專利名稱：從燃燒裝置排放物中除去含汞物質(zhì)的方法和設(shè)備及其產(chǎn)生的煙道氣和飛灰的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及燃燒裝置的排放物中含汞物質(zhì)的去除。更具體而言，本公開涉及從燃燒裝置的排放物中除去含汞物質(zhì)的方法和設(shè)備，并涉及從除去含汞物質(zhì)所得到的煙道氣。
背景技術(shù)：
常規(guī)的燃煤燃燒裝置產(chǎn)生的排放物包括諸如汞的污染物。汞蒸汽是一種神經(jīng)系統(tǒng)毒劑，慢性汞中毒具有潛在的可怕結(jié)果。汞中毒有時(shí)是致命的，而且由于人體神經(jīng)系統(tǒng)難以清除這種元素，其具有多年暴露的累積性特征。在大氣中的正常水平下，汞的濃度通常是安全的。然而，由于降雨，汞會(huì)在湖泊、江河、溪流等當(dāng)中積累起來。然后汞可被魚、鴨和其它野生動(dòng)物攝取。該野生動(dòng)物會(huì)因汞中毒而遭到破壞，或者，體內(nèi)含有有機(jī)汞分子的野生動(dòng)物會(huì)對(duì)食用它們的個(gè)體造成危害。一些常規(guī)系統(tǒng)試圖利用顆粒收集裝置來控制汞的排放。
汞(元素符號(hào)為Hg)是一種金屬，在234K(-38°F)熔化，在630K(674°F)沸騰。因此，可以預(yù)計(jì)，汞具有比許多金屬高的蒸汽壓。然而，其氧化形式Hg++和Hg+則具有低得多的蒸汽壓并可以被飛灰顆粒俘獲。與收集單質(zhì)汞(Hg)相比，用常規(guī)顆粒收集裝置來收集附著到顆粒上的氧化形式的汞要容易得多，單質(zhì)汞在煙道氣溫度下可處于其蒸汽或氣態(tài)形式。
因此，一些常規(guī)系統(tǒng)在收集前向煙道氣中注入添加劑以氧化汞。然而，袋式集塵器、織物過濾器、靜電除塵器和其它足以高效地將汞排放物降至希望水平的收集裝置極為昂貴。而且，汞單質(zhì)蒸汽仍有可能以氣態(tài)蒸汽分子的形式逃逸。
其它的常規(guī)系統(tǒng)采用活性炭和其它細(xì)小顆粒來結(jié)合或吸收汞以便于除去氧化的汞。然而，飛灰中由于使用活性炭產(chǎn)生的高碳含量會(huì)令靜電除塵器的效率降低，因而，在煙道氣進(jìn)入靜電除塵器之前需要用袋式集塵器除去含碳顆粒。同時(shí)，含碳量高的飛灰無法銷售，因此存在處理的問題。
由于多個(gè)國家和美國環(huán)保署很快將會(huì)限制燃燒裝置中汞的排放，因此需要高效率且成本效率高的汞排放控制設(shè)備和方法。
發(fā)明內(nèi)容
在一些方面中，從燃煤主爐產(chǎn)生的煙道氣中除去汞或含汞物質(zhì)的方法包括向產(chǎn)生煙道氣的主爐進(jìn)料含有汞或含汞物質(zhì)的煤炭。該方法還包括向產(chǎn)生飛灰滑流的附屬燃燒器進(jìn)料煤炭，向主爐產(chǎn)生的煙道氣中進(jìn)料附屬燃燒器產(chǎn)生的飛灰滑流，以及將對(duì)汞具有活性的氧化劑加入到向附屬燃燒器進(jìn)料的煤炭、向附屬燃燒器進(jìn)料的燃燒空氣和飛灰的至少一種中。
上述方法還可包括以下步驟在將煤炭向主爐和附屬燃燒器進(jìn)料前將煤炭粉碎；使空氣流向粉碎機(jī)；和使空氣和粉碎的煤炭流向燃燒爐和附屬燃燒器中的至少其中之一。其中所述煤炭向附屬燃燒器的進(jìn)料包括將煤炭直接向附屬燃燒器進(jìn)料和將來自主爐的部分燃燒的煤炭向附屬燃燒器進(jìn)料中的至少一種。
根據(jù)一些方面，從燃煤主爐產(chǎn)生的煙道氣中除去汞或含汞物質(zhì)的系統(tǒng)包括含有汞或含汞物質(zhì)的煤炭的供應(yīng)裝置和設(shè)計(jì)為從煤炭供應(yīng)裝置接受煤炭并通過煤炭燃燒產(chǎn)生煙道氣的燃煤主爐。該系統(tǒng)還可以包括附屬燃燒器，其設(shè)計(jì)為可以接受來自煤炭供應(yīng)裝置的煤炭，產(chǎn)生飛灰并將飛灰向主爐的煙道氣輸送，和處理裝置，其設(shè)計(jì)為可以將對(duì)汞有活性的氧化劑加入到向附屬燃燒器進(jìn)料的煤炭、向附屬燃燒器進(jìn)料的燃燒空氣和飛灰的至少一種之中。其中附屬燃燒器是可選擇性地控制的以將飛灰調(diào)節(jié)至與汞氧化中所需活性相關(guān)的燃燒階段。
上述系統(tǒng)還可包括設(shè)計(jì)為在煤炭向主爐和附屬燃燒器進(jìn)料前粉碎煤炭的粉碎機(jī)；設(shè)計(jì)為用來向粉碎機(jī)輸送空氣和向燃燒爐與附屬燃燒器中的至少一種輸送空氣和粉碎煤炭的一次空氣源。
其中，或者，煤炭由供應(yīng)裝置直接向附屬燃燒器進(jìn)料，或者，通過由煤炭供應(yīng)裝置向主爐進(jìn)料煤炭并由主爐向附屬燃燒器進(jìn)料部分燃燒的煤炭來向附屬燃燒器間接進(jìn)料煤炭。
根據(jù)一些方面，從燃煤主爐產(chǎn)生的煙道氣中除去汞或含汞物質(zhì)的系統(tǒng)包括含有汞或含汞物質(zhì)的煤炭的供應(yīng)裝置和設(shè)計(jì)為從煤炭供應(yīng)裝置接受煤炭并通過煤炭燃燒產(chǎn)生煙道氣的燃煤主爐。該系統(tǒng)還可以包括附屬燃燒器，其設(shè)計(jì)為可以接受來自煤炭供應(yīng)裝置的煤炭，產(chǎn)生飛灰并將飛灰向主爐的煙道氣輸送，和處理裝置，其設(shè)計(jì)為可以將對(duì)汞有活性的氧化劑加入到向附屬燃燒器進(jìn)料的煤炭、向附屬燃燒器進(jìn)料的燃燒空氣和飛灰的至少一種之中。其中汞和/或含汞物質(zhì)至少被對(duì)汞有活性的氧化劑部分氧化。該系統(tǒng)還可包括經(jīng)設(shè)計(jì)用來從煙道氣中除去氧化的汞的靜電除塵器、袋式集塵器、織物過濾器和滌氣器中的至少一種。
在一些方面中，從燃煤主爐產(chǎn)生的煙道氣中除去汞或含汞物質(zhì)的方法包括向產(chǎn)生飛灰滑流的附屬燃燒器中進(jìn)料煤炭，由附屬燃料器產(chǎn)生飛灰滑流，向主爐產(chǎn)生的煙道氣中進(jìn)料飛灰滑流并將對(duì)汞有活性的氧化劑加入到向附屬燃燒器進(jìn)料的煤炭、向附屬燃燒器進(jìn)料的燃燒空氣和飛灰的至少一種之中。
在各個(gè)方面中，由褐煤、煙煤或次煙煤作燃料的燃燒系統(tǒng)產(chǎn)生的煙道氣所包含的單質(zhì)汞(Hg°)含量不超過約7.00μg/dscm。其中在用煙煤或次煙煤作為燃燒系統(tǒng)的燃料時(shí)，單質(zhì)汞(Hg°)的含量不超過約3.00μg/dscm。其中在用煙煤作為燃燒系統(tǒng)的燃料時(shí)，單質(zhì)汞(Hg°)的含量不超過約1.50μg/dscm。
根據(jù)一些方面，可以通過以下工序來生產(chǎn)煙道氣向產(chǎn)生煙道氣的主爐進(jìn)料含有汞或含汞物質(zhì)的煤炭，向產(chǎn)生飛灰滑流的附屬燃燒器進(jìn)料煤炭，向主爐產(chǎn)生的煙道氣中進(jìn)料附屬燃燒器產(chǎn)生的飛灰滑流，將對(duì)汞有活性的氧化劑加入向附屬燃燒器進(jìn)料的煤炭、向附屬燃燒器進(jìn)料的燃燒空氣和飛灰的至少一種之中，其中汞和/或含汞物質(zhì)至少被對(duì)汞有活性的氧化劑部分氧化，并從煙道氣中除去氧化的汞和/或含汞物質(zhì)。本發(fā)明另一方面涉及由該方法得到的煙道氣。
任選地，可通過選自袋式集塵器、靜電除塵器、織物過濾器和滌氣器的方式從煙道氣中除去氧化的汞和/或含汞物質(zhì)。還可以選擇性地控制附屬燃燒器以將飛灰調(diào)節(jié)至與汞氧化中所需活性相關(guān)的燃燒階段。
根據(jù)各個(gè)方面，可以通過以下工序來生產(chǎn)煙道氣向生產(chǎn)飛灰滑流的附屬燃燒器進(jìn)料煤炭，由該附屬燃燒器產(chǎn)生飛灰滑流，將飛灰滑流進(jìn)料到主爐產(chǎn)生的煙道氣中，將對(duì)汞有活性的氧化劑加入向附屬燃燒器進(jìn)料的煤炭、向附屬燃燒器進(jìn)料的燃燒空氣和飛灰的至少一種之中，其中汞和/或含汞物質(zhì)可至少被對(duì)汞有活性的氧化劑部分氧化，并可從煙道氣中除去氧化的汞和/或含汞物質(zhì)。本發(fā)明另一方面涉及由該方法得到的煙道氣。
任選地，可通過選自袋式集塵器、靜電除塵器、織物過濾器和滌氣器的方式從煙道氣中除去氧化的汞和/或含汞物質(zhì)。還可以選擇性地控制附屬燃燒器以將飛灰調(diào)節(jié)至與汞氧化中所需活性相關(guān)的燃燒階段。其中所述煤炭向附屬燃燒器的進(jìn)料包括將煤炭直接向附屬燃燒器進(jìn)料和將來自主爐的部分燃燒的煤炭向附屬燃燒器進(jìn)料中的至少一種。
在一些方面中，提高煤炭燃燒系統(tǒng)主爐產(chǎn)生的飛灰中汞含量的方法包括向產(chǎn)生煙道氣的主爐進(jìn)料含有汞或含汞物質(zhì)的煤炭，向產(chǎn)生飛灰滑流的附屬燃燒器進(jìn)料煤炭，向主爐產(chǎn)生的煙道氣中進(jìn)料附屬燃燒器產(chǎn)生的飛灰滑流，并將對(duì)汞有活性的氧化劑加入向附屬燃燒器進(jìn)料的煤炭、向附屬燃燒器進(jìn)料的燃燒空氣和飛灰的至少一種之中。主爐產(chǎn)生的飛灰的汞含量可能大于不將附屬爐產(chǎn)生的飛灰滑流加入主爐煙道氣中的煤炭燃燒單元產(chǎn)生的飛灰的汞含量。
根據(jù)各個(gè)方面，提高煤炭燃燒系統(tǒng)主爐產(chǎn)生的飛灰中汞含量的方法包括向生產(chǎn)飛灰滑流的附屬燃燒器進(jìn)料煤炭，由該附屬燃燒器產(chǎn)生飛灰滑流，將飛灰滑流進(jìn)料到主爐產(chǎn)生的煙道氣中，以及將對(duì)汞有活性的氧化劑加入向附屬燃燒器進(jìn)料的煤炭、向附屬燃燒器進(jìn)料的燃燒空氣和飛灰的至少一種之中。主爐產(chǎn)生的飛灰的汞含量可能大于不將附屬爐產(chǎn)生的飛灰滑流加入主爐煙道氣中的煤炭燃燒單元產(chǎn)生的飛灰的汞含量。
根據(jù)一些方面，提高煤炭燃燒系統(tǒng)主爐產(chǎn)生的飛灰中汞含量的系統(tǒng)包括含有汞或含汞物質(zhì)的煤炭的供應(yīng)裝置，設(shè)計(jì)為用來接受來自煤炭供應(yīng)裝置的煤炭并由該煤炭的燃燒產(chǎn)生煙道氣的燃煤主爐，設(shè)計(jì)為用來接受來自煤炭供應(yīng)裝置的煤炭、產(chǎn)生飛灰并將飛灰向主爐煙道氣中輸送的附屬燃燒器，和設(shè)計(jì)為用來將對(duì)汞有活性的氧化劑加入向附屬燃燒器進(jìn)料的煤炭、向附屬燃燒器進(jìn)料的燃燒空氣和飛灰的至少一種之中的處理裝置。主爐產(chǎn)生的飛灰的汞含量可能大于不將附屬爐產(chǎn)生的飛灰滑流加入主爐煙道氣中的煤炭燃燒單元產(chǎn)生的飛灰的汞含量。
圖1是根據(jù)本發(fā)明一些方面的示范燃燒裝置的簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施例方式
圖1中顯示了燃燒系統(tǒng)的示范性實(shí)施方案。示范燃燒系統(tǒng)100可包括主爐110、靜電除塵器(ESP)130和煙囪140。主爐110可包括多個(gè)燃燒器112和燃燒區(qū)114。燃燒器112可位于主爐110的前和/或后壁上。為了清楚和方便，圖1中僅顯示了三個(gè)燃燒器112。然而，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為主爐110可以包括例如24-84個(gè)燃燒器112或任意希望數(shù)量的燃燒器112。
燃燒系統(tǒng)110還可以包括煤炭供應(yīng)裝置120、粉碎機(jī)122和一次空氣源124。雖然圖1中只顯示了一臺(tái)粉碎機(jī)122，但根據(jù)燃燒器的數(shù)量和/或主爐的尺寸可以采用多臺(tái)粉碎機(jī)。建造并排列煤炭供應(yīng)裝置120以便以希望的速度向粉碎機(jī)122供應(yīng)煤炭，建造和排列一次空氣源124以向粉碎機(jī)122供應(yīng)一次空氣流。粉碎機(jī)122將煤炭磨成適宜燃燒的小尺寸。粉碎機(jī)122與燃燒器112經(jīng)由管線126以流體方式連接。
二次空氣源128可向燃燒器112供應(yīng)二次空氣流。二次空氣源128可包含來自周圍環(huán)境的空氣，可以在將空氣向燃燒器112提供之前用一或多個(gè)預(yù)熱器(未顯示)加熱空氣。每個(gè)燃燒器112可具有可調(diào)式二次空氣調(diào)風(fēng)器(未顯示)，控制流向每個(gè)加熱器112的空氣流。
每個(gè)燃燒器112在主爐110的燃燒區(qū)114中燃燒其各自的空氣/燃料混合物。燃燒器112的氣態(tài)副產(chǎn)物沿箭頭A的方向流出主爐110，經(jīng)由煙道管線132、ESP132流入煙囪140中，在這里將其排放到142處的空氣中?？梢圆捎蔑L(fēng)扇(未顯示)，推動(dòng)氣態(tài)副產(chǎn)物以此方式流動(dòng)。流經(jīng)煙道管線132的氣態(tài)副產(chǎn)物可稱作煙道氣。如本領(lǐng)域中已知的，可以采用煙道氣來加熱對(duì)流通道144中的蒸汽和水。
燃燒系統(tǒng)100還可包括附屬爐150，其包括附屬燃燒器152和燃燒區(qū)154。粉碎機(jī)122可與附屬燃燒器152經(jīng)由管線156流體連接。結(jié)果是，可向附屬爐150和附屬燃燒器152供應(yīng)與向主爐110和燃燒器112供應(yīng)的煤炭和空氣相同的煤炭和空氣的滑流。
二次空氣源128可向附屬燃燒器152供應(yīng)二次空氣流。附屬燃燒器152可具有可調(diào)式二次空氣調(diào)風(fēng)器(未顯示)以控制流向燃燒器152的空氣流。附屬燃燒器152在附屬爐150的燃燒區(qū)154中燃燒其空氣/燃料混合物。附屬燃燒器152的氣態(tài)附產(chǎn)物，包括飛灰，沿箭頭B的方向流出附屬爐150，經(jīng)管線158，流入主爐110的煙道管線132。
燃燒系統(tǒng)可包括例如一或多個(gè)用來向供給的燃料、供給的燃燒空氣、和/或附屬和/或主爐110、150的飛灰中供應(yīng)添加劑的進(jìn)料口170。添加劑可包括一或多種對(duì)汞有活性的氧化劑，例如無機(jī)氧化劑、有機(jī)金屬氧化劑和有機(jī)氧化劑。將能夠從火焰鋒面處顯露出活性的無機(jī)和有機(jī)金屬氧化劑可加入到主和/或附屬爐110、150的燃燒器152的火焰或上游。對(duì)燃燒不穩(wěn)定的有機(jī)氧化劑，可以在將飛灰向煙道管線132中注入之前在適當(dāng)?shù)臏囟认录尤敫綄贍t150的飛灰中或可以將它們直接加入煙道管線132中。
在各種實(shí)施方案中，無機(jī)和有機(jī)金屬氧化劑可包括Li、Na、K、Rb、Ca、Sr、Ba、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Y、Zr、Mo、Ru、Rh、Pd、Sn、La、Re、Os、Ir、Pt、Ce的化合物和仲高碘酸(H5IO6)。例如，CrO3、CrO2Cl2、CrO2(OCOCH3)，其它的四價(jià)CrIV、五價(jià)CrV和六價(jià)CrVI化合物(H2SO4和HClO4處理會(huì)提高Cr化合物的氧化能力)，KMnO4，其它七價(jià)MnVII化合物、RuO4、PT-C、PtO和KIO4?？梢砸苑勰┖?或液體形式提供所述化合物，例如碳?xì)浠衔锶芤?、膠體分散體或水溶液。
在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明中用作氧化劑的錳化合物可包括但不限于甲基環(huán)戊二烯基三羰基錳、磺酸錳、石炭酸錳、水楊酸錳、環(huán)戊二烯基三羰基錳、烷基環(huán)戊二烯基三羰基錳、有機(jī)三羰基錳衍生物、烷基環(huán)戊二烯基錳衍生物、雙-環(huán)戊二烯基錳、雙-烷基環(huán)戊二烯基錳、中性和高堿性的水楊酸錳、中性和高堿性的石炭酸錳、中性和高堿性的磺酸錳、羧酸錳，及其組合和混合物。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，所需的錳氧化劑源是甲基環(huán)戊二烯基三羰基錳，以MMT Gasoline Additive或HiTEC3000 PerformanceAdditive或GREENBURNFuel Additive的名稱得自Afton ChemicalCorporation。
在一些實(shí)施方案中，向燃料或向燃燒空氣加入的錳源的氧化有效量，例如且無限制意味地，為錳在燃料中占約2-200ppm wt/wt％。在各種實(shí)施方案中，加入的錳源的有效量是燃料中的錳為約5-50ppmwt/wt％。可以將其用于燃燒器中，如工業(yè)爐和公用發(fā)電爐中的那些燃燒器。可以如所注明的那樣將錳加入燃料中或也可以直接加入燃燒空氣中，或在燃燒廢氣到達(dá)ESP之前的任何時(shí)候直接加入燃燒廢氣流中。燃燒廢氣中添加劑的處理速度為約0.5-3wt％錳，以相對(duì)于飛灰的重量計(jì)。
本發(fā)明中用作汞氧化劑的有機(jī)化合物可包括例如過氧化氫、有機(jī)過氧化物、過氧酸、過氧化酯類和/或有機(jī)硝酸酯及其混合物。例如，有機(jī)化合物可包括過乙酸、過氧三氟乙酸/醚合三氟化硼和/或過苯甲酸。
燃燒系統(tǒng)100還可包括至少與燃燒器112、煤炭供應(yīng)裝置120、粉碎機(jī)122、一次空氣源124、二次空氣源128、附屬燃燒器152和進(jìn)料口170電連接的控制器190。經(jīng)操作控制器190控制一或多個(gè)與其電連接的元件從而將附屬爐150產(chǎn)生的飛灰調(diào)節(jié)至最有益于所需的(例如最佳)汞俘獲活性的燃燒階段。該最佳條件與商用活性炭的孔隙率和吸附能力相近，但含碳量較低。結(jié)果，經(jīng)調(diào)節(jié)的附屬爐150產(chǎn)生的飛灰在一個(gè)實(shí)施方案中的含碳量可以低到足以免除為除去過量的碳顆粒所需的袋式除塵器。而且，附屬爐150產(chǎn)生的飛灰的條件可以是高度可變的，甚至有時(shí)可以達(dá)到飛灰不存在的程度。
應(yīng)當(dāng)理解，可以用來自主爐110的部分燃燒過的煤炭作為替換物或在從粉碎機(jī)122直接進(jìn)料煤炭以外向附屬燃燒器152進(jìn)料。還應(yīng)當(dāng)理解，燃燒系統(tǒng)100可以包括袋式集塵器、織物過濾器、滌氣器和/或任何其它從煙道氣中去除顆粒的裝置，無論這樣的裝置是否必要，以除去足夠量的汞，將煙道氣中的汞濃度至少降至滿足需要的水平。
可以將燃燒系統(tǒng)100具體體現(xiàn)為任何和全部的內(nèi)燃和外燃裝置、機(jī)器、鍋爐、爐、焚燒爐、蒸發(fā)燃燒器、靜止燃燒器等，例如，電廠發(fā)電爐、電廠爐等，其中可燃燒煤炭或含煤燃料。術(shù)語“燃燒空氣”包括環(huán)境空氣或加壓空氣或任何其它與燃料在燃燒單元中進(jìn)行燃燒的氧化劑。所述氧化劑可以是氣態(tài)的或者其可以是液體或固體或其混合物或前體。可以在燃燒前加入燃燒空氣，或者，使之經(jīng)調(diào)節(jié)以滿足或最大化燃燒單元的效率。
在操作中，粉碎機(jī)122收到從煤炭供應(yīng)裝置120供應(yīng)的煤炭和來自一次空氣源124的一次空氣流。從粉碎機(jī)122將一次空氣和煤炭流運(yùn)出，經(jīng)管線126向燃燒器112進(jìn)料，在此，空氣/燃料混合物在燃燒區(qū)114中燃燒。一次空氣和煤炭的滑流也經(jīng)由管線156向附屬燃燒器152進(jìn)料并在燃燒區(qū)154內(nèi)燃燒。為促進(jìn)燃燒，可向燃燒器112和/或附屬燃燒器152提供來自二次空氣源128的二次空氣流。在一些實(shí)施方案中，最佳燃燒所需空氣的大約20％由一次空氣源124供應(yīng)，二次空氣源128提供其余的空氣。
在主爐110中，每個(gè)燃燒器112在燃燒區(qū)114內(nèi)燃燒其各自的空氣/燃料混合物。隨著燃燒器112燃燒它們各自的空氣/燃料混合物，產(chǎn)生了氣態(tài)副產(chǎn)物。氣態(tài)副產(chǎn)物沿箭頭A的方向流出主爐110，進(jìn)入煙道管線132，在這里，如本領(lǐng)域已知的，煙道氣可用來加熱對(duì)流通道144中的蒸汽和水。
在附屬爐150中，附屬燃燒器152在燃燒區(qū)154中燃燒其空氣/燃料混合物。隨著附屬燃燒器152燃燒其空氣/燃料混合物，產(chǎn)生了包括飛灰的氣態(tài)副產(chǎn)物。經(jīng)由管線158向煙道管線132輸送飛灰。附屬爐產(chǎn)生的飛灰可以與一或多種對(duì)汞有活性的氧化劑一起添加，所述氧化劑例如上述的一或多種無機(jī)氧化劑、有機(jī)金屬氧化劑和有機(jī)氧化劑。如上所述，可以將能夠在火焰鋒面上顯露出活性的無機(jī)和有機(jī)金屬氧化劑加入主和/或附屬爐110、150的燃燒器152的火焰中或其上游。對(duì)火焰不穩(wěn)定的有機(jī)氧化劑，可以在將飛灰注入煙道管線132前，在適當(dāng)?shù)臏囟认录尤敫綄贍t150的飛灰中或者可以直接將它們加入煙道管線132中。
來自附屬爐150的經(jīng)添加的飛灰可以提供活性氧化作用，這有利于汞的氧化和隨后主爐110產(chǎn)生的煙道氣中的飛灰對(duì)氧化的汞的俘獲。然后，載有汞的飛灰可以流向ESP130并被其俘獲，在這里，可以使其落入漏斗(未顯示)中并從燃燒系統(tǒng)100中除去。離開ESP130后，將得到的煙道氣向煙囪140輸送，在此將其排放到142處的大氣中。相對(duì)于未采用所述汞氧化劑的系統(tǒng)，此方式可將汞排放總量顯著降低或者完全消除，。
可以選擇性地操作控制器190以控制一或多個(gè)與其電連接的元件，從而將附屬爐具150產(chǎn)生的飛灰調(diào)節(jié)至最有益于所需的(例如最佳的)汞俘獲活性的燃燒階段。例如，可以操作控制器190來控制燃燒系統(tǒng)110，從而在燃燒煙煤、次煙煤和/或褐煤的時(shí)候，使煙囪140向大氣142排放的煙道氣中最終的單質(zhì)汞(Hg°)的濃度不超過約7.00μg/dscm。在一個(gè)實(shí)施方案中，在燃燒次煙煤的時(shí)候，煙囪140排放的煙道氣中的單質(zhì)汞的最終濃度不超過約3.00μg/dscm，在燃燒煙煤的時(shí)候，單質(zhì)汞的最終濃度不超過約1.50μg/dscm。在另一個(gè)實(shí)施方案中，煙囪140排放的煙道氣中未殘留可檢測(cè)量的汞。因而，本公開提供了降低煤炭燃燒設(shè)備產(chǎn)生的煙道氣中汞的方法。
對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯而易見的是無需背離本發(fā)明的范圍，可以對(duì)本公開的示范性設(shè)備和方法做出各種改良和變化。由對(duì)本文所公開的說明書和實(shí)踐的思考，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本發(fā)明的其它實(shí)施方案是顯而易見的。希望說明書和實(shí)施例僅被認(rèn)為是示范性的。
權(quán)利要求
1.從燃煤主爐產(chǎn)生的煙道氣中除去汞或含汞物質(zhì)的方法，該方法包括向產(chǎn)生煙道氣的主爐進(jìn)料含有汞或含汞物質(zhì)的煤炭；向產(chǎn)生飛灰滑流的附屬燃燒器進(jìn)料煤炭；向主爐產(chǎn)生的煙道氣中進(jìn)料附屬燃燒器產(chǎn)生的飛灰滑流；和將對(duì)汞有活性的氧化劑加入向附屬燃燒器進(jìn)料的煤炭、向附屬燃燒器進(jìn)料的燃燒空氣和飛灰的至少一種之中。
2.權(quán)利要求1的方法，其中對(duì)汞有活性的氧化劑包括選自無機(jī)氧化劑、有機(jī)金屬氧化劑和有機(jī)氧化劑中的至少一種物質(zhì)。
3.從燃煤主爐產(chǎn)生的煙道氣中除去汞或含汞物質(zhì)的系統(tǒng)，包括含有汞或含汞物質(zhì)的煤炭的供應(yīng)裝置；設(shè)計(jì)為用來接受來自煤炭供應(yīng)裝置的煤炭并由該煤炭的燃燒產(chǎn)生煙道氣的燃煤主爐；設(shè)計(jì)為用來接受來自煤炭供應(yīng)裝置的煤炭、產(chǎn)生飛灰并將飛灰向主爐煙道氣輸送的附屬燃燒器；和設(shè)計(jì)為用來將對(duì)汞有活性的氧化劑加入向附屬燃燒器進(jìn)料的煤炭、向附屬燃燒器進(jìn)料的燃燒空氣和飛灰的至少一種之中的處理裝置。
4.權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其中對(duì)汞有活性的氧化劑包括選自無機(jī)氧化劑、有機(jī)金屬氧化劑和有機(jī)氧化劑中的至少一種物質(zhì)。
5.從燃煤主爐產(chǎn)生的煙道氣中除去汞或含汞物質(zhì)的方法，該方法包括向產(chǎn)生飛灰滑流的附屬燃燒器進(jìn)料煤炭；由附屬燃燒器產(chǎn)生飛灰滑流；將飛灰滑流進(jìn)料到主爐產(chǎn)生的煙道氣中；和將對(duì)汞有活性的氧化劑加入到向附屬燃燒器進(jìn)料的煤炭、向附屬燃燒器進(jìn)料的燃燒空氣和飛灰的至少一種之中。
6.權(quán)利要求5的方法，其中對(duì)汞有活性的氧化劑包括選自無機(jī)氧化劑、有機(jī)金屬氧化劑和有機(jī)氧化劑中的至少一種物質(zhì)。
7.用褐煤、煙煤或次煙煤作燃料的燃燒系統(tǒng)產(chǎn)生的煙道氣，其中單質(zhì)汞(Hgo)的含量不超過約7.00μg/dscm。
8.提高煤炭燃燒系統(tǒng)主爐產(chǎn)生的飛灰中汞含量的方法，該方法包括向產(chǎn)生煙道氣的主爐進(jìn)料含有汞或含汞物質(zhì)的煤炭；向產(chǎn)生飛灰滑流的附屬燃燒器進(jìn)料煤炭；向主爐產(chǎn)生的煙道氣中進(jìn)料附屬燃燒器產(chǎn)生的飛灰滑流；和將對(duì)汞有活性的氧化劑加入向附屬燃燒器進(jìn)料的煤炭、向附屬燃燒器進(jìn)料的燃燒空氣和飛灰的至少一種之中，其中主爐產(chǎn)生的飛灰的汞含量大于未將附屬燃燒器產(chǎn)生的飛灰滑流加入主爐煙道氣的煤炭燃燒設(shè)備產(chǎn)生的飛灰的汞含量。
9.提高煤炭燃燒系統(tǒng)主爐產(chǎn)生的飛灰中汞含量的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括含有汞或含汞物質(zhì)的煤炭的供應(yīng)裝置；設(shè)計(jì)為用來接受來自煤炭供應(yīng)裝置的煤炭并由該煤炭的燃燒產(chǎn)生煙道氣的燃煤主爐；設(shè)計(jì)為用來接受來自煤炭供應(yīng)裝置的煤炭、產(chǎn)生飛灰并將飛灰向主爐煙道氣輸送的附屬燃燒器；和設(shè)計(jì)為用來將對(duì)汞有活性的氧化劑加入向附屬燃燒器進(jìn)料的煤炭、向附屬燃燒器進(jìn)料的燃燒空氣和飛灰的至少一種之中的處理裝置，其中主爐產(chǎn)生的飛灰的汞含量大于未將附屬燃燒器產(chǎn)生的飛灰滑流加入主爐煙道氣的煤炭燃燒設(shè)備產(chǎn)生的飛灰的汞含量。
全文摘要
從燃煤主爐產(chǎn)生的煙道氣中除去汞或含汞物質(zhì)的方法，包括向產(chǎn)生煙道氣的主爐進(jìn)料含有汞或含汞物質(zhì)的煤炭。該方法還包括向產(chǎn)生飛灰滑流的附屬燃燒器進(jìn)料煤炭，向主爐產(chǎn)生的煙道氣中進(jìn)料附屬燃燒器產(chǎn)生的飛灰滑流，以及將對(duì)汞具有活性的氧化劑加入進(jìn)料到附屬燃燒器中的煤炭、向附屬燃燒器進(jìn)料的燃燒空氣和/或飛灰中。
文檔編號(hào)F23J15/00GK1781581SQ200510125349
公開日2006年6月7日 申請(qǐng)日期2005年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月16日
發(fā)明者A·A·阿拉迪, M·W·梅菲爾特 申請(qǐng)人:雅富頓公司