水泥厂的汞排放的减少制造技术

本发明专利技术提供了用于减少水泥厂的汞排放的方法。在一种方法中，在位于水泥厂的窑炉之后和微粒收集装置之前的一个或多个点处将粉末状活性炭吸附剂注入到所述水泥厂的气体流中。还提供了一种用于减少水泥厂的排放的设备，所述设备包括两个或更多个串联的床层，所述床层包括作为移动床的第一床层，和一个或多个作为固定床的其余床层，每个固定床均包含至少一种吸附剂，所述吸附剂能够吸收汞、烃以及盐酸中的至少一种。用于减少水泥厂的排放的另一种方法采用刚刚描述的设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及水泥厂的汞排放的减少。背景在美国，对汞排放来源的研究已确认水泥生产设施是重要的汞排放来源。目前，水泥厂是美国的第四大汞排放来源。美国环境保护局(EPA)已提出用来限制水泥厂的汞排放的规定。所提出的规定对现有水泥厂的汞排放做出了首要限制并且加强了对新工厂的限制。所提出的规定将对现有来源的汞排放限值设定在26磅汞/百万吨进料(约13kg/百万吨)或43磅汞/百万吨产生的熟料(约21. 5kg/百万吨)。对于新的水泥厂来说，汞排放限值为14磅汞/百万吨产生的熟料(约7. Okg/百万吨)。所提出的规定被指定在2013年 生效。EPA估计，当该规定被全面实施时，水泥厂每年的汞排放将会减少至少81%。另外，由EPA提出的规定还将控制水泥厂的总烃(THC)、微粒物质(PM)以及盐酸的排放。对于这些排放物来说，所提出的规定中的限制要求污染物控制，而不仅是管理实践。对THC的限值为百万分之7 (ppm,体积)；微粒物质的限值为O. 085磅/吨产生的熟料(约O.43kg/吨);对于HCl来说，限值是2ppm(体积)。已知可以将活性炭注入到含有汞蒸汽的气体流中。当汞蒸汽与活性炭微粒接触时，活性炭微粒捕集并容纳汞。然后，这些微粒被如静电沉淀器或袋式过滤器的微粒收集装置收集。由活性炭微粒捕集的汞似乎会稳定地与微粒结合。在水泥厂运转时，由控制装置捕集的微粒通常再循环至水泥生产工艺。然而，活性炭不适合于所生产水泥的许多应用。十分需要用于减少水泥厂的汞排放以及微粒物质、总烃以及盐酸排放的相对廉价而有效的方式。专利技术概述本专利技术提供了以相对低的成本减少汞和包括微粒物质、总烃以及盐酸的其它物质的排放的方法。本文提供的方法可以合并到现有水泥厂中，而不需要大范围的重新配置。本专利技术的一个实施方案是用于减少水泥厂的汞排放的方法，所述水泥厂包括至少一个窑炉和微粒收集装置。所述方法包括在位于水泥厂的窑炉之后和微粒收集装置之前的一个或多个点处将粉末状活性炭吸附剂注入到水泥厂的气体流中。所注入的具有低于约30毫克/克吸附剂的酸性蓝80指数(在利用臭氧或硝酸进行的任何任选后处理之前)的吸附剂不会行进穿过窑炉。本专利技术的另一个实施方案是用于减少水泥厂的汞排放的设备，所述水泥厂包括至少一个微粒收集装置和烟 。所述设备包括两个或更多个串联的床层，所述床层包括第一床层，其为移动床，以及一个或多个其余床层，其为固定床，每个固定床均包含至少一种吸附剂，所述吸附剂能够吸收汞、烃以及盐酸中的至少一种。本专利技术的又一个实施方案是用于减少水泥厂的(i)微粒物质排放，和(ii)汞、盐酸以及烃中的至少一种的排放的方法，所述方法采用刚刚描述的设备。附图简述图I是一般化水泥厂配置的示意图。图2是本专利技术第二方面的设备的示意图。图3A是在不存在旁通管道时本专利技术第二方面的设备的布局的示意图。图3B是在存在旁通管道时本专利技术第二方面的设备的布局的示意图。如随后的描述、附图以及所附权利要求书，本专利技术的这些和其它实施方案及特征将更加明显。专利技术的进一步详述水泥厂的配置是变化的，但有都一些共同的特征。示出相关部分的一般化水泥厂 配置在图I中示出。在具有原材料磨机和预热器塔的水泥厂中，来自原材料磨机2 (生料磨机)的材料被送入预热器塔4 (有时称为预煅烧炉塔)的顶部并且从预热器塔4送入到窑炉6中。熟料在窑炉中产生，并且从窑炉排出。气体流8a从窑炉6离开。气体流8a进入预热器塔4的底部并且从预热器塔4的顶部离开。然后，气体流Sb常在增湿塔(conditioningtower)中被冷却,通常是由水来冷却。当生料磨机2在运转时,冷却的气体流8b被再循环至生料磨机2 ;当生料磨机不运转时，冷却的气体流Sb转而行进至微粒收集装置10。在通过微粒收集装置10后，气体流Sc通过行进穿过烟 12而离开水泥厂。不希望附图被解读为限制本专利技术。例如，本专利技术适用于不具有原材料磨机和/或预热器塔的水泥厂。在本专利技术的实践中，汞排放的减少采用了吸附剂，该吸附剂是活性炭吸附剂，优选含溴活性炭吸附剂。含溴活性炭吸附剂是通过用有效量的含溴物质处理(接触)吸附剂持续足以增加活性炭吸附汞和含汞化合物的能力的时间来形成。适合的含溴物质包括溶解的金属溴化物，尤其K+、Na+，或NH4+的溴化物；齒化氢盐；元素溴，和溴化氢。优选的含溴物质是元素溴(Br2)和/或溴化氢(HBr);优选元素溴和/或溴化氢在与活性炭吸附剂接触时为气体形式。活性炭吸附剂与含溴物质的这种接触显著地增加吸附剂吸收汞和含汞化合物的能力。甚至低水平的溴化似乎都会增加活性炭吸附剂的汞除去性能。虽然超过30wt%的溴可被吸附到一些粉末状活性炭中，但是(例如)在活性炭吸附剂中仅含有约lwt%的溴时就能观察到汞吸收率的显著增加。较高程度的溴化确实与特定吸附剂的较高最大汞吸收能力关联。然而，与活性炭吸附剂组合的含溴物质的最佳水平随着特定情形而变化。尽管具有约5wt%溴的吸附剂材料具有更好的性能并且可能是优选的，但是溴化至约lwt%就提供了具有高能力的汞吸附剂。溴化至约15wt%的溴通常产生具有甚至更高能力的汞吸附齐U，但是存在着一种较大的可能性，这种可能性是某种程度的溴可能会在一些环境下从吸附剂中逸出。具有较高溴浓度的汞吸附剂的生产时间较长并且成本较大。用于形成含溴活性炭的其它考虑因素可见于美国专利号6，953，494中。优选的含溴活性炭可以B-PAC 从AlbemarleCorporation 商购获得。在本专利技术的一些实施方案中，在捕集汞之后，吸附剂被掺入到水泥中。含汞吸附剂(例如，飞灰)掺入到混凝土中是可接受的并且已被实行。然而，大多数类型的活性炭不适合于在汞捕集之前或之后掺入到水泥中，因为活性炭的吸收性质对由水泥产生混凝土造成干扰。最近，已发现被制造成具有某些性质的活性炭吸附剂适合于掺入到混凝土中。酸性蓝80指数或ABI最能说明这些性质。ABI是活性炭吸附剂从酸性蓝80的标准溶液中吸收的特定染料即酸性蓝80 (CAS#1登记号4474-24-2)的量的相对量度。该ABI可以使用标准紫外-可见光分光光度法分析技术定量地测定，并且在利用臭氧或硝酸进行的任何任选后处理之前测定。为了适用于典型的混凝土，活性炭吸附剂必须具有足够低的ABI，低于约30毫克酸性蓝80/克吸附剂，优选低于约15mg/g吸附剂。一般而言，ABI的范围是约O. Img/g吸附剂至低于约30mg/g吸附剂。具有低于约30mg/g吸附剂的ABI的活性炭吸附剂是通过在存在游离氧气如空气而不存在蒸汽或二氧化碳的环境中的活化或再活化来形成。用于形成低-ABI活性炭的适合碳源包括但不限于褐煤、无烟煤以及低挥发性浙青煤；无烟煤是优选的。低-ABI活性炭吸附剂也可以通过蒸汽活化，通过使用无烟煤或低挥发性浙青煤并小心地控制活化来产生。可进行用含溴物质处理低-ABI活性炭来增加碳的汞捕集效率，并且这样进行是优选的。有关可与混凝土相容的活性炭吸附剂的进一步信息参见公布的国际专利申请号WO 2008/064360。优选的可与混凝土相容的含溴活性炭吸附剂可以C-PAC 从Albemarle·Corporation商购获得。本专利技术的第一方面在本专利技术这个方面的实施方案中，活性炭吸附剂是粉末状并且具有低于约30mg/本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：RR兰德雷思，X刘，JE米勒，AE奥弗霍尔特，Z唐，
申请(专利权)人：阿尔比马尔公司，
类型：
国别省市：