本文提供用于降低汞排放的方法和系统。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关 申请的交叉引用本申请要求2010年4月7日提交的题目为“(MethodforRemoval of Mercury from Flue Gas)”的美国临时专利申请号61/321，696的优先权的利益，该申请的全部内容通过引用被并入本文。政府利益不适用联合研究协议的各方不适用通过引用以光盘提交的材料的并入不适用
技术介绍
不适用
技术实现思路
各种实施方案包括用于降低重金属排放的方法，所述方法包括如下步骤在一燃烧室中燃烧一含有重金属的燃料，将卤素分子或一种或更多种卤素前体引入所述燃烧室中或在燃烧室附近的由所述含有重金属的燃料的燃烧所致的一排出料流中，以及将具有小于15 μ m平均粒径的活性炭注入所述排出料流中。在一些实施方案中，所述一种或更多种卤素前体可以是次氯酸钙，次溴酸钙，次碘酸钙，氯化钙，溴化钙，碘化钙，氯化镁，溴化镁，碘化镁，氯化钠，溴化钠，碘化钠，氯化铵，溴化铵，碘化铵，三氯化钾，三溴化钾和三碘化钾。在其他实施方案中，所述卤素前体会是溴化钙，在再其他的实施方案中，所述一种或更多种卤素前体可以是一固体或粉末，在水溶液中，或气态卤素。在某些实施方案中，所述卤素分子或一种或更多种卤素前体会以接近一浓度和/或添加速率被引入所述燃烧室中或由所述含有重金属的燃料的燃烧所致的一排出料流中，所述浓度和/或添加速率足以导致一卤素浓度以产生每磅吸附剂材料至少0.7摩尔卤素的卤素对吸附材料的比例，或卤素对吸附剂材料约0. 7摩尔/Ib到约5. 7摩尔/Ib或约0. 8摩尔/Ib到约3.1摩尔/lb。在一些实施方案中，具有按重量约50%的浓度的一卤素前体的水溶液会以小于每小时10加仑的速率被引入所述燃烧室中或在所述燃烧室附近的由所述含有重金属的燃料的燃烧所致的一排出料流中。在其他实施方案中，所述卤素前体可以与燃料源一起被引入，被注入所述燃烧室中，被注入在所述燃烧室附近的所述排出料流中，或其组合。在一些实施方案中，所述活性炭具有从约2 μ m到10 μ m的平均粒径。在其他实施方案中，所述吸附剂材料会以基于全部排出料流流小于5磅每百万实际立方英尺(lbs/MMacf),小于约41bs/MMacf,小于约31bs/MMacf或小于约llbs/MMacf的比率被注入所述排出料流中，并且在具体实施方案中，所述吸附剂材料可以以小于lOOlbs/hr的速率被注入所述排出料流中。在某些实施方案中，所述吸附剂材料在空气预热器(APH)的上游被注入，并且在具体实施方案中，所述燃料源中约90%的汞可以被去除。在一些实施方案中，所述燃料源会是煤。附图说明为了更全面地理解本专利技术的本质和优点，应该参考以下结合附图的详细描述，其中图1示出了一流程图，所述流程图示出了一示例性的燃煤电厂的要素。图2示出了一图表，所述图表比较了对于活性炭注入速率的汞去除百分数。详细描述在描述本专利技术的组合物和方法之前，应当理解，本专利技术并非限于所描述的特定的过程、组合物或方法学，因为这些可以变化。还应当理解，本说明书中所用的术语仅为了描述具体的形式或实施方案的目的，而非意图限定本专利技术的范围，本专利技术的范围将仅仅由所附的权利要求来限定。除非有不同的定义，本文所用的所有的技术和科学术语都具有与本领域的一般技术人员所普遍理解的含义相同的含义。虽然任何与本文所描述的方法和材料相似或等效的方法和材料都能够用于本专利技术的实施方案的实践或测试，现在描述优选的方法，装置和材料。本文提到的所有出版物通过引用被整体并入本文。本文中不应被解释为由于在先专利技术，而使本专利技术无权先于这些公开。还必须注意，如在本文和所附的权利要求中所用的，单数形式“一(a)”，“一(an)”和“所述(the)”包括复数的含义，除非内容中明确地说明不是这样。因此，例如，提及“一燃烧室(a combustion chamber)”是指“一个或更多个燃烧室”和本领域的技术人员所知的其等效的含义，等等。如本文所用，术语“约”意指正在被使用的数的数值的正或负10%。因此，约50%意思是在45%-55%范围内。如本文所用，术语“吸附剂材料”有意要包括任何来源的能够吸附汞的所有已知材料。例如，吸附剂材料包括，但不限于，活性炭，天然的或合成的沸石，硅石，硅胶，氧化铝和娃藻土。汞是一种已知的环境危害并且引起人类和非人类动物物种两者的健康问题。在美国每年约50吨被释放到大气中，并且所述释放的相当一部分来自燃煤设施如电力公用事业的排放。为了护卫公众的健康并且为了保护环境，公用行业正在继续开发，测试和实施系统以从其工厂降低汞排放水平。在碳质材料的燃烧中，合乎期望的是具有一过程，在所述过程中汞和其他不合乎期望的化合物在燃烧阶段后被捕获和保留以致它们不会被释放到大气中。用于从烟道气去除汞的最有前景的解决方案之一是活性炭喷射注射(ActivatedCarbonlnjection, ACI )。活性炭是对萊蒸气具有高亲和力的高孔隙度无毒且容易获得的材料。此技术已被建立用于城市焚烧炉。尽管ACI技术对汞去除是有效的，然而活性炭与烟道气料流之间短暂的接触时间导致活性炭的全吸附能力的低效应用。本专利技术的各种实施方案涉及通过将一卤素分子或卤素前体施用于所述燃料源或在所述燃料源燃烧期间将一卤素分子或卤素前体引入一燃烧室或将一卤素分子或卤素前体引入在所述燃烧室附近的由燃料源的燃烧所致的一排出料流中以及将吸附剂材料注入由所述燃料源消耗所致的所述排出料流例如烟道气中，而从作为一含有重金属的燃料源燃烧的结果所产生的一流体料流除去重金属例如汞的方法。在这样的实施方案中，将所述卤素分子或卤素前体施用于所述燃料源或将所述卤素分子或卤素前体注入所述燃烧室中与吸附剂材料注入所述排出料流的组合可以导致从所述排出料流排放的重金属实质性降低，同时显著降低在此方法中使用的所述卤素分子或卤素前体和所述吸附剂材料两者的量。在具体实施方案中，汞去除在常规方法上被改进。在一些实施方案中，基于所述燃料源的所述重金属含量，高于约80%或高于约90%的所述重金属能从所述排出料流被除去。因此，所述组合达到类似的或改进的去除率，同时降低所述卤素分子或卤素前体和吸附剂材料的消耗，从而降低成本。以上描述的方法和系统可以付诸于任何涉及含重金属的燃料源的燃烧的常规系统的实践中。多种燃烧含有重金属的燃料的系统和设施是本领域已知并且被使用的。例如，一些实施方案提供用于从焚烧炉，包括固体废料焚烧炉，降低重金属排放的组合物、方法和系统。其他实施方案提供用于降低重金属例如汞的排放的组合物、方法和系统，所述重金属由含有重金属的化石燃料在例如电厂的燃烧而形成。图1提供描绘了示例性的燃煤电厂的相关部分的流程图。如图1指明的，一些这样的设施可以包括供料机构，例如用于递送燃料(例如煤)到所述燃料源在那里被燃烧的炉子或燃烧室2中的传送机I。被供料进入所述炉子的所述燃料在氧气的存在下被烧着，具有在所述流程图右侧指示的从约2700 T到约3000 T的在所述炉子的燃烧室中的典型的火焰温度。运行时，所述燃料可以以一速率被供料到所述炉子中，所述速率适合于达到所需的炉子的输出量，来自所述炉子的热量能被用于煮沸水而获得蒸汽或提供直热，所述蒸汽和直热能够被用来转动最终被用于发电的涡轮(未画出)。灰分、燃烧气以及空气从所述炉子或燃烧室2向下游本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.07 US 61/321,6961.一种用于降低重金属排放的方法，包括 在燃烧室中燃烧含有重金属的燃料； 将卤素分子或一种或更多种卤素前体引入所述燃烧室中或一排出料流中，所述排出料流是作为所述含有重金属的燃料燃烧的结果所产生；以及 将具有小于15ym的平均粒径的吸附剂引入一排出料流中，所述排出料流由所述含有重金属的燃料在所述燃烧室中的燃烧所致； 其中所述卤素和吸附剂材料以每磅(Ib)吸附剂材料从约O. 7到约5. 7摩尔卤素的比例被引入。2.如权利要求1所述的方法，其中所述卤素和吸附剂材料以每磅(Ib)吸附剂材料从约O.8到约3.1摩尔卤素的比例被引入。3.如权利要求1所述的方法，其中所述卤素和吸附剂材料以每磅(Ib)吸附剂材料约2.O摩尔卤素的比例被引入。4.如权利要求1所述的方法，其中所述吸附剂材料是活性炭。5.如权利要求1所述的方法，其中所述一种或更多种的卤素前体选自由次氯酸钙，次溴酸钙，次碘酸钙，氯化钙，溴化钙，碘化钙，氯化镁，溴化镁，碘化镁，氯化钠，溴化钠，碘化钠，氯化铵，溴化铵，碘化铵，三氯化钾，三溴化钾和三碘化钾组成的组。6.如权利要求1所述的方法，其中所述卤素前体选自由溴化钙(CaBr2),溴化铵(NH4Br)及其组合组成的组。7.如权利要求1所述的方法，其中所述卤素前体是在水溶液中的。8.如权利要求1所述的方法，其中所述卤素前体是一固体。9.如权利要求1所述的方法，其中所述卤素或卤素前体是一气体。10.如权利要求1所述的方法，其中所述卤素或卤素前体被引入具有高于约1000°卩的温度的所述排出料流中。11.如权利要求1所述的方法，其中所述吸附剂材料具有从约2μ m到10 μ m的平均粒@(MPD)012.如权利要求1所述的方法，其中所述吸附剂材料以一比率被注入所述排出料流中，所述比率选自由小于约5磅每百万实际立方(lbs/MMacf),小于约41bs/MMacf,小于约3,lbs/MMacf和小于约llbs/MMacf组成的组。13.如权利要求1所述的方法，其中所述吸附剂材料以小于100磅/hr的速率被注入所述排出料流中。14.如权利要求1所述的方法，其中所述吸附剂材料在空气预热器(APH)的上游被注入。15.如权利要求1所述的方法，其中所述燃料源中约90%的汞被去除。16.如权利要求1所述的方法，其中所述燃料源是煤。17.如权利要求1所述的方法，其中所述卤素或卤素前体被引入所述燃烧室中。18.如权利要求1所述的方法，其中在所述燃料被引入所述燃烧室中之前，所述卤素前体被施用于所述燃料。19.如权利要求1所述的方法，其中所述卤素被施用于所述吸附剂材...
【专利技术属性】
技术研发人员：N·R·波拉克，R·A·海登，
申请(专利权)人：卡尔冈碳素公司，
类型：
国别省市：
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