[發明專利]用于減少汞再排放的亞硫酸鹽控制

有效

• 申請號: 201410343305.2
• 申請日: 2014-07-18
• 公開（公告）號: CN104289097A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: P-E.阿佩羅;D.J.拉斯洛
• 申請（專利權）人: 阿爾斯通技術有限公司
• 主分類號: B01D53/80
• 分類號: B01D53/80;B01D53/50;B01D53/64
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 徐晶;林森

發明領域

概括地講，本文公開的主題涉及減少伴隨含汞或汞化合物的燃料源的燃燒排放到環境中的汞的量，更具體而言，涉及減少在經歷了濕式洗滌操作的燃燒煙氣中汞的排放和/或再排放。

背景技術

燃料源如煤的燃燒產生被稱作“煙氣”的廢氣，煙氣待排放至環境如大氣。燃料源通常包含硫和硫化合物，硫和硫化合物在燃燒過程中轉化為氣態物質包括硫氧化物，氣態物質隨后原樣存在于所得煙氣中。燃料源通常還包含元素汞或汞化合物，其在燃燒過程中轉化為氣態元素型汞或氣態離子型汞物質，并且以氣態元素型汞或氣態離子型汞物質存在于煙氣中。

因此，煙氣包含顆粒、有害物質和被認為是環境污染物的其他雜質。在通過煙囪排放到大氣中之前，煙氣經歷了清潔或純化過程。在煤燃燒中，該純化過程的一個方面通常是脫硫系統，如被稱作濕式煙氣脫硫(WFGD)系統的濕式洗滌操作。

使用WFGD系統通過將含水堿性漿料引入WFGD系統的洗滌器塔從煙氣中除去硫氧化物。該含水堿性漿料通常包括將與污染物相互作用以將其從煙氣中除去的堿性物質。可用于含水堿性漿料的堿性物質的實例包括石灰、石灰石、鎂、其組合等。

近來，越來越關注于汞的去除。目前，存在各種用于從煙氣中去除汞的方法。這些方法包括在煙氣排放控制系統上游的鍋爐中加入氧化劑并隨后用洗滌器將其除去、加入反應物來與汞結合并從煙氣中將其除去，和利用特別的煤或燃料來使煤或燃料燃燒時釋放的汞量最小。

許多通常公知的去除汞的方法有效地產生汞鹽，汞鹽可被濕式洗滌操作中使用的含水堿性漿料溶解并除去。這些方法中的某些包括往濕式洗滌操作上游的煤或煙氣中加入鹵素或鹵素化合物如溴以將元素汞氧化為離子型汞并形成汞鹽，汞鹽隨后溶解于伴隨硫氧化物去除過程的含水堿性漿料。然而，在濕式洗滌器的含水堿性漿料中除去汞經證明是難以控制的，且當針對除汞設計煙氣清潔體系時是不容易預測的。所需的排放保證水平通常低至0.3μg汞/Nm³，這對應于濕式洗滌器中非常高的除汞效率。

發明內容

本文公開的主題的一個方面涉及從由燃料源的燃燒產生的煙氣中除去一定量的汞以降低汞向環境如大氣的排放和/或再排放。所述方法包括對煙氣進行濕式洗滌操作以減少煙氣中存在的一定量的硫氧化物。所述濕式洗滌操作包括使煙氣與含水堿性漿料接觸以從煙氣中吸收硫氧化物，將至少一部分存在于煙氣中的氣態離子型汞物質溶解于含水堿性漿料以從煙氣中除去所述氣態離子型汞物質以產生清潔煙氣、控制含水堿性漿料中的亞硫酸鹽濃度以防止汞再排放到所述清潔煙氣中并將所述清潔煙氣釋放到環境。該方法解決的問題為，一旦被含水堿性漿料氧化，汞在某些條件下可還原為元素汞。元素汞具有高蒸氣壓并因此可再排放到所述“清潔”煙氣。本方法控制含水堿性漿料中亞硫酸鹽濃度以防止元素汞再排放到所述清潔煙氣。使用亞硫酸鹽傳感器例如WO2013/050990中公開并通過全文引用結合到本文中的亞硫酸鹽傳感器，從含水堿性漿料獲得亞硫酸鹽濃度的測定結果。這些亞硫酸鹽濃度測定結果用作調節供應至WFGD體系的氧化空氣的量從而調節體系的氧化空氣化學計量比的基礎。因此，控制WFGD體系的亞硫酸鹽濃度以最低的堿化劑添加劑成本和氧化空氣動力消耗實現所需的汞排放水平，而不會損害硫排放要求。Lindau在US?7,524,473(該文獻通過全文引用結合到本文中)也通過改變氧化空氣并因此間接地控制亞硫酸鹽濃度來控制氧化還原電勢來獲得汞排放降低。本文中公開的本發明相對于Lindau的改進之處在于，可通過其他參數如溶解鹽的濃度來改變氧化還原電勢，在相同的亞硫酸鹽濃度下給出不同的讀數。

附圖說明

為了說明本文公開的主題，附圖示出了當前優選的實施方案的形式。但是，應當理解，所公開的主題不限于圖中所示的精確配置和手段，其中：

圖1是用于減少煙氣中排放的氣態元素汞的量的體系的示意圖，該體系使用WFGD體系實踐。

具體實施方式