[发明专利]控制汞的石膏添加剂

说明书

在处理合成石膏的方法中使用包括含硫化合物的添加剂。所述添加剂能够热稳定重金属，如汞。这种热稳定性减少所述合成石膏中的汞释放。含硫化合物的说明性的非限制性实例包括无机硫化物、有机硫化物、含有氮和硫的有机化合物、含有氧和硫的有机化合物和含有硫的聚合物。

技术领域

本公开一般涉及用于控制汞的添加剂和方法。更具体地，本公开涉及可用作汞控制添加剂的含硫化合物。

背景技术

环境保护局(Environmental Protection Agency)(EPA)最近公布汞和空气有毒物质规则(Mercury and Air Toxics Rule)(MATS规则)，要求所有燃烧化石燃料的发电机组(EGU)降低汞排放水平。许多这些机组目前使用或将使用湿法烟气脱硫器(wFGD)来满足酸性气体或SOx排放限制。wFGD使燃烧气体与碱性水溶液接触，所述溶液可由镁化合物、钠化合物和石灰或石灰石浆料构成，以捕获和中和酸性气体，如二氧化硫。碱性水溶液通常称为“wFGD液体”或“洗涤器液体”。在强制氧化系统中，可将氧气引入wFGD液体中以将亚硫酸盐氧化成硫酸盐。在许多情况下，这形成石膏(硫酸钙)，作为洗涤的最终副产物。其它系统可利用抑制或自然氧化洗涤，这导致亚硫酸盐或混合亚硫酸盐/硫酸盐作为副产物。

作为燃料污染物进入EGU的汞在燃烧期间被释放。离开锅炉的燃烧气体可含有三种形式的汞：微粒状、氧化状和元素状。微粒汞可由微粒控制装置如静电除尘器(ESP)和织物过滤器(FF)捕获。氧化汞为水溶性的，因此wFGD可将氧化汞从燃烧气体吸收到液相中。不溶于水的元素汞使用现有的空气质量控制装置难以捕获。因此，已经开发机械方法，如固定床催化剂(例如SCR)和化学添加剂(例如溴化钙、溴化氢、氯化铵)，其氧化气相中的元素汞，用于随后用wFGD捕获。捕获的汞经由wFGD吹扫离开过程。

由于氧化汞为水溶性的，因此理论上wFGD能够捕获燃烧气体中几乎100％的氧化汞。然而，由能源部(Department of Energy)(DOE)收集的数据以及大量的实验室和商业研究示出捕获效率较低。效率较低是在wFGD洗涤器液体内氧化汞还原成元素汞(例如，Hg2+到Hg0)的结果。举例来说，一种还原反应涉及在wFGD中通过离子汞氧化亚硫酸盐以提供硫酸盐和元素汞。结果是洗涤燃烧气体中元素汞含量在wFGD上增加，并且因此在从化石燃料到烟囱测量时总汞捕获量减少。洗涤器中氧化汞的减少和随后的释放在工业上已知为汞再排放。由于汞再排放导致的wFGD汞捕获效率的损失将阻止一些EGU满足MATS规则，因此需要安装额外的设备。

目前通过添加某些添加剂来解决汞再排放。然而，除了控制汞再排放之外，仍然需要处理洗涤副产物，即合成石膏。

发明内容

本公开涉及用于汞控制的添加剂、控制汞的方法，以及包含合成石膏、汞和本文所述的一种或多种添加剂的组合物。

在一个实施例中，公开处理合成石膏的方法。方法包含从湿法烟气脱硫器中输送合成石膏，和使合成石膏与添加剂接触，添加剂包含含硫化合物。

在一些实施例中，含硫化合物选自以下组成的组：无机硫化物、有机硫化物、包含氮和硫的有机化合物、包含氧和硫的有机化合物、包含硫的聚合物，以及其任何组合。

在一些实施例中，包含硫的聚合物经改性以含有硫化物和二硫代氨基甲酸盐基团中的至少一种。

在一些实施例中，包含硫的聚合物包含约5摩尔％至约100摩尔％的二硫代氨基甲酸盐基团。

在一些实施例中，有机硫化物选自以下组成的组：2,3-二巯基丙醇、巯基乙酸、三巯基三嗪，以及其任何组合。

在一些实施例中，包含硫的聚合物包含以下结构：

在一些实施例中，包含硫的聚合物包含约500g/mol至约200,000g/mol的重均分子量。