专利8580214B2讨论了引入选自HBr和HI的卤化氢。该技术的一个缺陷是，活性卤素产物可能是高度有毒的、腐蚀性的并且很难处理。
[0016]有些含卤素的材料可以在一定温度下使用，低于该温度，它们当与吸附材料(例如活性碳)结合时是热不稳定的。使用溴化处理的活性碳是很好的证明。此处，吸附材料可被灌注有溴化化合物，其在注射位置另外不可能是活性的。溴化处理的吸附材料用于催化氧化汞。然后，吸附剂可保持汞，这样它能与吸附剂一起在下游的微粒去除设备中被去除。
[0017]在被注入到烟气路径之前、期间或者之后，通过使得含溴化合物与吸附剂结合，能产生溴化处理的吸附剂。商用可获取的活性碳在注入之前被溴化处理。但是，不总是这种情况。例如，Heuter等人提交的美国专利申请US 2012/0308454 Al讨论了如下一种方法，通过该方法，含溴的化合物和含碳的吸附剂(活性碳或者活性焦炭)作为混合物被添加到烟气中，或者在相对于烟气流的上游，开始与以一阵烟气尘的形式被引入到烟气流中的含碳的吸附剂接触。
[0018]如本文所述，有各种方式使得活性卤素产物引入到烟气流中。一旦被引入，它们就通过各种方式促进汞氧化，形成能使用为去除其它污染物质所设计的设备从烟气流中被去除的汞的形态。不幸的是，已有的许多技术在设备的操作方面或者设备本身上具有不合需求的结果。例如，卤素添加到燃料或者锅炉内部可能导致锅炉内部的金属表面的腐蚀。同样地，可能产生其它化合物(例如氨)，引起设备的污垢，或者导致从该设备的其它排放物。因此，需要一种方法，其合理地使用被注入到锅炉本身的下游的无毒的添加剂，不需要补充使用吸附剂。
【发明内容】
[0019]提供了用于减少在石化燃料(例如煤)燃烧时的汞的排放的工艺和方法。在有些实施例中，卤盐(例如溴化钠)被注入在省煤器和烟道之间的烟气路径中，此处温度通常低于约500°C。因为许多卤盐在低于约500°C的温度下是非热不稳定的，所以它们不产生活性卤素产物，因而在氧化元素汞方面不是有效的。但是，有些烟气流含有某些烟气构成成分，例如三氧化硫或者硫酸，其与卤盐反应形成活性卤素产物。这些产物然后能通过各种方式与元素汞反应，以产生汞的氧化形态。这种氧化的汞然后能使用下游的烟气清洁装置(例如，微粒控制装置或者SCV冼涤器)被捕获。
[0020]为了更好地理解本发明的具体的说明，前面已经比较宽泛地概述了本发明的某些方面。在下文中将说明形成本发明的权利要求书的主题的本发明的附加的特征和优势。本领域的技术人员应该理解，容易利用所公开的概念和具体的实施例作为用于改进或者设计用于实现本发明的同样目的的其它结构或者方法的基础。本领域的技术人员也应该意识到，那些等同的构造不脱离如在随附的权利要求书中说明的本发明的精神和范围。
【附图说明】
[0021]为了更加完全地理解本发明以及其优势，现在结合附图进行下面的说明，在附图中，相同的参考数字表示相同的特征，其中:
[0022]图1表示典型的燃煤发电设备的布局；和
[0023]图2示出了本发明的某些实施例的卤盐的注射位置。
【具体实施方式】
[0024]本发明指的是用于从烟气中去除元素汞的改进的方法和系统等等。下面具体地说明当前优选的实施例的结构和用法。但是，应该理解，本发明提供了许多可应用的发明的概念，其可以在除了从烟气中去除汞之外的范围广泛的背景下实施。因此，说明的特定的实施例仅是示出了用于进行和使用本发明的特定的方式，不限制本发明的范围。此外，下面的术语在用于本文中时应该具有关联的意义:
[0025]“排放物控制装置”意味着用于从烟气流中去除排放物的任何装置，包括:静电除尘器、织物过滤器，以及湿式洗涤器；
[0026]“烟气”意味着从工业过程中产生的排放气体，并且包括如下两种:会被与它从中被产生的过程或者甚至另一种关联过程(例如，用于产生热)连接使用的气体，，其会通过用于从工业过程中传送排放废气的烟道排出进入环境中。烟气可从任何工业过程中产生，例如发电过程、金属熔炼过程等等，其中，在该烟气中存在汞的任何形态；
[0027]“固定结构”意味着被置于烟气流中的不运动的含有固体物的化学剂；
[0028]“卤盐”意味着任何卤化物的盐，包括，但不局限于:含有卤素阴离子的盐，例如氯化物、溴化物、氟化物或者碘化物，以及非齒素阳离子，例如钠、镁、妈或者钾，例如包括:溴化钠、氯化钠、氟化钠、碘化钠、溴化钙、氯化钙、氟化钙、碘化钙、溴化镁、氯化镁、氟化镁、碘化镁、溴化钾、氯化钾、氟化钾和碘化钾；
[0029]“注射”意味着从包含烟气的工作管道的外部的点将材料引入到烟气中，并且包括:液相溶液或者粉末引入到烟气中，和在烟气流中放置固体物；
[0030]“未”意味着任何形态的汞，包括但不局限于:Hg的所有的氧化物形态、元素Hg以及颗粒态的汞；
[0031]“分子齒素”意味着以分子形态存在的任何齒素，例如Br2, Cl2^P F 2，以及分子齒素解离产生的产物，例如Br2的解离以形成Br自由基、Br阴离子、Br阳离子或者其组合物；
[0032]“活性卤素前驱体”意味着含卤素的化学品，其不是活性卤素产物，而是以某一方式(例如热分解)能够被分解或者转化为活性卤素产物；
[0033]“活性卤素产物”意味着含卤素产物，其能通过一种方式或者另一种引起汞的氧化。活性卤素产物的示例包括:卤素的原子形态(Cl，Br，I或者F)、卤素的分子形态(Br2, Cl2, 12和 F 2)，以及卤化氢(HCl, HBr, HI 和 HF)；以及
[0034]“硫酸”意味着以气相存在的、或者作为液体凝结的硫酸，以及气相硫酸的无水形态的二氧化硫。
[0035]现在参照图1，示出了构造成燃烧化石燃料以产生能量的典型的设备。例如，对于燃煤锅炉而言，煤从外部位置(煤堆或者供煤驳等)被传送14，并且在粉碎燃料磨粉机16中通过大的金属球被研磨成非常细的粉末。粉碎的煤在强制通风风扇20的驱动下与预热的空气24混合。
[0036]热的空气-燃料混合物在高压下被压进锅炉中，在锅炉中它被快速地点燃。高纯度的水沿着锅炉的管道线路的壁垂直向上流动，此处它变成蒸汽，开始从烟气中抽取热能的过程。在锅炉中产生的蒸汽被用于使用涡轮机和辅助设备的系统产生电能，并且来自蒸汽的凝结物在省煤器23处被再循环到锅炉开始处。在锅炉水中抽取的能量使得烟气的温度下降，并且，在烟气离开省煤器的点处，温度通常处于600到800° F的范围内。
[0037]烟气在省煤器出口处的温度(600到800° F)是重要的。在该温度下，许多卤盐是非热不稳定的，并且不被看作活性卤素前驱体(这说明了这些盐为什么共同地被应用到燃料上或者被注射到锅炉中，此处温度超过了至少1，000° F)。
[0038]为了提高热效率，来自省煤器的烟气被在空气预热器24中引入的助燃空气进一步冷却，此处烟气的温度通常被降低到220到400° F的范围内。
[0039]在省煤器和烟道28之间的烟气路径通常包含排放物控制设备，用于去除各种烟气污染物。通常在空气预热器的上游出现的设备能包括可选的催化还原(SCR)系统，用于减少放物。通常在空气预热器的下游出现的设备能包括:用于微粒去除的干式或者湿式静电除尘器(ESP或者WESP)、织物过滤器(堆袋室)和湿式或者干式烟气脱硫(FGD)系统。其它的通用的排放物控制系统包括用于去除硫酸的设备和用于注射活性碳的设备。所有的这些排放物控制系统在从烟气中去除汞方面具有重要作用，并且受到存在的活性卤素产物的影响。