本发明专利技术提供了在使用水合白云石吸附剂和吸附剂掺杂剂的组合——施用所述组合以覆盖输送含SOx和/或HCl的气体的通道的三维横截面——的方法中、在以高的反应速率和吸附剂利用率有效实现二氧化硫和/或HCl的显著减少的温度下、以短但有效的停留时间减少硫氧化物(特别是二氧化硫)和/或HCl的排放的干法、装置、组合物和系统。该一次性的干法可有利地以干燥形式或优选以浆料形式引入吸附剂和吸附剂掺杂剂以便实现均匀处理。优选的吸附剂掺杂剂包括可被处理的烟气原位加热成活性形式的水溶性或水分散性铜和/或铁组合物。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】用于减少硫氧化物和HCI的干法、装置、组合物和系统 交叉引用和优先权声明 本申请要求2012年3月30日提交的美国临时专利申请No. 61/618233的优先权， 其公开内容全文经此引用并入本文。
本专利技术涉及在使用吸附剂和吸附剂掺杂剂的高效组合一一施用所述组合以覆盖 输送含SOdP /或HCl的气体的通道的整个横截面一一的方法中、在以高的反应速率和吸附 剂利用率有效实现二氧化硫和/或HCl的显著减少的温度下、以短但有效的停留时间减少 硫氧化物（特别是二氧化硫）和HCl的排放的干法、装置、组合物和系统。本专利技术提供了一 次性的干法，并可有利地以浆料形式引入吸附剂和吸附剂掺杂剂以便实现均匀处理。
技术介绍
硫氧化物的问题已对燃烧设施经营者和管理者带来挑战，因为开始认识到酸雨的 有害效应。在含硫的碳质燃料的燃烧过程中形成硫氧化物并通常被称作SO x，同时在包含二 氧化硫（SO2)和三氧化硫（SO3)。绝大部分的SO x作为SO2存在。但是，SO3 (作为H2SO4)会 附加到排放的微粒上并造成低温腐蚀。相应地，有效的系统必须既解决SO 2，又解决so3。理 想地，该方法还应解决盐酸（HCl)问题。 本领域已提供范围广泛的技术。整体而言，它们可以被称作烟气脱硫技术F⑶。 参见例如 Srivastava, Ravi K. ；Controlling SO2Emissions:A Review of Technologies ； EPA/600/R-00/093, 2000年11月。这些包括湿法和干法技术并可以利用现有设备，例如管 道工程，或提供单独的反应器。 依照Srivastava所说，FGD技术分成两大类：（1) 一次性和（2)可再生。在前者 中，吸附剂在使用后弃置；在后者中，吸附剂在已吸附302后再生。 在一次性方法中，吸附的SO2被吸附剂束缚，且吸附剂被视为是用废的。根据品质 和市场因素，废吸附剂可以弃置或像石膏那样作为有用的副产品回收。 被视为可再生的技术可以处理吸附剂以释放302并获得有用产品。在再生后，该 吸附剂可以再循环用于另外的SCV冼涤。 一次性和可再生技术各自可进一步分成湿法或干法。湿法产生湿浆废料或副产 品，洗过的烟气是水饱和的。干法产生干废料，洗过的烟气不饱和。 关于各种技术的更详细观点，读者参考上述Srivastava，其中作者们将主要的 FGD技术分成三大类：（1)湿法FGD (由一次性湿法FGD构成），（2)干法FGD (由一次性干法 FGD构成），和（3)可再生FGD (由湿法和干法可再生FGD构成）。 湿法FGD可以使用湿式洗涤器，其通常使用大型塔，它们使燃烧烟气与对流喷向 烟气流的碳酸钙等的浆料之间接触。合适的化学浆料可包括碳酸钙（石灰石）、石灰（以 Ca (OH)2B式在浆料中的CaO)、天然碱（碳酸氢三钠）、碳酸氢钠、白云石等，或这些材料的 掺合物。在石灰石基洗涤器中，捕获SO x以形成CaSO3，其天然地部分氧化或明显氧化以形 成商业上可用的石膏（CaSO4)。SOx与吸附剂之间的反应在搅拌釜中在液相中经相当长的时 间进行。高氯化物燃料会改变该液体中的化学平衡并会不利地影响洗涤器效率。品质和市 场状况决定废吸附剂的价值和命运。这些湿式洗涤器的安装和运行昂贵并且不容易适用于 所有装置。 干法可以在炉、单独的反应器或管道或输送烟气的其它通道中将这些相同类型的 化学品（干燥的或作为速干浆料）引入烟气流中，其中在一定程度上捕获SO x并可以以干 微粒形式弃置。 在一类干法中，将浆料喷到单独的反应器中一一由工业喷雾干燥器改装一一以与 烟气密切接触中等反应时间，例如十秒或更久。这些方法相当有效，同时不像湿式洗涤器那 样有效。但它们也是资本密集型的并且无法提供湿式洗涤器可获得的高品质石膏。 在炉内吸附剂喷射中，干吸附剂在火焰上方的最佳温度区内直接喷射到炉中。由 于高温（例如大约2000° F)，吸附剂粒子（例如通常氢氧化钙或碳酸钙）分解并变成具有 高表面体系的多孔固体。停留时间非常短，大约几秒，且吸附剂粒子容易在该化学品被完全 利用之前被污染。 类似于炉内吸附剂喷射，管道内吸附剂喷射涉及将吸附剂直接喷射到含SOx的气 体中。在这些方法中，将吸附剂引入烟气管道，但不同于喷雾干燥，不利用如喷雾干燥器中 所用的大型反应器实施接触，并受扰于极大降低的接触时间，例如通常仅几秒。如上文的 Srivastava和授予Michalak等人的美国专利No. 5, 658, 547所概述，管道内喷射通常使 用碱金属或碱土金属氧化物或氢氧化物，例如天然碱、碳酸钠、氢氧化钙、氢氧化镁、白云石 等。授予Moran的美国专利No. 5, 492, 685描述了具有高表面积和小粒度的消石灰，所述消 石灰通过用有机溶剂的水性水化溶液水化石灰、并优选在干燥前用有机溶剂的水溶液洗涤 所得水化物而制成。该高表面积水化物（例如高达85平方米/克）是用于从气流中除去 SO2的吸附剂。 授予Michalak等人的美国专利No. 5, 658, 547描述了从大型锅炉的燃烧气体中 除去SOx和微粒。在初级处理区中，将包含碱性SO x减除成分和优选地有效减少NO x的含氮 成分的浆料在大约900°至大约1300°C (大约165°至大约2375° F)的温度引入燃烧气 体。通过先与蒸发发生装置接触、然后与气体-气体热交换器接触来冷却该气体。然后对 冷却的气体施以二次处理，其中通过引入水喷雾或气雾剂将它们首先润湿并进一步冷却以 将温度降至l〇〇°C (212° F)或更低。SOx减除成分与湿润气体之间的接触保持至少2秒的 反应期。然后用织物过滤器从气体中分离微粒固体。净化的气体在排放到大气中之前用气 体-气体热交换器再加热。 这些方法要求进给大量的这些SOx减除剂，或者进给到炉中，或者进给到后端管道 工程中，并将相当大量固体增加到灰分捕获设备中，在一些情况下会降低性能并在某些条 件下造成运行和操作问题。仍然需要可提高吸附剂利用和脱除效率的干洗涤法。 其它干法可包括提供更长反应时间的流化床。这些方法通常设计成使吸附剂随燃 烧气体再循环多遍以通过提高吸附剂的利用率来提高经济性。用于这些方法的吸附剂要再 循环，因此在制造和操作上更昂贵。 在授予Neal等人的美国专利No. 4, 755, 499中涉及这些后几种类型的方法的一个 实例，其描述了期望耐受由反复吸附和再生以用在流化床吸附器中造成的正常物理降解的 吸附剂。该吸附剂由（a)具有指定孔隙体积的氧化铝基底和（b)相对于基底的指定量的碱 金属或碱土金属组分构成。也可以使用次要量的其它金属氧化物。将该吸附剂制造成可再 生和耐磨。它们可通过在惰性气氛中在最多大约350°C的温度加热再生，然后再使用。 在相关的专利--美国专利No. 6, 281，164中，Demmel等人教导了通过以单独和 分立的物理粒子或丸粒形式使用各组分，可以延长具有将SO2氧化成SO 3的催化剂组分和 SO3吸收组分的SOx添加剂的有效寿命。通过喷雾干燥或脱水、然后煅烧来制备粒子，以产生 具有使基本所有这样的粒子被标准U. S. 200目筛网留住且基本所有粒子通过标准U. S. 60本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于减少来自燃烧器的SOx和/或HCl排放的方法，其包括：识别燃烧器内的用于进给水合白云石吸附剂和吸附剂掺杂剂的位置；确定所述吸附剂和吸附剂掺杂剂的物理形式和喷射参数；将水合白云石吸附剂和吸附剂掺杂剂都喷入含有SOx和/或HCl的燃烧气体中，所述引入处于下述条件下：该条件对于用所述吸附剂以比用无吸附剂掺杂剂的相同吸附剂可实现的速率高的速率捕获硫氧化物和/或HCl是有效的；和收集废吸附剂。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·R·斯迈尔尼奥蒂斯，K·W·舒尔茨，E·P·里维拉，M·方，I·萨拉托夫斯基，
申请(专利权)人：燃料技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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