减少碳质燃料燃烧的排放物的吸附剂组合物制造技术

通过在燃煤过程期间使用糖用甜菜石灰作为吸附剂减少煤炭及其它燃料燃烧的硫排放物。在各种实施方案中，将该糖用甜菜石灰在燃烧之前添加到煤炭上、与煤炭一起添加到炉子中、直接注入燃烧煤炭中或添加到炉子下游的烟道气中。糖用甜菜石灰的较高钙含量导致了在适宜的低处理水平下的有效的硫俘获。在该过程中避免了过量的灰分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及减少碳质材料燃烧时硫气体排放物的方法和组合物。具体来 说，将吸附剂组合物添加到煤炭以俘获灰分中的硫并阻止硫氧化物释放到大 气中。
技术介绍
为了保持经济增长和国家安定所必需的节省成本的能源越来越难以鉴 定和开发。例如油、气和丙烷的燃料的增加的成本已经导致了对其它可获得 能源的广泛考察。最节省成本的能源中的两种是核能和煤炭能。考虑到公众 对核能的顾虑和其长期处理的挑战，煤炭产生的能越来越受到重视。美国和其它地方存在丰富的煤炭资源。根据一些估计，已知的储量能够 满足下两个世纪我们能源需求的大部分。在美国，在怀俄明/蒙大拿的保德河流域中发现了低BTU值煤炭，在中北区域(北和南达科他)发现了褐煤 矿床，在宾夕法尼亚、俄亥俄和西弗吉尼亚的东匹兹堡矿层发现了亚烟煤矿 床，并在伊利诺斯州流域发现了烟煤。除了保德河流域的煤炭之外，美国煤 炭往往具有高硫含量的特征。虽然可以将低硫煤运往其它地方以提供较清洁 的燃烧燃料，但是对工厂来说燃烧本地生产的煤更节省成本。在世界上的大 多数地方，这意味着燃烧含硫量更高的煤炭来满足社会能源需要。高硫含量煤炭的燃烧释放大量含硫气体，如果允许该含硫气体从燃煤设 备放出，则可能引起酸雨及其它有害影响。当煤炭燃烧时，汞蒸气也可能释 放到大气中。公用事业部门及其它煤炭用户不断地争取减少或消除发电厂和 煤炭电站锅炉的排放物量，以保护环境和其工人和顾客的健康。 一种有效的 策略包括用俘获硫的湿式洗涤器对旧燃煤设备进行改进翻新。这些设备通常尺寸大并且消耗高达5%由该工厂产生的能量。虽然被广泛地使用，但是它 们的成本正变得几乎令人高得惊人的昂贵，这导致价格上涨，而这种价格上 涨最终必须由用户或纳税人承担。湿洗涤除硫的替代方案是将硫吸附和稳定材料应用于煤炭。由于易于应 用和消除了湿洗涤操作中所需设备的高资金成本，在这一领域已经作出了大 量工作。将硫吸附剂直接应用于煤炭的优点在于具有与炉气的长保持时间， 因此允许有更多的硫俘获。Kindig的号为4，824，441的美国专利中讨"^仑了在试图改进^^俘获中已经 尝试的数种方法。Kelly等人断定(关于干燥SCb和同时SCVNOx控制技术 的第一次联合专题讨论会，EPA 600/9-85-020a,论文号14， 1985年7月) 硫吸附剂应该注入下游以避免燃烧区中高的峰值温度。还建议钩类吸附剂的 停留时间应该在炉子的1800-2250°F区域中最大。Dykema进行的工作(美 国专利号4,807,542 )建议当与作为补救剂的CaO相结合时使用硅来帮助优 化硫俘获。Steinberg在美国专利号4,602,918和4,555,392中建议使用波特兰 水泥作为煤炭的吸附剂。如这些参考文献所述，仍需要对由煤炭的燃烧产生的硫、氮和氯的一种节省成本的补救。仍需要更有效且较廉价的去除技术以便有效地开发和利用 高硫含量煤炭资源。
技术实现思路
通过在燃煤过程中使用吸附剂来减少碳质燃料燃烧的有害排放物。在各 种实施方案中，将包含糖用甜菜石灰(sugar beet lime)的吸附剂组合物在燃烧 之前添加到煤炭上、与煤炭一起添加到炉子中、通过喷射直接添加到火球中、 或添加到炉子下游的烟道气中。糖用甜菜石灰的较高4丐含量在适合的处理水 平下引起有效的硫俘获。在该过程中避免了过量的灰分。在另一个实施方案中，使用糖用甜菜石灰作为硫吸附剂允许以如下步骤 操作燃煤设备将所述吸附剂施加到煤炭上，粉碎所述煤炭并将所述煤炭进 料到炉子中。监测烟道气中的硫排放物并调节糖用甜菜石灰添加到煤炭上的 比率或用量以保持硫排放物小于所需水平。具体实施例方式在一个实施方案中，本专利技术提供减少由含硫燃料例如煤炭在燃煤系统中 燃烧产生的气体的硫含量的方法。该方法包括在燃烧期间将含糖用甜菜石灰 的吸附剂组合物添加到所迷燃煤系统中。在各种实施方案中，在经处理的煤 炭被送达炉子用于燃烧之前将糖用甜菜石灰添加到煤炭上。在一些实施方案 中，将该吸附剂组合物直接添加到粉煤上。任选地或另外，在燃烧期间将糖 用甜菜石灰注入炉子中或注入炉子下游的含烟道气的对流通道中，优选在其中温度至少500。C，更优选至少800。C的区域中。在一个实施方案中，该温 度为1500°F-2700°F (大约816°C ~ 1482°C )。在另一个实施方案中，提供可燃材料，其包含大量煤炭或其它含硫碳质 材料和少量的，例如大约0.1wt。/。-大约10wt。/。的含糖用甜菜石灰的吸附剂 组合物。在各种实施方案中，该可燃材料包含0.1wt%~ 10wt。/。糖用甜菜石灰。 在一个优选的实施方案中，以颗粒形式提供煤炭，其中至少50wt。/。颗粒小于 75Mm( 200目)。在一个实施方案中，如下所述制备所述组合物将吸附 剂与煤炭混合并粉碎该混合物以达到所指出的尺寸分布。有利地，在燃煤设 备中成批地或连续地制备所述组合物，藉此将所述吸附剂组合物与原煤混合 并粉碎所得的混合物然后输送到所述燃煤炉子中。在 一 个优选的实施方案 中，所述组合物包含大约1 wt% ~大约6wt。/。的所述吸附剂组合物。在另一个实施方案中，本专利技术提供在减少的硫排放物的情况下燃烧含硫 煤炭的方法。该方法包括将煤炭和含糖用甜菜石灰的吸附剂组合物结合以形 成含0.1 wt% ~ 10wt。/。糖用甜菜石灰的煤炭混合物。然后优选4分碎该煤炭混合 物并输送到燃煤设备的炉子中。然后在炉子中燃烧该粉煤混合物。与由没有 糖用甜菜石灰的煤炭的燃烧产生的烟道气相比，由该燃烧产生的烟道气的硫含量得到减少。在各种实施方案中，所述煤炭混合物包含0.1wt。/。-10wt%， 0.1 wt% ~ 6wt%， 0.5wt% ~ 5wt%，或lwt% ~ 5wt。/o的糖用甜菜石灰。优选地， 以相对于煤炭中的每一摩尔硫足够提供至少 一摩尔钙的量将糖用甜菜石灰 提供到所述煤炭混合物中。在另一个实施方案中，本专利技术提供操作燃煤设备的方法。该方法包括燃 烧含硫煤炭。在燃烧期间，即燃烧正在燃煤设备的炉子中进行时，基于燃烧 期间煤炭的消耗率，以0.1%~ 10%的添加比率将糖用甜菜石灰作为硫吸附剂 添加到该系统中。在燃烧期间，测量炉子下游的烟道气的硫含量。将测得的 烟道气的硫含量与目标硫含量相比较，该目标硫含量是出于环境、安全或其 它原因所希望达到的。如果烟道气中测得的硫含量大于目标硫含量，则相应 地调节添加到燃煤系统中的糖用甜菜石灰的比率。如果测得的硫含量等于或 低于目标，则该方法包括让糖用甜菜石灰添加到该系统中的比率保持不变或 使它减小的步骤。在各种实施方案中，将糖用甜菜石灰添加到原煤或粉煤中。将糖用甜菜 石灰在炉子处直接地添加到燃煤设备中(燃烧期间)，在燃烧之前添加到煤 炭上(燃烧前)，或添加到炉子下游的对流通道中(燃烧后)，后者优选添 加在其中温度为1500°F-2700°F (大约816°C-1482°C )的区域中。煤炭是用于本专利技术的优选的碳质燃料。适用于本专利技术的煤炭包括烟煤、 无烟煤和褐煤。其它碳质燃料包括但不限于，各种类型的燃料油、煤油混合 物、煤油水混合物和煤炭水混合物。其它适合的碳质燃料包括城市固体废物、 下水道污泥工业废物、医学废物、废水处理厂的废物和废轮胎。当所述碳质 燃料不同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减少在含硫碳质燃料的燃烧期间从碳质燃料燃烧系统排放的气体的硫含量的方法，所述方法包括：在燃烧期间将包含糖用甜菜石灰的吸附剂组合物添加到该系统中。

【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：道格拉斯C科姆里，
申请(专利权)人：道格拉斯C科姆里，
类型：发明
国别省市：US[美国]