[发明专利]粉末状石灰组合物，其生产方法及其用途

说明书

本申请是母案为中国发明专利申请200680023135.3的分案申请。

技术领域

本发明涉及粉末状熟石灰组合物，其生产方法及粉末状石灰组合物用于降低烟道气（gaz de fumées）的含硫和卤化化合物的用途。

背景技术

熟石灰（chaux hydratée）也被称作粉末状消石灰（chauxéteinte），其为主要由氢氧化钙Ca(OH)₂构成的固体颗粒的整体。

这种消石灰当然可以包含杂质如镁的氧化物或氢氧化物、二氧化硅、氧化铝等，含量为几十克/千克。通常，这种粉末状物质的颗粒尺寸全部地小于1mm并且通常小于250μm。消石灰可包含游离水，即没有与化合物化学结合，含量最高达大约50g/kg。

粉末状消石灰被用在众多应用中，尤其是用作在烟道气中存在的酸性化合物（HCl、SO₂、HF、SO₃…）的中和剂。在这种通过“干途径”的简单且不太贵的方法中，用作吸收剂的粉末状石灰直接与待净化的气体接触。不过，气体与固体物质之间的中和反应并不容易并且相对于待中和的酸的量来说需要过大量的含钙试剂，以便遵守越来越严格的排放标准。这种过量的反应物特别带来了额外产生需要在下游处理的副产物或残余物的问题。

为了减少过量的要使用的试剂或吸收剂，已经开发了大量的基于粉末状消石灰的产品，以便获得更好的通过干途径（被称作“干法”）捕获酸性气体的能力。

特别地，已知使用传统消石灰，通过将其与添加剂如碱金属氢氧化物或碳酸盐或碱金属氯化物结合来促进气态HCl的捕获[CHEN,D等，International Academic Publishers,1999,第337-342页]。在这个文献中，在制备熟石灰的过程中将所考虑的添加剂添加到生石灰的消化（extinction）水中。作者们观察到，在大于200℃的使用温度下，相对于不存在添加剂，如此获得的消石灰的降低气态HCl的性能得到了改善。相反，没有提及对SO₂的降低的任何作用。

例如在专利US4604269中提供的其它工作推荐在生石灰的消化水中加入添加剂如氢氧化钠（NaOH），其量相对于生石灰为5%-10%重量，或者氯化物如氯化钙（CaCl₂）。如此获得的消石灰有利于在“低”温下，也就是在低于230℃，优选低于175℃的脱硫。这是因为，当吸收剂的使用温度与露点相差低于25℃，优选低于10℃时，添加剂的作用得到证实。在这些条件下，添加剂的作用是使吸收剂在水分存在下潮解，这有利于在固-气界面存在液体膜并且改善了SO₂的捕获。

文献WO88/09203重新采用了添加碱金属化合物如NaOH或氯化物如CaCl₂到生石灰的消化水中的这个概念。这些添加剂的用量和作用并未真正评述。首先具有提高吸收剂的碱度的作用，其次是保持水，就如上述美国专利US4604269的情况中一样。

该文献[用于生产反应性Coolside吸附剂的方法　Cool-size工艺的反应性吸附剂的生产　通过利用含氯化钠水溶液的水来水合生石灰而进行，Research Disclosure,1988,295(898)，No.29564,ISSN:03744353]确认了通过把以大于吸收剂的5%重量提供的添加剂如Na₂CO₃、NaOH、CaCl₂以及更特别的NaCl添加到消化水中而在接近饱和（优选比露点高20℃以下）的条件下对脱硫的正面影响。不过，如此改性的消石灰具有比无添加剂所获得的传统熟石灰要小的BET比表面积。在所研究的使用条件下，有机添加剂如糖和表面活性剂的使用并没有改善消石灰的脱硫。

在此将基于消石灰的现有技术吸收剂定为“第一代”，通过添加上述类型的添加剂，也即通过“化学”途径改性，该现有技术吸收剂的捕获酸性气体的能力相比于“传统”或“标准”消石灰来说得以改善。

存在另外类型的基于消石灰的吸收剂，该吸收剂的捕获酸性气体的能力大于传统熟石灰。这些吸收剂的优点因而源于改变物理性能，在这种情况下是组织（texture），也即更高的BET比表面积和/或更高的BJH孔体积。将这些吸收剂定为“第二代”，其通过“物理”途径的改性获得，参见[OATES,J.A.H.Lime and limestone（石灰和石灰石）,Weinheim:Wiley-VCH,1998,455,第219-221页]。