硫化亚铁悬浮液用于从烟道气中除去汞的用途制造技术

一种至少包括FeSm和Al(OH)3的硫化亚铁悬浮液，其可用于减少烟道气中的汞排放。通过复杂的化学反应、沉淀、共沉淀和表面吸附的组合，本发明专利技术的硫化亚铁悬浮液有效地从气流中除去汞，同时又防止汞的再排放。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体设及烟道气（fluegase)中污染物的补救。本专利技术更具体的实施方案 设及包含碱性硫化亚铁悬浮液的、用于处理和除去来自烟道气的隶的湿气洗涂液，和使用 该湿气洗涂液来从烟道气除去隶的方法。本专利技术进一步设及用于生产该硫化亚铁悬浮液的 方法和方法。
技术介绍
从燃煤锅炉排放的污染物是重要的环境问题。具体地，从运些源头向大气中排放 的隶作为对人类健康和环境的威胁而日益受到关注，因为隶即使在低浓度下也是神经毒 素。不同的煤源中含有不同浓度的隶，因此从煤的燃烧而排放入大气的隶的总量在设备之 间显著不同。 煤燃烧时，隶W单质隶Wg°)的形式释放到烟道气中。燃烧气体冷却时，在气流中 一部分隶转化成离子或氧化型隶化g2+)。结果，可能排放至大气中的气流中的隶有=种可 能形式-单质化g°)、离子或氧化型化g2+)，或者还包含在气流中的结合在微粒或飞尘上的 隶做W)。 单质隶化g°)向其它形式的隶的转化取决于一些因素，包括但不限于，气流的冷却 速率、面素或含硫类物质（例如氯、漠、S〇32)的存在、飞尘的量和组成、未燃烧碳的存在和 任何安装的空气污染控制装置的清除效率。考虑到运些不同参数复杂的相互作用，最终释 放至大气的隶的形式为单质、离子和颗粒结合类，分别在隶总量的10%和90%之间、5%和 15%之间、和10%和90%之间变化。 可通过将干吸附剂注射入废气流中，并随后在例如静电除尘器或纤维过滤器等微 粒物控制装置中收集，而从烟道气流中捕获并除去隶和其它污染物。运些体系统称为"干式 洗涂器"体系。在已知的除隶用干吸附剂中，活性炭和巧类吸附剂研究最活跃，并且商业应 用最广泛。 可通过将干吸附剂注射入废气流中，并随后在例如静电除尘器或纤维过滤器等微 粒物控制装置中收集，而将隶和其它污染物从烟道气流中捕获并除去。基于干吸附剂技术 的体系统称为"干式洗涂器"体系。在已知的除隶用干吸附剂中，活性炭和巧类吸附剂研究 最活跃，并且商业规模应用最广泛。 最近，减少隶排放用干式洗涂器体系中最常用的吸附剂是将粉状活性炭（PAC) 注射入燃煤和燃油设备的烟道气流中。虽然粉状活性炭（PAC)对捕获离子或氧化型隶类 化g2+)是有效的，但对于可能构成特别是来自使用次烟煤和褐煤燃料源的设备的烟道气中 隶类的很大百分比的单质隶Wg°)的除去而言，粉状活性炭并不那么有效。已努力通过用漠 类渗入或浸溃PAC来提高运些体系中单质隶化g°)的截留效率（trappingefficiency)。 在干式洗涂器体系中除隶用其它吸附剂的实例包括下列文献所公开的：Biermann 等人的美国专利申请公开2003/0103882和Lovell等人的美国专利6, 719, 828,公开了层状 吸附剂如具有夹层于粘上层之间的金属硫化物的粘上的制备。其它通过注射干吸附剂而捕 获隶的专利基于通过将化合物稀薄地层积在基材上或基材内而制备吸附剂。运些类型的吸 附剂使用的基体包括，如E血iston的7, 790, 830号、E血iston的8, 119, 759号和E血iston 的8, 217, 131号美国专利所公开的溶胶-凝胶衍生物；Pate的8, 088, 283号、化ankle的 8, 412, 664号和Krogue等人的8, 197, 687号美国专利所公开的中孔支承体（mesoporous support)上自组装的单层；Lovell等人的7, 288, 499号美国专利所公开的页娃酸盐；或各 种其它基体。除此之外，Yang等人的7, 575, 629号和Yang等人的7, 704, 920号美国专利 公开，任何可释放金属离子的金属盐，只要该盐接触硫化物型盐时在基体表面上形成水不 溶性金属硫化物，那么运样的金属盐就可用来生产有效的除隶用干吸附剂。 用于从烟道气除隶的运些吸附剂干式洗涂器的生产和使用既复杂又昂贵。 用来减少隶和其他有毒气态污染物向环境排放的另一类洗涂器体系通常称为"湿 式洗涂器"。在湿式洗涂器体系中，通过用液体喷洒气体、通过迫使气体通过液体池、或通过 一些其它的接触方法，使污染的气体与洗涂液接触，W便捕获并除去污染物。在运些湿式 洗涂器中使用的液体组合物依照要除去的污染物而变化。例如，在用来除去例如二氧化硫 (S〇2)等酸性气体的湿式烟道气脱硫装置（WFGD)中，主要使用含有石灰石（CaC〇3)、巧或儀 的氧化物或氨氧化物、或其它混合物的吸附剂浆料。 单质隶在水中相当不溶（约50yg/L)。因而在湿式洗涂器体系中单质隶并没有被 有效地除去。因此，在湿式洗涂剂上游将烟道气中的Hg°氧化成化2+的过程将通过下游的 湿式洗涂器体系提高总体除隶效率。 由于气相氧化是动力学受限的，将任何Hg°氧化成化2\防止任何Hg2+还原回 Hg° (有时称为"再转化"或"再排放"）并最终在湿式洗涂器过程中捕获Hg2+的需求，对于隶 的除去是必要的。 与气流和洗涂器用液体中其它离子类的反应也可能对湿式洗涂器体系除去化2+ 的能力和Hg2+向Hg°的再转化程度有重要影响。2006年8月28-31日在马里兰州己尔 的摩召开的EPRI-D0E-EPA-AWMACombinedPowerPlantAir化llutantControlMega Symposium上，B.Ghorishi等人在发表的"RoleofSulfidesintheSequestrationof Mercu巧byWetScr油bers"-文中提出，一旦Hg2+在溶液中溶解并离子化，其可与洗涂器 浆料中溶解的其它组分发生反应。至于杂质例如二价铁（Fe2+)，作者们提出理论称，Hg2+向 Hg°的还原可通过下列反应发生： 2Fe2++Hg2+-Hg°+2Fe3+ (1) 此外，根据下列反应，在硫离子（sulfideions)水溶液的存在下，离子或氧化型隶 化g2+)沉淀为化S，并有效地将Hg2+馨合为不溶性固体：[001 引HS-+Hg2 一H巧计H 口） 由于反应（1)和似在湿式洗涂器体系中同时发生，进行再排放（再转化）的Hg° 的量成为"隶还原反应和Hg2+沉淀为H拆之间的竞赛"。洗涂器用液体中在小于1300ppm的 Fe2+浓度下，所有的化处于H拆的形式，并因此没有化°再排放发生。在较高的化2+浓度 (大于1300ppm)和较高的抑(〉4)下，任何隶都有较高的再排放为Hg°的倾向。 根据上述研究，Downs等人的6, 284, 199号、Nolan等人的6, 503, 470号和Nolan 等人的6, 855, 859号美国专利各自公开了如下方法，在气/液界面处的离子或氧化型隶 化护）被可能作为杂质而存在于洗涂器用液体中的过渡金属还原之前，使运些离子或氧化 型隶化g2+)的再排放（再转化）趋势最小化。 提供硫离子的水溶液源、在湿式洗涂器中的气/液界面处与氧化型隶反应、用来 吸收和沉淀离子化型（氧化型）隶的各种手段包括，注射空气和硫化氨的混合物值owns 等人的美国专利6, 284, 199)，或者来自将硫化物类水溶液添加至选自硫化废水（sulfidic wastewater)、苛性牛皮液（kraftcausticliquor)、碳酸盐牛皮液（kraftcarbonate li本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从含有单质汞和氧化型汞的工业气体中除去汞的试剂，所述试剂含有通过下列步骤产生的硫化亚铁悬浮液：a)使至少含有NaAlO2和NaOH的溶液与含有FeCl2、HCl和水的酸浸液反应，从而形成含有Fe2+、Cl‑、NaCl和H2O的反应混合物；和b)将NaHS添加至步骤a)的反应混合物，从而形成至少含有FeS和Al(OH)3的硫化亚铁悬浮液。

【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：T·P·麦卡洛，G·J·迈尔，R·E·罗珀，A·J·克里基，
申请(专利权)人：氧化还原科技集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US