[發(fā)明專利]用于減少汞排放的系統(tǒng)和方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410853095.1
• 申請日: 2010-05-06
• 公開（公告）號: CN104645895A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: T·K·蓋爾;G·A·布蘭肯希普
• 申請（專利權(quán)）人: 南方研究院
• 主分類號: B01J8/02
• 分類號: B01J8/02;C01B7/09
• 代理公司: 北京北翔知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11285
• 代理人: 蘇萌;鐘守期

本申請是題為“用于減少汞排放的系統(tǒng)和方法”的第201080025058.1號發(fā)明專利申請的分案申請。原申請對應(yīng)國際申請PCT/US2010/033830，申請日為2010年月6日，優(yōu)先權(quán)日為2009年5月8日。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求2009年5月8日提交的美國臨時(shí)申請No.61/176,564的優(yōu)先權(quán)，所述申請以引用方式全文并入本文。

背景技術(shù)

當(dāng)包含汞的材料燃燒時(shí)，例如在工業(yè)燃燒工藝過程中，汞會(huì)揮發(fā)并且通常被排放到大氣中。最近的評估表明單單美國的發(fā)電廠每年就將大約50噸的汞排放到大氣中。在燃燒過程中可以形成多種形式的揮發(fā)性汞。揮發(fā)性的元素汞Hg°以及氧化的汞通常存在于由含汞材料燃燒所產(chǎn)生的煙中。元素汞蒸氣具有幾年的大氣壽命，并且在大氣中最終氧化并沉積到陸地及水中之前會(huì)穿越全球。相反，氧化的汞具有相對短的大氣壽命，并將隨著雨凝結(jié)到水體中，或者可以沉積在植物上并隨后洗滌到水體中。

一旦汞最終沉積到水中并固定在淺湖和海洋的動(dòng)植物中，還原硫的微生物體便可以將汞轉(zhuǎn)化為極為有毒的且生物聚集有機(jī)形式的汞(甲基汞)。甲基汞往往會(huì)聚集在魚中并且可以聚集在吃魚的人類中，從而潛在地導(dǎo)致多種健康問題(包括學(xué)習(xí)障礙、心血管疾病、自身免疫紊亂)，并且可以導(dǎo)致feti中的發(fā)展問題。甲基汞的毒性與多種因素有關(guān)，包括其具有高反應(yīng)性以及在活有機(jī)體中的半衰期較長，其半衰期在魚中可以長達(dá)72天，在人類中可以長達(dá)50天。目前為止對汞的調(diào)節(jié)集中于煙囪產(chǎn)生的蒸汽相汞的總排放(不管其形式如何)及汞在流出的廢水中的總濃度。

存在多種方法用于減少工業(yè)過程中煙氣產(chǎn)生的汞的排放。通常，這些方法涉及首先使汞氧化從而形成HgCl₂，這是由于元素汞不易于由煙氣中捕獲。傳統(tǒng)的污染控制裝置(例如濕式洗滌器和選擇性催化還原(SCR)單元)還有助于氧化和捕獲汞，其中所述的裝置被設(shè)計(jì)成在SO₂和NO離開煙氣煙囪以前SO₂被捕獲并且NO被破壞。但是，即使氧化的汞被捕獲，它們可以至少部分再次離開污染控制裝置而返回到煙氣中并由煙囪釋放。

用于將少煙氣中汞排放的其他方法涉及使用添加劑。用于減少燃煤發(fā)電廠的汞排放的一種方法(例如)涉及在燃燒前將溴化物鹽直接放置在煤上。接著，當(dāng)煤在熔爐中燃燒時(shí)，溴化物鹽在高溫下?lián)]發(fā)從而形成更有效力的氧化劑。然而，將溴化物鹽直接加入到煤上可以在它們到達(dá)煙氣中需要它們對汞進(jìn)行氧化的位置之前，導(dǎo)致鍋爐管損耗以及熔爐、傳送通道以及管道系統(tǒng)中的其他元件表面被腐蝕。此外，一些所需的溴氣在它們到達(dá)需要它們對汞進(jìn)行氧化的位點(diǎn)之前在副反應(yīng)中被消耗。

因此，需要用于減少由工業(yè)過程所產(chǎn)生的汞排放的經(jīng)改善的方法。這種需要以及其他的一些需要可以通過本發(fā)明而得到滿足。

發(fā)明概述

本文描述了用于減少得自于煙氣的汞排放的方法。通常，所述的方法涉及提供相對惰性的鹵化物鹽，將該鹵化物鹽轉(zhuǎn)化為酰基鹵，以及將該酰基鹵轉(zhuǎn)化為可以注入到過程流中的分子鹵素。然后，煙氣中的汞被分子鹵素氧化，并由過程流中除去，由此防止汞被排放到大氣中。此外，本文還描述了用于實(shí)施所公開的方法的系統(tǒng)。此外，本文還描述了用于制備溴的經(jīng)改善的方法，其中氫溴酸由溴化物鹽形成，并且氫溴酸隨后被氧化成溴。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在以下說明書中部分列出，并且部分優(yōu)點(diǎn)通過本說明書而變得顯而易見，或者可以通過實(shí)施下文所述的方法而學(xué)習(xí)。通過所附權(quán)利要求書中具體指出的要素以及組合可以實(shí)現(xiàn)并獲得下文所述的優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)該理解的是之前的一般描述以及下文的詳細(xì)描述僅僅是示例性和說明性的，并非限定性的。

附圖簡述

圖1為在實(shí)施例1所述的過程條件下CaBr₂形成Br₂的轉(zhuǎn)化率％的圖。

圖2為所公開的系統(tǒng)的實(shí)例。

圖3為所公開的系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)例。

發(fā)明詳述

在公開和描述本發(fā)明的化合物、組合物、復(fù)合物、制品、裝置、方法或用途之前，應(yīng)該理解的是下文所述的方面并非局限于具體的化合物、組合物、復(fù)合物、制品、裝置、方法或用途，它們當(dāng)然是可以變化的。此外，還應(yīng)該理解的是本文所用的術(shù)語僅僅是為了描述具體的方面，并不意于進(jìn)行限定。

在本說明書以及以下的權(quán)利要求書中，參見多個(gè)術(shù)語，這些術(shù)語被定義為具有以下含義：