[发明专利]汞再排放控制

说明书

本公开领域

本文公开的主题总体上涉及控制或防止一定量的汞排到与包含汞或汞化合物的燃料源燃烧相关的环境，更具体地讲，涉及控制或防止经受湿洗操作的燃烧烟道气中的汞排放和/或再排放。

本公开背景

燃料源(例如，煤)燃烧产生要排入环境(例如，大气)的废气，称为“烟道气”。燃料源一般包含硫和硫化合物，硫和硫化合物在燃烧过程中转化成气态物类，包括硫氧化物，然后原样存在于产生的烟道气中。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烧过程中转化成气态元素汞或气态离子汞物类，并在烟道气中存在。

因此，烟道气包含颗粒、有毒物质和被认为是环境污染物的其它杂质。在通过排烟烟囱(以后称为“烟囱”)排入大气前，烟道气经过清洁或净化过程。在煤燃烧中，此净化过程的一个方面一般为脱硫系统，例如湿洗操作，通常称为湿烟道气脱硫(WFGD)系统。

通过将含水碱性浆料引入WFGD系统的洗涤塔，用WFGD系统从烟道气去除硫氧化物。含水碱性浆料一般包含与污染物相互作用以将其从烟道气去除的碱性物质。可用于含水碱性浆料的碱性物质的实例包括石灰、石灰石、镁、它们的组合等。

最近已愈加关注去除汞。目前，从烟道气去除汞有多种方法。那些方法包括在烟道气排放控制系统上游的锅炉中加入氧化剂，然后用洗涤器将其去除；加入反应剂以结合汞，并将其从烟道气去除；和利用特定煤或燃料使煤或燃料燃烧时释放的汞的量最大限度地减小。

一些去除汞的通常已知方法有效产生汞盐，汞盐可通过在湿洗操作中使用的含水碱性浆料溶解和去除。一些这些方法包括，将卤素或卤素化合物(例如，溴)加到煤或在湿洗操作上游的烟道气，以使元素汞氧化成离子汞，并生成汞盐，然后使汞盐溶于与硫氧化物去除过程相关的含水碱性浆料。然而，已证明在关于汞去除设计烟道气净化系统时，去除湿洗器的含水碱性浆料中的汞难以控制。所需的排放保证水平通常低至0.3g/Nm³汞，这对应于湿洗器中很高的汞去除效率。

本公开概述

本文公开主题的一个方面涉及从燃料源燃烧产生的烟道气去除一定量的汞，以减少汞排放和/或再排放到环境(例如，大气)的方法。该方法包括使烟道气经受湿洗操作，以减少烟道气中存在的硫氧化物的量。湿洗操作包括使烟道气与含水碱性浆料接触，以从烟道气吸收硫氧化物；使烟道气中存在的至少部分气态离子汞物类溶于含水碱性浆料，以从烟道气去除气态离子汞物类，以产生净化的烟道气；并将环糊精添加剂加到含水碱性浆料，以与溶解汞物类络合生成化学稳定的络合物，防止汞再排放进入净化的烟道气；并且使净化的烟道气释放到环境。此方法克服的问题是，一旦由含水碱性浆料氧化，汞就可以在一些条件下还原成元素汞。元素汞具有高蒸气压，因此可再排放进入“净化”的烟道气。这种方法通过用环糊精与溶解汞物类络合形成不还原成元素汞的化学稳定络合物控制汞再排放。这样就防止元素汞再排放进入净化的烟道气。本文公开的主题发明相对于防止汞再排放的已知方法有改进，例如，通过向含水碱性浆料加入含硫化学物质，例如氢硫化钠、硫化钠、三巯基三嗪、聚二硫代氨基甲酸酯、二硫代氨基甲酸二乙酯等。这些含硫化学物质具有存在疑问的健康、气味、处理等与其相关的问题。

概括地讲，本文提供控制、减少或防止净化燃烧烟道气中汞排放或再排放水平的方法，所述方法包括将燃烧烟道气提供到WFGD系统，用于与含水碱性浆料直接接触，以从烟道气去除污染物，产生净化的烟道气；测定溶解汞物类浓度、汞浓度或二者，以得到WFGD系统中的测定浓度值，用于与预定浓度值比较；并调节提供到WFGD系统的环糊精添加剂的量，以增加或减小测定浓度值，降低产生的净化烟道气中的汞排放和/或再排放水平。根据该方法，测定WFGD系统(如喷淋塔类型WFGD系统)的含水碱性浆料中的溶解汞物类浓度。测定来自WFGD系统(如喷淋塔类型WFGD系统)的净化烟道气中的汞浓度。提供到WFGD系统的环糊精添加剂为一种或多种选自以下的络合剂：α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精、α-环糊精的衍生物、β-环糊精的衍生物、γ-环糊精的衍生物、通过α-、β-或γ-环糊精与环氧化物缩合制备的环糊精的衍生物及它们的混合物。环糊精添加剂作为固体或溶液提供到WFGD系统的含水碱性浆料。可用搅拌器使环糊精添加剂分布遍及含水碱性浆料。