[发明专利]在煤中使用汞试剂的方法

说明书

发明的领域和背景

[001]本发明涉及锅炉或熔炉中化石燃料的燃烧，特别是涉及一种在燃烧之前对化石燃料进行卤化以提高烟道气中汞脱除量的方法。

[002]为满足许多国家的能量需求，燃烧煤的公用的工厂是必须的。利用燃烧化石燃料来产生热能，例如利用煤产生的蒸汽来驱动产生能量的涡轮机。燃烧过程的副产品为烟气或燃烧气体，其经过净化过程后排放到大气中。

[003]象煤这样的化石燃料包含不同含量的汞。燃烧后的汞可以以单质汞或者以多种氧化态形式中的一种氧化态的形式作为固体颗粒或蒸汽相中的气体进入烟道气。烟道气涤气器能迅速去除大部分以氧化态形式存在的汞，然而目前的涤气器技术对于从烟道气中去除单质汞是相对无效的。

[004]环境规则严格控制带有污染物，例如硫和氮的氧化物，的烟道气的排放，，美国环保协会正在考虑施行汞排放标准。为了满足上述提出的环境规则，就需要一个新的和更加有效的控制化石燃料燃烧所产生的汞排放物的方法。

发明概述

[005]本发明的总目的涉及一种能提高烟道气中汞的去除量的方法。更具体地，本发明的目的涉及一种在燃烧之前对化石燃料如煤进行卤化的方法，以抑制蒸汽相中单质汞的形成，同时促使其向氧化态转化。

[006]一方面，本发明提供了一种用氯或其化合物卤化化石燃料如煤的方法，卤化之后的煤进料至粉碎机1中，在粉碎机中进一步使煤和氯进行混合，这样就使氯更加均匀地分散在粉碎的煤颗粒之间。一次性粉碎的煤要进料至至少一个燃烧炉中，并且在氧气的存在下燃烧。在燃烧的过程中，混入的氯很容易氧化包含在煤中的元素汞，因此能够抑制单质态的汞的形成。然后，利用涤气器或本领域普通技术人员所熟知的其它汞去除手段，将氧化后的汞从燃烧器的下游去除。

[007]另一方面，本发明包括用含氯的化合物处理包含汞的煤的步骤，将处理过的煤粉碎，将已粉碎的处理过的煤输送至碎煤燃烧器，在燃烧器中燃烧已粉碎的处理过的煤，在燃烧器中燃烧时，含氯的化合物将大部分包含在煤中的汞氧化，并产生包含氧化的汞的烟道气。

[008]另一方面，本发明包括将包含汞的煤送入燃烧器的步骤，利用该燃烧器燃烧煤，并且是在含卤化合物存在的情况下燃烧煤，其中单质汞在燃烧的过程中被氧化。

[009]另一方面，采用一种烟道气监测装置监测从锅炉中排放出来的烟道气中的汞浓度。该监测装置向调节装置传递一个信号，以调节粉碎之前煤中用于处理煤的氯含量，以使汞能最大程度被氧化。

[0010]本发明的另一方面，除氯之外的卤素，例如溴，碘，氟，或者它们的化合物，也可以被用来卤化化石燃料。

[0011]本发明，由于容易加入和有利于汞的去除，产生了料想不到的效果，和不需要为降低汞排放而采取昂贵的汞蒸汽去除装置从而节约了成本。因此本发明较在先的工艺方法具有重要的优势。进一步，作为单独的粉碎机1可以将煤提供给多个燃烧器，通过在燃烧之前使煤氯化，并且利用存在于粉碎机和燃烧器之间的管线2，这样就不需要给每个燃烧器安装额外的管线或输送管，因而节约了可观的经济成本。

附图的简要说明

[0012]图1为本发明一个实施方式的简图。

优选实施方式的描述

[0013]现在参考图1，其给出了本发明一个实施方式的简图。一种化石燃料，例如煤，从煤仓4运至带式给料机3，例如为重力给料机或其它的带式给料设备。带式给料机3依次将煤送至粉碎机1，在其中将煤粉碎至预定的颗粒尺寸。

[0014]在粉碎之前，优选当煤在带式给料机3上或可选择地进入粉碎机后，用液体或固体氯化试剂对煤进行处理，所述氯化试剂优选为氯化钠或氯化钙。位于输料带的上面和/或周围的喷嘴5被用来采用液体氯化试剂在粉碎之前处理煤。可以通过阀6手动控制试剂的流量或者可选择地采用自动控制装置。可选择地，试剂可以利用固体进料机以固体颗粒，粉末，或者细粒的形式加入到煤中，而不采用喷嘴5。优选的，以含有约2ppmw和约1200ppmw之间的卤素处理煤，更优选在约200ppmw和600ppmw之间，其中ppmw是指每一百万磅湿化石燃料例如湿煤中的卤素磅数。

[0015]包括用足够量的氯处理煤的步骤的处理基本上抑制了单质汞蒸汽的形成，并且在氯试剂的存在下对煤进行粉碎。在粉碎煤的过程中，能使氯试剂与煤进一步混合以使氯试剂能更加均匀的分布在被粉碎的煤颗粒中间。