降低煤燃烧中的汞排放量制造技术

本发明专利技术提供了用于降低燃料例如煤燃烧时的汞排放量的方法和组合物。本发明专利技术提供了多种含有减少煤燃烧时向大气中排放的汞和／或硫水平的组分的吸附剂组合物。在多种实施方案中，所述的吸附剂组合物在燃烧前直接加入燃料中；部分在燃烧前加入燃料中并且部分加入烟道气后燃区中；或完全加入烟道气后燃区中。在优选的实施方案中，该吸附剂组合物包括一种卤素源且优选包括一种钙源。在卤素中，优选碘和溴。在多种实施方案中，无机溴化物构成了吸附剂组合物的一部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
的组合物及方法。具体地说，本专利技术提供在燃烧过程中向燃煤系统加入各 种卣素和其它吸附剂组合物。
技术介绍
存在于全世界的大量煤资源能够满足下两个世纪世界能源的大部分 需求。高硫煤含量丰富，但需要补救步骤以防止过量的疏燃烧时释放到大气中。在美国，低硫煤以低BTU值煤的形式存在于怀俄明和蒙大拿的 Powder River盆地中，存在于北达科他和南达科他的中北部地区的褐煤 矿床中，以及德克萨斯的褐煤矿床中。但即使煤中含硫量低，它们仍然含 有不可忽视的游离的和氧化的汞。不幸的是，在煤燃烧时汞至少被部分挥发。因此，汞不易残留在灰烬 中，而是变成烟道气的一种成分。如果不采取补救措施，汞易于从燃煤设 备中逃逸而引起环境问题。目前一些汞通过设备来捕获，例如用湿涤气器 和SCR控制系统。但是，大部分汞未被捕获并因此通过排气烟自释放。 在美国，1990年的清洁空气法修正案(Clean Air Act Amendment) 关注了汞的管理和控制。由环保总署(Environmental Protection Agency ) (EPA )于1997年向国会递交的一份关于汞的研究报告中进一步明确了 对美国电厂排放汞的限制。2000年12月，EPA决定控制汞排放，并于 2004年1月和3月出版了提议的清洁空气汞条例。至今，美国环保总署 已公布了 一套对美国燃煤工厂要求的汞排放量降低的条例。除了倾向于从煤燃烧的烟道气中部分除去汞的湿涤气器和SCR控 制系统外，其他的控制方法包括使用活性炭体系。这种体系的应用易造 成高处理成本和高投资成本。此外，活性炭体系的应用导致废气处理中 收集的飞灰的碳污染，所述的废气处理例如袋式除尘器(bag house)和 静电除尘器。在美国，进入大气中的汞排放量约为50叱/年。释放物的一大部分来自燃煤设施例如电厂的排放。汞是一种已知的环境有害物，并会导致 人类和非人类的动物物种的健康问题。为了维护公众的健康并保护环境，动力工业正持续开发、测试并实施可降低其工厂的汞排放量的系统。人 们希望在含碳物质的燃烧中，有一个方法能在燃烧阶段后捕获并保留汞 和其它不需要的化合物，以使它们不被释放到大气中。
技术实现思路
本专利技术提供了用于降低燃料例如煤燃烧时汞排放量的方法和组合物。 本专利技术提供了多种吸附剂组合物，其含有减少煤燃烧时向大气中排放汞和 /或硫的水平的组分。在多种实施方案中，所述的吸附剂组合物在燃烧前直接加入燃料中；部分在燃烧前加入燃料中并且部分加入烟道气后燃区 中；或完全加入烟道气后燃区中。在优选的实施方案中，该吸附剂组合物 包括一个卣素源且优选地包括一个钙源。在卣素中，优选碘和溴。在多种 实施方案中，无机溴化物构成了吸收剂组合物的一部分。在多种实施方案中，含有溴或碘的汞吸附剂组合物在燃烧前以粉末或 液体的形式被加入燃料中。或者，含有卣素如溴或碘的吸附剂组合物在燃 烧室后的一点被注入烟道气中，该点的温度高于约1500下(约800。C)。在优选的实施方案中，所述的吸附剂组合物还含有其他组分，尤其是 含有一个钙源。因此，在一个实施方案中，本专利技术提供将多元素氧化剂、 助剂和吸附剂在燃烧前和/或燃烧后一次及多次施用于炉内的煤中。在多 种实施方案中，燃烧时吸附剂组合物的组分产生陶瓷特性且随后该组分与 含碳材料一起钙化。在多种实施方案中，吸附剂组合物的使用通过以下方 式降低了汞排放量，即通过使用多元素补救处理材料，例如氧化钙、溴化 4丐、其他卣化钙以及硅、铝、铁、镁、钠和钾的氧化物捕获和稳定氧化的 和游离的汞。在优选的实施方案中，燃煤设施的汞排放量降低到这样一个程度，即 煤中90%或更多的汞在释放入大气之前被捕获。所述的汞的补救处理方 法可与吸附剂组合物和其它从燃烧气体中除去硫的方法一起使用。因此， 在优选的实施方案中，伴随卯％以上的汞排放量的降低，硫也大量减少。从下文中的详细说明人们将清楚本专利技术其它应用领域。应当理解的 是，尽管详细说明和具体的实施例表示了本专利技术的优选实施方案，但只打算用于示例说明而并不打算限制本专利技术的范围。 具体实施例方式以下对于一个或多个优选实施方案的说明在本质上是仅仅是示例性 的，而不是想要限制本专利技术、其应用或用途。在多种实施方案中，本专利技术提供了用于降低来自含汞燃料例如煤燃烧 的汞排放量的组合物及方法。本专利技术中将描述燃烧含汞燃料的系统和设 备，尤其关注燃煤设备诸如电力设施中使用的燃煤设备的实例。此类设备通常具有某种进料机械装置以向炉中加入煤，在炉中煤^:点燃或燃烧。所 述的进料机械装置可以是任何适于使用的装置或设备。非限制性的实例包 括输送机系统、螺杆挤出系统等。操作时，将含汞燃料例如煤以适于从炉 中获得所需产量的速率输入炉内。 一般地，炉内的输出物用于使水沸腾生 成蒸汽以提供直接热量，或将蒸汽用于驱动汽轮机，最终导致电的产生。 将煤送入炉内，并在氧的存在下点燃。燃烧温度中典型的火焰温度是2700下至约3000°F。在用于燃烧输入的燃料的炉或锅炉之后，设备内提 供燃烧气体的对流通道，为方^^见有时也将燃烧气体称为烟道气。热的 燃烧气体和空气以对流的方式通过对流通道向下游方向(即相对于火球的 下游)离开火焰。所述设备的对流通道包括多个区域，每个区域以其中的 气体温度和燃烧产物为特征。 一般地，燃烧气体的温度随着其从火球向下 游的移动而降低。燃烧气体中含有二氧化碳以及多种不想要的含^P克和汞的 气体。对流通道中还存在着多种被高温气体夹带的灰尘。为在排放入大气 之前除去灰尘，使用了微粒清除系统。在对流通道中可安置多种此类清除 系统，如静电除尘器和袋式除尘器。另外，还可在对流通道中放置化学涤 气器。此外，可提供多种仪表用于监测气体的成分，如石危和汞。煤在炉内在约2700下-3000下的温度燃烧，飞灰和燃烧气体自炉内 在对流通道中向下游移动到温度不断下降的区域。最接近火球的下游是一 个温度低于2700下的区域。再往下可到达温度已冷却至约1500下的点。 在这两点之间是温度介于约1500至约2700下的区域。再往下游可到达温 度低于1500下的区域，等等。再沿对流通道往下，气体和飞灰通过更低 温度的区域直至到达袋式除尘器或静电除尘器，其在气体被排放到烟囱之 前， 一般具有的温度为约300下。 在多种实施方案中，本专利技术的方法需要将一种汞吸附剂以如下方式应用燃烧前直接加入燃料例如煤中("燃烧前"添加)； 燃烧后在温度为2700下至1500下的区域中直接加入气流中("燃烧 后"添加)；或者以燃烧前添加和燃烧后添加结合的方式。在多种实施方案中，燃烧中产生的氧化汞进入袋式除尘器或静电除尘 器，并成为燃煤设备总灰尘量的一部分。灰尘中的重金属不会降低到规定 水平以下。在多种实施方案中，监测燃煤设备的汞排放量。依据从设备排放前的 烟道气中汞的水平，在燃烧前和/或燃烧后向燃料中加入的吸附剂组合物 的量增加、减少、或维持不变。 一般地，人们希望清除尽可能高的汞含量。 在典型的实施方案中，以煤中汞的总量为基准，除汞率可达90%或更大。 该值是指从烟道气中清除的汞，以使其不会通过烟囱释放入大气。为使燃 煤过程中加入的吸附剂的量最小以减少炉中产生灰尘的总量，就需要在多 种环境中进行汞排放量的检测，以将吸附剂组合物的添加比率降本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在燃烧煤时降低释放入大气的汞量的方法，该方法包括　　　　将含有一种卤素化合物的一种吸附剂组合物用于煤；　　　　将煤输送至一个燃煤炉内；　　　　使含有吸附剂的煤在燃煤炉内燃烧以形成灰尘和燃烧气体；　　　　测量该燃烧气体中汞的水平；以及　　　　根据该汞的水平的值调整用于煤中的吸附剂组合物的量。

【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：DC科姆里，
申请(专利权)人：NOXⅡ国际有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]