含有卤素和氮的化合物用于减少煤燃烧期间汞排放的用途的利记博彩app

专利名称：含有卤素和氮的化合物用于减少煤燃烧期间汞排放的用途的利记博彩app
含有卤素和氮的化合物用于减少煤燃烧期间汞排放的用途
背景技术：
2005年，EPA公布了清洁空气汞标准以管制并减少来自燃煤发电厂的汞排放。该标准结合EPA的清洁空气州际标准(CAIR)，要求来自燃煤发电厂的汞排放自2010年显著减少。 通过S(^控制装置可以除去燃煤发电厂烟道气中的一些荥。然而，烟道气中通常包含显著量的元素汞和氧化的汞；而S(^控制装置适于去除氧化的汞，而非元素汞。低水平的溴，或者溴的碱金属盐或碱土金属盐如溴化钙、溴化钠或溴化钾之类的水溶液，可用来将烟道气中的汞氧化。然而，当溴化物被氧化时，导致溴的产生。至少某些溴可以与元素汞相互作用形成非挥发性的汞盐，如HgBr2。溴化物值相对于待去除的Hg量的过量导致显著量的溴残存在烟道气中，这已知对于工厂中的洗气系统和其他设备有腐蚀性。
基于前述，具有适于去除烟道气中氧化的汞和元素汞二者而不导致设备腐蚀，使来自燃煤 发电厂烟道气的汞排放最小化的方法将是商业上有利的。

发明内容
本发明通过提供减少来自煤燃烧期间中的汞排放的方法满足上述需求，所述方法包括在燃烧之前或在燃烧期间，向煤中加入包含源自至少一种含氮化合物或者其一种或多种盐的含溴和/或溴化物的化合物的组合物。在该方法中，含溴和/或溴化物的化合物可以包括含氮溴化物盐，如溴化铵。本发明是有利的，因为与使烟道气中的汞氧化的已知化合物如溴化钙相比，如此衍生的含溴和/或溴化物的化合物导致工厂设备腐蚀的倾向要低得多。 还提供用于减少由煤燃烧所产生的烟道气中汞排放的方法，其包括向烟道气中加入包含源自至少一种含氮化合物或者其一种或多种盐的含溴和/或溴化物的化合物的组合物。 还提供使燃煤减少释放进大气中的汞量的方法，其包括(i)向煤中加入包含源自至少一种含氮化合物或者其一种或多种盐的含溴和/或溴化物的化合物的组合物；(ii)将煤输送进燃煤炉；(iii)使包含该组合物的煤在燃煤炉中燃烧产生灰和燃烧气体；(iv)测量燃烧气体中的汞水平；以及(v)基于汞水平的值调节施加到煤中的该组合物的量。
还提供系统，使燃煤具有降低水平的释放到该系统外的汞，所述系统包括(a)包含源自至少一种含氮化合物或者其一种或多种盐的含溴和/或溴化物的化合物的组合物；(b)燃煤炉，其包括燃烧室、使燃烧气体从燃烧室通向该传送通道外的出口的燃烧通道，和置于传送通道中的颗粒收集装置；(c)用于将煤输送到炉中燃烧的装置；(d)置于传送通道中的用来测量传送通道中汞水平的装置；(e)布置以在煤被输送进炉中之前将组合物输送到煤中的组合物输送装置；和(f)布置以接收来自汞测量装置的输出信号，并可操作连接到组合物输送装置以基于输出信号的值调节组合物的输送的控制器。含溴和/或溴化物的化合物 在本发明中有用的源自至少一种含氮化合物或者其一种或多种盐的含溴和/或溴化物的化合物包括如下，而并非由此限制本发明至少源自氨、氨基磺酸、脲、一种或多种乙内酰脲、縮二脲、琥珀酰亚胺、在各取代基中含有约2到约4个碳原子的低级脂肪族单或二取代的脲、N-烷基硫酸二酰胺等的化合物；含氮溴化物盐和其他化合物如溴化
铵；Albemarle Corporation公司以商标名STABR0M 909销售的源自BrCl和氨基磺酸钠(NaS0萬)的组合物(例如在US 6， 068， 861中所描述的);禾口 Nalco以商标名STABREX销售的稳定化的碱金属或碱土金属次溴酸盐水溶液(例如在US 5，683，654中所描述的)。减少燃烧期间汞排放的煤处理 在本发明的方法和系统中，在煤燃烧之前或在燃烧期间，可以向煤中加入包含源自至少一种含氮化合物或者其一种或多种盐的含溴和/或溴化物的化合物的组合物，或者该组合物的至少一部分，以减少燃烧期间的汞排放。 本文所述的包含含溴和/或溴化物的化合物的组合物可以在煤燃烧之前加入到煤中或煤上。例如，煤可以是微粒煤，而且可以根据常规程序任选地被磨成粉状或被粉化。可以将该组合物以液体或以固体加到煤上。 一般而言，固体组合物为粉末形式。如果组合物是以液体加入的，则煤在被喂入火炉中时可以保持润湿。当煤在传送带、螺杆挤出机或者其他进料装置上时，通过将该组合物喷雾或混合到煤上，可以将其连续加到燃煤设备处的煤上。此外，或者作为另外一种选择，该组合物可以和煤在燃煤设备处或者在煤生产商处分别混合。当将其喂入炉中时，该组合物可以以液体或粉末加入到煤中。例如，可以将该组合物施用到将煤在注入之前磨成粉的粉磨机中。如果需要的话，可以改变组合物的加入速率以获得期望水平的汞排放。为维持期望的汞水平所需，可以监控烟道气中汞的水平并且上下调节组合物的加入水平。 可以间歇地或连续地加入本文所述的包含含溴和/或溴化物的化合物的组合物。连续加入时，处理水平可以基于燃烧的煤的喂入速率。当组合物是间歇加入时，例如在煤生产商处或者在分开的混合设备处，处理水平可以基于正在处理的煤的重量。另外，可以基于汞的排放水平来调节加入速率或者处理水平。处理来自燃煤发电厂的烟道气以减少汞排放
同样在本发明的方法和系统中，可以向含汞废气中加入包含源自至少一种含氮化合物或者其一种或多种盐的含溴和/或溴化物的化合物的组合物，或者该组合物的至少一部分，以减少随气体一起的汞排放。例如，可以向燃煤发电厂的烟道气中加入该组合物以减少汞排放。 可以将该组合物引入或注射进燃煤设备的传送通道中以降低汞的水平。可以将该组合物加入火球(由煤燃烧导致)下游的传送通道区域，该区温度在约1500° F(816°C )以上并低于约2200。 F(1204tO的火球温度。当采用预燃加入时，组合物可以为液体或固体(粉末)形式。组合物向传送通道的加入速率可以依赖于本文所述的汞的监控结果而发生变化。 无论是对于煤还是对于烟道气的处理，组合物可以如下量加入要使得基于待燃烧/正燃烧的煤存在至少约2000卯m的溴或溴化物值以达到烟道气中汞排放减少至少约90%。根据本说明书的教导，本领域技术人员可以确定为提供至少约2000卯m的溴或溴化物值所需的组合物的量，并且可以确定为获得，例如减少70%、减少80%等所期望的溴/溴化物的ppm数值。通常，与相同组成的固体相比，可以使用较多的液体溶液。例如，当组合物包含NH4Br时，可以基于待燃烧/正燃烧的煤，以35wt^的NH4Br溶液的重量为基础加入至少约7500卯m，或者以固体NH4Br(100X活性)的重量为基础加入至少约2500卯m。此外，根据本说明书的教导，本领域技术人员可以确定适当的组合物的量以达到烟道气中汞排放减少，例如至少约70 % 、至少减少约80 % ，等等。 当利用本发明的方法和系统时，从燃煤设备排放到环境中的汞以所燃烧的煤中总的汞量为基准减少了至少约70% ，至少约80% ，或者甚至至少约90% 。如本申请中所用的，汞减少至少约70%意指捕获燃烧煤中至少约70%的汞以防止其释放到大气中。足量的本文所述的包含含溴和/或溴化物的化合物的组合物，可以在燃烧之前或燃烧期间加入到煤中，以使排放到环境中的汞减少至少约70%或者更多，或者可以用来处理烟道气以获得相同结果，或者在燃烧之前或燃烧期间可以将一部分组合物加入煤中，而一部分组合物可以用来处理烟道气。 可以用常规分析装置使用工业标准检测和测定方法监控汞的水平。该监控可以周期性手动或者自动进行。例如，可以每小时监控汞排放一次以确保符合政府法规。为了说明，可以使用Ontario Hydro方法。在该已知方法中，收集预定时间，例如1小时的气体.将汞从收集气体中沉淀下来，使用适合方法如原子吸收法量化其水平。取决于技术和商业的可行性，还可以比每小时一次更频繁或较不频繁地进行监控。可以设置商业上连续的荥监控器以测量汞并以适当的频率，例如每3 7分钟1次，给出数字。可以利用汞监控器的输出来控制本文所述的包含含溴和/或溴化物的化合物的组合物的加入速率。取决于监控结果，通过提高或降低加入水平，或者使其不变，可以调节组合物的加入速率。为了说明，如果监控结果显示汞水平比期望的高，则可以提高组合物的加入速率直至汞水平回到期望水平。如果汞水平处于期望水平，则可以维持组合物加入速率不变。或者，可以降低组合物加入速率直至监控结果显示应当将它提高以避免高的汞水平。 可以在传送通道的适当位置监控汞。例如，可以监控释放到大气中的汞并且在微粒控制系统的清洁侧上进行测量。也可以在微粒控制系统上游的传送通道的某点对汞进行监控。实验表明，当不加入汞减排剂时，煤中高达20%到30%的汞被捕获在灰中而没有被释放到大气中。根据本发明的组合物的添加使得汞捕获的量(而因此减少汞排放的量)增加至少约70%。 可以使用工业标准方法，如美国测试与材料协会(ASTM)公布的那些或者国际标准组织(ISO)公布的国际标准，来监控汞排放。包括分析设备的装置可以被布置在根据本发明的包含含溴和/或溴化物的化合物的组合物加入点下游的传送通道。例如，可以将汞监控器布置在微粒控制系统的清洁侧上。所测量的汞水平可以用来为被驱使或控制以调节组合物向燃煤系统的加入速率的泵、螺线管、喷雾器和其他设备提供反馈信号。作为另外一种选择或者另外，可以通过操作员根据所观测到的汞排放水平来调节组合物的加入速率。
实施例 用以下实施例说明本发明的原则。应当理解本发明不限于文中(不管是在实施例中还是在本专利申请的其他部分)例举的任何一个具体实施方案。实施例1
将M^Br固体加入到Powder River Basin次烟煤中。该煤具有如下平均性质含湿量2. 8% ;含灰量4. 2% ;和热值10， 500BTU/lb。将固体NH4Br加入到露天煤中以在所得的共混物中提供0.2wt^的溴值。将共混煤喂入燃煤炉中并加热到1500° F(816°C) 2200° F(1204°C)。在所得的烟道气中得到汞减少90%，如基于与对照实验的对比(没有朋4Br加入)通过在集尘室(bag house)出口测量所测定的。实施例2
将STABR0M 909加入到和实施例1中相同的Powder RiverBasin次烟煤中。所得的共混物中溴值为0. 18wt%。将共混煤喂入如实施例1的燃煤炉中，得到烟道气中汞减少93%，如同实施例1那样测量。 本发明的方法尤为有利，因为氮的存在降低了从灰中沥滤出系统并形成有机溴化物的溴的量。相反，沥滤出系统的溴的主要来源为惰性溴化物盐，这被认为环境上更加可接受。 尽管已经根据一个或多个优选实施方案对本发明进行了说明，应当理解可以作出其他改变而不偏离下面权利要求所阐明的本发明的范围。
权利要求
减少来自煤燃烧期间的汞排放的方法，所述方法包括在燃烧之前或期间向所述煤中加入包含源自至少一种含氮化合物或者其一种或多种盐的含溴和/或溴化物的化合物的组合物。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述含溴和/或溴化物的化合物包括含氮溴化物^! . o
3. 根据权利要求2所述的方法，其中所述含氮溴化物盐包括溴化铵。
4. 根据权利要求2所述的方法，其中所述含氮溴化物盐包括35wt^的溴化铵溶液，所 述溴化铵溶液基于所述煤的重量，以重量为基础量为至少约7500卯m。
5. 根据权利要求2所述的方法，其中所述含氮溴化物盐主要由固体溴化铵组成，所述 固体溴化铵基于所述煤的重量，以重量为基础为至少约2500卯m。
6. 减少来自由煤燃烧而产生的烟道气的汞排放的方法，所述方法包括向所述烟道气中 加入包含源自至少一种含氮化合物或者其一种或多种盐的含溴和/或溴化物的化合物的 组合物。
7. 根据权利要求6所述的方法，其中所述含溴和/或溴化物的化合物包括含氮溴化物^! . o
8. 根据权利要求7所述的方法，其中所述含氮溴化物盐包括溴化铵。
9. 使燃煤减少释放到大气中的汞的量的方法，其包括(i) 向所述煤中加入包含源自至少一种含氮化合物或者其一种或多种盐的含溴和/或 溴化物的化合物的组合物；(ii) 将所述煤输送进燃煤炉；(iii) 使包含所述组合物的煤在所述燃煤炉中燃烧产生灰和燃烧气体；(iv) 测量所述燃烧气体中的汞水平；以及(v) 基于所述荥水平的值调节施加到煤中的所述组合物的量。
10. —种系统，其使燃煤具有降低水平的汞释放到所述系统外，所述系统包括(a) 包含源自至少一种含氮化合物或者其一种或多种盐的含溴和/或溴化物的化合物 的组合物；(b) 燃煤炉，其包括燃烧室、传送通道，和置于所述传送通道中的颗粒收集装置，所述传 送通道使燃烧气体从燃烧室通向该传送通道外的出口；(c) 用于将煤输送到所述炉中燃烧的装置；(d) 布置在传送通道中的用来测量所述传送通道中荥水平的装置；(e) 布置以在煤被输送进炉中之前将所述组合物输送到煤中的组合物输送装置；禾口(f) 布置以接收来自汞测量装置的输出信号，并可操作连接到所述组合物输送装置以 基于所述输出信号的值调节组合物输送的控制器。
全文摘要
提供使用源自含氮化合物如氨、氨基磺酸，或者其一种或多种盐的含溴和/或溴化物的化合物的方法和系统，以减少煤燃烧期间的汞排放。
文档编号B01D53/64GK101720351SQ200780053617
公开日2010年6月2日 申请日期2007年7月3日 优先权日2007年7月3日
发明者C·J·纳尔纳, R·M·小穆尔 申请人:阿尔比马尔公司