[發明專利]用于汞修復的煤的酶處理

有效

• 申請號: 201680080751.6
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN108602014B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: M·艾伯特
• 申請（專利權）人: NOXII國際有限公司
• 主分類號: B01D53/64
• 分類號: B01D53/64;B01J20/04;B01J20/08;B01J20/10;B01J20/16;C10L10/00
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司 11285
• 代理人: 蘇萌;鐘守期

在燃燒前，通過用酶處理煤，任選地用某些不含溴的粉末吸附劑進一步處理煤，可降低汞、NO_x和/或SO_x的排放。將所述步驟一起使用，可將汞降低40％以上，NO_x降低20％以上。有利地，在修復步驟中不引入溴。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2015年12月2日提交的美國臨時申請號62/261,933的優先權。上述申請的全部公開內容以引證的方式納入本申請。

引言

為了保護環境并改善公共健康，燃煤設備(例如電力設施)正采用各種策略來減輕或修復有害物質(例如NO_x、SO_x和汞)釋放到環境中。為此，已經提供了許多基于吸附劑的修復方法。

當將活性炭注入燃煤熔爐下游的煙道中時可以除去汞。優選在位于顆粒收集裝置下游的煙道區域中進行注入。以這種方式，飛灰在被碳污染之前被除去。

已發現鹵素(尤其是溴)可有效降低汞的排放。無論在何處注入，都認為溴會促進單質汞——天然地存在于煤中——氧化成汞離子，其是水溶性的并且易于通過洗滌器等除去。在該領域中值得提及的是Vosteen教授在US 6,878,358和Oehr教授在US 6,808,692中的工作，盡管US 6,808,692的公開內容局限于將溴應用于熔爐下游的煙道氣中。

盡管使用溴來除去汞具有優點，但已發現在一些裝置中使用溴具有其他缺點。一個缺點是可能增強與溴接觸的設備的腐蝕性。另一個缺點是溴是一種潛在的水污染物。由于這些原因，工業上正在尋求無需使用溴而減少或消除汞排放的解決方案。

概要

通過利用煤的酶處理，任選地使用某些不含溴的粉末吸附劑來進一步處理，可實現汞、NO_x和/或SO_x的顯著降低。將所述步驟一起使用，可將汞降低40％以上，并且將NO_x降低20％以上。有利地，在修復步驟中不引入溴。酶處理包括將煤與氧化還原酶的水溶液接觸，并且在施加后使酶與煤材料反應一段時間。

出乎意料地，觀察到單獨的酶處理有助于顯著降低汞的排放。添加使用粉末吸附劑的處理可將NO_x的去除增加到預料不到的程度。所觀察的結果是劑量依賴性的，因此可視需要通過增加酶或粉末吸附劑組分的施用率來實現更高的汞、NO_x和SO_x修復水平。

詳述

在一個實施方案中，燃燒煤以降低汞排放的方法包括以下步驟：使用酶組合物處理煤，將酶組合物施加到煤上并反應一段時間以制備經酶處理的煤；然后在燃煤設備的熔爐中燃燒經酶處理的煤以產生熱能和煙道氣。在多種實施方案中，所述方法還包括測量煙道氣中汞的量，并且如果所測量的汞的量高于或低于目標水平，則調節處理步驟。以這種方式可實現所需水平的汞排放。酶組合物包含水、酶以及任何所需的酶輔助因子，所有這些都在使酶呈活性的pH下的溶液中。

在多種實施方案中，調節處理步驟包括施加更大量的酶組合物、施加更少量的酶組合物、反應更短的時間或反應更長的時間。可在酶組合物包含在酶的EC編號分類中歸類為EC 1的氧化還原酶的情況下進行該方法。在某些實施方案中，酶組合物包含催化氧化還原反應的氧化酶，所述氧化還原反應涉及分子氧作為電子受體。在一個實例中，酶組合物包含一種或更多種丙酮酸脫氫酶復合物組分。

某些酶需要輔因子來進行適當的操作。在示例性實施方案中，酶組合物包含一種或更多種已知的輔因子NAD、NADP和FADP。

在酶組合物的示例性實施方案中，酶包括漆酶、丙酮酸脫氫酶、二氫硫辛酰轉乙酰酶或二氫硫辛酰脫氫酶，并且輔因子包括輔酶A、CoA-SH、硫胺素焦磷酸鹽、硫辛酸、黃素腺嘌呤二核苷酸或煙酰胺腺嘌呤二核苷酸。