的富含碳 的堿性固體煤灰顆粒注入微粒收集裝置前面的煙氣中。如果已經(jīng)確定鹵素量低于預(yù)定 水平(例如，允許有效去除汞的水平)，且在已經(jīng)用成袋的堿性灰確定煤灰具有某一 質(zhì)量(例如堿性或酸性)之后，可實(shí)施所述步驟。在其它實(shí)施例中，可能期望使注入 的鹵素水平與煤中存在的固有鹵素水平相關(guān)。例如，如果鹵素(例如溴)存在于煤中 且產(chǎn)生鹵素濃度為約0.5 ppmv的煙氣，那么可期望注入足以使總鹵素濃度高達(dá)約4 ppmv或更高的量的溴。稍微類似地，根據(jù)煤中的固有氯含量，可以足以使煙氣的鹵 素濃度高達(dá)約25 ppmv、高達(dá)約20 ppmv、高達(dá)約15 mmpv或高達(dá)約12 ppmv的量注 入氯。在其它實(shí)施例中，還可能期望注入鹵素混合物，且所述實(shí)施例被視為在本發(fā)明 范圍內(nèi)。
本發(fā)明還涵蓋其它實(shí)施例。例如，本發(fā)明還包括在燃煤電廠中從燃燒褐煤或次煙 煤所產(chǎn)生的煙氣中去除汞的方法。在此實(shí)施例中，所述方法包括將粉煤和空氣混合物 注入燃燒室中。注入后，在半燃燒煤到達(dá)燃燒器之前抽取半燃燒粉煤與氣體物流。抽 取可通過(guò)將中空噴槍插入燃燒區(qū)中并通過(guò)向所述噴槍施加吸力來(lái)完成。由于可能難以 調(diào)節(jié)燃燒區(qū)溫度，所以有些可能實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例，同時(shí)有些通過(guò)在不同溫度下抽取 獲得成功。然而，申請(qǐng)者發(fā)現(xiàn)優(yōu)選自溫度范圍為約1000°F至約3000°F、更優(yōu)選約 1000°F至約2000°F、且仍更優(yōu)選約1000°F至約1500°F的燃燒區(qū)區(qū)域中抽取。將所 述物流的煤和氣體組份分成氣體循環(huán)物流和熱活化吸附劑物流。分離可通過(guò)(例如) 將半燃燒粉煤與氣體的所述物流引導(dǎo)至氣體-固體分離器中來(lái)完成。將吸附劑物流冷 卻至期望水平。將鹵素注入煙氣中。使熱活化吸附劑和鹵素與煙氣在燃燒室下游的某 一位置處接觸。接觸可通過(guò)使用給料裝置以將吸附劑和鹵素注入含煙氣的管道中來(lái)實(shí) 施。接觸可在各種溫度下實(shí)施，例如，在煙氣溫度在高達(dá)約400。F的范圍內(nèi)的地方。 更優(yōu)選地，溫度應(yīng)低于約350°F，且甚至更優(yōu)選地低于約300°F。然而，由十對(duì)于指 定電廠溫度在循環(huán)中可能難以暫時(shí)調(diào)節(jié)，所以有些可利用更高溫度實(shí)踐本發(fā)明，且所 述實(shí)踐可在本發(fā)明某些實(shí)施例的范圍內(nèi)。然后使用顆粒收集裝置來(lái)收集含一定量從煙 氣中所去除汞的熱活化吸附劑和鹵素混合物。
以下試驗(yàn)闡述本發(fā)明的有效性和實(shí)用性。
試驗(yàn)1
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，使用富含碳的堿性煤灰固體(例如，使用派樂(lè)恩(Pennline)等人的技 術(shù)獲得的部分燃燒的加拿大褐煤煤灰(24克/小時(shí)))與含鹵素的氣氛(例如，12-25 ppmv分子氯氣)的組合穿過(guò)玻璃纖維袋式除塵器在約25.6 lbs/hr的加拿大褐煤燃燒 速度下允許從煙氣中去除高達(dá)60%汞。在約300°F的袋式除塵器之前注入。
試驗(yàn)2
9已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，使用溴化富含碳的堿性煤灰固體(例如，使用派樂(lè)恩(Petmline)等人 的技術(shù)所獲得的部分燃燒的加拿大褐煤煤灰("取樣碳"))以1.01b溴化和未溴化 碳/MMacf含汞的褐煤燃煤煙氣的劑量在約2S1。F的平均袋式除塵器溫度下穿過(guò)玻璃 纖維袋式除塵器分別從煙氣中去除74%和65%汞。含溴化碳的堿性固體包含4重量 %溴。含溴化碳的堿性固體是通過(guò)將源g加拿大褐煤的取樣碳和液體溴放入在密閉容 器屮的單獨(dú)玻璃瓶中、同時(shí)利用磁力攪拌棒攪拌取樣碳并將其暴露于液體溴的溴蒸氣 來(lái)制備。取樣碳的碳含量為約39重量％ (以未溴化的碳為基礎(chǔ))，此表明其包含約 61重量％的堿性灰，即，其重量的大部分。在未添加取樣碳的情況下通過(guò)袋式除塵 器去除的汞為約30%。含未溴化堿性碳固體的pH值為約11，此證實(shí)其堿度(5克取 樣碳在20mL去離子水中)。此試驗(yàn)證明，由部分煤燃燒所產(chǎn)生的富含碳的堿性煤灰 固體的溴化增強(qiáng)其捕獲煙氣中汞的能力，即使在0.37 lb/MMacf的低碳注入劑量下。 此明顯有利于使飛灰再應(yīng)用于摻和水泥和混凝土的目的。
試驗(yàn)3
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在含未鹵化的富碳?jí)A性煤灰固體的加拿大褐煤燃煤煙氣(例如，使用 派樂(lè)恩(Pennline)等人的技術(shù)所獲得的部分燃燒的加拿大褐煤煤灰("取樣碳"))中 使用3 ppmv溴氣使得分別在以相同取樣碳劑量將溴注入煙氣中的情況下或在未將溴 注入煙氣中的情況下在271-273。F的平均袋式除塵器溫度下穿過(guò)玻璃纖維袋式除塵器
可分別從煙氣中去除70%和58%的汞。
申請(qǐng)者將本發(fā)明的成功歸因于通過(guò)以下措施來(lái)增強(qiáng)從煙氣中捕獲汞的能力將汞
吸附于富碳煤灰固體(例如部分燃燒的、富含碳的堿性煤灰固體顆粒)上、暴露于微 粒收集裝置(例如袋式除塵器)前面的鹵素氣氛(例如，含分子氯或溴的氣體)。我 們相信，通過(guò)經(jīng)由使碳與堿性灰(褐煤或次煙煤)密切接觸來(lái)增加碳的堿度，已經(jīng)使 路易斯堿(Lewisbase)位點(diǎn)的濃度增加，從而在氣相鹵素或鹵化堿性碳的存在下增強(qiáng)汞 吸附。此代表優(yōu)于相關(guān)技術(shù)的改進(jìn)。而且，堿性碳的鹵化應(yīng)增強(qiáng)至超過(guò)非堿性碳。分 子鹵素(例如，溴)是親電子的(電子俘獲)。堿性碳的表面(例如，由于苯酚結(jié)構(gòu) 的離子化所形成的苯酚鹽、內(nèi)酯等水解所生成的苯酚鹽和羧酸鹽)更具親核性(供電 子)且因此對(duì)親電子鹵素更具反應(yīng)性。
我們相信單獨(dú)這些作用或其組合都是本發(fā)明優(yōu)于相關(guān)技術(shù)的獨(dú)特性能的原因。然 而，本發(fā)明僅受權(quán)利要求書限制而不受以上所揭示的機(jī)制限制。
在以上說(shuō)明中已經(jīng)闡述許多特征和優(yōu)點(diǎn)、以及結(jié)構(gòu)和功能的細(xì)節(jié)。在隨附權(quán)利要 求書中指出新穎特征。然而，本揭示內(nèi)容僅是例示性的，且可在總體權(quán)利要求書所表 述的術(shù)語(yǔ)的廣泛一般意義所指示的最大程度上做細(xì)節(jié)改變。
盡管本發(fā)明的寬范圍列示的數(shù)值范圍和參數(shù)是近似值，但在特定實(shí)例中所列示的 數(shù)值盡可能準(zhǔn)確地報(bào)告。然而，每一數(shù)值固有包含必然由其各自測(cè)試量測(cè)中存在的標(biāo) 準(zhǔn)偏差引起的某些必然誤差。而且，本文所揭示的所有范圍都應(yīng)理解為涵蓋其中所包 含任一和所有子范圍、和端點(diǎn)之間的每一個(gè)數(shù)值。例如，"1至10"的表述范圍應(yīng)視為包括最小值1和最大值10之間的任一和所有子范圍(且包括1和10);即，從最
小值l或更大值(例如，1至6.1)開(kāi)始且以最大值IO或更小值(例如，5.5至10) 結(jié)束的所有子范圍、以及在端點(diǎn)內(nèi)開(kāi)始和結(jié)束的所有范圍(例如2至9、 3至8、 3至 9、 4至7)、且最后此范圍內(nèi)所包括的各個(gè)數(shù)值1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9和10。 另外，將任何參考文獻(xiàn)稱為"并入本文中"應(yīng)理解為其整體并入本文中。進(jìn)一步應(yīng)注 意，除非清楚且明確地限于一個(gè)指示物，否則本說(shuō)明書中所用單數(shù)形式一 ("a"、 "an")和所述("the")包括多個(gè)指示物。
1權(quán)利要求
1、一種處理含汞的燃燒煙氣的方法，所述方法包含以下步驟將鹵素注入所述煙氣中；及將部分燃燒的、富含碳的堿性煤灰固體顆粒注入微粒收集裝置前面的所述煙氣中，以吸附至少一部分所述汞。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述部分燃燒的、富含碳的堿性煤灰固體顆 粒具有小于約50重量％的碳含量且具有大于其重量的約50%的堿性灰含量。
3、 如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述部分燃燒的、富含碳的堿性煤灰固體顆 粒具有小于約40重量％的碳含量且具有大于其重量的約60%的堿性灰含量。
4、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述鹵素是分子鹵素、分子或原子鹵素前驅(qū) 物、或其混合物且選自由氯、溴和碘組成的群組。
5、 如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述分子離素包括氯或溴。
6、 如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述分子或原子鹵素前驅(qū)物包括鹵化物。
7、 如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述分子或原子鹵素前驅(qū)物包括次鹵酸鹽。
8、 如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述鹵化物為氯化物。
9、 如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述鹵化物為溴化物。
10、 如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述鹵化物為碘化物。
11、 如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述次鹵酸鹽是次氯酸鹽。
12、 如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述次鹵酸鹽是次溴酸鹽。
13、 如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述次鹵酸鹽是次碘酸鹽。
14、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述含堿性碳的固體顆粒是堿性煤灰顆粒。
15、 如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述堿性煤灰顆粒是那些自褐煤或次煙煤 的部分燃燒所產(chǎn)生的顆粒。
16、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述堿性固體顆粒包括那些自煤灰與堿、堿 性助熔劑、或其混合物的熔合所產(chǎn)生的顆粒。
17、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述含堿性碳的固體顆粒是自部分燃燒的煤 產(chǎn)生的。
18、 如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述部分燃燒的煤包括次煙煤。
19、 如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述部分燃燒的煤包括褐煤。
20、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述微粒收集裝置包括靜電除塵器。
21、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述微粒收集裝置包括袋式除塵器或織物過(guò)濾器o
22、 如權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括使經(jīng)處理煙氣穿過(guò)煙氣脫硫系統(tǒng) FGD。
23、 一種處理含汞的燃煤煙氣的方法，其包含以下步驟 將部分燃燒的、富含碳的堿性煤灰固體顆粒暴露于含鹵素的氣氛；和 將所述經(jīng)鹵素氣氛處理的含堿性碳的固體顆粒注入微粒收集裝置前面的所述煙氣中，由此吸附至少一部分所述汞。
24、 一種處理含汞的燃煤煙氣的方法，其包含以下步驟 估計(jì)煤的氯水平；估計(jì)取樣煤的質(zhì)量；和將鹵素和取樣煤注入微粒收集裝置前面的所述煙氣中以吸附至少一部分所述汞， 且當(dāng)所述氯水平和所述灰質(zhì)量低于某一水平時(shí)將其注入所述煙氣中。
25、 如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述估計(jì)取樣煤的質(zhì)量包括當(dāng)暴露于水時(shí) 估計(jì)其灰的pH值。
26、 一種在燃煤電廠中自褐煤或次煙煤燃燒產(chǎn)生的煙氣中去除汞的方法，所述方 法包含以下步驟-將粉煤和空氣混合物注入燃燒室中；在所述半燃燒煤到達(dá)燃燒器之前抽取半燃燒粉煤與氣體的物流；將半燃燒粉煤與氣體的所述物流分成氣體循環(huán)物流和熱活化吸附劑物流；冷卻所述熱活化吸附劑；注入鹵素；使所述熱活化吸附劑和所述鹵素與所述煙氣在所述燃燒室下游某一位置處接觸；和將含一定量自所述煙氣中去除的汞的所述熱活化吸附劑收集于微粒收集裝置中。
27、 如權(quán)利要求24所述的去除汞的方法，其中在所述半燃燒煤到達(dá)所述燃燒器 之前直接自燃燒區(qū)抽取半燃燒粉煤與氣體的所述物流的所述步驟是通過(guò)將中空噴槍 插入所述燃燒區(qū)中并通過(guò)向所述中空噴槍施加吸力來(lái)完成。
28、 如權(quán)利要求24所述的去除汞的方法，其中直接自所述燃燒室內(nèi)的燃燒區(qū)抽 取半燃燒粉煤與氣體的所述物流的所述步驟是通過(guò)將所述中空噴槍插入所述燃燒區(qū) 中燃燒區(qū)溫度介于約1000°F與3000。F之間的地方來(lái)實(shí)施。
29、 如權(quán)利要求24所述的去除汞的方法，其中將半燃燒粉煤與氣體的所述物流 分成氣體循環(huán)物流和熱活化吸附劑物流的所述步驟是通過(guò)將半燃燒粉煤與氣體的所 述物流引導(dǎo)至氣體-固體分離器中來(lái)完成。
30、 如權(quán)利要求24所述的去除汞的方法，其中使所述熱活化吸附劑和鹵素與所 述煙氣在所述燃燒室下游某一位置處接觸的所述步驟是通過(guò)利用給料裝置將所述吸 附劑和鹵素注入含所述煙氣的管道中來(lái)完成。
31、 如權(quán)利要求24所述的去除汞的方法，其中在所述電廠內(nèi)使所述熱活化吸附 劑和鹵素與所述煙氣在所述燃燒室下游某一位置處接觸的所述步驟是在煙氣溫度在高達(dá)約4Q0。F的范圍內(nèi)的地方實(shí)施。
32、 一種處理褐煤或次煙煤所產(chǎn)生的含汞的燃燒煙氣的方法，所述方法包含以下 步驟確定所述煤的堿度；將鹵素注入所述煙氣中，所述^素的注入量與所述經(jīng)確定堿度相關(guān)；和 將部分燃燒的、富含碳的堿性煤灰固體顆粒注入微粒收集裝置前面的所述煙氣 中，由此吸附至少一部分所述汞。
33、 如權(quán)利要求32所述的方法，其中所述鹵素是分子鹵素、分子或原子卣素前 驅(qū)物、或其混合物，且選自由氯、溴和碘組成的群組。
34、 如權(quán)利要求32所述的方法，其中所述分子或原子鹵素前驅(qū)物包括鹵化物。
35、 如權(quán)利要求32所述的方法，其中所述分子或原子鹵素前驅(qū)物包括次鹵酸鹽。
36、 如權(quán)利要求34所述的方法，其中所述鹵化物選自由氯化物、溴化物、碘化 物和其混合物組成的群組。
37、 如權(quán)利要求35所述的方法，其中所述次鹵酸鹽選自由次氯酸鹽、次溴酸鹽、 次碘酸鹽、和其混合物組成的群組。
38、 如權(quán)利要求32所述的方法，其中所述取樣碳包括堿性煤灰顆粒。
39、 如權(quán)利要求32所述的方法，其進(jìn)一步包括在將所述取樣碳與堿性固體顆粒 一起注入之前調(diào)節(jié)所述取樣碳的堿度，所述堿性固體顆粒是由煤灰與堿、堿性助熔劑、 或其混合物的熔合產(chǎn)生的。
40、 如權(quán)利要求32所述的方法，其進(jìn)一步包括使經(jīng)處理煙氣穿過(guò)煙氣脫硫系統(tǒng) FGD。
41、 一種處理褐煤或次煙煤所產(chǎn)生的含汞的燃燒煙氣的方法，所述方法包含以下 步驟測(cè)試所述煤的鹵素水平； 確定所述煤的質(zhì)量；將分子鹵素、原子鹵素前驅(qū)物、鹵化物、次鹵酸鹽、或其混合物以與所述鹵素水 平或所述煤質(zhì)量、或二者相關(guān)的量注入微粒收集裝置中和其前面的所述煙氣中；和 將取樣碳注入微粒收集裝置前面的所述煙氣中，由此優(yōu)化所述汞的減少。
42、 如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述估計(jì)取樣煤的質(zhì)量包括估計(jì)pH值。
43、 一種在燃煤電廠中自褐煤或次煙煤燃燒產(chǎn)生的煙氣中去除汞的方法，所述方 法包含以下步驟將粉煤和空氣混合物注入燃燒室中；在所述半燃燒煤到達(dá)燃燒器之前抽取半燃燒粉煤與氣體的物流；將半燃燒粉煤與氣體的所述物流分成氣體循環(huán)物流和熱活化吸附劑物流；冷卻所述熱活化吸附劑注入鹵素；使所述熱活化吸附劑和所述鹵素與所述煙氣在所述燃燒室下游某一位置處接觸；和將含一定量自所述煙氣中去除的汞的所述熱活化吸附劑收集于微粒收集裝置中。
44、 如權(quán)利要求43所述的方法，其中所述抽取包括將中空噴槍插入所述燃燒區(qū) 中并向所述中空噴槍施加吸力。
45、 如權(quán)利要求43所述的方法，其中所述抽取包括將中空噴槍插入所述燃燒區(qū) 中燃燒區(qū)溫度介于約1000°F與3000。F之間的地方。
46、 如權(quán)利要求45所述的方法，其中所述分離包括將半燃燒粉煤與氣體的所述 物流引導(dǎo)至氣體-固體分離器中。
47、 如權(quán)利要求42所述的方法，其中所述接觸包括利用至少一個(gè)給料裝置基本 上同時(shí)將所述吸附劑和所述鹵素注入含所述煙氣的管道中。
48、 如權(quán)利要求42所述的去除汞的方法，其中所述接觸包括在煙氣溫度在高達(dá) 約4Q0。F的范圍內(nèi)的地方接觸。
全文摘要
本發(fā)明揭示用于處理燃煤煙氣的方法和設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，所述方法包括將鹵素注入煙氣中，及將部分燃燒的、富含碳的堿性煤灰固體顆粒注入微粒收集裝置前面的煙氣中。在另一實(shí)施例中，所述方法包括將部分燃燒的、富含碳的堿性煤灰固體顆粒暴露于含鹵素的氣氛中，及將所述經(jīng)鹵素氣氛處理的含堿性碳的固體顆粒注入微粒收集裝置前面的煙氣中。
文檔編號(hào)B01D47/00GK101489647SQ200780026896
公開(kāi)日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2007年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月19日
發(fā)明者克勞斯·奧赫, 埃里克·費(fèi)希爾, 布賴恩·S·希金斯 申請(qǐng)人:美國(guó)莫博特克公司