[发明专利]减少酸的排放

说明书

本发明涉及一种减少烟道中酸排放量的方法，一种有待被加入烟道气中以减少酸的排放的液态添加剂和一种制备该液体的方法。

酸雨是一个全球性的问题。酸雨通过降低空气质量、使湖呈酸性和摧毁植物特别是树来影响环境。它一直是国际争端的主题。加拿大和美国一直对酸雨的产生有争议。英国和北欧是另一对争论者。

酸雨主要起源于烟囱中产生的二氧化硫。二氧化硫一般来自含硫燃料如煤的燃烧。二氧化硫在大气中被氧化成三氧化硫，而且三氧化硫溶解生成硫酸。雨这样呈现酸性。氮的氧化物也是大气中产生酸的一个因素。在美国和加拿大，氮的氧化物的排放为二氧化硫排放量的约1/5。但这仍意味着每年有数百万吨氮的氧化物进入大气中。虽然我们相信二氧化硫的产生已经稳定，但由于矿物燃料使用的增加，预计氮的氧化物的排放量变大。

随着诸如1990年在美国颁布的“国际净化空气条约修正案”之类法案的通过，酸排放的限制已成为优先考虑的事。特别是电力事业的设计者正在开发减少电和热能制造中二氧化硫和氮的氧化物的对策。能量制造中所用的大多数矿物燃料含有硫，它可在燃烧过程中产生二氧化硫和硫化氢。

气体脱硫系统是公知的。其大多数靠简单的碱性化合物如碳酸钙、碳酸钠和氢氧化钙与含酸性硫的物料反应产生非挥发性产物如硫酸钙、亚硫酸钙和硫酸钠。一直使用尿素和氨与在矿物燃料燃烧过程中产生的氮的氧化物反应来产生无毒的氮气，但尿素和氨较贵。

常规的碱性吸附剂如碳酸钙和氢氧化钙在高温下进行热分解生成氧化钙，氧化钙与二氧化硫容易反应。然而这些吸附剂遇到堵塞问题。亚硫酸钙或硫酸钙在氧化钙颗粒的表面上生成。这导致在烟道气脱硫过程中产生的大量的碱性氧化钙未反应。这些碱性固体废料是有毒的和不希望有的。解决该问题的成功的尝试是依靠矿物燃料的流化床燃烧中实现的颗粒研磨。例如在煤燃烧过程中，亚硫酸钙/硫酸钙表面可部分破裂而暴露新的氧化钙基质，该基质可与硫物料进行进一步的反应。

现有技术还描述了使用乙酸的碱金属盐水溶液如乙酸钙、乙酸钙镁和乙酸钡水溶液作为碳燃烧促进剂和氧化钙前体，但还一直没有找到有效的钙脱硫和燃烧促进剂。矿物燃料燃烧过程中产生的氮的氧化物随着燃烧温度和停留时间的增加而增加。矿物燃料的燃烧速率的增加或燃烧温度的降低使氧化氮的排放量减少，但现有技术一直未揭示如何可以实现这一点。

授予Yoon的美国专利US4615871描述了降低由含硫燃料燃烧得到的烟道气的硫含量的方法。将一种含有甲酸的碱土金属盐或乙酸的碱土金属盐的水溶液喷入烟道气中。该方法需要高代价地生产纯的甲酸钙或乙酸钙溶液。由于溶液不与含硫燃料接触，它们不能增加燃料燃烧速率以减少氧化氮排放。

已有描述含木质纤维或淀粉的废生物体的快速热解以产生具有高热值的燃料的技术。这些燃料是酸性的并且由于它们有高的羧酸含量而对燃烧设备有腐蚀性。这样的液体的燃烧值受到该酸度的限制。

人们知道乙酸钙水溶液可被用于改进煤气化的速度。

相关文献

Shanpei Ye和Zhenzong Fu在“台架规模的流化床煤燃烧器中的吸着剂E1的脱硫试验”，工业和公用事业应用的煤燃烧科学和技术，Hemisphere出版公司，纽约，565-572页讲授了矿物燃料的流化床中的颗粒间的研磨。

Levendis，1989“由各种钙添加剂催化合成的焦化颗粒的燃烧”，能量和燃料杂志，讨论了用乙酸的碱金属盐水溶液作为燃烧促进剂。

Elliot等人，1990-1991，“能量和燃料”，第5卷，399-410页；Beckman，D.,和Graham,R.,“木材快速热解厂的经济评价”，AITBC会议，Interlaken，瑞士1992；Piskorz等人，“木材和纤维素的快速热解的液态产物”，生物体热转化的研究，Elsevier科学出版公司，纽约，1988,557-571页，都涉及生物体快速热解产生燃料。

Ohtsuka,Yasuo和Tomita,Akira,1991，“用乙酸钙催化气化低级煤”，和“乙酸钙镁，一种用于环境领域的崛起的主体化学品”，Elsevier科学出版公司，纽约，253-271页，讨论了乙酸钙在煤气化中的应用。

本发明寻求得到一种减少烟道中酸的排放的方法，一种在烟道气燃烧中使用的液体和一种制备该液体的方法，所有这些都避免了现有技术的问题。