对固体燃料燃烧中汞排放的控制的制作方法

专利名称：对固体燃料燃烧中汞排放的控制的制作方法
技术领域：
本发明涉及从固体燃料燃烧产物中除去汞的装置和方法，所述燃烧产物包括烟道气，更具体而言，涉及从来自煤炭燃烧的烟道气中除去单质汞或汞化合物的装置和方法。
背景技术：
在多种应用如城市废物焚化中已成功证实活性炭在汞蒸气吸附方面的用途。然而，与燃煤发电厂相比，来自废物焚化炉的汞的浓度有显著差别，来自燃煤发电厂的浓度总要低10-100倍。同时，来自废物焚化炉的汞通常为氯化汞的形式，而来自燃煤发电厂的汞通常为单质汞形式。所有这些差别使得从燃煤发电厂的烟道气中除去汞更困难。
活性炭的利用率受到较大粒度和低表面积的限制，其中低表面积低限制了对汞的吸附。采用平均粒度约5微米、最大粒度约10微米的活性炭会提高对汞的俘获效率，但这些颗粒的贮存、处理、运输和分配极为困难。结果是在燃煤发电厂中使用活性炭来俘获汞成本太高。在这样的应用中，活性炭的利用率很低，碳与汞的最少摩尔比为10,000∶1。
曾被提议用来从烟道气中俘获汞的另一种碳的形式是炭黑。炭黑是通过烃类燃料的不完全燃烧或热分解而产生的粉末形式的碳。炭黑的最常用形式称作炉法炭黑或烟炱，其是在密闭炉内，用完全燃烧所需空气的约50％来进行天然气或汽油的燃烧而产生的。炭黑的外表面积约为活性炭的100倍。与活性炭相比，这将导致有效俘获汞的C/Hg摩尔比的显著下降。由于炭黑的市场价与活性炭接近，存在着显著降低成本的潜力。
国际专利申请PCT/SE93/00163(国际公开号WO 93/20926)中公开了用来俘获来自废物焚化炉的汞的炭黑的产生。其特征在于在分离的焚化炉中，在氧气不足的条件下燃烧燃料并将充满烟炱的烟道气注入废物焚化炉产生的烟道气中。然而，缺氧燃烧导致了其它污染物如一氧化碳和未燃烧烃的产生。即使在酸气去除装置如烟道气洗涤器的上游注入炭黑发生器产生的烟道气，仍不能破坏或除去一氧化碳和未燃烧的烃。
采用现有技术中基于炭黑和活性炭的俘获来自焚化炉的汞的方法来俘获来自燃煤发电厂的汞的另一个问题是，废物焚化炉中氯含量高，并且如前所述，汞在烟道气中主要以氯化汞的形式存在。在燃煤发电厂中，汞通常是单质的。虽然炭黑和活性炭对氯化汞的吸附具有较高亲合力，但它们对单质汞的吸附亲合力较低。
曾提出用碳基吸附剂如活性炭来控制发电厂烟道气中气相汞的排放。在常规方法中，在颗粒去除装置如袋式集尘器和静电沉淀器的上游及空气加热器的下游的烟道气管道中注入碳吸附剂。
迄今为止，对碳吸附剂注入位置的温度均要予以考虑，这是因为有建议称在较低温度下碳吸附剂的汞吸附能力较高。与之相关的，本领域还已知的是随温度(升高)汞在碳上的物理吸附(物理吸着)作用下降。因此，现有技术基本上未提供任何为了在较高温度如高于约400下从气流中俘获汞而注射碳质吸附剂所需要的具体信息。
本领域内还已知的是高温锅炉产生的烟道气中的气相汞是单质汞的形式。将单质汞氧化为氧化态汞(Hg2+)的氧化作用有益于对汞的控制，这是由于其更容易被碳质材料除去。
活性炭向烟道气中的注入一般会导致飞灰中碳的存在或增多，由此，在飞灰中大于上述限制的量的碳会阻止该飞灰用于例如混凝土制造目的。活性炭因其疏水特性吸附空气中夹带的用于混凝土配方中的添加剂。同样由于活性炭，飞灰的颜色由深灰变为黑色。使这种空气夹带的影响降至最低的一种途径是将碳氧化，使之更为亲水。使碳亲水的另一个办法是用亲水性添加剂，例如卤化物盐如氯化铁来浸渍碳质吸附剂。最小化这一问题的另一种方法是将碳吸附剂的使用率降低到影响空气夹带行为和变色作用的水平以下。

发明内容
本发明的目的是提供利用碳质吸附剂俘获来自燃煤发电厂的汞的方法，而不会排放出碳质吸附剂生产中产生的污染物。本发明涉及碳质吸附剂的生产及其生产过程中可能产生的污染物的消除。本发明还可涉及为增进对单质汞的俘获而对碳质吸附剂进行的处理。
本发明的一个方面提供了用来从燃料转化产物中除去汞的设备，其包括将起动配料碳质吸附剂分离成接触配料碳质吸附剂和余留配料碳质吸附剂的装置，接触配料碳质吸附剂具有的碳质吸附剂粒度分布为d50＜15微米，其中d50代表在接触配料的整个分布有50质量％的颗粒，分离后接触配料中碳质吸附剂的粒度分布低于分离前起动配料中碳质吸附剂的粒度分布并低于余留配料中碳质吸附剂的粒度分布，以及使接触配料的碳质吸附剂在接触位置与燃料转化产物接触以便使接触配料碳质吸附剂吸附汞的装置。
另外，在本发明的这个方面中，所述设备还包括用以下方式将接触配料碳质吸附剂输送到接触位置的输送装置，其中在起动配料碳质吸附剂转化为接触配料碳质吸附剂和余留配料碳质吸附剂之后在小于三十(30)分钟内将平均至少百分之九十(90％)的接触配料碳质吸附剂传递至接触位置，由此使接触配料碳质吸附剂在接触位置与燃料转化产物接触，在将起动配料碳质吸附剂转化为接触配料碳质吸附剂和余留配料碳质吸附剂之后基本不存在碳质吸附剂的过渡贮存阶段。还有，所述设备优选包括对已吸附燃料转化产物中汞的碳质吸附剂进行分离的装置。
就本发明设备的另一个特征而言，对起动配料的碳质吸附剂进行分离的装置包括用来将碳质吸附剂的粒度从相对较大的粗粒度降低为相对较小的细粒度的粒度降低装置。就本发明设备的再一个特征而言，对起动配料的碳质吸附剂进行分离的装置可以操作产生出碳质吸附剂主要粒度分布d50＜8微米的接触配料碳质吸附剂，其中d50代表接触配料整个分布中50质量％的颗粒。
或者，就本发明设备的再一个特征而言，对起动配料碳质吸附剂进行分离的装置可以操作产生出碳质吸附剂主要粒度分布d50＜4微米的接触配料碳质吸附剂，其中d50代表接触配料整个分布中50质量％的颗粒。
就本发明设备的另一个特征而言，所述设备还包括在使接触配料碳质吸附剂与燃料转化产物接触之前在接触配料碳质吸附剂上沉积至少一种卤素和酸的装置。
就本发明设备所希望的特征而言，代表接触配料整个分布中50质量％颗粒的接触配料的中值粒度分布(d50)不大于代表起动配料整个分布中50质量％颗粒的起动配料中值粒度分布(d50)的一半(1/2)。
就本发明设备的应用而言，所述燃料转化产物可以包括煤炭燃烧产生的飞灰，对已吸附了燃料转化产物中的汞的碳质吸附剂进行分离的装置优选包括能够从相对较粗和较稠密的飞灰中分离碳质吸附剂的分级器。就本发明设备应用的其它方面而言，燃料转化产物可以包括煤炭燃烧产生的烟道气，并且碳质吸附剂从烟道气中吸附单质汞和汞化合物中的至少一种。
将接触配料碳质吸附剂输送至接触位置的输送装置优选经操作按以下方式输送接触配料碳质吸附剂，其中在起动配料碳质吸附剂转化为接触配料碳质吸附剂和余留配料碳质吸附剂之后在小于五(5)分钟内将平均至少百分之九十(90％)的接触配料碳质吸附剂传递至接触位置。将接触配料碳质吸附剂输送至接触位置的输送装置甚至更优选经操作按以下方式输送接触配料碳质吸附剂，其中在起动配料碳质吸附剂转化为接触配料碳质吸附剂和余留配料碳质吸附剂之后在小于一(1)分钟内将平均至少百分之九十(90％)的接触配料碳质吸附剂传递至接触位置。
本发明的另一个方面提供了从燃料转化产物中除去汞的方法，该方法包括以下步骤将起动配料的碳质吸附剂分离为接触配料碳质吸附剂和余留配料碳质吸附剂，所述接触配料碳质吸附剂具有碳质吸附剂粒度分布d50＜15微米，其中d50代表接触配料的整个分布中50质量％的颗粒，在分离后的接触配料中碳质吸附剂粒度分布小于分离前起动配料碳质吸附剂的粒度分布并小于余留配料碳质吸附剂的粒度分布，以及使接触配料碳质吸附剂与燃料转化产物在接触位置接触，以使接触配料碳质吸附剂吸附汞。本发明的方法还包括按以下方式将接触配料碳质吸附剂输送至接触位置，其中在起动配料碳质吸附剂转化为接触配料碳质吸附剂和余留配料碳质吸附剂之后在小于三十(30)分钟内将平均至少百分之九十(90％)的接触配料碳质吸附剂传递至接触位置，由此使接触配料碳质吸附剂在接触位置与燃料转化产物接触，在将起动配料碳质吸附剂转化为接触配料碳质吸附剂和余留配料碳质吸附剂之后基本不存在碳质吸附剂的过渡贮存阶段。另外，本发明的方法包括对已吸附燃料转化产物中汞的碳质吸附剂进行分离。
本发明对以下认识进行了利用，即碳吸附剂也可以用来进行汞在其表面上的化学吸附。与物理吸附相反，化学吸附的程度会随温度升高，因而本发明提供了利用在100-800较宽温度范围内发生汞吸附作用(化学吸附和物理吸附)的方法。
对煤炭燃烧烟道气中可能存在的汞类物质的平衡计算表明，较低温度有利于更完全地向氧化态汞转化。然而，本发明导致了以下认识虽然平衡表明氧化作用完全，但烟道气的冷却对氧化动力学不利，以及以下认识在低于约600℃(873K)的温度下已经开始由单质汞形成氧化态的汞(HgCl2)。根据这一认识，较高温度将有利于这种转化的动力学，本发明的方法利用300-1000的整个温度范围来氧化和俘获汞。
本发明的目标是对织物过滤器和特别是静电沉淀器而言，对预定程度的气相汞的去除，要降低碳吸附剂的消耗。
本发明的另一个目标是提高对气相汞的氧化程度和降低气相单质汞的量。
本发明的另一个目标是使碳吸附剂的注入对飞灰利用率的影响最小化。
本发明的一个方面提供了从活性炭制备专利吸附剂并在能最大化氧化作用/俘获动力学和最小化吸附剂对飞灰流的污染的位置上注射它们的方法。
由附图和说明书，本发明的其它目标和优点将变得显而易见。


参考以下附图，对于本领域技术人员来说本发明将得到更好的理解，其众多目标和优点将变得显而易见，其中图1是用来从煤炭燃烧烟道气中除去单质汞或汞化合物的本发明系统第一实施方案的流程图；图2是用来从煤炭燃烧烟道气中除去单质汞或汞化合物的本发明系统第二实施方案的流程图；图3是用来从煤炭燃烧烟道气中除去单质汞或汞化合物的本发明系统第三实施方案的流程图；图4是图1-3的灰分处理系统的流程图；图5是任选的SO3(三氧化硫)吸附剂附加次级系统的流程图；
图6是显示吸附剂粒度和卤素处理对汞俘获作用影响的曲线图；图7是显示分散作用对就地粒度分布影响的曲线图；图8是用来从煤炭燃烧烟道气中除去单质汞或汞化合物的本发明系统第四实施方案的流程图；图9是显示作为温度(℃)函数的烟炱、CO和HC转化率(％)的曲线图；图10是显示采用PGM催化剂的CO和HC的典型分解曲线图；图11是显示本发明吸附剂对空气加热器-ESP、空气加热器-喷雾干燥器-ESP和热ESP结构曝置温度实例的曲线图；图12是显示为测定点火温度活性炭形式的吸附剂在5％O2的N2中热重分析的曲线图；图13是对应于选择性测定的工艺限制的吸附剂注入位置排列的示意图；图14是包括SCR并具有吸附剂注入位置的排列方式的示意图；图15是说明测定汞俘获效率的实验结果的曲线，所述试验是通过据认为是飞动吸附剂颗粒组的第一组注入碳吸附剂和据认为是沉积吸附剂颗粒的第二组注入碳吸附剂进行的；图16是沿烟道气流横截面均匀分布吸附剂颗粒而提供的多个多重注射口的示意图；图17是用于增强吸附剂沉积的浆液注射的示意图；图18是吸附剂颗粒预充电的示意图；图19是一小部分注入的吸附剂覆盖空气加热器元件和吸附剂颗粒被预加热的空气夹带平衡的透视图；图20是对于具有热侧ESP的发电厂结构而言，烟道气侧注射与空气侧注射相结合有助于控制汞的示意图；图21是旋转再生空气加热器用吸附剂注射喷管系统顺序操作的顶视平面示意图；图22是来自吸附剂就地发生和处理设备的产品的空气侧注射的示意图；和图23是旋转再生空气加热器用多重吸附剂注射的示意图。
具体实施例方式
参考图1，其中说明的是用于转化燃料，即将煤炭形式的固体化石燃料转化为希望的能源形式的示例性燃料转化装置。图1中所示的示例性燃料转化装置经由煤的燃烧实现燃料转化，其示例性的构造为典型的100MWe燃煤工厂10，其燃烧大约40吨/小时的煤，烟道气流12为约350000Nm3/小时。向粉碎机/破碎机16加入原煤14，在这里将原煤降低为颗粒级尺寸。原始空气将来自粉碎机/破碎机16的煤炭颗粒携带至锅炉18，在此燃烧煤炭将水转化为水蒸汽。离开锅炉/炉具18的烟道气的温度为1400-2200。在烟道气进入空气预热器22之前，将其在过热器和对流通道20(节热器/预加热器)中冷却至约600-800。离开空气预热器22并进入静电沉淀器(ESP)/织物过滤器24的烟道气温度为220-370。如果俘获汞需要的吸附剂为1lb./MMacf，则将需要注入约20lb/小时吸附剂。在5lb/MMacf(120mg/Nm3)时，需要的吸附剂为100lb/小时。
在用来除去单质汞或汞化物的系统26的第一实施方案中，起动配料碳质吸附剂是贮存在料仓30中的碳质吸附28的形式，碳质吸附剂28处于聚集体状态，这是因为很小的颗粒易于相互粘着。因此，通过进料器32将起动配料吸附剂28向分离装置34进料，其将吸附剂颗粒28粉碎(如果需要)并解聚集为接触配料碳质吸附剂和余留配料碳质吸附剂。所述接触配料碳质吸附剂具有的碳质吸附剂粒度分布为d50＜15微米，其中d50代表接触配料的整个分布中50质量％的颗粒，在分离后的接触配料碳质吸附剂粒度分布小于分离前起动配料碳质吸附剂的粒度分布并小于余留配料碳质吸附剂的粒度分布。
装置34可以是颗粒-颗粒分离器或喷磨机，其中压缩空气或高压蒸汽是能源。分离装置34执行三个功能颗粒-颗粒分离；粒度降低；和将细颗粒分级为“产品”和向料仓30返回的粗颗粒或在分离装置34中进一步加工的保留粗颗粒。
粒度分布的目标是d50＜15微米，优选d50＜8微米，最优选d50＜4微米，其中d50代表整个分布中50质量％的颗粒。当起始的粒度分布大于所需的产品尺寸时，需要降低原始粒度。如果原始粒度已经小于目标产品尺寸，则不需要降低原始粒度，如在炭黑的情况下，其中原始粒度小于1微米。该分离操作和任选的尺寸降低装置34的最小能量输入为10kWh/吨，更优选为100kWh/吨，最优选为1000kWh/吨。可以经由高压流体如蒸汽或空气喷磨机中的压缩空气36，或通过介质如在球磨机或辊磨机中的研磨球或辊提供该能量输入。
除通过分离装置34对其进行处理之外，在将吸附剂颗粒28向烟道气流中注射之前，要使它们经过一种或更多种加工。在一个备选方案中，沿着从料仓30至氧化器单元40的路径38传递吸附剂颗粒28，在此所述颗粒与氧化剂42(例如臭氧、过氧化氢、热空气、浓硝酸)接触使颗粒的外表面具有亲水性。然后可使经处理的吸附剂沿路径44向分离装置34进料或沿路径46向混合器48传送，在此用喷雾器54在吸附剂颗粒上喷施52溶液50，以在吸附剂颗粒28的表面上沉积卤素。溶液50选自碘化钾、溶于碘化钾的碘、碱金属卤化物(例如NaCl)和卤化物盐(例如CaCl2)或卤素酸(例如HCl、HI、HBr、HF)溶于水中的溶液。一般的添加剂量会在吸附剂中产生约0-5％的卤素浓度。然后将经处理的吸附剂沿路径56向分离装置34进料。
也可以通过在汽化器60中汽化卤素58并在吸附剂28上将其冷凝/吸附而在吸附剂28上沉积卤素58，如氯、溴、碘或氟。可以在(上述)颗粒氧化器40和进料器32之间、进料器32和分离装置34之间沿路径62向吸附剂28中注入经汽化的卤素，或沉积在“细粒”和离开分离装置34的解聚颗粒上。
卤素处理对除汞作用的效果显示在图6和表1中。图6显示用碘(0-2.5重量％)处理煤炭吸附剂28显著改善了吸附剂性能。采用未用碘处理的“细粉”煤炭吸附剂得到了约10％的除汞率，而采用添加了2.0％碘的“细粉”煤炭吸附剂获得了约95％的除汞率。表1显示了卤素处理对炭黑吸附剂和活性炭吸附剂的效果。对于表面积为100m2/g的炭黑和在烟道气中吸附剂浓度为50mg/Nm3而言，向吸附剂28中添加碘(处理后碳中有1％的I2)将除汞性能从20％提高至100％。对于烟道气中吸附剂浓度为100mg/Nm3的活性炭而言，向吸附剂中添加碘(处理后碳中有1％的I2)将除汞性能从75％提高至90％。
表1采用各种吸附剂和吸附剂浓度对空气气流的除汞效率(～200)

SA＝表面积；d50＝重均粒度图7显示了采用不同能量水平对两个注入管道中的样品进行颗粒-颗粒分离(解聚)的就地尺寸分布。第一个样品是“粗”商用粉末状活性炭，平均粒度(d50)为18μm。第二个样品是平均粒度(d50)为3μm的“细粒”吸附剂。当以用于颗粒分离的低能量水平(“差”分散)向管道中注射每一种样品时，在管道中观测到的实际粒度明显大于用较高能量进行颗粒分离(“高”分散)的情况。
离开分离器34的空气静压为约5-10英寸水位尺。这一静压头可能不足以使吸附剂28经由注射喷管向烟道气管道中进行输送和分配。如从图1中可见，可在分离装置34后面放置“脏空气”材料处理风扇/鼓风机64来增加用于吸附剂输送和分配的静压头。优选约30英寸水位尺的静压头。
本发明的设备还包含使接触配料碳质吸附剂与燃料转化产物在接触位置进行接触以使接触配料碳质吸附剂吸附汞的装置。因此，在接触位置66经由具有多个喷管的分配器68形式的装置注射解聚的吸附剂28和输送空气/蒸汽。设计注射端口，使之对吸附剂流施加切线动量(旋涡式端口)并提高吸附剂28在烟道气流12中的传播和分配速率。可以在锅炉18和对流通道/过热器20之间、对流通道/过热器20和空气预热器22之间或者空气预热器22和ESP/织物过滤器24之间向烟道气流12中注入吸附剂28。
这样，用来除去单质汞或汞化合物的系统26对料仓30中贮存的处于聚集态的起动配料的碳质吸附剂28进行了处理。通过进料器32向分离装置34进料吸附剂28，分离装置34粉碎(如果需要)和解聚吸附剂颗粒28至其原始尺寸分布。然后，将起动配料产生的经解聚的接触配料吸附剂28通过空气蒸汽输送，在烟道气管道中的接触位置66处注射，在那里，接触配料碳质吸附剂吸附来自烟道气中的汞。优选地，将接触配料碳质吸附剂向接触位置输送的本发明设备的输送装置运转时，在起动配料碳质吸附剂分离为接触配料碳质吸附剂和余留配料碳质吸附剂之后，在少于三十(30)分钟之内将平均至少百分之九十(90％)的接触配料碳质吸附剂输送至接触位置66，更优选其在运转时，在分离之后，在少于五(5)分钟之内，将平均至少百分之九十(90％)的接触配料碳质吸附剂输送至接触位置66，和最优选其在运转时，在分离之后，在少于一(1)分钟之内，将平均至少百分之九十(90％)的接触配料碳质吸附剂输送至接触位置66。
在根据本发明并示于图2中用于除去单质汞或汞化合物的系统的第二实施方案中，以下将该系统记作用于去除单质汞或汞化合物的系统69，在位置70从粉碎机出口抽出一部分在粉碎机16中粉碎的煤炭作为吸附剂28。优选在位置70抽出10-1000lb/小时的煤(向锅炉进料的总煤炭量的约0.01-1.0％)，更优选50-500lb/小时，最优选100-200lb/小时。可能需要鼓风机72提供移动抽取的吸附剂固体28的必需动力。
使抽取出的吸附剂固体28经过一种或更多种加工。可以在位置74用溶液50喷施吸附剂固体28以在吸附剂颗粒28的表面上沉积卤素。溶液50选自碘化钾、溶于碘化钾的碘、碱金属卤化物(例如NaCl)和卤化物盐(例如CaCl2)或卤素酸(例如HCl、HI、HBr、HF)溶于水中的溶液。一般的添加剂量会在吸附剂28中产生约0-5％的卤素浓度。然后将经处理的吸附剂28沿着路径76向分离装置34进料。
也可以通过在汽化器60中汽化并在吸附剂上冷凝/吸附卤素而在吸附剂上沉积卤素58，如氯、溴、碘或氟。可以在鼓风机72和分离装置34之间的位置78处将汽化的卤素注入吸附剂28中，或沉积在离开分离装置34的“细粒”和经解聚的颗粒上。
在分离装置34之后可以放置“脏空气”材料处理风扇/鼓风机64来增加静压头用于吸附剂输送和分配。经由与第一实施方案26相似的分配器68向烟道气管道中注入经解聚的吸附剂28和输送空气/蒸汽。可以在锅炉18和对流通道/过热器20之间、对流通道/过热器20和空气预热器22之间或空气预热器22和ESP/织物过滤器24之间向烟道气流12中注入吸附剂28。
在根据本发明并示于图3中用于除去单质汞或汞化合物的系统的第三实施方案中，以下将该系统记作用于去除单质汞或汞化合物的系统80，在位置82从粉碎机出口抽出一部分在粉碎机16中粉碎的煤炭作为吸附剂28。优选在位置82抽出10-1000lb/小时的煤炭(向锅炉进料的总煤炭量的约0.01-1.0％)，更优选50-500lb/小时，最优选100-200lb/小时。可能需要鼓风机84提供移动抽取的吸附剂固体28的必需动力。
通过使所述煤炭经受300-1500℃的温度在焦炭发生器反应器86中部分燃烧经抽取的煤炭。限制向焦炭发生器86供应的空气以实现仅部分煤炭燃烧，优选只有煤炭的挥发部分发生燃烧。因此，优选将空气量控制在煤炭完全燃烧需要量的0.3-1.0倍，更优选为煤炭完全燃烧需要量的0.5-0.7倍。
在下游的冷却部分90将沿路径88离开焦炭发生器86的高温固体和气体进行降温。可以采用水骤冷或空气、水或水蒸汽冷却的热交换器来冷却气体和固体。离开冷却部分90的气体和固体的温度优选为约300℃或更低。
然后将经冷却的气体和固体(焦炭)沿路径92向颗粒分离器94，优选旋风器输送。在位置96将带有一些细颗粒的经分离的气体排向主锅炉18以确保未燃烧烃和其它可燃物如一氧化碳和碳的完全燃烧。经颗粒分离器94分离的颗粒28沿路径98向料仓100卸料。或者，可以沿路径102将吸附剂颗粒28向氧化器单元104卸料，在这里颗粒28与氧化剂42(例如臭氧、过氧化氢、热空气、浓硝酸)接触，使颗粒的外表面具有亲水性。然后将经处理的吸附剂沿路径98向料仓100卸料。
在沿从料仓100至烟道气流12的路径106进料吸附剂28时，在吸附剂颗粒28的外表面上沉积卤素。在一个备选方案中，将吸附剂颗粒28向混合器48输送，在这里在吸附剂颗粒器28的表面上喷施溶液50，以在吸附剂颗粒28的表面上沉积卤素。溶液50选自碘化钾、溶于碘化钾的碘、碱金属卤化物(例如NaCl)和卤化物盐(例如CaCl2)或卤素酸(例如HCl、HI、HBr、HF)溶于水中的溶液。一般的添加剂量会在吸附剂中产生约0-5％的卤素浓度。然后将经处理的吸附剂28沿路径108通过进料器110向分离装置34进料。
或者，可以通过在汽化器60中汽化卤素58并将其冷凝/吸附在吸附剂28上来将卤素(例如氯、溴、碘或氟)沉积在吸附剂上。可以在料仓100和进料110之间、进料器110和分离装置34之间的位置112处将汽化的卤素注入到吸附剂28之中或者沉积到离开分离装置34的“细粒”和经解聚的颗粒上。
在分离装置34之后可以放置“脏空气”材料处理风扇/鼓风机64来增加静压头用于吸附剂输送和分配。经由与第一实施方案26相似的分配器68向烟道气管道中注入经解聚的吸附剂28并输送空气/蒸汽。可以在锅炉18和对流通道/过热器20之间、对流通道/过热器20和空气预热器22之间或空气预热器22和ESP/织物过滤器24之间向烟道气流12中注入吸附剂28。
在根据本发明并示于图8中的用于除去汞单质和汞化合物的系统的第四实施方案中，以下将该系统记作用于去除单质汞或汞化合物的系统114，吸附剂28具有除汞系统最优选的粒度，即d50＜2微米，其中d50代表整个分布中50质量％的颗粒，而且，在该第四实施方案中，这是通过将吸附剂28构造为炭黑或烟炱来实现的。与“粗的”和“聚集的”活性炭相比，为俘获锅炉烟道气中指定量的汞所需的炭黑/烟炱的量要少得多。例如，为去除90％的单质汞，与1000mg/Nm3“粗的”和“聚集的”活性炭的较大量相比，只需要50mg/Nm3的浸渍炭黑。还有，与活性炭相比，浸渍吸附剂28所需的氧化剂如碘的量要少得多(少于碳的1重量％)，而活性炭需要碳的1-10重量％。
在本系统114中用于生成具有所需极细粒度分布的吸附剂28的次级组件116中，在锅炉18的高温区内安放了烟炱生成装置118。在烟炱装置118下游的锅炉18的氧化区120确保了将烟炱生成过程中产生的CO和HC破坏掉。参考图9，氧化区中的温度优选为500-1000℃，更优选600-800℃，以确保对烟炱的破坏最小，对CO/HC的破坏最大。
在本系统114中用于产生具有所需极细粒度分布的吸附剂28的备选次级组件122中，在具有CO/HC氧化室126的分离烟炱生成装置124中生产炭黑/烟炱。CO/HC氧化室126可以具有用来接受破坏CO/HC所需氧气或空气的入口128。优化炭黑/烟炱流在CO/HC氧化室126中的停留时间以及在CO/HC氧化室126中保持的温度(优选500-1000℃，更优选600-800℃)，以便在烟炱破坏最低的情况下破坏CO/HC。
在本系统114中用于产生具有所需极细粒度分布的吸附剂28的另一个备选次级组件130中，在烟炱生成装置134和烟道气流12之间安放了以破坏CO和HC为目标的催化反应器132。此类催化反应器132的一个实例是涂覆了各种铂族金属(例如铂、铑、钯)的整料(例如由不锈钢或陶瓷制成)。图10显示了采用PGM催化剂时CO和HC的典型破坏曲线。在图10所示的温度下，不会将烟炱破坏至明显程度。
在常规的燃煤工厂中，到达静电沉淀器(ESP)或者织物过滤器的未燃烧炭主要为未完全燃烧的大煤炭颗粒形式。在通常的应用中，很少会存在细小的煤炭颗粒，因为它们已经完全燃烧掉了。因此，在常规工厂中，沉淀器或织物过滤器中收集到的灰分主要由较大的炭粒和较小的飞灰颗粒组成，极难将它们进行分离。
在上述除汞系统26、69、80、114中，通常在锅炉/主燃烧器18的外面生产碳质汞吸附剂28，接下来缩小其尺寸，然后引入到烟道气流12中。将吸附剂颗粒28制得极小，因此其明显区别于灰分并可以在图1-3中所示的灰分处理系统136中从通常的灰分中分离出来。
参考图4，充满汞的吸附剂28与飞灰137一起被收集在ESP/织物过滤器24中。将充满汞的吸附剂-飞灰混合物沿从ESP/织物过滤器24的料斗140至贮灰料仓142的路径138输送，然后用进料器146沿路径144向分级器148进料，分级器148能够将“细小”和低密度的汞吸附剂28从粗大和较稠密的飞灰137中分离出来。分级器148优选为带有独立控制分级轮的动力型的，优选在大于50m/s的端口速度下运行，更优选为100m/s以确保良好的分离效果和产物回收率。
可以在料仓142和分级器148之间安放颗粒-颗粒分离器150。颗粒-颗粒分离器150的作用是将充满汞的吸附剂28从飞灰127中分离出来，它们一起被收集在ESP/织物过滤器24中并贮存在料斗140和料仓142中，结果会发生聚集。可将喷射磨用于该目的，但几乎不需要缩小尺寸，因此，与需要减小粒度的情况相比，耗能较低。
如图1所示，SO3(三氧化硫)俘获吸附剂152可以在位置154处与汞吸附剂28一起或分别注入烟道气流12中。再参考图5，注射SO3(三氧化硫)俘获吸附剂152的系统156包括料仓158。通过进料器160将贮存在料仓158中的SO3(三氧化硫)俘获吸附剂152计量加入分离装置34中。然后通过鼓风机64和分配器68将解聚的颗粒152注入烟道气管道中。也可以采用与汞吸附剂28所用的那些相互分离的分离装置、鼓风机和分配器(未示出)。或者，可以将SO3(三氧化硫)俘获吸附剂前体162贮存在料仓158中并向前体转化器164中进料。例如，可以将石灰石162贮存在料仓158中并在锻烧炉164中转化为石灰152。应当认识到，可以将SO3(三氧化硫)俘获吸附剂系统156与任何除汞系统26、69、80、114一起或分别使用。
根据本发明，可以用添加剂对碳质吸附剂进行处理以进一步改善汞的氧化和俘获作用。这些添加剂包括卤素(氯、溴、碘、氟)和卤化物(实例包括氯化铵、溴化铵、氯化铁、溴化铁、氯化锌)、硫酸和磷酸。可以将这些添加剂以水基溶液或其它溶剂(如醇)基溶液的形式添加(例如通过喷施)到碳质材料中，然后蒸发掉所述水/溶剂。经由溶液方式向碳质材料中加入添加剂的实例是氯化铁。
也可以通过使添加剂与碳质吸附剂混合并将它们加热至使添加剂局部挥发但随后通过吸附分配在碳上的温度来加入添加剂。优选将碳质材料和添加剂加热至高于400，最优选高于500，以确保将它们在这些温度下向烟道气中注射时的稳定性。可以按以上方式加入的添加剂的实例是碘或溴。
根据本发明，碳基吸附剂是在下述位置注射的对于(1)在吸附剂表面上汞的氧化作用和对于(2)随后吸附剂的俘获作用，注入的吸附剂和烟道气中的汞之间的相互作用都最大化之处。在确定吸附剂注射位置时要优选考虑以下三种温度注射温度、收集温度和曝置温度的范围。在这一方面，注射温度被认为是吸附剂与烟道气首先相互接触的位置的温度。还有，收集温度被认为是指定收集位置的温度，在此，其上吸附了汞的碳质吸附剂从带有或不带有烟道气夹杂的其它固体、气体或液体的烟道气中分离出来。因此，指定收集位置可以分别为已知的颗粒去除装置如旋风器、静电沉淀器(ESP)、袋式收尘器或颗粒洗涤器。
与化石燃料如煤炭燃烧产生的烟道气中的汞俘获有关，据信吸附剂注射温度一般为400-1100，吸附剂收集温度为100-800。曝置温度受注射温度，即吸附剂注射时烟道气温度和收集温度，即大部分吸附剂从烟道气中除出时的烟道气温度的限制。另外，曝置温度范围(注射温度减去收集温度)应优选大于50，优选大于100，更优选大于200(不包括喷雾干燥器产生的温降)。图11显示了本发明吸附剂在空气加热器-ESP、空气加热器-喷雾干燥器-ESP和热ESP结构中的曝置温度。
就高于400的温度下向煤炭燃烧所获得的烟道气中注射活性炭的情况而言，试验显示汞的氧化和去除作用比在较低温度下注射的要高。
然而，在选择注射位置时要考虑温度的上限。选择这一限制要考虑高温下活性炭与烟道气中氧气的反应，该反应导致活性炭的消耗。例如，使活性炭在含有约5％氧气(典型烟道气)的气流中经历升温过程，在高于约750时会导致重量损失(参见图12，其是展示为测定点火温度细活性炭形式的吸附剂，在5％O2的N2中进行的热重分析的曲线图)。这为上限温度提供了定性测量。由于炭在锅炉烟道气中的这种曝置更宜用秒而不是分钟来测量，可以预计该上限温度将高于近1000。
这些温度限制确定了为汞俘获和氧化作用注射炭的优选温度范围。该范围优选为400-1100，更优选为500-900，最优选为550-750。当这些温度范围适合于该实施例中所用的碳质材料时，应当理解，以上确定的温度限制因不同种类的碳质材料、它们所经受的气体组成和炭在高温下曝置的停留时间而不同。因而，应当预料到，经由较高温度下注射碳质吸附剂来有效俘获烟道气中的汞仅受到诸如以上所述的工艺限制的限制，而不会受具体的绝对温度目标值的限制。
图13中示意性显示了对应于上述工艺限制的吸附剂注射位置的实例。在燃煤锅炉中，燃烧煤炭产生热烟道气，该热烟道气通过一系列热交换器并且其热量被汲取制造出过热蒸汽。在典型的常规结构中热交换器可由辐射炉部分(用于生产饱和蒸汽，位于热交换器的第一部分，在此未示出)组成，接下来是对流过热器和再热器部分(用来生产过热蒸汽)。图13中展示的热交换器结构的更下游部分包括预热水用的节热器部分310(在水进入辐射炉生产饱和蒸汽之前)和空气加热器部分312(用来预热燃烧用空气)。对于已确定的限制，将碳质吸附剂向烟道气流中注射的最佳位置是节热器和空气加热器之间的位置314。
注射在烟道气中的碳质吸附剂是在节热器310的出口处注射的。可以将其直接注射或在下述的磨316中进行尺寸缩减和解聚处理。在该工艺实施方案的一个变化方案中，在二个或更多位置注射碳质吸附剂，其中一个位置由确定的烟道气温度限制确定。例如，如图13中所示，除注射位置314之外，可以在空气加热器312的下游和颗粒收集装置320的上游位置提供第二注射位置318。
图14中示意性显示了吸附剂注射位置的另一个实例，其显示了包含选择催化反应器(SCR)的燃烧和烟道气处理装置。在该装置中，其第一部分未在文中显示，典型常规结构的热交换器可以由辐射炉部分(用来生产饱和蒸汽)组成，接下来是对流过热器和再热器部分(用来生产过热蒸汽)。在图14显示的热交换器结构的更下游部分包括预热水用的节热器部分610(在水进入辐射炉生产饱和蒸汽之前)和空气加热器部分612(用来预热燃烧用空气)。对于已确定的限制，将碳质吸附剂向烟道气流中注射的最佳位置是介于节热器610和选择催化反应器(SCR)616之间的位置614。
注入烟道气中的碳质吸附剂是在节热器610的出口处注射的。可以直接注射或者在磨618中经过尺寸缩减和解聚处理。
本发明向烟道气中注入碳吸附剂形成了以其各自在锅炉系统中不同的停留时间为特征的两组碳吸附剂第一组注入的碳吸附剂被认为是一组飞动的吸附剂颗粒，而第二组注入的碳吸附剂被认为是一组沉积的吸附剂颗粒。飞动的吸附剂颗粒定义为悬浮在烟道气流中与含汞烟道气接触的那些，特征在于其停留时间短至0.01秒-30秒。沉积的吸附剂颗粒是附着在锅炉系统表面上直接与烟道气中的汞接触的那些，特征在于其10秒-10天的较长停留时间。(该上限可以由管道系统中的吹灰周期和脱落确定。)从简单动力学的观点看，吸附剂对汞的俘获作用表示为俘获汞的量∝(飞动颗粒的总表面积)*(飞动颗粒的停留时间)+(沉积颗粒的总表面积)*(沉积颗粒的停留时间)
因此，在锅炉系统中的两组碳吸附剂中更优选的一组是沉积吸附剂颗粒，这是因为它们与烟道气中的汞接触得比另一组颗粒的时间长得多。根据本发明，对于给定量的注入碳吸附剂，沉积吸附剂颗粒的比例、沉积吸附剂颗粒的接触表面积和沉积吸附剂颗粒在锅炉系统内的停留时间均分别被最大化或最优化了。
图15显示了在试验中观测到的这两组颗粒对汞俘获作用所做的贡献。9-2μg/Nm3的初始汞减少量是由于飞动吸附剂和反应器壁上吸附剂的初始沉积造成的。随着更多的反应器表面被吸附剂覆盖，如图15所示，汞含量以更低的速度进一步降低直至为零。一旦将吸附剂进料器关闭，汞含量从零恢复到4，接下来缓慢地恢复到6。从零到4的恢复是由于飞动吸附剂的缺乏，从4到6的恢复是由于沉积吸附剂被汞饱和。
在典型的燃煤锅炉系统中，提供在所需温度范围100-1000内供吸附剂沉积的大表面积的“背传装置”是空气加热器、选择催化反应器(SCR)、静电沉淀器(ESP)进口喷嘴、ESP收集表面、烟道气管道系统和织物过滤器。根据本发明，在任何这些装置的上游注射吸附剂，以用吸附剂颗粒涂覆由它们提供的表面。以下是在这些装置上游注射吸附剂的实施例。
空气加热器用来预热初始的和/或二次空气，是提供吸附剂大沉积表面积的优异装置。在管状空气加热器中，冷空气经管道侧面(壳侧)流动，热烟道气经由该管道输送。在空气加热器管道入口的上游位置向烟道气中注入汞吸附剂，以使吸附剂颗粒在进入热交换器管道之前沿烟道气流的横截面均匀分布。经过热交换器管道的一部分吸附剂颗粒通过布朗运动或湍流扩散被沉积(或涂覆)在管道的内表面上。主要通过范德华力将颗粒固定在所述表面上，这些颗粒与烟道气中的汞相互作用直到它们被吹灰机构或仅被它们周围的气流剥落。
在入口的上游间隔地设计并安装吸附剂注射喷管，以确保吸附剂颗粒在热交换器管道上的均匀涂覆。为最大限度地利用热交换器管道表面，如图16所示，如果提供多个多重注射口410，以便沿烟道气流横截面上均匀地分配吸附剂颗粒，这是有利的。可以将注射口410构造为注射喷管，并且每组注射口410通常与各自的分配歧管412联通。吸附剂颗粒的均匀分布还确保了飞动颗粒与烟道气中汞的良好接触。
旋转再生空气加热器是热交换器表面元件在热烟道气管道和冷空气管道之间转动的再生热交换器。可以在烟道气管道中旋转再生空气加热器的上游安装注射喷管系统，以用吸附剂颗粒均匀地涂覆热交换器元件。
可以通过吸附剂表面改性或背传装置表面的改性或二者兼而有之来改善吸附剂的沉积。可以用粘性材料或其前体在注射前处理吸附剂表面。例如，可以用添加剂如溴化铵处理吸附剂表面，随着其与二氧化硫反应形成硫酸铵而变粘。该粘性表面改善了吸附剂沉积。
制备吸附剂(固相)、液相如水和/或其它能增进汞化学反应的添加剂(固或液相)的浆液混合物也是有利的。然后，如图17所示，将该浆液雾化/喷施到烟道气中，或直接喷施在背传装置的表面上。浆液的液相增加了在背传表面上的沉积。随着浆液中液相的蒸发，背传装置表面上的残留相(吸附剂和/或添加剂)暴露于烟道气与汞相互作用。
参考图18，其中演示了该工艺的另一种改进，其中，将吸附剂颗粒在注射前预先充电，同时，在吸附剂注射位置的下游提供反向充电(或接地)的表面。然后，充电的吸附剂颗粒优选附着于这些表面并与汞相互作用很长时间。这还能使预先充电的吸附剂颗粒从未充电的飞灰流中选择性地分离出来，由此避免了吸附剂对飞灰流的任何污染并使飞灰可以用于混凝土用途中。
另一种避免(或最小化)飞灰污染同时实现降汞作用的方法是向旋转再生空气加热器的空气侧或中间区域而不是烟道气侧注射吸附剂。在典型的旋转再生加热器中，烟道气中大部分(＞90％)的飞灰颗粒通过了空气加热器。如果在旋转再生加热器的上游向烟道气流中注射吸附剂颗粒，则大部分吸附剂颗粒通过空气加热器(飞动的吸附剂颗粒)，而仅一小部分吸附剂颗粒在空气加热器元件上沉积(沉积的吸附剂颗粒)。大部分注入的吸附剂颗粒仅短时间地参与汞的氧化/俘获过程，即0.01-30秒，然后终止在静电沉淀器(ESP)的灰分料斗或袋式集尘器中，污染飞灰流。
可以通过向空气加热器504空气侧502的上游(注意该旋转再生型空气加热器转子的这些部分循环地由空气侧502进入新鲜燃烧用空气506和由烟道气侧508进入烟道气流)或直接向中间区域中注射吸附剂以用吸附剂涂覆空气加热器元件来有利地最小化灰分料斗中飞灰的污染。如图19中所示，注入的吸附剂512的一小部分510涂覆了空气加热器元件514，大部分吸附剂颗粒被预热的空气516夹带，最后终止在高温燃烧器区并烧掉。
然后，空气侧502中被吸附剂涂覆了的空气加热器元件514旋转进入烟道气侧508，进行汞的氧化和俘获。沉积的吸附剂颗粒最终通过吹灰从所述元件表面移去，被烟道气518夹带，终止在ESP的灰分料斗或袋式集尘器中。然而，在该情形下，进入灰分料斗中的吸附剂的量显著低于将吸附剂向烟道气侧注射的情况。在该方式下，灰分料斗中飞灰的污染被明显最小化了。
通过空气加热器504空气侧502的吸附剂被夹带进入锅炉中。随着碳质吸附剂被烧掉，吸附剂中的任何添加剂都被释放到烟道气中。如果所述添加剂是卤素化合物如氯，那么加入的卤素将参与汞的化学反应，促进汞的氧化及其俘获作用。
还可以采用空气侧注射与烟道气侧注射的组合以进一步控制汞，如图23所示。
根据本发明向空气侧注射吸附剂还为带有热侧ESP的工厂提供了可行的汞控制方案。这种结构所用的常规汞控制方式是在ESP的上游注射吸附剂并用ESP俘获它们。这种控制方法技术上的困难在于吸附剂经历用来进行氧化的高温区，而不是用来俘获汞的低温区。吸附剂可能参与汞的氧化作用而非其俘获作用。
向空气侧注射吸附剂克服了这个困难。空气加热器位于氧化和俘获作用动力学均很快的温度区间内。烟道气侧注射与空气侧注射的结合有助于带有热侧ESP的工厂结构的汞控制，如图20所示。
空气加热元件的恒速转动使空气侧的吸附剂注射用注射喷管系统比烟道气侧注射所用的更为简单。空气侧注射的目标是尽可能均匀地用吸附剂覆盖尽量多的空气加热器元件表面。可以设计覆盖整个空气部分横截面的喷管系统。然而，由于空气加热器元件在烟道气管道和空气管道之间恒速转动，可以用简单的注射系统实现该目标，所述注射系统具有几个从空气加热器轴沿径向向外缘伸展的喷管。
图21中显示了喷管系统的实例，该图是在旋转再生空气加热器处进行吸附剂注射的示意图。部分A、B和C是旋转再生空气加热器的空气侧，而D、E和F是烟道气侧。A、B和C中的空气向上流动，而D、E和F中的烟道气向下流动。加热器元件逆时针转动。吸附剂在部分C注入。其中的一些向加热器元件表面沉积(用“x”截面线表示)，其中的大部分与燃烧用空气一起离开空气加热器。被吸附剂涂覆的加热器元件稍后进入烟道气侧并与烟道气中的汞相互作用。在这种方式中，向烟道气侧转移的吸附剂仅仅是沉积在表面上的。
用于旋转再生空气加热器的吸附剂注射喷管系统。在时间T0，空气加热器部分A在加热器的空气侧。在该情况下，注射喷管BC的位置随着加热器元件逆时针转动靠近烟道气侧的入口。注射喷管BC具有向管线部分BC的总区域内均匀喷施吸附剂的多重喷嘴。在时间t1，部分A靠近喷管BC。在时间t2，完成向部分A的吸附剂喷施。最后在时间t3，部分A旋转进入烟道气侧。在该方式中，所有空气加热器元件在进入烟道气侧之前都被吸附剂覆盖。部分A上沉积的吸附剂与烟道气中的汞相互作用。烟道气流进入该截面，空气流流出该截面。
由于各种原因，可以选择就地产生和/或处理吸附剂以对汞进行控制。在就地制备少量吸附剂时，建议确保对吸附剂制备过程中不希望的副产品进行适当环保控制。向吸附剂制备设备中引入污染控制装置如洗涤器或颗粒控制装置使就地制备经济性变差。克服这一就地生产问题的方法是在操作中将就地生产设备的出口与空气侧旋转再生加热器的上游相连，如图22所示。
在就地生产工艺中，吸附剂与不需要的副产品一起产生。该情况下副产品可以是任何未使用的添加剂、工艺过程中产生的烃类中间材料、溶剂或烟道气。随着输出气流被引向空气侧，一些吸附剂将沉积到空气加热器元件表面上，而其余的则逸出空气加热器。包括大部分副产物的逸出气流将与终止在锅炉燃烧区内的燃烧用空气混合。
在该方式下，来自就地生产设备的副产物经历高温破坏并被锅炉系统的污染控制装置俘获。
因而，可以认为，当采用静电沉淀器(ESP)和袋式集尘器时，本发明提供了以下诸优点较低吸附剂消耗和成本、避免了现有的ESP下游高资本成本设备(袋式集尘器)的使用、在烟道气中不存在固有卤素(低氯燃料)的情况下除汞、无活性(较低活性)炭在飞灰中的生成导致了较低的处理成本和在混凝土中的潜在应用、为具有热侧ESP的工厂结构提供了高成本效率的方案。
虽然已经对优选实施方案进行了显示和描述，但在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种改型和替换。因此，应当认为，对本发明进行的描述是以示例而非限制的方式进行的。
权利要求
1.从燃料转化产物中除去汞的方法，包括使碳质吸附剂在400-1100的接触位置上与燃料转化产物接触，在此该碳质吸附剂吸附汞；和除去在其上已经吸附了汞的碳质吸附剂。
2.权利要求1的方法，其中使碳质吸附剂在400-1100的接触位置上与燃料转化产物接触包括使碳质吸附剂在500-900的接触位置上与燃料转化产物接触。
3.权利要求1的方法，其中使碳质吸附剂在400-1100的接触位置上与燃料转化产物接触包括使碳质吸附剂在550-750的接触位置上与燃料转化产物接触。
4.权利要求1的方法，进一步包括在使碳质吸附剂与燃料转化产物接触之前，在所述碳质吸附剂上沉积卤素和酸性物质中的至少一种。
5.权利要求1的方法，其中燃料转化产物包括煤炭燃烧产生的飞灰，并且对其上吸附了汞的碳质吸附剂的除去包括从燃料转化产物中分离掉已经吸附了汞的碳质吸附剂，包括使燃料转化产物经历分级工艺，该工艺经操作可以从较粗糙和较稠密的飞灰中分离出碳质吸附剂。
6.权利要求1的方法，其中燃料转化产物包括煤炭燃烧产生的烟道气，并且所述碳质吸附剂从烟道气中吸附单质汞和汞化合物中的至少一种。
7.权利要求1的方法，其中使吸附剂的收集温度经设计对应于各个接触位置的温度，以便在吸附剂与烟道气在接触位置和收集位置之间移动而相互接触的时间过程中，在该时间内曝置温度的偏差，即各个接触位置温度与各个收集位置温度之间的差大于50，由此，对应于处于400-1100范围的各个接触位置温度，各个收集温度的值比各个接触位置温度低至少50。
8.权利要求7的方法，其中使各个收集温度经设计对应于其值为100-800的各个接触位置温度。
9.权利要求7的方法，其中使各个收集温度经设计对应于其值为120-400的各个接触位置温度。
10.权利要求7的方法，其中使各个收集温度经设计对应于其值为140-300的各个接触位置温度。
11.权利要求1的方法，其中使吸附剂的收集温度经设计对应于各个接触位置的温度，以便在吸附剂与烟道气在接触位置和收集位置之间移动而相互接触的时间过程中，在该时间内曝置温度的偏差，即各个接触位置温度与各个收集位置温度之间的差大于100，由此，对应于处于400-1100范围的各个接触位置温度，各个收集温度的值比各个接触位置温度低至少100。
12.权利要求1的方法，其中使吸附剂的收集温度经设计对应于各个接触位置的温度，以便在吸附剂与烟道气在接触位置和收集位置之间移动而相互接触的时间过程中，在该时间内曝置温度的偏差，即各个接触位置温度与各个收集位置温度之间的差大于200，由此，对应于处于400-1100范围的各个接触位置温度，各个收集温度的值比各个接触位置温度低至少200。
13.权利要求7的方法，还包括对碳质吸附剂的表面和沿接触位置和收集位置之间路径的表面的至少一个进行改性，由此增进碳质吸附剂在沿接触位置和收集位置之间路径表面上的沉积，在该过程中，吸附剂和烟道气之间彼此接触。
14.权利要求13的方法，其中对碳质吸附剂的表面和沿接触位置和收集位置之间路径的表面的至少一个进行的改性包括用添加剂处理碳质吸附剂以提高碳质吸附剂的粘性。
15.权利要求14的方法，其中为提高碳质吸附剂粘性而用添加剂对碳质吸附剂所做的处理包括用卤化铵处理碳质吸附剂。
16.权利要求13的方法，其中对碳质吸附剂表面和沿接触位置和收集位置之间路径的表面的至少一个进行的改性包括向碳质吸附剂赋予增加的电荷。
17.权利要求1的方法，其中燃料转化产物经由空气加热器移动以实现将热量从燃料转化产物向空气流的传递，并且使碳质吸附剂与燃料转化产物在接触位置接触包括在空气加热器空气侧的上游注射碳质吸附剂。
18.权利要求1的方法，其中燃料转化产物经由空气加热器移动以实现将热量从燃料转化产物向空气流的传递，并且使碳质吸附剂与燃料转化产物在接触位置接触包括在空气加热器空气侧的上游和空气加热器烟道气侧的上游注射碳质吸附剂。
全文摘要
用于除去单质汞或汞化合物的系统26处理以聚集状态贮存在料仓30中的起动配料碳质吸附剂28。通过进料器32将吸附剂28向分离装置34进料，该装置将吸附剂颗粒28粉碎(如果需要)并解聚至其原始尺寸分布。该装置34可以是颗粒－颗粒分离器或喷射磨，其中压缩空气或高压蒸汽是能量源。将起动配料产生的经解聚的接触配料吸附剂28通过空气蒸汽输送，在烟道气管道中的位置66进行注射，在这里接触配料碳质吸附剂吸附烟道气中的汞。
文档编号B01D53/10GK1943842SQ200510108408
公开日2007年4月11日 申请日期2005年10月8日 优先权日2004年10月8日
发明者S·斯里尼瓦萨查, S·G·康, K·W·约翰逊 申请人:阿尔斯托姆科技有限公司