[发明专利]汞排放的控制

说明书

提供了用于控制汞排放和/或减少用于燃烧过程的设备的腐蚀的方法，且更特别地，提供了用于控制来自湿法烟气脱硫装置的汞再排放和/或减少湿法烟气脱硫装置的腐蚀的方法。

技术领域

本公开内容大体涉及用于控制有害的空气污染物排放的方法，且更特别地，涉及用于控制来自湿法烟气脱硫装置的汞排放和/或控制洗涤器设备的腐蚀的方法。

背景

许多发电机组(EGU)燃烧化石燃料产生电。燃烧过程产生强烈的热和包含有害的空气污染物(如Hg、CO₂、SO₂、SO₃、HCl)的烟气。烟气在释放到大气中之前典型地被洗涤以减少污染物的排放。湿法烟气脱硫装置(WFGD)是一种通常用于减少排放的洗涤器。WFGD使燃烧气体与碱性水溶液接触。该溶液可包含镁化合物、钠化合物、和石灰浆或石灰岩，以捕获和中和酸性气体，如二氧化硫。碱性水溶液通常被称为“WFGD液”或“洗涤液(scrubberliquor)”。在强制氧化系统(forced oxidation system)中，氧气可被引入WFGD液中以将亚硫酸盐氧化为硫酸盐。在许多情况下，这形成石膏(硫酸钙)，作为洗涤的最终副产物。其他系统可利用抑制的或自然的氧化洗涤，所述抑制的或自然的氧化洗涤导致亚硫酸盐或混合的亚硫酸盐/硫酸盐作为副产物。

作为燃料的污染物进入EGU的汞在燃烧期间被释放。离开锅炉的燃烧气体可包含三种形式的汞：颗粒的、氧化的和单质的。颗粒的汞可以被颗粒控制装置如静电除尘器(ESP)和织物过滤器(FF)捕获。氧化的汞是水溶性的，且因此，WFGD可以从燃烧气体中吸收氧化的汞至液相。在水中不溶的元素汞难以用现有的空气质量控制装置捕获。因此，大部分元素汞控制措施集中于将元素汞转化为氧化的汞。机械法如固定床催化剂(如SCR)、和化学添加剂(如溴化钙、溴化氢、氯化铵)已被开发，该法在气相中氧化元素汞随后用WFGD捕获。捕获的汞通过WFGD吹出而离开此过程。

由于氧化的汞是水溶性的，WFGD理论上能够捕获燃烧气体中的接近100％的氧化的汞。然而，通过美国能源部(DOE)以及大量实验室和商业研究收集的数据显示了较低的捕获效率。较低的效率是由于在WFGD洗涤液中氧化的汞到元素汞(如Hg²⁺到Hg⁰)的还原的结果。例如，一个还原反应涉及通过WFGD中的离子汞的亚硫酸盐的氧化，以提供硫酸盐和元素汞。结果是在洗涤的燃烧气体中穿过WFGD的元素汞含量增加，且因此测量的从化石燃料到烟道的总的汞捕获下降。洗涤器中的氧化的汞的此还原反应和随后的释放在工业中被称为汞再排放。由于汞再排放导致的WFGD汞捕获效率的减少将妨碍一些EGU满足排放要求，使附加的资本设备的安装成为必要。

本领域需要控制汞再排放的改进方法，该改进方法可以补充或代替当前的减少有害空气污染物排放的方法。

概述

在一方面，公开的是组合物，其包含至少两种选自汞再排放添加剂、自由基清除剂、和聚合物分散剂的组分。所述组合物可包含汞再排放添加剂和自由基清除剂。所述组合物可包含汞再排放添加剂和聚合物分散剂。所述组合物可包含自由基清除剂和聚合物分散剂。所述组合物可包含汞再排放添加剂、自由基清除剂、和聚合物分散剂。

所述汞再排放添加剂可以是聚合的聚二硫代氨基甲酸盐化合物(polymericpolydithiocarbamate compound)。

所述汞再排放控制添加剂可以是包含从5至55摩尔％的二硫代氨基甲酸盐基团的二氯化乙烯氨聚合物。

所述汞再排放控制添加剂可以是衍生自至少两种单体的聚合物，所述至少两种单体为：丙烯酸-x和烷基胺，其中所述丙烯酸-x具有如下的式：