专利名称：消除气体中痕量汞的方法
技术领域：
本发明涉及一种从气体如含SO2的焙烧炉气中基本上完全消除残留的痕量汞的方法，该气体已经氯化物洗涤器处理以去聊元素Hg。
背景技术：
大多数国家对来自工业过程的汞的排放有极严格的要求。含元素汞的气体已构成向环境排放工业汞的最大来源之一，在近25年中已提出许多新的气体-净化方法以从这种气体中消除元素汞。但是大多数所提出的方法，特别是最有效的方法从工业上看过于复杂，并需采用昂贵的特殊设备或专门的反应剂和添加剂以能达到满意的结果。
少数的已得到实际广泛应用，并属于最有效的以及至少在冶金领域有主要应用的方法之一称为“卜立顿-诺齐格法(Boliden-NorzinkProcess)”，也称为“氯化物法”在US-A 3849537、US-A 4233274和US-A 4640751中描述了其各种实施方案，并近来在WO 98/53900中给出其新式方案，该方法是在洗涤装置中进行，该装置包括一个独立的吸收塔，塔中洗涤液通过喷嘴喷雾到填料体上，然后在塔底收集该溶液，洗涤液除含氯化汞(II)外，还含有从气体中提取的任何二氧化硫，并且提取和分离的汞呈固体氯化汞(I)(甘汞Hg2Cl2)形态。在气体中存在的汞蒸汽，即元素汞Hg0在洗涤塔中借助洗涤液中的氯化汞(II)快速和有效地氧化，以形成氯化汞(I)。离开洗涤塔的洗涤液在基本上是闭合的系统中循环。
在氯化物洗涤装置中已净化掉Hg的气体通常可送入例如硫酸的生产中或在气体不含SO2并且该气体满足现在环境要求无需再减少其中的Hg含量的情况下，将气体排放到大气中。但是，在特定情况下，已提出要基本上消除气体中残留的Hg。
例如US-A 4233274中已提出采用另一个氯化物洗涤步骤，与主洗涤器相比，它含有相当低的Hg2Cl2含量，以消除气体中的残留元素汞，如果可能，以达到完全消除气体中的痕量Hg(Hg0)。但是采用另一氯化物洗涤步骤并未达到气体中残留痕量Hg的完全去除，而残留的Hg仍然存在，但是量是减少了，但尽管采用双氯化物洗涤步骤也未达到完全消除。
因此，从技术和经济两方面的原因，所述要求难以满足，因为气体中的痕量Hg呈各种化学和物理型式，发现以这种后处理方法难以足够捕集含Hg的组分。由氯化物洗涤器来的气体除残留的痕量元素Hg外，还以从洗涤步骤载出的含Hg化合物的物质颗粒形式含有痕量Hg。它们以悬浮形态存在于气体中，例如新形成的Hg2Cl2雾和载带出的含HgCl2及来自氯化物洗涤器的洗涤液的液滴以及HgCl2蒸汽。
用于净化含小含量元素Hg的过滤器有各种各样型式，但它们均不能消除上述的各种物理和化学型式的痕量Hg。例如有不同类型的炭过滤器，如DE-B-2150592所描述的，但由于有害的水冷凝使其具有一定的缺点，还有US-A-3786619中描述的硒过滤器，这两类过滤器对去除少量气态元素Hg是有效的，但对含Hg的成分的去除却不太好。同样还有Dowa Mining已取得专利权的方法，该方法基于使用硫和硫化物，例如特别是活化的金属硫化物，其公开在US-A-4206183中，其后有一些日本专利特别涉及使用各种金属硫化物，包括合成的和天然的(如硫化铅矿)。这些方法及装置均不能高效地用于消除在氯化物洗涤器中所处理气体中的痕量Hg。
发明内容
出人意料地发现，以一种经济上价格不过高而技术上非常好的方法，可由氯化物洗涤器的排气中基本上除去存在的所有含汞的组分，以致基本上去除所有的痕量Hg。这是由本发明的方法及采用权利要求中提出的步骤来达到。
按照本发明方法，气体进入洗涤装置，其中气体经洗涤液洗涤，以使气体中所有气态的HgCl2含量被洗涤液吸收，并在强扰动，因此也是在强的机械分离作用下，使所有Hg、HgCl2和Hg2Cl2以及其它以颗粒和液滴形式存在的Hg的化合物以物理方式聚集成较大的聚集体或附聚体，然后使其以所存在的形式或附聚的形式从气体中分离出来，以达与气体分离。
正如上面所看到的，该洗涤装置有两个主要功能，第一是使含Hg的气体组分溶解或以其它任何方法被洗涤液吸收，第二是使呈颗粒形式的组分经强扰动作用机械聚合成较大的聚集体或附聚体。在这种作用下，形成使其能从其悬浮的气相中分离出来的如此大的聚集体或附聚体，使其能经回收、收集并与气体和洗涤液分离。这种洗涤装置是已知的，例如用于从燃烧或其它化学或冶金工艺的气体中除尖。这类装置是基于借助入口气的加速和阻滞所形成的特别强烈的扰动作用。
按照本发明的方法，可将在氯化物洗涤装置中已经处理的气体中的汞含量减少至少10倍，低达20μg/m3以下。
现参阅单一附图
详细描述本发明，该图表示以一种实施方案实施该装置的流程图，其中处理来自焙烧炉的含二氧化硫的气体，并且其中排出基本上不含Hg的气体以用于生产硫酸。
来自焙烧炉的含二氧化硫的气体经多步冷却和净化，并接着进入通常的湿式过滤器1，在该过滤器中除去大部分固体颗粒。然后基本上无颗粒的气体进入上述类型的氯化物洗涤装置2。氯化物洗涤装置2吸收大部分进入的气态Hg(所谓Hg0)，但留下痕量的特别细的新形成的Hg2Cl2雾、HgCl2蒸汽、残余的Hg0和由气体从含溶解HgCl2和固体HgCl2的吸收溶液载带的液滴。经氯化物洗涤器处理后的气体再进入洗涤装置3，在该洗涤装置中，洗涤溶液将吸收大部分HgCl2蒸汽和不同来源的Hg颗粒，并使各种物理和化学物经分离或附聚并然后分离。另一方面Hg0的捕集不好，并在所述使用含二氧化硫的情况下甚至发生相反的反应，从而新形成Hg0，由于二氧化硫的还原特性Hg0从洗涤器3的水溶液中解吸出来。从洗涤器3中排出的部分洗涤液的量较小并还仅含小的Hg量，它可以没有问题地送到氯化物洗涤器2上游的任一气体净化步骤中。排出的液体可由另加液体补偿。
在这些进一步消除基本上由Hg0组成的残余的痕量Hg是所希望的也是需要的情况下，它可按本发明实施方案在附图所示的另一步骤中达到消除，即经风机4将气体送入过滤器5，例如硒过滤器或炭过滤器，在该过滤器中去除最后的痕量Hg0。例如US-A-3796619描述的这种过滤器，它用Se作吸收剂，或US-A-4206183描述的过滤器，其中使用硫、合成或天然的硫化物作为吸收剂。
在正常情况下，经洗涤处理后的气体含Hg量很低，足以满足实际的需要和要求以及当前的环保法律。任何进一步的处理，例如消除任何残留的元素Hg是不必的，也是不需要的，因为在洗涤处理中吸收了非常大量的Hg。但是，也可能采用较简单的手段来完成本发明方法以进一步消除这种穿过洗涤器或在洗涤器中形成的极小量的元素Hg。这种实施方案以上面所述的另一步骤所描述，其中使用过滤器5来基本上消除全部的Hg0。对于将来对Hg排放的可能的更为严格的要求来说，痕量Hg的全部消除可能是需要的。但是，Hg0的进一步消除在许多情况下甚至通过在加络合形成剂的洗涤塔中可有利地进行，例如加卤化物或拟卤化物到洗涤液中。
本发明方法的主要优点是可以不同程度地改进新型的或旧式的氯化物洗涤器来满足将来对Hg去除所增加的要求。
权利要求
1.一种从气体如含SO2的焙烧炉气中基本上完全消除残余的痕量汞的方法，该气体已经氯化物洗涤以除去元素Hg，其特征在于，将该气体引入洗涤装置，并用洗涤液洗涤，以使气体中的气态HgC12被洗涤液吸收，该气体在洗涤器中经扰动和机械作用使Hg、HgCl2和Hg2Cl2以及以颗粒及液滴形式存在的其它Hg的化合物以物理方式聚集成较大的聚集体或附聚体，并且导致所形成的聚集体或附聚体和存在的较大颗粒与气体分离，然后收集及去除。
2.权利要求1的方法，其特征在于，洗涤液基本上是水或稀的含水液体。
3.权利要求1和2之一的方法，其特征在于，洗涤液含络合形成剂如卤化物和/或拟卤化物。
4.权利要求1-3之一的方法，其特征在于，经处理的气体进入过滤器以吸收任何残余的气态元素Hg。
5.权利要求4的方法，其特征在于，该过滤器含硒作为活性化合物。
6.权利要求4的方法，其特征在于，该过滤器含硫、硫化物或其它硫的化合物作为活性化合物。
7.权利要求4的方法，其特征在于，该过滤器含活化的硫化铅作为活性化合物。
全文摘要
本发明涉及一种从气体如含SO
文档编号B01D53/46GK1421265SQ0215243
公开日2003年6月4日 申请日期2002年11月27日 优先权日2001年11月28日
发明者T·阿古林 申请人:波立登工程有限公司