水泥廠的汞排放的減少制造技術

本發明專利技術提供了用于減少水泥廠的汞排放的方法。在一種方法中，在位于水泥廠的窯爐之后和微粒收集裝置之前的一個或多個點處將粉末狀活性炭吸附劑注入到所述水泥廠的氣體流中。還提供了一種用于減少水泥廠的排放的設備，所述設備包括兩個或更多個串聯的床層，所述床層包括作為移動床的第一床層，和一個或多個作為固定床的其余床層，每個固定床均包含至少一種吸附劑，所述吸附劑能夠吸收汞、烴以及鹽酸中的至少一種。用于減少水泥廠的排放的另一種方法采用剛剛描述的設備。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及水泥廠的汞排放的減少。背景在美國，對汞排放來源的研究已確認水泥生產設施是重要的汞排放來源。目前，水泥廠是美國的第四大汞排放來源。美國環境保護局(EPA)已提出用來限制水泥廠的汞排放的規定。所提出的規定對現有水泥廠的汞排放做出了首要限制并且加強了對新工廠的限制。所提出的規定將對現有來源的汞排放限值設定在26磅汞/百萬噸進料(約13kg/百萬噸)或43磅汞/百萬噸產生的熟料(約21. 5kg/百萬噸)。對于新的水泥廠來說，汞排放限值為14磅汞/百萬噸產生的熟料(約7. Okg/百萬噸)。所提出的規定被指定在2013年 生效。EPA估計，當該規定被全面實施時，水泥廠每年的汞排放將會減少至少81%。另外，由EPA提出的規定還將控制水泥廠的總烴(THC)、微粒物質(PM)以及鹽酸的排放。對于這些排放物來說，所提出的規定中的限制要求污染物控制，而不僅是管理實踐。對THC的限值為百萬分之7 (ppm,體積)；微粒物質的限值為O. 085磅/噸產生的熟料(約O.43kg/噸);對于HCl來說，限值是2ppm(體積)。已知可以將活性炭注入到含有汞蒸汽的氣體流中。當汞蒸汽與活性炭微粒接觸時，活性炭微粒捕集并容納汞。然后，這些微粒被如靜電沉淀器或袋式過濾器的微粒收集裝置收集。由活性炭微粒捕集的汞似乎會穩定地與微粒結合。在水泥廠運轉時，由控制裝置捕集的微粒通常再循環至水泥生產工藝。然而，活性炭不適合于所生產水泥的許多應用。十分需要用于減少水泥廠的汞排放以及微粒物質、總烴以及鹽酸排放的相對廉價而有效的方式。專利技術概述本專利技術提供了以相對低的成本減少汞和包括微粒物質、總烴以及鹽酸的其它物質的排放的方法。本文提供的方法可以合并到現有水泥廠中，而不需要大范圍的重新配置。本專利技術的一個實施方案是用于減少水泥廠的汞排放的方法，所述水泥廠包括至少一個窯爐和微粒收集裝置。所述方法包括在位于水泥廠的窯爐之后和微粒收集裝置之前的一個或多個點處將粉末狀活性炭吸附劑注入到水泥廠的氣體流中。所注入的具有低于約30毫克/克吸附劑的酸性藍80指數(在利用臭氧或硝酸進行的任何任選后處理之前)的吸附劑不會行進穿過窯爐。本專利技術的另一個實施方案是用于減少水泥廠的汞排放的設備，所述水泥廠包括至少一個微粒收集裝置和煙 。所述設備包括兩個或更多個串聯的床層，所述床層包括第一床層，其為移動床，以及一個或多個其余床層，其為固定床，每個固定床均包含至少一種吸附劑，所述吸附劑能夠吸收汞、烴以及鹽酸中的至少一種。本專利技術的又一個實施方案是用于減少水泥廠的(i)微粒物質排放，和(ii)汞、鹽酸以及烴中的至少一種的排放的方法，所述方法采用剛剛描述的設備。附圖簡述圖I是一般化水泥廠配置的示意圖。圖2是本專利技術第二方面的設備的示意圖。圖3A是在不存在旁通管道時本專利技術第二方面的設備的布局的示意圖。圖3B是在存在旁通管道時本專利技術第二方面的設備的布局的示意圖。如隨后的描述、附圖以及所附權利要求書，本專利技術的這些和其它實施方案及特征將更加明顯。專利技術的進一步詳述水泥廠的配置是變化的，但有都一些共同的特征。示出相關部分的一般化水泥廠 配置在圖I中示出。在具有原材料磨機和預熱器塔的水泥廠中，來自原材料磨機2 (生料磨機)的材料被送入預熱器塔4 (有時稱為預煅燒爐塔)的頂部并且從預熱器塔4送入到窯爐6中。熟料在窯爐中產生，并且從窯爐排出。氣體流8a從窯爐6離開。氣體流8a進入預熱器塔4的底部并且從預熱器塔4的頂部離開。然后，氣體流Sb常在增濕塔(conditioningtower)中被冷卻,通常是由水來冷卻。當生料磨機2在運轉時,冷卻的氣體流8b被再循環至生料磨機2 ;當生料磨機不運轉時，冷卻的氣體流Sb轉而行進至微粒收集裝置10。在通過微粒收集裝置10后，氣體流Sc通過行進穿過煙 12而離開水泥廠。不希望附圖被解讀為限制本專利技術。例如，本專利技術適用于不具有原材料磨機和/或預熱器塔的水泥廠。在本專利技術的實踐中，汞排放的減少采用了吸附劑，該吸附劑是活性炭吸附劑，優選含溴活性炭吸附劑。含溴活性炭吸附劑是通過用有效量的含溴物質處理(接觸)吸附劑持續足以增加活性炭吸附汞和含汞化合物的能力的時間來形成。適合的含溴物質包括溶解的金屬溴化物，尤其K+、Na+，或NH4+的溴化物；齒化氫鹽；元素溴，和溴化氫。優選的含溴物質是元素溴(Br2)和/或溴化氫(HBr);優選元素溴和/或溴化氫在與活性炭吸附劑接觸時為氣體形式。活性炭吸附劑與含溴物質的這種接觸顯著地增加吸附劑吸收汞和含汞化合物的能力。甚至低水平的溴化似乎都會增加活性炭吸附劑的汞除去性能。雖然超過30wt%的溴可被吸附到一些粉末狀活性炭中，但是(例如)在活性炭吸附劑中僅含有約lwt%的溴時就能觀察到汞吸收率的顯著增加。較高程度的溴化確實與特定吸附劑的較高最大汞吸收能力關聯。然而，與活性炭吸附劑組合的含溴物質的最佳水平隨著特定情形而變化。盡管具有約5wt%溴的吸附劑材料具有更好的性能并且可能是優選的，但是溴化至約lwt%就提供了具有高能力的汞吸附劑。溴化至約15wt%的溴通常產生具有甚至更高能力的汞吸附齊U，但是存在著一種較大的可能性，這種可能性是某種程度的溴可能會在一些環境下從吸附劑中逸出。具有較高溴濃度的汞吸附劑的生產時間較長并且成本較大。用于形成含溴活性炭的其它考慮因素可見于美國專利號6，953，494中。優選的含溴活性炭可以B-PAC 從AlbemarleCorporation 商購獲得。在本專利技術的一些實施方案中，在捕集汞之后，吸附劑被摻入到水泥中。含汞吸附劑(例如，飛灰)摻入到混凝土中是可接受的并且已被實行。然而，大多數類型的活性炭不適合于在汞捕集之前或之后摻入到水泥中，因為活性炭的吸收性質對由水泥產生混凝土造成干擾。最近，已發現被制造成具有某些性質的活性炭吸附劑適合于摻入到混凝土中。酸性藍80指數或ABI最能說明這些性質。ABI是活性炭吸附劑從酸性藍80的標準溶液中吸收的特定染料即酸性藍80 (CAS#1登記號4474-24-2)的量的相對量度。該ABI可以使用標準紫外-可見光分光光度法分析技術定量地測定，并且在利用臭氧或硝酸進行的任何任選后處理之前測定。為了適用于典型的混凝土，活性炭吸附劑必須具有足夠低的ABI，低于約30毫克酸性藍80/克吸附劑，優選低于約15mg/g吸附劑。一般而言，ABI的范圍是約O. Img/g吸附劑至低于約30mg/g吸附劑。具有低于約30mg/g吸附劑的ABI的活性炭吸附劑是通過在存在游離氧氣如空氣而不存在蒸汽或二氧化碳的環境中的活化或再活化來形成。用于形成低-ABI活性炭的適合碳源包括但不限于褐煤、無煙煤以及低揮發性浙青煤；無煙煤是優選的。低-ABI活性炭吸附劑也可以通過蒸汽活化，通過使用無煙煤或低揮發性浙青煤并小心地控制活化來產生。可進行用含溴物質處理低-ABI活性炭來增加碳的汞捕集效率，并且這樣進行是優選的。有關可與混凝土相容的活性炭吸附劑的進一步信息參見公布的國際專利申請號WO 2008/064360。優選的可與混凝土相容的含溴活性炭吸附劑可以C-PAC 從Albemarle·Corporation商購獲得。本專利技術的第一方面在本專利技術這個方面的實施方案中，活性炭吸附劑是粉末狀并且具有低于約30mg/本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：RR蘭德雷思，X劉，JE米勒，AE奧弗霍爾特，Z唐，
申請(專利權)人：阿爾比馬爾公司，
類型：
國別省市：