烟道气湿式洗涤器系统中的腐蚀控制和硒除去的制作方法
【专利摘要】本发明提供通过使用两种化学物质，独自地或彼此结合地，来减少从化石燃料的燃烧而到环境中的硒排放的方法和组合物。该方法使用聚二硫代氨基甲酸化合物、包括衍生自由丙烯酸-x和烷基胺制备的聚合物的聚二硫代氨基甲酸化合物，连同洗涤器工艺来俘获硒并减少其在排泄水相中的排放。所述方法和组合物还帮助减少洗涤器工艺中的腐蚀。
【专利说明】烟道气湿式洗涤器系统中的腐蚀控制和砸除去
[0001]本申请是于2007年12月7日提交的美国专利申请序列号11/952，637，和于2010年4月6日提交的美国专利申请序列号12/754，683的部分继续申请，它们的公开内容通过引用引入本文。
[0002]版权通知
[0003]本专利文件的公开内容的一部分含有或可能含有受版权保护的材料。版权所有者不反对任何人完全以其在专利和商标局专利文件或记录中出现的形式对本专利文件或本专利公开内容进行影印复制，但在别的方面在任何情况下保留全部的版权权利。
【技术领域】
[0004]本发明涉及烟道气湿式洗涤器工艺的处理。更具体地说，本发明涉及通过烟道气湿式洗涤器工艺从烟道气俘获硒的方法。本发明还涉及使烟道气湿式洗涤器工艺中的腐蚀最小化。
【背景技术】
[0005]世界上对电的需求持续增长。为了与增长的需求保持一致，指望煤作为一种发电来源。当前，燃烧煤生产美国所产生电力的大约50%。在发电厂中煤的燃烧导致能量的释放，也导致固体废物例如残洛和粉煤灰的产生，以及烟道气排放物(flue gas emiss1ns)进入环境中。排放标准，如由美国环境保护局(EPA)制定的1990清洁空气法修正案(TheClean Air ActAmendments of 1990)所明确表达的,要求评估来自公共事业发电厂的有害空气污染物。
[0006]主要的气体排放物是标准污染物(criteria pollutant)(例如二氧化硫、二氧化氮、颗粒材料以及一氧化碳)。大气中全部二氧化硫的大约三分之二和二氧化氮的四分之一可归因于通过燃烧煤及其它燃料实现的发电。
[0007]次要排放物取决于正在被燃烧的煤或燃料的类型，但是包括例如汞、硒、砷和硼。硒化学类似于硫化学，其中硒作为二氧化硒存在于烟道气中并在吸收到烟道气湿式洗涤器工艺内的液流中时立即转化成亚硒酸根离子。虽然已知某些化学物质成功地俘获重金属阳离子，但是此类化学物质不能预期有效降低由烟道气湿式洗涤器工艺产生的废液中的硒浓度。
[0008]另外，由于转移至洗涤器液体中的烟道气中存在的高浓度的卤素，所以烟道气湿式洗涤器工艺可由于腐蚀而失效。最近，命名为2205合金不锈钢的冶金由于其低成本和高的耐氯化物性而在工业中变得流行。典型地，这些洗涤器将在它们的液体中存在10-12, OOOppm氯化物浓度的情况下操作。令人遗憾地，由2205合金建造的烟道气湿式洗涤器已经经历程度提高的点蚀和局部腐蚀，导致强制的不定期装置停机和昂贵的修复。
[0009]已经商业上执行的对于腐蚀问题的一种潜在解决方案是使用潜在调节防护(“PAP”)系统。PAP系统沿着金属表面施加电势致力于控制和降低腐蚀。这种方法已经成功，但是它要求将电极安装到洗涤器中并不断施加电势和电流。它仍受困于仅可应用到洗涤器内的湿润的表面。
[0010]这种问题的另一个解决方案是在小于2000ppm氯化物浓度下操作烟道气湿式洗涤器。虽然这延长故障间隔时间，但是它不完全地使腐蚀停止。此外，这种解决方案导致更高的排污率(blowdown rate)，转化为更高的耗水量，更高的废水处理费用和总体更高的操作成本。
[0011]因此，仍需要可以从烟道气湿式洗涤器工艺中的烟道气成本有效地除去硒的技术。理想地，该技术可具有使烟道气湿式洗涤器工艺中的腐蚀最小化的额外收益。下述的本发明解决这些需求。
[0012]发明概述
[0013]本发明涉及从烟道气湿式洗涤器工艺中的烟道气除去硒的方法。本发明还涉及用于使烟道气湿式洗涤器工艺中的腐蚀最小化的方法。每种方法包括以下步骤:使燃料燃烧，从而产生烟道气；和让该烟道气进入包含至少一种聚硫代氨基甲酸材料的聚二硫代氨基甲酸化合物的烟道气湿式洗涤器工艺。
[0014]在另一个实施方案中，该方法包括以下步骤:使燃料燃烧，从而产生烟道气；和让该烟道气进入包含衍生自至少两种单体:丙烯酸-X和烷基胺的聚合物的烟道气湿式洗涤器工艺，和其中所述丙烯酸-X具有以下通式:
[0015]
【权利要求】
1.一种使烟道气湿式洗涤器工艺中的腐蚀最小化和/或从烟道气湿式洗涤器工艺中的烟道气除去硒的方法，该方法包括以下步骤: 使燃料燃烧，从而产生烟道气；和 让所述烟道气进入烟道气湿式洗涤器工艺，该烟道气湿式洗涤器工艺包含洗涤器液体和包含以下物质中至少一种的组合物: (i)衍生自至少两种单体:丙烯酸-X和烷基胺的聚合物，且其中所述丙烯酸-X具有以下通式:
其中X = OH和其盐、或NHR2，且其中R1和R2是H或烷基或芳基，其中所述聚合物的分子量在500-200，000之间，和其中所述聚合物经改性以含有能够清除至少一种含金属的组合物的官能团；和 (?)至少一种聚硫代氨基甲酸材料的聚二硫代氨基甲酸化合物。
2.权利要求1的方法，其中所述烟道气湿式洗涤器工艺还包含含过渡金属盐的第二组合物。
3.权利要求1的方法，其中所述烟道气湿式洗涤器工艺包含湿式烟道气脱硫器工艺。
4.权利要求1的方法，其中所述官能团是二硫代氨基甲酸盐基和其中所述聚合物具有55-80摩尔％的所述二硫代氨基甲酸盐基。
5.权利要求1的方法，其中所述聚二硫代氨基甲酸化合物包含30-80摩尔％的二硫代氨基甲酸盐基。
6.权利要求1的方法，其中所述聚二硫代氨基甲酸化合物具有500-100，OOODa的分子量。
7.权利要求1的方法，其中所述聚二硫代氨基甲酸化合物按相对于硒含量1:1-2000:1的重量比存在于烟道气湿式洗涤器工艺中。
8.权利要求1的方法，其中所述丙烯酸-X为丙烯酸或其盐，且所述烷基胺为PEHA或TEPA或DETA或TETA或EDA，且其中所述丙烯酸_x和所述烷基胺之间的摩尔比为0.85至1.5 ;且其中所述聚合物的分子量为1，500至8，000 ;且其中所述聚合物经改性以含有多于55摩尔％的二硫代氨基甲酸或其盐。
9.权利要求1的方法，其中所述燃料选自由煤、回收煤、天然气、工业废物、气化废物生物质和它们的任何组合组成的组。
10.权利要求1的方法，其中所述烟道气湿式洗涤器工艺采用包含2205合金的设备。
11.一种物质的组合物，包含:(i)衍生自至少两种单体:丙烯酸-X和烷基胺的聚合物，和其中所述丙烯酸-X具有以下通式:
其中X = OH和其盐、或NHR2，且其中R1和R2是H或烷基或芳基，其中所述聚合物的分子量在500-200，000之间，和其中所述聚合物经改性以含有能够清除至少一种含金属的组合物的官能团；和 (ii)过渡金属盐。
12.权利要求11的组合物，其中所述组合物还包含至少一种聚硫代氨基甲酸材料的聚二硫代氨基甲酸化合物。
13.权利要求11的组合物，其中所述官能团是二硫代氨基甲酸盐基和其中所述聚合物具有30-55摩尔％的所述二硫代氨基甲酸盐基。
14.权利要求11的组合物，其中所述丙烯酸-X为丙烯酸或其盐，且所述烷基胺为PEHA或TEPA或DETA或TETA或EDA，且其中所述丙烯酸_x和所述烷基胺之间的摩尔比为0.85至1.5 ;且其中所述聚合物的分子量为1，500至8，000 ;且其中所述聚合物经改性以含有多于55摩尔％的二硫代氨基甲酸或其盐。
15.权利要求11的组合物，其中所述过渡金属盐是铁盐。
16.权利要求11的组合物，其中所述过渡金属盐是锰盐。
【文档编号】B01D53/79GK104053489SQ201380005491
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2013年2月5日 优先权日:2012年2月6日
【发明者】B·A·凯泽, J·T·沙阿, J·V·梅尔, P·J·津恩, 袁建伟, R·埃斯皮诺萨, R·L·斯蒂尔斯, R·米玛, W·M·卡尔森 申请人:纳尔科公司