[发明专利]汞排放的去除

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年9月23日提交的美国临时专利申请61/538,475号的优先权。本申请还涉及作为2004年10月8日提交的美国专利申请10/961,697号的继续申请的2010年8月24日授权的美国专利7,780,765，美国专利申请10/961,697号是2003年6月3日提交的美国专利申请10/453,140、现为美国专利6,848,374号的部分继续申请，其全部通过引用结合到本文中，就如同将它们在本文中全部陈述一样。

发明背景

本发明涉及从燃烧固态燃料的蒸汽发生器的烟气中除去气态污染物的设备和方法，且更详细地讲，涉及用于从来自燃煤锅炉的烟气中除去元素汞和汞化合物的设备和方法。

已经成功地证明在诸如城市废物焚烧的各种应用中使用活性碳和碳质粒子用于吸附诸如汞蒸气的污染物气体。然而，与燃煤发电成套设备相比，来自废物焚烧炉的汞的浓度明显不同，其中来自燃煤发电成套设备的浓度低10-100倍。并且，来自废物焚烧炉的汞通常以氯化汞的形式，而较大百分数的来自燃煤发电成套设备的汞通常以元素汞的形式。这两个不同使得从来自燃煤发电成套设备的烟气中除去汞更加困难。

吸附剂的效率受到其表面积与质量之比的限制。相对较大的粒子具有低有效表面积/质量比，这限制了对污染物气体的吸附。使用具有约5微米的平均粒度、约10微米的最大粒度的碳质吸附剂将改善吸附效率，但这些小粒子的储存、运用、运输和分散极其困难。

在常规方法中，将吸附剂粒子注入在诸如袋室和静电沉淀器的颗粒去除装置上游且在空气加热器下游的烟气管道中。粒子去除装置随后收集具有吸附的污染物气体的吸附剂。

2010年8月24日授权的美国专利7,780,765描述了通过使用注入的压缩空气将活性碳注入到烟气中。这减少了在烟气中的汞排放，但由于需要设备来提供压缩空气和该设备使用的功率而会使得成本相当高。

在本领域中还已知从高温锅炉中出来的烟气中的气相汞以元素汞的形式。将元素汞氧化成氧化汞(Hg²⁺)对汞控制有益，因为氧化汞可以通过碳质吸附剂更容易地除去。类似地，元素汞与卤素结合产生对吸附剂具有更大亲和力的化合物。

目前，需要从固态燃料锅炉的燃烧烟气中有效且经济地除去诸如元素汞和汞化合物的气态污染物的系统。

发明概述

本发明可涵盖用于从由燃烧固态燃料的锅炉产生的烟气中除去气态污染物的方法，所述方法包括：

提供潜在地具有一定程度的团聚的以粉末形式的碳质吸附剂；

从所述锅炉中提取过热蒸汽；

加工所述过热蒸汽以提供具有低于预定水分含量的适当压力、温度的干燥的高品质过热蒸汽；

将所述加工过的蒸汽提供到吸附剂磨机以加工所述吸附剂使其解聚并将所述粉状吸附剂的粒子破碎成更大数目的更小粒子；

注入所述加工过的吸附剂以与所述烟气接触，从而吸附汞和汞化合物；和

从所述烟气中除去具有吸附在其上的汞的吸附剂。

本发明还可涵盖为用于从固态燃料蒸汽发生器的烟气中更有效地除去污染物气体的污染去除装置，其包括：

用于提供以粉末形式的碳质吸附剂的吸附剂来源；

用于从所述锅炉18提取过热蒸汽的蒸汽分接头(steam tap)管线；

连接到所述蒸汽分接头管线以便从所述蒸汽分接头管线接收所述过热蒸汽并加工所述蒸汽以提供具有所要压力、温度和水分含量的蒸汽的蒸汽加工装置；

连接到所述蒸汽加工装置和所述吸附剂来源的吸附剂磨机，其用以从所述吸附剂来源接收吸附剂并采用所述加工过的蒸汽来通过解聚并粉碎在所述吸附剂中的粒子来加工所述吸附剂；

连接到所述吸附剂磨机的分配器，其用以接收所述吸附剂并将所述吸附剂注入到锅炉的所述烟气中，由此吸附气态污染物；和

颗粒收集装置，其用以收集在所述烟气中的固态粒子并从所述气体中将它们除去。

本发明的一个目的在于提供从烟气中除去气态污染物的更高效的方法。

本发明的另一目的在于提供从烟气中除去汞和汞化合物的更高效的方法。

本发明的另一目的在于提供从烟气中除去气态污染物的更加成本有效的方法。

本发明的另一目的在于提供从烟气中除去汞的更加成本有效的方法。

本发明的其他目的和优点将从附图和说明书中显而易见。

附图简述