[发明专利]水泥厂的汞排放的减少

说明书

技术领域

本发明涉及水泥厂的汞排放的减少。

背景

在美国，对汞排放来源的研究已确认水泥生产设施是重要的汞排放来源。目前，水泥厂是美国的第四大汞排放来源。美国环境保护局(EPA)已提出用来限制水泥厂的汞排放的规定。所提出的规定对现有水泥厂的汞排放做出了首要限制并且加强了对新工厂的限制。所提出的规定将对现有来源的汞排放限值设定在26磅汞/百万吨进料(约13kg/百万吨)或43磅汞/百万吨产生的熟料(约21.5kg/百万吨)。对于新的水泥厂来说，汞排放限值为14磅汞/百万吨产生的熟料(约7.0kg/百万吨)。所提出的规定被指定在2013年生效。EPA估计，当该规定被全面实施时，水泥厂每年的汞排放将会减少至少81％。

另外，由EPA提出的规定还将控制水泥厂的总烃(THC)、微粒物质(PM)以及盐酸的排放。对于这些排放物来说，所提出的规定中的限制要求污染物控制，而不仅是管理实践。对THC的限值为百万分之7(ppm，体积)；微粒物质的限值为0.085磅/吨产生的熟料(约0.43kg/吨)；对于HCl来说，限值是2ppm(体积)。

已知可以将活性炭注入到含有汞蒸汽的气体流中。当汞蒸汽与活性炭微粒接触时，活性炭微粒捕集并容纳汞。然后，这些微粒被如静电沉淀器或袋式过滤器的微粒收集装置收集。由活性炭微粒捕集的汞似乎会稳定地与微粒结合。在水泥厂运转时，由控制装置捕集的微粒通常再循环至水泥生产工艺。然而，活性炭不适合于所生产水泥的许多应用。

十分需要用于减少水泥厂的汞排放以及微粒物质、总烃以及盐酸排放的相对廉价而有效的方式。

发明概述

本发明提供了以相对低的成本减少汞和包括微粒物质、总烃以及盐酸的其它物质的排放的方法。本文提供的方法可以合并到现有水泥厂中，而不需要大范围的重新配置。

本发明的一个实施方案是用于减少水泥厂的汞排放的方法，所述水泥厂包括至少一个窑炉和微粒收集装置。所述方法包括在位于水泥厂的窑炉之后和微粒收集装置之前的一个或多个点处将粉末状活性炭吸附剂注入到水泥厂的气体流中。所注入的具有低于约30毫克/克吸附剂的酸性蓝80指数(在利用臭氧或硝酸进行的任何任选后处理之前)的吸附剂不会行进穿过窑炉。

本发明的另一个实施方案是用于减少水泥厂的汞排放的设备，所述水泥厂包括至少一个微粒收集装置和烟囱。所述设备包括两个或更多个串联的床层，所述床层包括：

第一床层，其为移动床，以及

一个或多个其余床层，其为固定床，每个固定床均包含至少一种吸附剂，所述吸附剂能够吸收汞、烃以及盐酸中的至少一种。

本发明的又一个实施方案是用于减少水泥厂的(i)微粒物质排放，和(ii)汞、盐酸以及烃中的至少一种的排放的方法，所述方法采用刚刚描述的设备。

附图简述

图1是一般化水泥厂配置的示意图。

图2是本发明第二方面的设备的示意图。

图3A是在不存在旁通管道时本发明第二方面的设备的布局的示意图。

图3B是在存在旁通管道时本发明第二方面的设备的布局的示意图。

如随后的描述、附图以及所附权利要求书，本发明的这些和其它实施方案及特征将更加明显。

发明的进一步详述

水泥厂的配置是变化的，但有都一些共同的特征。示出相关部分的一般化水泥厂配置在图1中示出。在具有原材料磨机和预热器塔的水泥厂中，来自原材料磨机2(生料磨机)的材料被送入预热器塔4(有时称为预煅烧炉塔)的顶部并且从预热器塔4送入到窑炉6中。熟料在窑炉中产生，并且从窑炉排出。气体流8a从窑炉6离开。气体流8a进入预热器塔4的底部并且从预热器塔4的顶部离开。然后，气体流8b常在增湿塔(conditioning tower)中被冷却，通常是由水来冷却。当生料磨机2在运转时，冷却的气体流8b被再循环至生料磨机2；当生料磨机不运转时，冷却的气体流8b转而行进至微粒收集装置10。在通过微粒收集装置10后，气体流8c通过行进穿过烟囱12而离开水泥厂。

不希望附图被解读为限制本发明。例如，本发明适用于不具有原材料磨机和/或预热器塔的水泥厂。