[发明专利]净化燃烧烟尘的方法

说明书

本发明涉及一种处理燃烧过程产生的烟道气或者气化过程产生的 合成气的方法，用于基本上完全脱除重金属和/或其化合物，如欧洲规 定EC 2000/76对于垃圾焚化所限定的。如EC 2000/76中所限定的有关 的限制是对于重金属的总量，不包括Hg、Cd和T1，为500μg/Nm³。 对于后者，汞的限制是50μg/Nm³，对于Cd+T1的总和，限制是 50μg/Nm³。所述法规作为参考，因为在重金属排放法规中迄今为止其 是最严格的。

根据上述的EC法规，重金属的实测浓度，如通过烟道气的等速取 样获得的，参考于干烟气(脱水)。法规中所报道的浓度限制被用于使用 空气的燃烧过程的干式燃烧气体，并且通过将烟道气中的氧气浓度固 定为11体积％而明确地联系于排放质量平衡原理。法规规定了在氧气 浓度不同于11体积％时的校正(归一化)系数以便保持质量平衡原理。 法规还规定在使用不同于空气的助燃物(例如富集的空气或氧气)进行 燃烧的情况下，校正系数案例式地适应于质量平衡规则。

质量平衡原理被普遍接受。例如，由质量平衡直接计算出排放的 价值分类(merit classification)BAT(Best Available Technology，最佳现 有技术)。

更具体地说，本发明涉及一种方法，其中烟道气中所含的重金属 和/或其化合物未被排放到环境中，而是被回收，并且可被用作工业(例 如钢铁工业)原料。

更加具体地说，本发明的方法允许基本上完全脱除，如以上所说 明的，全部重金属和/或其化合物，例如汞、镉、镍和铜，并且那些金 属，例如钒、镍和铬，从燃料气体中脱除它们非常困难，就目前所使 用的技术来说。

此外，当金属或其化合物在烟道气中以具有有机化分子结构的化 合物的形式存在时，使得当金属或其化合物进行烧结过程时而形成， 可以使用本发明方法。这发生在当产生烟道气的燃烧在高温，特别地 高于850℃，优选地高于1,100℃时。

在现有技术中已知的是源自燃烧过程的烟道气包含重金属和/或其 化合物，假定全部有用燃料材料包含重金属。这对于化石燃料和非化 石燃料来说的确如此，化石燃料例如煤、石油(oil)、天然气、源自原油 加工的重质产物、沥青片岩等，非化石燃料例如生物质、城市废物或 工业废物。重金属含量取决于所使用的燃料的种类。众所周知的是这 些金属能够在烟道气中以气态形式以及以可变尺寸的液体和/或固体颗 粒的形式存在，使得稳定地分散在烟道气中。实际上，颗粒可以是微 细的，颗粒直径低至纳米量级。然而，颗粒尺寸可以大于此并且可以 到达10微米或甚至更高，例如50-100微米。颗粒尺寸分布还可以是双 峰或多峰的。对于这样的分布，具有小于1微米直径的级分(亚微米颗 粒)在数量上可以占主导。这例如发生在重金属如镉、铜和铬的时候。

还已知的是，在各国家(例如欧洲)中正实施中的法规要求在释放到 环境中的烟道气中，重金属和/或其化合物，不管其颗粒尺寸，以非常 少的数量存在。如所述，欧洲法规EC 2000/76设定了更加严格的限制。 此外，在动态情况中观察这些限制是谨慎的。忧虑来自近来发表的数 据，其指出重金属的亚微米颗粒物的致病效应。实际上，所述问题已 经是近年来科学研究的目标。所述研究指出，颗粒越小，潜在致癌效 应越显著。这可以归因于亚微米飞灰进行肺泡并且以与内部细胞膜永 久接触地保留在其中的能力。

为此，环境机构，如美国EPA，承诺制定新的安全标准，这将引 入新的更严格的规定，其考虑不仅每立方米总重量浓度，而且还有颗 粒尺寸。