专利名称：通过减少氧化空气的流量强化湿式涤气器法对汞的控制的制作方法
本
发明内容
是按照与美国能源部(DOE)的研究合同(合同号DE-FC22-94PC94251)，以及与Ohio煤炭研究公司(OCDO)的资助金协议(资助金协议号CDO／D-922-13)进行的。美国政府和Ohio州政府享有一定权利。
本发明是于1999年3月31日提交的美国专利临时申请09／282，483，标题为在湿式涤气器中通过减少氧化空气的流量增强对汞的控制的后续申请。申请号为09／282，483的这个专利申请参考结合于此。除非另行指出，在09／282，483中的术语定义对本发明说明书也有效。
本发明广义上涉及燃烧以及烟道气净化的方法及设备的领域，具体而言，涉及用湿式涤气器处理除去燃烧产生的烟道气中汞的行之有效的新方法及设备。
近年来，美国能源部(DOE)和环境保护局(EPA)资助了测量和控制燃煤锅炉和废物发电厂的有害气体污染物(HAP)排放量的研究。数个研究项目的最初结果显示，重金属和挥发性有机碳(VOC)的排放量很小，除了汞(Hg)以外。与大多数其它金属不同，大部分的汞留在气相中，并且在静电集尘器和织物过滤器通常采用的温度下不会凝结为飞灰颗粒。因此，汞不象其它金属的飞灰那样能收集下来处置掉。情况复杂的是，汞可以其氧化态(Hg+2)或以元素形式(Hg0)存在，每种形式受到随后的污染控制设备的不同影响。在常规的湿式涤气器中Hg+2相当容易捕捉，而捕捉Hg0就很困难。汞存在的这些类型的相对量取决于诸多因素，如燃料类型、锅炉燃烧效率、安装的微粒收集器类型、以及各种其它因素。就安装的微粒收集器类型的影响而说，已表明，当用于大多数公用事业应用时，静电集尘器会影响过程中的化学反应，作为这种影响的一个是在其后面的湿式涤气器中Hg+2会转变为Hg0，它通常也可应用公用事业来降低SO2的排放。然后Hg与烟道气一起排放。
就本发明人所知，还没有与控制烟道气脱硫(FGD)系统中氧化空气流量，用以改进对汞的控制有关的现有技术。
本发明所根据的前提是烟道气中有低浓度硫化物的存在有助于除汞。
McDermott Technology，Inc．(MTI)为评价FGD系统中汞的控制进行了试验，结果表明，在湿式涤气器前采用静电集尘器(ESP)与织物过滤器时，会明显降低汞控制的效率。在湿式涤气器前面使用ESP时穿过湿式涤气器的元素硫含量增加，而当使用织物过滤器时元素硫含量几乎不变。曾经认为，有“产生硫化物”的分子如硫化氢(H2S)存在时，通过其与氧化态汞(Hg+2)反应就会形成硫化汞(HgS)，结果强化了对汞的控制。另外，还认为这些产生硫化物的物质的一部分在ESP中会被电晕和臭氧破坏，而没有这些物质用于进行上述的迅速转化，氧化态的汞将通过反应还原为元素汞。元素汞不溶解于水溶液，因此与烟道气一起从湿式涤气器排出。虽然存在的硫化物浓度通常被认为是低浓度，但进入吸收器的汞浓度在2-30μg／dscm(微克／干的标准米3)范围，大致对应于0．2-3．3份／109(ppb)。所以，即使一种物质仅以ppm范围的量存在，其浓度也比汞约高三个数量级。
支持这些假定的另一些资料包括在MTI试验期间的观察结果，即湿式涤气器浆料中几乎所有的汞存在于其固体部分中。这个结果支持了汞的最终形式是HgS的看法，因为HgS的溶解度积为3×10-52，所以会从水相中沉淀出来。
本发明的一个方面涉及使用湿式涤气器，用湿式涤气器浆料收集和洗涤含汞工业废气的方法，湿式涤气器有一个盛有湿式涤气器浆料的吸收剂反应罐，对该罐供应氧化用空气，具体的改进包括减少对吸收反应罐的氧化空气供应量，用以降低从湿式涤气器排出的工业废气中的汞含量。
本发明第二方面涉及使用湿式涤气器，用湿式涤气器的浆料收集和洗涤含汞工业废气的设备，湿式涤气器有一个盛有湿式涤气器浆料的吸收剂反应罐，对该罐供应氧化用的空气，具体的改进包括连接到吸收反应罐的减少氧化空气装置，用于减少对吸收反应罐的氧化空气供应，以降低从湿式涤气器排出的工业废气中的汞含量。
本发明第三方面涉及一种使用湿式涤气器，用湿式涤气器的浆料收集和洗涤含汞工业废气的方法，湿式涤气器有一个盛有湿式涤气器浆料的吸收反应罐，对该罐供应氧化用的空气。该方法包括控制通到吸收反应罐中湿式涤气器浆料中的氧化空气量，使其小于湿式涤气器浆料发生标称100％氧化所需的流量。按这种方式，用于洗涤工业废气的湿式涤气器浆料含有一个要求的亚硫酸盐浓度，足以使工业废气的除汞量大于向湿式涤气器浆料通过足够的氧化空气使湿式涤气器浆料发生标称100％氧化时的除汞量。
本发明第四方面涉及一个组合的设备用湿式涤气器浆料收集和洗涤含汞工业废气的湿式涤气器，该湿式涤气器有一个盛有湿式涤气器浆料的吸收反应罐；向吸收反应罐内的湿式涤气器浆料供应氧化空气的装置；用于减少输送到吸收反应罐内的湿式涤气器浆料的氧化空气流量的减少氧化空气的装置。减少氧化空气的装置能将供给湿式涤气器浆料的氧化空气量减少到足以使工业废气的除汞量大于向湿式涤气器提供足够的氧化空气使湿式涤气器浆料发生标称100％氧化上的除汞量。
本发明第五方面涉及一个组合的设备用湿式涤气器浆料收集和洗涤含汞工业废气的湿式涤气器，该湿式涤气器有一个盛有湿式涤气器浆料的吸收反应罐，对该罐供应氧化空气；向吸收反应罐中的湿式涤气器浆料提供可控流量的氧化空气流的装置；以及根据湿式涤气器浆料中的亚硫酸盐的测量浓度控制通到吸收反应罐中湿式涤气器浆料的氧化空气流量的装置。该控制装置能控制氧化空气流量，使其小于湿式涤气器浆料发生标称100％氧化所需的流量，以保证用于洗涤工业废气的湿式涤气器浆料含有一个选定的亚硫酸盐非零浓度。以这种方式，上述设备的组合就能使工业废气除汞量大于向湿式涤气器提供足够的氧化空气使湿式涤气器浆料发生标称100％氧化时的除汞量。
在所附构成说明书一部分的权利要求书中，具体指出本发明的各新颖性特征。为更好地理解本发明，以及通过使用本发明能实现的操作优点和具体目的，并参阅本说明书和附图，在说明书中描述了本发明的优选实施方案。
图1是说明本发明的第一实施方案所使用的湿式涤气器和周围系统的示意图。
图2是说明本发明的第二实施方案所使用的湿式涤气器和周围系统的示意图。
图3是说明供给湿式涤气器的氧化空气的变化对从湿式涤气器处理的工业废气的除汞量影响的图。
图4是说明氧化百分数随湿式涤气器浆料中亚硫酸盐浓度(毫摩尔／升)变化的图。
参阅附图时，各图中相同的数字标明相同或功能相同的部件。图1所示为本发明的第一实施方案，应用于处理烟道气的湿式涤气器装置，标为装置10。当然，本发明的方法很可能首先在从燃烧矿物燃料如煤炭的公用事业锅炉装置产生的烟道气除去汞中获得工业应用，但任何使用吸收剂组件类型的湿式涤气器来净化烟道气的工业过程均可利用。这些工业过程包括焚烧厂、废物发电厂、或其它产生含汞气体产物的工业过程。因此，为方便起见，在下面的讨论中将使用的术语工业废气、烟道气或仅仅废气都是指任何工业过程中的废气，从其中要除去有害的组分如汞。
另外，关于这样的装置10的更详细的描述可参阅蒸汽的产生和使用，40th Ed．，Stultz and Kitto，Eds．，Copyright 1992 The Babcock & Wilcox Company,具体是其35章，二氧化硫的控制，其内容参考结合于此。该书中有Babcock & Wilcox Company(B& W)制造的一种形式的湿式涤气器30的描述，本发明可应用于这种湿式涤气器，但是本发明不限于B&W的湿式涤气器设计。本领域的技术人员应理解，本发明的原理同样可应用于从其它制造商购得的其它设计类型的湿式涤气器。
广义上本发明是提供产生硫化物的物质来控制经湿式涤气器14处理的烟道气或工业废气12中的汞排放。根据本发明，认为通过减少向湿式涤气器14下部的吸收反应罐(ART)16提供的氧化空气可实现这一点。结果，烟道气12中的汞可能的最终形式是硫化汞，硫化汞是相对稳定的固体，是自然界最常见的汞的形式。
烟道气12通常由在前面的(相对于烟道气流动通过装置10的方向而言)设备(未标出)中燃烧矿物燃料和／或固体废物而产生，它通过进口烟道18输送到湿式涤气器14。在许多装置中，烟道气12首先是输送通过颗粒除去装置(图中标为20)，从中除去飞灰和其它颗粒，之后进入湿式涤气器14。本领域的技术人员应该理解，颗粒除去装置20可以包括织物过滤器、静电集尘器、或适用于从烟道气12除去要求量的颗粒的类型装置。在湿式涤气器14中处理后，经洗涤的烟道气22通过湿式涤气器出口24从湿式涤气器14排出。
空压机或鼓风机28提供的氧化空气26通过氧化空气供料管30和32输送到ART16，促进ART16中的湿式涤气器浆料34所含的亚硫酸盐的氧化，尽可能形成硫酸钙二水合物(CaSO4·2H2O)，即石膏。
常规的湿式涤气器14目前按照称作“前馈”控制模式来操作／控制；即对烟道气脱硫系统除去SO2的合适量进行了简单设计或更精确的余量设计。例如，在采用强制氧化的湿式涤气器14中，向湿式涤气器14提供氧化空气的空压机设计为全速操作，提供比根据设计条件的充分氧化空气还多的氧化空气。通常由于测量可靠性较差，并不进行SO2的测量作为控制系统的输入信号。换句话说，通常不采用“后馈”控制。
这种装置10的常规操作方法是，向湿式涤气器浆料34提供充分的氧化空气26，保证亚硫酸盐几乎全部氧化生产石膏，而本发明与此不同，有意将要供给ART16的氧化空气26的流量降低到不会使亚硫酸盐几乎或基本上100％地氧化为石膏。下文中，本申请将采用术语“标称100％氧化”指的是在常规湿式涤气器操作程序下所达到的强制氧化的程度。以降低氧化空气26流量的方式操作湿式涤气器装置10，湿式涤气器浆料34的氧化就小于标称100％。其结果是湿式涤气器34中存在非零浓度的亚硫酸盐，即使是ppm浓度，但即使是这样相对低的亚硫酸盐浓度也是足以形成硫化汞HgS的浓度，HgS可被湿式涤气器14收集。
一般认为，在产生基本上都是石膏的湿洗涤的强制氧化系统中，可检测到一些亚硫酸盐。换句话说，在被认为是标称“100％”氧化条件下操作的系统中，在所获的石膏样品中仍可发现“非零”浓度的亚硫酸盐。因此，很重要的是认识到，根据本发明降低供给湿式涤气器的氧化空气26的量会逐步导致更好地控制从湿式涤气器14排放的汞。一般的湿式涤气器装置10使用一个以上的空压机28，向湿式涤气器组件14提供强制氧化空气26。根据本发明，为减少氧化空气26的流量可以关闭一个空压机，减少氧化空气26的供给量。或者，在仅提供一个空压机28的不太可能的情况下，就让该空压机28在其设计转速运行而使一部分氧化空气26在进入湿式涤气器组件14之前放空，从而降低供给湿式涤气器组件14的氧化空气的流量。
因此，本发明要求将输入到ART的氧化空气26流量降低到小于通常在强制氧化湿式涤气器装置10操作期间所使用的量，以达到在湿式涤气器浆料34中有可测浓度的亚硫酸盐，较好为大于约0．3毫摩尔／升的浓度。确定这个操作点或操作条件(即略小于100％氧化为石膏)的一种方法是通过降低氧化空气26的流量，同时监测湿式涤气器浆料34中的亚硫酸盐浓度，来确定亚硫酸盐刚开始显示在湿式涤气器浆料34液相中很低但可测浓度的那点。换句话说，湿式涤气器浆料34中的亚硫酸盐浓度可用作氧化程度的标志，因此可以确定很可能开始存在产生硫化物的物质的那个点。如下文将描述的，本发明另一方面涉及使用湿式涤气器浆料34中的亚硫酸盐浓度的测量值作为控制系统的输入参数，从而控制进入ART16的氧化空气26的流量。
湿式涤气器14操作期间，循环泵33将湿式涤气器浆料34从ART16向上输送通过管35进入吸收剂喷淋头37，该喷淋头位于湿式涤气器14的上部。湿式涤气器浆料34被逆向喷入烟道气12中，从中吸收SO2。湿式涤气器浆料34淋下通过各装置，再排回到ART16。从ART被泵33循环的湿式涤气器浆料34，有一小部分通向与ART连接的脱水系统如水力旋流器36。用过的湿式涤气器浆料34通常含有约15％的悬浮固体。水力旋流器36对此湿式涤气器浆料34进行浓缩。湿式涤气器浆料34(也称作含石膏和水的石膏排放浆料)通过石膏排放管38进入水力旋流器。水力旋流器36的底流部分被浓缩至约25％固体后，通过底流管42从系统除去。水力旋流器36的顶流部分含有约4％固体，通过顶流管40送回ART16。
在常规的湿式涤气器装置10中，要求将亚硫酸钙进行标称100％氧化成为硫酸钙二水合物(CaSO4·2H2O)即石膏，以制得“壁板质量”的石膏。如果根据本发明要求，采用小于标称100％的氧化来达到要求的汞控制浓度，仍然要求获得壁板质量的石膏，本发明的另一个方面涉及一个可采用的系统，它在图中标为44，该系统对通过底流管42输入的水力旋流器底流流体进行次级氧化。具体而言，底流管42将石膏排放浆料34送入次级氧化罐46，该罐中装有混合装置48。次级氧化系统44就可以对来自水力旋流器36的部分石膏排放浆料34进行次级氧化，将最后一部分的亚硫酸钙氧化为石膏。由于在这里仅是少量石膏排放浆料34需要被氧化，次级氧化系统44中的设备(罐46和混合装置48)的规模和成本都很小。对用于输送最终石膏产品流体54至后面的处理装置(图中未标出)的管道50和相连的泵52也同样如此。就本发明人所知，还没有人采用次级氧化来完成最后部分的氧化，也没有用于对汞实施控制。
用现有的设备，且系统中不需加入添加剂，就可以减少ART16中使用的氧化空气量。如果石膏产品流54的纯度下降到低于其给定用途的要求，上述用于次级氧化的设备和方法就可用来使石膏产品流的纯度达到该要求。次级氧化系统44所需要的氧化空气26(通过空气管道56向罐46提供)也是很少的，因为原来体积中只有很小部分进行此次级即最后的氧化。应该注意到许多湿式涤气器装置10是采用一个吸收剂放空罐(图中未标出)，就可以将该罐用作次级氧化系统的罐46。
在MTI的实验室试验中对这种方法进行了评价。就数种煤炭燃烧的烟道气，采用标准的和较小的氧化空气流量进行了对进入湿式涤气器14前后的汞的测量。结果一致显示，当按照图3所示试验降低氧化空气流量时，改善了汞的捕集，防止了通过涤气器的元素汞的增加。图3中，长条“WS进口”和“WS出口”分别指湿式涤气器14进口和出口的情况。●图3表明，用常规的氧化空气流量(图3中最左面一对长条，标为“氧化空气基线”)，达到46％的总除汞量，以元素汞(Hg0)形式从湿式涤气器14排出的汞的分数明显增加。●当氧化空气26的流量略为降低时(图3中间一对长条，标为“中等氧化空气”)，达到57％的总汞除去。尽管仍观察到以元素汞(Hg0)形式从湿式涤气器14排出的汞的百分数增加，但是其百分增加小于氧化空气基线的情况。●最后，当氧化空气26的流量降低到恰好能观察到湿式涤气器浆料34中有亚硫酸盐时(图3最右面的一对长条，标为“低氧化空气”)，达到80％的总除汞量，以元素汞(Hg0)形式从湿式涤气器14排出的汞的百分数实际上没有变化。
因此，这些试验的结果表明，将氧化空气流量控制在形成高纯度石膏所需的最小值，是强化湿FGD系统中控制汞的有效方法。此时烟道气12中的汞的最终形式是硫化汞，作为一种固体它相对稳定，是自然界中最常见的形式。
应该注意，为了使湿式涤气器14中的堵塞(其意义见后)最小并且确保高纯度石膏(要求壁板质量的石膏时)，很重要的是亚硫酸钙转化为硫酸钙(石膏)的转化率要高。然而，试验表明，仅存在少量的亚硫酸钙就可以明显改进对汞的控制。当石膏是土地填埋处置时，石膏的纯度并不是问题，就可将氧化空气26的流量控制到控制汞排放所需的程度。堵塞是本领域的术语，其意义是吸着剂(通常是石灰)颗粒被亚硫酸盐晶体包封而失去活性。图4是说明氧化百分数随湿式涤气器浆料中亚硫酸盐浓度变化的计算结果图。对本发明目的，要最大限度地控制汞，需控制或调节氧化空气流使亚硫酸盐浓度在约0．3-20．0毫摩尔／升范围。这些亚硫酸盐浓度分别对应于恰小于100％氧化到约98％氧化的范围。预计由于两个原因，这样的湿式涤气器和强制氧化系统的操作应使氧化百分数保持在大于98％。主要原因是氧化水平低于98％，在控制汞排放方面已不会提供进一步的好处。次要原因如前面所述，是当氧化百分数小于98％时，在湿式涤气器系统的操作中堵塞现象很可能比较严重。
对要求壁板质量的石膏的情况，本发明可以对石膏排放浆料34进行次级氧化，将最后一部分亚硫酸钙转化为石膏。
图2显示本发明的另一方面，其方法和设备是采用湿式涤气器浆料34中的亚硫酸盐浓度的测量值作为控制系统的输入参数，来控制进入ART16的氧化空气26的流量。为清楚起见，图2中的湿式涤气器装置标为100。可以对在管道35中循环的湿式涤气器浆料34、在ART16本身内的湿式涤气器浆料34、或在其它位置如通过顶流管40输送的水力旋流器顶流中进行的亚硫酸盐浓度的测量。然而，应该注意到在正常操作下在这后一位置的流体中亚硫酸盐的浓度会有点偏低，在标定该系统时必须考虑这一事实。
更具体而言，这样的控制系统宜包括一个控制器装置60，最好是基于微处理器的控制装置，用于接受指示湿式涤气器浆料34中亚硫酸盐浓度的信号。为此目的装有一个或多个亚硫酸盐浓度传感装置62，它们各自的信号通过线路64输送到控制器装置60。控制器装置60还可装有接受来自手工操作器或另一个控制装置的亚硫酸盐浓度设定值66的输入。控制器装置60操作时，比较测定的即传感器给出的亚硫酸盐浓度与给定值66，就比较的结果产生的控制信号沿线路68输出，该信号就控制供给ART16的氧化空气26流量的控制装置。如图2中所示，控制氧化空气26流量的装置的一种形式包括位于管32中的氧化空气控制阀装置70，用于控制供给ART16的氧化空气26量。可为控制器装置60编制程序，按所需的时间间隔或就按预定的固定时间间隔，对测出的亚硫酸盐浓度与设定浓度66进行比较，该所需的时间间隔根据亚硫酸盐浓度随时间的实际变化经验确定。如果确定这样的反馈控制类型并不必要或过于复杂，也可以为控制器60可编制程序，仅输出一个固定的控制信号给控制氧化空气流量的装置70。显示装置72和数据储存装置74也可以连接在控制器装置60上，分别供操作人员观察设定或测出的亚硫酸浓度值以及记录这些数据。本发明还设想不采用亚硫酸盐浓度传感装置62，而是在本应安装这些传感装置62的位置上采集实际样品，然后在较远的场所例如实验室对样品进行分析。在这种情况下，就不需要复杂的控制系统，可以根据现场确定的设定值建立基本上固定的氧化空气26的流量。
虽然详细描述了本发明的具体实施方案，说明了本发明的原理，但应该理解在不偏离这些原理下本发明可以采用其它的实施方案。尤其应该理解，本发明可用来对使用强制氧化的现有湿式涤气器装置进行修改、变动或代替，并可用于新型的湿式涤气器装置。在本发明的一些实施方案中，可以采用本发明的各种特征而不相应采用其它特征。然而所有的这些实施方案需在下面的权利要求书的范围和其等价物中。
权利要求
1．使用湿式涤气器，用湿式涤气器浆料收集和洗涤含汞的工业废气的方法，该湿式涤气器中有内装湿式涤气器浆料的吸收反应罐，向其提供氧化空气，方法的改进包括减少对吸收反应罐氧化空气的供应量，用以降低从湿式涤气器排出的工业废气中的汞含量。
2．如权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法包括减少对吸收反应罐的氧化空气的供应量，使湿式涤气器浆料中的亚硫酸盐浓度大于约0．3毫摩尔／升的步骤。
3．如权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法包括输送工业废气通过织物过滤器或静电集尘器，从工业废气中除去颗粒，然后将其输送到湿式涤气器的步骤。
4．如权利要求1所述的方法，其特征在于在所述吸收反应罐中形成石膏，所述方法包括从吸收反应罐排放石膏流并且使该石膏流进行次级氧化的步骤。
5．使用湿式涤气器，用湿式涤气器浆料收集和洗涤含汞工业废气的设备，所述湿式涤气器有内装湿式涤气器浆料的吸收反应罐，向其提供氧化空气，设备的改进包括连接到吸收反应罐的减少氧化空气供应量的装置，用于减少供给吸收反应罐的氧化空气，降低从湿式涤气器排出的工业废气中的汞含量。
6．如权利要求5所述的设备，其特征在于所述减少氧化空气供应量的装置将供给吸收反应罐的氧化空气减少到使湿式涤气器浆料中的亚硫酸盐浓度大于约0．3毫摩尔／升。
7．如权利要求5所述的设备，其特征在于所述设备包括输送工业废气通过织物过滤器或静电集尘器，从工业废气中除去颗粒，然后将其输送到湿式涤气器的装置。
8．如权利要求5所述的设备，其特征在于在吸收反应罐中形成石膏，所述设备包括从吸收反应罐排放石膏流的装置以及用于氧化该石膏流的次级氧化装置。
9．使用湿式涤气器，用湿式涤气器浆料收集和洗涤含汞的工业废气的方法，所述湿式涤气器中有内装湿式涤气器浆料的吸收反应罐，向其提供氧化空气，所述方法包括控制向吸收反应罐内的湿式涤气器浆料供给氧化空气的流量，使其小于达到湿式涤气器浆料发生标称100％氧化所需的氧化空气流量，以保证用于洗涤工业废气的湿式涤气器浆料含有要求的亚硫酸盐浓度，足以使工业废气的除汞量大于向湿式涤气器浆料提供充分的氧化空气使其发生标称100％氧化时的除汞量。
10．如权利要求9所述的方法，其特征在于湿式涤气器浆料中亚硫酸盐浓度大于约0．3毫摩尔／升。
11．如权利要求9所述的方法，其特征在于所述方法包括输送工业废气通过织物过滤器，从中除去颗粒，然后将其供给湿式涤气器的步骤。
12．如权利要求9所述的方法，其特征在于所述方法包括输送工业废气通过静电集尘器，从中除去颗粒，然后将其供给湿式涤气器的步骤。
13．如权利要求9所述的方法，其特征在于所述方法包括测定湿式涤气器浆料中的亚硫酸盐浓度，根据所述测定结果来控制进入吸收反应罐中湿式涤气器浆料的氧化空气流量的步骤。
14．如权利要求9所述的方法，其特征在于所述方法包括测定湿式涤气器浆料中亚硫酸盐浓度，将该测得的亚硫酸盐浓度与预定的设定值进行比较，根据所述比较结果来控制进入吸收反应罐的湿式涤气器浆料的氧化空气流量的步骤。
15．如权利要求14所述的方法，其特征在于所述方法包括根据所述比较结果产生控制信号，使用该控制信号来控制氧化空气控制装置，控制向吸收反应罐内湿式涤气器浆料输送氧化空气量的步骤。
16．如权利要求14所述的方法，其特征在于所述方法包括在下列位置中的至少一个位置测定湿式涤气器浆料中的亚硫酸盐浓度的步骤从吸收反应罐将湿式涤气器浆料输送至湿式涤气器上部的循环管内；吸收反应罐内；以及从水力旋流器将湿式涤气器浆料返回到吸收反应罐的顶流管内。
17．如权利要求9所述的方法，其特征在于所述方法包括下列步骤将小部分从吸收反应罐出来的湿式涤气器浆料通向水力旋流器中将其浓缩，将来自水力旋流器的底流部分输送到次级氧化系统，向该次级氧化系统提供氧化空气，以及在次级氧化系统中对湿式涤气器浆料进行氧化，从而将其中最后部分的亚硫酸盐转化为石膏。
18．组合设备，它包括用湿式涤气器浆料收集和洗涤含汞工业废气的湿式涤气器，该湿式涤气器有内装湿式涤气器浆料的吸收反应罐，以及向吸收反应罐中湿式涤气器浆料提供氧化空气的装置；减小向吸收反应罐中湿式涤气器浆料提供氧化空气的流量足以使工业废气的除汞量大于供给湿式涤气器浆料充分的氧化空气使其发生标称100％氧化时除汞量的减少氧化空气流量装置。
19．如权利要求18所述的设备，其特征在于减少氧化空气的装置降低向吸收反应罐内湿式涤气器浆料供给氧化空气的流量，使湿式涤气器浆料中选定的亚硫酸盐浓度大于约0．3毫摩尔／升。
20．如权利要求18所述的设备，其特征在于所述设备包括测定湿式涤气器浆料中亚硫酸盐浓度的装置以及根据所述的测定值控制进入吸收反应罐的氧化空气的流量的装置。
21．如权利要求20所述的设备，其特征在于所述测定湿式涤气器浆料中亚硫酸盐浓度的装置位于下列位置中的至少一个从吸收反应罐将湿式涤气器浆料输送至湿式涤气器上部的循环管内；吸收反应罐内；以及从水力旋流器将湿式涤气器浆料返回到吸收反应罐的顶流管内。
22．组合设备，它包括用湿式涤气器浆料收集和洗涤含汞工业废气的湿式涤气器，该湿式涤气器有内装湿式涤气器浆料的吸收反应罐，向该罐提供氧化空气；向吸收反应罐中的湿式涤气器浆料提供可控流量的氧化空气流的装置；以及根据测定的湿式涤气器浆料中亚硫酸盐的浓度来控制通到吸收反应罐中湿式涤气器浆料的氧化空气流量的装置，所述控制装置可以控制氧化空气流量，使其小于湿式涤气器浆料发生标称100％氧化所需的流量，确保用于洗涤工业废气的湿式涤气器浆料含有选定的亚硫酸盐浓度，足以使工业废气的除汞量大于向湿式涤气器浆料提供充分的氧化空气使其发生标称100％氧化时的除汞量。
23．如权利要求22所述的设备，其特征在于所述设备包括测定湿式涤气器浆料中亚硫酸盐浓度并产生指示该浓度的信号的装置，所述测定装置位于下列位置的至少一个位置从吸收反应罐将湿式涤气器浆料输送至湿式涤气器上部的循环管内；吸收反应罐内；以及从水力旋流器将湿式涤气器浆料返回到吸收反应罐的顶流管内。
24．如权利要求23所述的设备，其特征在于所述设备包括用于将指示测定的亚硫酸盐浓度的信号输送至控制氧化空气流量装置的装置；将用户确定的设定值输入所述用于控制氧化空气流量装置的装置；将所述测定的亚硫酸盐浓度信号与所述给定值进行比较，产生一个控制信号，将其传输给用于控制通入吸收反应罐内湿式涤气器浆料的氧化空气流量的装置的装置。
25．如权利要求22所述的设备，其特征在于所述设备包括将小部分来自吸收反应罐的湿式涤气器浆料转送到水力旋流器进行浓缩的装置；将水力旋流器的底流部分输送到次级氧化系统的装置；向次级氧化系统提供氧化空气的装置，在次级氧化系统中对湿式涤气器浆料进行氧化并将其所含最后部分的亚硫酸盐转化为石膏。
26．如权利要求25所述的设备，其特征在于所述次级氧化系统包括一个罐，该罐连接到将水力旋流器的底流部分输送至次级氧化系统的装置。
27．如权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法包括减少供给吸收反应罐的氧化空气，使湿式涤气器浆料中的亚硫酸盐浓度小于约20．0毫摩尔／升的步骤。
28．如权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法包括减少供给吸收反应罐的氧化空气的量，使湿式涤气器浆料中的亚硫酸盐浓度在大于约0．3毫摩尔／升至约20．0毫摩尔／升范围的步骤。
29．如权利要求5所述的设备，其特征在于所述减少氧化空气的装置减少向吸收反应罐供给氧化空气的量，使湿式涤气器浆料中的亚硫酸盐浓度小于约20．0毫摩尔／升。
30．如权利要求5所述的设备，其特征在于所述减少氧化空气的装置减少对吸收反应罐的氧化空气的供应量，使湿式涤气器浆料中的亚硫酸盐浓度在大于约0．3毫摩尔／升至约20．0毫摩尔／升范围。
31．如权利要求9所述的方法，其特征在于湿式涤气器浆料中的亚硫酸盐浓度小于约20．0毫摩尔／升。
32．如权利要求9所述的方法，其特征在于湿式涤气器浆料中的亚硫酸盐浓度在大于约0．3毫摩尔／升至约20．0毫摩尔／升的范围。
33．如权利要求18所述的设备，其特征在于所述减少氧化空气的装置降低供给吸收反应罐内湿式涤气器浆料的氧化空气流量，使选定的湿式涤气器浆料中的亚硫酸盐浓度小于约20．0毫摩尔／升。
34．如权利要求18所述的设备，其特征在于所述减少氧化空气的装置降低供给吸收反应罐内湿式涤气器浆料的氧化空气流量，使选定的湿式涤气器浆料中的亚硫酸盐浓度在大于约0．3毫摩尔／升至约20．0毫摩尔／升范围。
全文摘要
一种减少工业废气中汞的方法和设备,它是通过降低湿式涤气器的吸收反应罐中的氧化,使得增加湿式涤气器中的亚硫酸盐增多从而强化工业废气中的除汞。将供给吸收反应罐内湿式涤气器浆料的氧化空气流量控制在小于使湿式涤气器浆料发生标称100%氧化所需的氧化空气流量,用于洗涤工业废气的湿式涤气器浆料就含有应该选定的可以更大程度地从工业废气除汞的亚硫酸盐非零浓度。选定的湿式涤气器浆料中的亚硫酸盐浓度宜约为0.3毫摩尔/升。
文档编号B01D53/18GK1283516SQ0010534
公开日2001年2月14日 申请日期2000年3月31日 优先权日1999年3月31日
发明者K·E·雷丁杰, M·J·霍姆斯, D·A·马登 申请人:巴布考克及威尔考克斯公司, 麦克德莫技术股份有限公司