汞再排放控制的制作方法
【專利說明】汞再排放控制
[0001]本公開領(lǐng)域
本文公開的主題總體上涉及控制或防止一定量的汞排到與包含汞或汞化合物的燃料源燃燒相關(guān)的環(huán)境，更具體地講，涉及控制或防止經(jīng)受濕洗操作的燃燒煙道氣中的汞排放和/或再排放。
[0002]本公開背景
燃料源(例如，煤)燃燒產(chǎn)生要排入環(huán)境(例如，大氣)的廢氣，稱為“煙道氣”。燃料源一般包含硫和硫化合物，硫和硫化合物在燃燒過程中轉(zhuǎn)化成氣態(tài)物類，包括硫氧化物，然后原樣存在于產(chǎn)生的煙道氣中。燃料源一般也包含元素汞或汞化合物，元素汞或汞化合物在燃燒過程中轉(zhuǎn)化成氣態(tài)元素汞或氣態(tài)離子汞物類，并在煙道氣中存在。
[0003]因此，煙道氣包含顆粒、有毒物質(zhì)和被認為是環(huán)境污染物的其它雜質(zhì)。在通過排煙煙囪(以后稱為“煙囪”)排入大氣前，煙道氣經(jīng)過清潔或凈化過程。在煤燃燒中，此凈化過程的一個方面一般為脫硫系統(tǒng)，例如濕洗操作，通常稱為濕煙道氣脫硫(WFGD)系統(tǒng)。
[0004]通過將含水堿性漿料引入WFGD系統(tǒng)的洗滌塔，用WFGD系統(tǒng)從煙道氣去除硫氧化物。含水堿性漿料一般包含與污染物相互作用以將其從煙道氣去除的堿性物質(zhì)?？捎糜诤畨A性漿料的堿性物質(zhì)的實例包括石灰、石灰石、鎂、它們的組合等。
[0005]最近已愈加關(guān)注去除汞。目前，從煙道氣去除汞有多種方法。那些方法包括在煙道氣排放控制系統(tǒng)上游的鍋爐中加入氧化劑，然后用洗滌器將其去除；加入反應(yīng)劑以結(jié)合汞，并將其從煙道氣去除；和利用特定煤或燃料使煤或燃料燃燒時釋放的汞的量最大限度地減小。
[0006]一些去除汞的通常已知方法有效產(chǎn)生汞鹽，汞鹽可通過在濕洗操作中使用的含水堿性漿料溶解和去除。一些這些方法包括，將鹵素或鹵素化合物(例如，溴)加到煤或在濕洗操作上游的煙道氣，以使元素汞氧化成離子汞，并生成汞鹽，然后使汞鹽溶于與硫氧化物去除過程相關(guān)的含水堿性漿料。然而，已證明在關(guān)于汞去除設(shè)計煙道氣凈化系統(tǒng)時，去除濕洗器的含水堿性漿料中的汞難以控制。所需的排放保證水平通常低至0.3g/Nm3汞，這對應(yīng)于濕洗器中很高的汞去除效率。
[0007]本公開概述
本文公開主題的一個方面涉及從燃料源燃燒產(chǎn)生的煙道氣去除一定量的汞，以減少汞排放和/或再排放到環(huán)境(例如，大氣)的方法。該方法包括使煙道氣經(jīng)受濕洗操作，以減少煙道氣中存在的硫氧化物的量。濕洗操作包括使煙道氣與含水堿性漿料接觸，以從煙道氣吸收硫氧化物；使煙道氣中存在的至少部分氣態(tài)離子汞物類溶于含水堿性漿料，以從煙道氣去除氣態(tài)離子汞物類，以產(chǎn)生凈化的煙道氣；并將環(huán)糊精添加劑加到含水堿性漿料，以與溶解汞物類絡(luò)合生成化學穩(wěn)定的絡(luò)合物，防止汞再排放進入凈化的煙道氣；并且使凈化的煙道氣釋放到環(huán)境。此方法克服的問題是，一旦由含水堿性漿料氧化，汞就可以在一些條件下還原成元素汞。元素汞具有高蒸氣壓，因此可再排放進入“凈化”的煙道氣。這種方法通過用環(huán)糊精與溶解汞物類絡(luò)合形成不還原成元素汞的化學穩(wěn)定絡(luò)合物控制汞再排放。這樣就防止元素汞再排放進入凈化的煙道氣。本文公開的主題發(fā)明相對于防止汞再排放的已知方法有改進，例如，通過向含水堿性漿料加入含硫化學物質(zhì)，例如氫硫化鈉、硫化鈉、三巰基三嗪、聚二硫代氨基甲酸酯、二硫代氨基甲酸二乙酯等。這些含硫化學物質(zhì)具有存在疑問的健康、氣味、處理等與其相關(guān)的問題。
[0008]概括地講，本文提供控制、減少或防止凈化燃燒煙道氣中汞排放或再排放水平的方法，所述方法包括將燃燒煙道氣提供到WFGD系統(tǒng)，用于與含水堿性漿料直接接觸，以從煙道氣去除污染物，產(chǎn)生凈化的煙道氣；測定溶解汞物類濃度、汞濃度或二者，以得到WFGD系統(tǒng)中的測定濃度值，用于與預(yù)定濃度值比較；并調(diào)節(jié)提供到WFGD系統(tǒng)的環(huán)糊精添加劑的量，以增加或減小測定濃度值，降低產(chǎn)生的凈化煙道氣中的汞排放和/或再排放水平。根據(jù)該方法，測定WFGD系統(tǒng)(如噴淋塔類型WFGD系統(tǒng))的含水堿性漿料中的溶解汞物類濃度。測定來自WFGD系統(tǒng)(如噴淋塔類型WFGD系統(tǒng))的凈化煙道氣中的汞濃度。提供到WFGD系統(tǒng)的環(huán)糊精添加劑為一種或多種選自以下的絡(luò)合劑:α -環(huán)糊精、β -環(huán)糊精、γ -環(huán)糊精、α -環(huán)糊精的衍生物、β -環(huán)糊精的衍生物、Y -環(huán)糊精的衍生物、通過α -、β -或γ -環(huán)糊精與環(huán)氧化物縮合制備的環(huán)糊精的衍生物及它們的混合物。環(huán)糊精添加劑作為固體或溶液提供到WFGD系統(tǒng)的含水堿性漿料?？捎脭嚢杵魇弓h(huán)糊精添加劑分布遍及含水堿性漿料。
[0009]本發(fā)明也提供一種用于降低凈化燃燒煙道氣中汞排放或再排放水平的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:WFGD系統(tǒng)，所述WFGD系統(tǒng)具有含水堿性漿料，用于與流動通過其中的燃燒煙道氣直接接觸；收集罐，所述收集罐用于在與燃燒煙道氣直接接觸后收集含水堿性漿料，其中布置一個或多個溶解汞物類傳感器，用于測定收集的含水堿性漿料中溶解汞物類濃度，以得到測定的溶解汞物類濃度；控制裝置，所述控制裝置用于比較測定的溶解汞物類濃度與預(yù)定的溶解汞物類濃度，并據(jù)此對裝置進行控制；和由控制裝置控制的裝置，所述裝置操作用于調(diào)節(jié)提供到含水堿性漿料的環(huán)糊精添加劑的量，以增加或減小溶解汞物類濃度，降低產(chǎn)生的凈化煙道氣中的汞排放和/或再排放水平。主題系統(tǒng)可進一步在WFGD系統(tǒng)的出口包括一個或多個汞傳感器，用于測定流動通過其中的凈化煙道氣中的汞濃度，以得到測定汞濃度；控制裝置，所述控制裝置操作用于比較測定汞濃度與預(yù)定汞濃度，并據(jù)此對裝置進行控制，所述裝置操作用于調(diào)節(jié)提供到含水堿性漿料的環(huán)糊精添加劑的量，以增加或減小溶解汞物類濃度，降低產(chǎn)生的凈化煙道氣中的汞排放和/或再排放水平。系統(tǒng)可進一步包括攪拌器，以使環(huán)糊精添加劑分布遍及含水堿性漿料，其中環(huán)糊精添加劑為一種或多種選自以下的絡(luò)合劑:α -環(huán)糊精、β -環(huán)糊精、γ -環(huán)糊精、α -環(huán)糊精的衍生物、β -環(huán)糊精的衍生物、Y -環(huán)糊精的衍生物、通過α -、β -或γ -環(huán)糊精與環(huán)氧化物縮合制備的環(huán)糊精的衍生物及它們的混合物。
[0010]本發(fā)明也提供一種用于降低凈化燃燒煙道氣中汞排放或再排放水平的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:WFGD系統(tǒng)，所述WFGD系統(tǒng)具有含水堿性漿料，用于與流動通過其中的燃燒煙道氣直接接觸；收集罐，所述收集罐用于在與燃燒煙道氣直接接觸后收集含水堿性漿料，其中布置一個或多個汞傳感器，用于測定凈化煙道氣中的汞濃度，以得到測定汞濃度；控制裝置，所述控制裝置用于比較測定汞濃度與預(yù)定汞濃度，并據(jù)此對裝置進行控制；和由控制裝置控制的裝置，所述裝置操作用于調(diào)節(jié)提供到含水堿性漿料的環(huán)糊精添加劑的量，以增加或減小其中的溶解汞物類濃度，降低產(chǎn)生的凈化煙道氣中的汞排放和/或再排放水平。主題系統(tǒng)可進一步在WFGD系統(tǒng)的含水堿性漿料中包括一個或多個溶解汞物類傳感器，用于測定溶解汞物類濃度，以得到測定的溶解汞物類濃度；控制裝置，所述控制裝置操作用于比較測定的溶解汞物類濃度與預(yù)定的溶解汞物類濃度，并據(jù)此對裝置進行控制，所述裝置操作用于調(diào)節(jié)提供到含水堿性漿料的環(huán)糊精添加劑的量，以增加或減小溶解汞物類濃度，降低產(chǎn)生的凈化煙道氣中的汞排放和/或再排放水平。系統(tǒng)可進一步包括攪拌器，以使環(huán)糊精添加劑分布遍及含水堿性漿料，其中環(huán)糊精添加劑為一種或多種選自以下的絡(luò)合劑:α -環(huán)糊精、β -環(huán)糊精、γ -環(huán)糊精、α -環(huán)糊精的衍生物、β -環(huán)糊精的衍生物、γ -環(huán)糊精的衍生物、通過α-、β-或γ-環(huán)糊精與環(huán)氧化物縮合制備的環(huán)糊精的衍生物及它們的混合物。
[0011]附圖簡述
為了說明本文公開的主題，附圖顯示目前優(yōu)選的實施方案的形式。然而，應(yīng)了解，公開的主題不限于附圖中所示的精確布置和工具，其中:
圖1為用WFGD實施的系統(tǒng)減小煙道氣中排放的氣態(tài)元素汞的量的系統(tǒng)的示意圖。
[0012]發(fā)明詳述
本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，使用一種或多種環(huán)糊精、一種或多種環(huán)糊精衍生物(例如像通過α-、β-或Y-環(huán)糊精與環(huán)氧化物(例如像環(huán)氧丙烷、環(huán)氧異丁烷、表氯醇或1，4-丁二醇二縮水甘油醚)縮合制備的衍生物，如藥物學已知的那些衍生物)或其混合物，在WFGD系統(tǒng)的含水堿性漿料中作為添加劑，可通過與之絡(luò)合來控制溶解汞物類，從而控制和減少凈化煙道氣的汞排放和/或再排放。在用石灰石吸收酸性氣體和其中將石膏漿料循環(huán)的WFGD系統(tǒng)中，使用環(huán)糊精添加劑(在本文中用來指一種或多種環(huán)糊精、一種或多種環(huán)糊精衍生物或其混合物)控制汞排放和/或再排放，而不損害用于其它用途的石膏副產(chǎn)物的品質(zhì)，例如用于建造紙面石膏板(dry wall)。對于存在疑問的健康、氣味、處理和類似不期望的顧慮的化學添加劑則不一定如此，所述化學添加劑例如氫硫化鈉、硫化鈉、三巰基三嗪、聚二硫代氨基甲酸酯、二硫代氨基甲酸二乙酯等。
[0013]以下詳述通過溶解汞物類與環(huán)糊精添加劑絡(luò)合減少凈化煙道氣中汞排放和/或再排放的方法和系統(tǒng)。
[0014]現(xiàn)在參考圖1，圖1圖示說明本發(fā)明系統(tǒng)10的一個實施方案。系統(tǒng)10包括鍋爐12，用于燃燒碳質(zhì)燃料14，例如但不限于煤。碳質(zhì)燃料14燃燒產(chǎn)生煙道氣“FG”，煙道氣包含酸性氣體、氣態(tài)重