[发明专利]减少来自水泥厂的汞排放

说明书

技术领域

本发明涉及减少来自水泥厂的汞排放。

发明背景

对美国汞排放源的研究结果认定水泥生产设施为汞的主要排放源。当前，水泥厂是美国汞排放的第四大排放源。美国环保署（EPA）已提出规范限制来自水泥厂的汞排放。提出的规范规定来自现有水泥厂的汞排放的第一限值并且强化新厂的限值。提出的规范将现有源的汞排放限值设定为每百万吨馈料26磅汞（~13 kg/百万吨）或每百万吨所产生熟料43磅汞（~21.5 kg/百万吨）。对于新水泥厂，汞排放限值为每百万吨所产生的熟料14磅汞（~7.0 kg/百万吨）。提出的规范将于2013年生效。EPA估计当规范全面实施时，来自水泥厂的汞的年排放量将减小至少81%。

已知活性炭可注入含有汞蒸气的气流中。当汞蒸气接触活性炭颗粒时，汞被活性炭颗粒捕获并且保持。颗粒随后由微粒收集装置收集，诸如静电除尘器或袋式过滤器。由活性炭颗粒捕获的汞表现为稳固接合至颗粒。在水泥厂运营中，由控制装置捕获的微粒通常回收至水泥生产过程。

在水泥厂中，汞挥发自原料。大多数挥发汞最终留在水泥粉尘中。通常，来自水泥生产过程的废气流含有微粒，且这些微粒通常由微粒收集装置（通常是织物过滤器或静电除尘器）收集。来自水泥生产过程的所收集微粒（其包含水泥粉尘）通常回收自微粒收集装置并且用作原料馈料的一部分，其中当原料被加热时，汞再次挥发。因此，将水泥粉尘回收至原料馈料持续将汞再次引入水泥生产过程并且由此引入水泥粉尘和伴随的废气流。

此外，废气本身有时被回收至水泥生产过程。废气通常含有少量汞；使废气返回生料磨将额外的汞引入原料馈料。

非常需要减少来自水泥厂的汞排放的相对便宜但有效的方式。

发明概要

本发明提供用于以相对较低成本减少来自水泥厂的汞排放的方法。一个优点是本文提供的方法可并入现有水泥厂而无需大范围的重新构造。本文所述方法的另一个优点是在水泥制造过程早期去除汞，其可使对下游额外汞控制的需要最小化。

本发明的实施方案是一种用于减少来自水泥厂的汞排放的方法，所述水泥厂包括至少一个窖、微粒收集装置、所收集微粒、废气流、加热器和汞洗涤器，其中加热器和汞洗涤器在窖的上游。所述方法包括：

引导所收集微粒穿过加热器以从所收集微粒形成挥发汞种类。

将所收集微粒从加热器顺流朝向窖引导；和

将挥发汞种类引导至汞洗涤器。

废气流离开微粒收集装置并且不被引导至加热器。可选步骤是在窖与微粒收集装置之间的一个或多个点上注入汞吸附剂。

附图简述

图1是一般化水泥厂构造的示意图。

图2A是示出当水泥厂中存在预热塔时加热器和汞洗涤器的放置的示意图。

图2B是示出当水泥厂中不存在预热塔时加热器和汞洗涤器的放置的示意图。

本发明的这些和其他实施方案和特征将从后续描述、附图和随附权利要求中变得更显而易见。

具体实施方式

如本文件中所使用，术语“所收集微粒”指的是由水泥厂的微粒收集装置收集的微粒并且包含水泥粉尘。

水泥厂的构造不同，但具有数个共同特征。示出相关部分的一般化水泥厂构造示于图1中。在具有原料磨和预热塔的水泥厂中，来自原料磨2（生料磨）的原料馈料8d被馈送至预热塔4（有时被称为预分解塔）顶部并且从预热塔4馈入窖6。熟料在窖中产生并且从窖中排出。气流8a从窖6离开。气流8a进入预热塔4底部并且从预热塔4顶部离开。废气流8b随后通常在调湿塔中通常由水冷却且经冷却的废气流8b而是行进至微粒收集装置10。在穿过微粒收集装置10后，废气流8c通过行进穿过烟囱12而离开水泥厂。

附图不旨在被理解为限制本发明。例如，本文所述的方法适用于不具有原料磨和/或预热塔的水泥厂。

在本文件中，短语“顺流朝向窖”指的是回收的所收集微粒的各种可能组合。所收集微粒可在加热器下游的任意点上与原料馈料组合，集合微粒从所述加热器离开。或者，所收集微粒可回收至生料磨而非原料馈料。在具有预热塔的水泥厂中，所收集微粒可在预热塔之前或之后与原料馈料组合。在其他实施方案中，所收集微粒可直接回收至窖。短语“顺流朝向窖”涵盖所有这些可能性。