CN112399884A - 用于静电除尘器的吸附剂组合物 - Google Patents

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Abstract

一种粉末状钙镁化合物，该粉末状钙镁化合物可用作烟道气处理中的吸附剂组合物，与静电除尘器兼容。钙镁化合物掺杂有硝酸钙或硝酸以降低颗粒的电阻率，从而提高颗粒的收集效率。

Description

用于静电除尘器的吸附剂组合物
技术领域
本发明涉及一种钙镁化合物并且涉及一种用于在装有静电除尘器的烟道气流中使用的吸附剂组合物，一种用于获得这种吸附剂组合物的方法和一种使用静电除尘器进行烟道气处理的过程，该过程包括注入这种吸附剂组合物的步骤。在另一方面，本发明涉及一种使用根据本发明的吸附剂组合物的烟道气处理装置。
背景技术
工业过程或能源生产中的燃料燃烧会产生颗粒物质(例如，飞灰)和酸性气体，这些颗粒物质和酸性气体在大气中的释放必须降到最低。可以进行通过静电除尘器(electrostatic precipitator，ESP)去除烟道气流中的飞灰。静电除尘器的一些示例在美国专利US4502872、美国专利US8328902或美国专利US6797035中有所描述。静电除尘器通常包括具有烟道气入口和烟道气出口的壳体，该壳体包围多个收集电极、彼此隔开的放电电极以及位于收集板下方的多个料斗。在放电电极和收集电极之间施加电压，使得产生使烟道气中的颗粒材料带电的静电场，以获得带电的颗粒材料。带电的颗粒材料由收集电极收集。静电除尘器进一步包括振打器，该振打器向收集电极提供机械冲击或振动以从收集电极中去除所收集的颗粒。所收集的颗粒落入布置在壳体底部的料斗中，并定期或连续地倒空。收集电极可以是平面的或呈管状或蜂窝结构的形式，并且放电电极通常为线或棒的形式。
通常，包括静电除尘器的烟道气处理装置设置有空气预热器，该空气预热器可以被包括在锅炉中和/或以其他方式设置为烟道气装置的附加元件。空气预热器包括热交换器，该热交换器将由锅炉产生的烟道气流的用以加热燃烧空气的热量传递到锅炉，以提高锅炉的热效率。在一些实施例中，烟道气处理包括多个静电除尘器。冷侧静电除尘器位于空气预热器的下游，从而在通常低于200℃(392°F)的较低温度下运行。热侧静电除尘器位于空气预热器的上游，并在通常高于250℃(482°F)的较高温度下运行。
有时对于现有工厂，由于多年来引入了更严格的颗粒物质排放限制和/或工厂运行条件的变化(例如燃料转换)，静电除尘器单元已经在该静电除尘器设计能力的范围内运行。
多依奇-安德森(Deutsch-Anderson)的方程式近似地描述了静电除尘器的收集效率：
Figure BDA0002873761240000021
其中η是分数收集效率，Ac是收集电极的面积，Vpm是颗粒迁移速度以及Q是气体的体积流量。影响收集效率的颗粒的性质主要是颗粒尺寸分布和颗粒的电阻率。颗粒的电阻率会影响颗粒迁移速度，如之前在多依奇-安德森方程式中所描述的。
已经做出各种尝试来降低颗粒的电阻率。例如，从美国专利US4439351中已知，为使静电除尘器有效工作，飞灰的电阻率必须在1E7(1×107)到2E10(2×1010)ohms·cm之内。另一个文献，2012年在美国试验材料学会(American Society for Testing Material，ASTM)石灰利用研讨会上，Mastropietro,R.A.发表的注入熟石灰对静电除尘器性能的影响，在第2-10页中指出，飞灰的电阻率应在1E8(1×108)到1E11(1×1011)ohms·cm之内。然而，飞灰的电阻率通常较高，并且使用化学添加剂(例如SO3、HCl、NH3、Na2CO3、Na2SO4和NH(CH2CH2OH))来降低飞灰的电阻率。然而，这些添加剂容易释放不希望的化合物。同一文献公开了使用聚合物用于降低飞灰的电阻率。然而，聚合物添加剂通常在高温下降解，并且必须在低温下注入到烟道气流中。
文献美国专利US6126910公开了通过将亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钙、亚硫酸氢镁、亚硫酸氢钾或亚硫酸氢铵或其组合的溶液喷射到静电除尘器单元的上游的气流中，用静电除尘器去除烟道气中的酸性气体。这种亚硫酸氢盐选择性地去除酸性气体，例如可去除HCl、HF和SO3，但不会去除二氧化硫。随后必须使用试剂(例如熟石灰)去除烟道气中的二氧化硫。文献美国专利US6803025公开了一种类似的过程，该过程是使用选自由碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化铵、氢氧化钾、氢氧化钾、碳酸钾和碳酸氢钾组成的组的反应化合物以去除烟道气中的酸性气体，例如HCl、HF、SO3和部分SO2。然而，仍然必须通过使用另一种试剂(例如熟石灰)去除残留的SO2。为了处理发电厂释放的烟道气，通过使燃料或煤燃烧所释放的氯化物(相对于SO2)的量通常非常低，因此，仅使用熟石灰作为吸附剂可以简化烟道气处理过程。
文献W02015/119880涉及天然碱或熟石灰作为吸附剂用于静电除尘器单元进行烟道气处理过程的缺点。已知钠基吸附剂会降低颗粒物质的电阻率；然而，使用钠吸附剂的主要缺点是增强飞灰中的重金属的浸出，从而导致潜在的环境污染。氢氧化钙基吸附剂不存在飞灰中的重金属浸出的问题，但已知该氢氧化钙基吸附剂会增加烟道气流中产生的颗粒物质(飞灰)的电阻率，使得当使用钙基吸附剂时，静电除尘器单元的效率可能会降低。同一文献公开了一种用于降低烟道气中的颗粒的电阻率并捕获酸性气体的组合物，其中该组合物包含碱金属/碱土颗粒，该碱金属/碱土颗粒具有式(Li1-α-βNaαKβ)w(Mg1-δCaδ)x(OH)y(CO3)2·nH2O，更具体地具有式NawCax(OH)y(CO3)z·nH2O，其中w与x的比率为约1/3至约3/1。因此，该组合物仍然存在大量的钠，这不仅可能会钠自身浸出，而且还已知的是，钠会增加飞灰中的所包含重金属的浸出。
US6797035公开了一种通过将硝酸钾或亚硝酸钾的水溶液喷射到烟道气流上或通过将硝酸钾或亚硝酸钾的粉末注入到烟道气流通过的管道中来降低飞灰的电阻率的方法。使用这些硝酸盐或亚硝酸盐的粉末的缺点是，该硝酸盐或亚硝酸盐与飞灰以外的其他物质发生反应，并且导致反应较小的化学物质到达静电除尘器的收集板。因此，建议将这些硝酸盐以细粉形式注入，以减少暴露的反应表面积并抑制与氮氧化物和硫氧化物的反应。
US7744678B2公开了一种方法，其中向氢氧化钙吸附剂中添加碱金属物质(包括重量百分比介于0.2％到3.5％之间的钠)提供了对SO2捕获的提高的反应性。以这种方式进行碱金属物质的添加，使得通过氮吸附的BET比表面积(specific surface area，SSA)保持高至30＜SSA＜40(m2/g)。
超出US7744678B2中所描述的浓度的钠盐和熟石灰的组合是不希望的，因为有两个不利影响：(1)钠含量的增加将导致飞灰残留物中的重金属的浸出增加，(2)将水形式的钠添加到熟石灰中会降低熟石灰的BET比表面积，因此降低对酸性气体的反应性。
2016年8月16日至19日在电厂污染物控制和碳管理“MEGA”研讨会上发表的第49号论文中，马里兰州巴尔的摩，MD、Foo等人介绍了在冷侧静电除尘器中使用增强的熟石灰吸附剂去除SO2的成功工业应用。用CaSO4对飞灰与熟石灰和增强熟石灰混合物的实验室电阻率进行测量，其中添加CaSO4以模拟典型的飞灰残留物。该论文的增强熟石灰的表面积大于40m2/g、孔体积大于0.2cm3/g以及中值颗粒尺寸d50包括介于6微米到12微米之间，并且已经发现呈现出了可接受的最大电阻率，1E11(1×1011)Ohms·cm。
然而，仍然需要提供钙镁化合物，该钙镁化合物可以有利地用于与静电除尘器高度兼容的烟道气处理装置中。
本发明的目的是提供钙镁化合物和包含所述钙镁化合物的吸附剂组合物，消除了这些吸附剂在静电除尘器单元中的应用中的固有缺点。
发明内容
根据第一方面，本发明涉及一种粉末状钙镁化合物，该粉末状钙镁化合物至少包括氢氧化钙镁，该氢氧化钙镁的含量相对于粉末状钙镁化合物的总重量的重量百分比大于或等于80％，该粉末状钙镁化合物在300℃(372°F)下进一步呈现的电阻率低于1E11(1×1011)Ohms·cm且高于1E7(1×107)Ohms·cm，有利地低于1E10(1×1010)Ohms·cm且高于5E7(5×107)Ohms·cm，优选地低于5E9(5×109)Ohms·cm，更优选地低于1E9(1×109)Ohms·cm，甚至更优选地低于5E8(5×108)Ohms·cm，并且钙镁化合物掺杂有硝酸钙，该硝酸钙的量相对于粉末状钙镁化合物的总重量的重量百分比大于或等于0.05％且小于或等于5％。
令人惊讶地观察到，当在300℃(372°F)下的电阻率仍然低于1E11(1×1011)Ohms·cm，优选地低于1E10(1×1010)Ohms·cm时，粉末状钙镁化合物可以成功地用于使用静电除尘器的烟道气处理中，这意味着粉末状钙镁化合物是坚固的并且在相对较高的温度下不会分解。因此，该粉末状钙镁化合物能够在不负面影响静电除尘器的运行的情况下，积极地改变空气污染控制残留物的电阻率。
如果粉末状钙镁化合物是如下的钙镁化合物，该钙镁化合物至少包括氢氧化钙镁，该氢氧化钙镁的含量相对于粉末状钙镁化合物的总重量的重量百分比大于或等于80％，优选地大于或等于82％，更优选地大于或等于85％，有利地大于或等于88％，则优选地将钙镁化合物注入到预热器的上游附近的位置，例如将钙镁化合物注入到烟道气流内部的位置，由于氢氧化物含量高，该温度有利于捕获烟道气中的污染物的化合物。在这种情况下，由于产品在空气预热器的上游或上游附近的典型温度下不会分解，因此在这种典型温度(例如370℃(700°F))下暴露后，钙镁化合物的电阻率在冷侧ESP装置或热侧ESP装置的典型温度下仍然足够低，以改变烟道气中存在的飞灰和注入的钙镁化合物的混合物的电阻率。
通过术语钙镁化合物，该钙镁化合物具有的氢氧化钙镁的含量相对于粉末状钙镁化合物的总重量的重量百分比大于或等于80％，优选地大于或等于82％，更优选地大于或等于85％，有利地大于或等于88％，因此，这在本发明的意义上是指至少一种根据本发明的钙镁化合物至少由(钙)熟石灰、熟白云石石灰(或煅烧白云石)和镁熟石灰形成。
白云石石灰(也称为白云石)中钙与镁的摩尔比可以在0.8到1.2之间变化。在钙镁化合物中，钙与镁的比例也可以更高或更低，从0.01到10甚至100。实际上，将天然石灰石煅烧以形成生石灰，将该生石灰进一步熟化以提供熟石灰，该熟石灰包括碳酸镁，碳酸镁的含量相对于粉末状钙镁化合物的总重量的重量百分比可从1％到10％变化。如果所讨论的化合物是碳酸镁，将碳酸镁煅烧以形成氧化镁，然后将该氧化镁进一步熟化以提供氢氧化镁，则该氢氧化镁在碳酸钙中的含量的重量百分比也从1％到10％变化。应当注意的是，一部分氧化镁可能保持未熟化。
钙镁化合物也可以包含杂质。杂质尤其包括天然石灰石和白云石中遇到的所有杂质，例如硅铝酸盐类型的粘土、二氧化硅，基于普通过渡金属(例如铁或锰)的杂质。钙镁化合物中的CaCO3、MgCO3、Ca(OH)2和Mg(OH)2的含量可以通过常规方法容易地确定。例如，该含量可以通过X射线荧光分析确定，该过程在EN15309标准中有所描述，并根据EN459-2:2010E标准对点燃损失和CO2体积进行测量。
优选地，根据本发明的钙镁化合物的最大电阻率Rmax低于5E11(5×1011)Ohms·cm，优选地低于1E11(1×1011)Ohms·cm并且更优选地低于5E10(5×1010)Ohms·cm。
在根据本发明的钙镁化合物的一个优选实施例中，所述硝酸钙的总重量相对于粉末状钙镁化合物的总重量的重量百分比大于或等于0.1％且小于或等于5％，优选地介于0.3％到3％之间。
在又一个优选实施例中，本发明的钙镁化合物进一步包括钠基化合物，该钠基化合物的量相对于粉末状钙镁化合物的总重量的重量百分比达到3.5％，并以钠当量表示。优选地，钠的最小量相对于粉末状钙镁化合物的总重量的重量百分比为0.2％，并以钠当量表示。
如前面提到的Foo等人(2016)文献所述，已知以这种量的钠基添加剂的形式存在的钠对降低吸附剂的电阻率有轻微影响。申请人发现，以这种量的钠基添加剂与如下所述的硝酸钙相结合，进一步提供了降低吸附剂组合物的电阻率的附加效果。与在钙镁化合物中单独使用如下所述存在的硝酸钙相比，以及与在钙镁化合物中单独使用钠添加剂相比，将钠添加剂与如下所述存在的硝酸钙结合使用会降低吸附剂组合物的电阻率。
在一个优选实施例中，粉末状钙镁包括如下颗粒，所述颗粒具有的d50介于5μm到25μm之间，优选地介于5μm到20μm之间，更优选地介于5μm到16μm之间。
符号dx代表直径，以μm表示，该直径可选地在超声处理之后在甲醇中通过激光粒度分析仪进行测量，相对于该直径所测量颗粒的质量百分比X％较小或相等。
优选地，特别地，如果粉末状钙镁化合物是如下的钙镁化合物，该钙镁化合物至少包括氢氧化钙镁，该氢氧化钙镁的含量的重量百分比大于或等于80％，则根据本发明的钙镁化合物的BET比表面积至少为20m2/g，优选地至少为25m2/g，优选地至少为30m2/g，更优选地至少为35m2/g。BET表面积是通过在190℃(374°F)的真空中脱气至少2小时后，通过氮吸附的测压法确定的，并根据ISO9277/2010E标准中所述的多点BET方法进行计算。
优选地，特别地，如果粉末状钙镁化合物是如下的钙镁化合物，该钙镁化合物至少包括氢氧化钙镁，该氢氧化钙镁的含量的重量百分比大于或等于80％，则根据本发明的吸附剂组合物的BJH孔体积至少为0.1cm3/g，优选地至少为0.15cm3/g，优选地至少为0.17cm3/g，更优选地至少为0.2cm3/g。BJH孔体积是通过在190℃(374°F)的真空中脱气至少2小时后，通过氮脱附的测压法确定的，并根据ISO9277/2010E标准中所述的BJH方法进行计算。
根据本发明的钙镁化合物的其它实施例在所附的权利要求中提及。
根据第二方面，本发明还涉及一种用于烟道气处理装置的吸附剂组合物，该烟道气处理装置包括静电除尘器，该静电除尘器包括根据本发明所述的钙镁化合物。
优选地，根据本发明的吸附剂组合物进一步包括活性炭、褐煤焦炭、埃洛石、海泡石、粘土(例如膨润土、高岭土、蛭石)或任何其他吸附剂(例如耐火粘土)、充气水泥粉尘、珍珠岩、膨胀粘土、石灰砂岩粉尘、火山灰粉尘、亚里岩粉尘、火山灰石灰、漂白土、水泥、铝酸钙、铝酸钠、硫化钙、有机硫化物、硫酸钙、炉膛焦炭、褐煤尘、飞灰或水玻璃。
在一个优选实施例中，根据本发明的吸附剂组合物包括钠基添加剂，该钠基添加剂的量相对于粉末状钙镁化合物的总重量的重量百分比达到3.5％，并以钠当量表示。特别地，组合物中钠的量相对于粉末状吸附剂组合物的总重量的重量百分比高于0.2％。
在一个优选实施例中，根据本发明的吸附剂组合物包括所述硝酸钙，所述硝酸钙的量相对于粉末状钙镁化合物的总重量的重量百分比大于或等于0.05％且小于或等于5％，并且其中，优选地，所述硝酸钙的总重量相对于干燥吸附剂组合物的总重量的重量百分比大于或等于0.1％且小于或等于5％，优选地介于0.3％到3％之间。
在根据本发明的吸附剂组合物的优选实施例中，所述钙镁化合物为熟石灰。
根据本发明的吸附剂组合物的其它实施例在所附的权利要求中提及。
根据第三方面，本发明涉及一种用于制造包括静电除尘器的烟道气处理装置的吸附剂组合物的方法，该方法包括以下步骤：
a)向反应器中提供钙镁化合物；
b)加入计算量的硝酸钙或硝酸或其组合，以获得硝酸钙，该硝酸钙占干燥吸附剂组合物的重量的重量百分比介于0.1％到5％之间，优选地介于0.3％到3.5％之间。
在一个优选实施例中，吸附剂组合物包括如下的颗粒，该颗粒具有的d50介于5μm到25μm之间，优选地介于5μm到20μm之间，更优选地介于5μm到16μm之间。
在根据本发明的方法的另一个优选实施例中，所述钙镁化合物包括氢氧化钙镁，氢氧化钙镁的含量相对于干燥钙镁化合物的总重量的重量百分比大于或等于80％。
优选地，制造所述吸附剂组合物的方法包括以下步骤：加入以钠当量表示的计算量的钠基添加剂，以获得占干燥吸附剂组合物的重量的重量百分比达到3.5％的钠当量。
在根据本发明的制造方法的一个实施例中，向反应器中提供钙镁化合物的步骤包括以下步骤：向所述反应器中提供生石灰，用预定量的水将所述生石灰熟化，以获得所述钙镁化合物，所述钙镁化合物至少包括氢氧化钙镁，氢氧化钙镁的含量相对于具有预定量水分的干燥钙镁化合物的总重量的重量百分比大于或等于80％。
更有利地，所述熟化步骤在如下条件下执行以获得熟石灰：通过氮吸附具有的BET比表面积至少为20m2/g，优选地至少为25m2/g，优选地至少为30m2/g，更优选地至少为35m2/g。
在又一个优选实施例中，所述熟化步骤在如下条件下执行以获得熟石灰：通过氮脱附具有的直径小于或等于
Figure BDA0002873761240000091
的孔的BJH孔体积至少为0.1cm3/g，优选地至少为0.15cm3/g，优选地至少为0.17cm3/g，更优选地至少为0.2cm3/g。
优选地，所述熟化步骤在与申请人的美国专利US6322769中描述的条件相同的条件下进行，并通过引用将其并入。
在根据本发明的制造方法的替代实施例中，所述熟化步骤在与申请人的美国专利US7744678中描述的条件相同的条件下进行，并通过引用将其并入。
在根据本发明的制造所述吸附剂的方法的一个实施例中，在所述熟化生石灰步骤之前，执行加入至少包括硝酸钙或硝酸或其组合的添加剂或添加剂的混合物的步骤。
在制造所述吸附剂组合物的方法的另一个实施例中，在所述熟化生石灰步骤期间，执行加入至少包括硝酸钙或硝酸或其组合的添加剂或添加剂的混合物的所述步骤。
可替代地，在制造所述吸附剂组合物的方法中，在所述熟化生石灰步骤之后，执行加入至少包括硝酸钙或硝酸或其组合的添加剂或添加剂的混合物的所述步骤。
申请人发现，在所述熟化步骤之前、期间或之后，以上述的量加入至少包括硝酸钙或硝酸或其组合的添加剂或添加剂的混合物的步骤基本上不会改变钙镁化合物的孔体积。另外，比表面积在任何情况下都保持在大于20m2/g。特别地，根据本发明的吸附剂组合物的比表面积与通过已知方法制备的氢氧化钙吸附剂的比表面积基本相同，该已知方法为例如通过引用并入的美国专利US6322769和US7744678中描述的方法，条件是在熟化步骤之后并且优选地在干燥步骤之前，执行加入硝酸钙或硝酸或其组合。因此，保留了确保SO2去除效率的吸附剂的性质。
优选地，所述制造方法的特征在于，该方法进一步包括以下步骤：加入活性炭、褐煤焦炭、埃洛石，海泡石、粘土、膨润土、高岭土、蛭石、耐火粘土、充气水泥粉尘、珍珠岩、膨胀粘土、石灰砂岩粉尘、火山灰粉尘、亚里岩粉尘、火山灰石灰、漂白土、水泥、铝酸钙、铝酸钠、硫化钙、有机硫化物、硫酸钙、炉膛焦炭、褐煤尘、飞灰或水玻璃，该步骤优选地在所述熟化步骤之后执行。
根据本发明的制造吸附剂组合物的方法的其它实施例在所附的权利要求中提及。
在第四方面，本发明涉及一种烟道气处理方法，该烟道气处理方法使用包括布置在静电除尘器的上游的注入区域的装置，其特征在于，该烟道气处理方法包括在所述注入区域中注入根据本发明的本文所公开的吸附剂组合物的步骤。
更特别地，烟道气处理方法使用如下的装置，该装置包括静电除尘器和布置在所述静电除尘器的上游的注入区域，并且烟道气通过注入区域流向所述静电除尘器，其特征在于，所述方法包括在所述注入区域中注入吸附剂组合物的步骤，所述吸附剂组合物包括钙镁吸附剂、硝酸钙，所述硝酸钙的总量占干燥组合物的重量的重量百分比介于0.1％到5％之间，优选地介于0.3％到3.5％之间。
根据本发明，例如在暴露于300℃(572°F)的温度后，在200℃或更低的温度下，与现有技术的钙镁吸附剂相比，所述吸附剂组合物具有较低的电阻率。在注入区域中注入根据本发明的吸附剂组合物以与烟道气混合对于去除SO2和其他酸性气体是有效的，并且这种吸附剂组合物的较低电阻率改善了在静电除尘器的收集电极上的颗粒物质的收集。
在根据本发明的方法的另一个优选实施例中，吸附剂组合物包括钙镁化合物和至少包括氢氧化钙镁，并且所述吸附剂组合物被注入到所述注入区域中，所述注入区域中所述烟道气的温度大于或等于180℃(356°F)，优选地大于200℃(392°F)，更优选地介于300℃(572°F)到425℃(797°F)之间。
所述吸附剂组合物可以在很宽的温度范围内(例如介于100℃(212°F)到425℃(797°F)之间)使用于根据本发明的烟道气处理方法中。
有利地，根据本发明的吸附剂组合物的所述添加剂在高于180℃(356°F)的温度下不会发生降解，使得可以将所述吸附剂组合物注入所述注入区域，所述注入区域中的温度大于或等于180℃(356°F)，优选地大于或等于300℃(572°F)。由于注入区域位于空气预热器的上游，则注入区域的温度范围可以介于300℃(372°F)到425℃(797°F)之间，优选地介于350℃(662°F)到380℃(716°F)之间。
优选地，在根据本发明的烟道气处理方法中，所述注入区域位于空气预热器的上游，所述空气预热器位于所述静电除尘器的上游。
优选地，在本发明的烟道气处理方法中，所述吸附剂组合物包括另一种钠基添加剂，该钠基添加剂的量占干燥组合物的重量的重量百分比达到3.5％，并以钠当量表示。
优选地，在本发明的烟道气处理方法中，所述吸附剂组合物的BET比表面积至少为20m2/g。
优选地，在本发明的烟道气处理方法中，所述吸附剂组合物的通过氮脱附获得的BJH孔体积至少为0.1cm3/g。
优选地，在本发明的烟道气处理方法中，所述吸附剂组合物具有通过氮气脱附获得的BJH孔体积至少为0.15cm3/g，优选地至少为0.17cm3/g，更优选地至少为0.2cm3/g。
优选地，在本发明的烟道气处理方法中，所述吸附剂组合物进一步包含活性炭、褐煤焦炭、埃洛石，海泡石、粘土、膨润土、高岭土、蛭石、耐火粘土、充气水泥粉尘、珍珠岩、膨胀粘土、石灰砂岩粉尘、火山灰粉尘、亚里岩粉尘、火山灰石灰、漂白土、水泥、铝酸钙、铝酸钠、硫化钙、有机硫化物、硫酸钙、炉膛焦炭、褐煤尘、飞灰或水玻璃。
在本发明的烟道气处理方法的一个实施例中，所述吸附剂组合物以干燥粉末的形式被注入到干燥注入***中或以雾化浆料的形式被注入到喷雾干燥吸收器中。
根据本发明的烟道气处理方法的其它实施例在所附的权利要求中提及。
在第五方面，本发明涉及一种烟道气处理设备，该烟道气处理设备包括在空气预热器的下游的静电除尘器，所述空气预热器通过导管与所述静电除尘器连接，其特征在于，该烟道气处理设备进一步包括布置在所述空气预热器的上游的用于注入根据本发明的吸附剂组合物的注入区域。
根据本发明的烟道气处理设备的其它实施例在所附的权利要求中提及。
优选地，所述烟道气处理设备或装置用于使用包含硫物质或其他酸性气体前体的燃料或煤来处理工厂(特别是发电厂)的烟道气。
优选地，所述烟道气处理装置进一步包括容器，该容器包括所述吸附剂组合物，以通过吸附剂入口将所述吸附剂组合物提供给所述注入区域。
附图说明
图1示出了用根据本发明的吸附剂组合物进行烟道气处理过程的烟道气处理装置的实施例的示意图。
具体实施方式
根据第一方面，本发明涉及一种吸附剂组合物，用于包括静电除尘器的烟道气处理装置，所述吸附剂组合物包括钙镁化合物，其特征在于，所述吸附剂组合物进一步包括添加剂或添加剂的混合物，该添加剂或添加剂的混合物的量占干燥组合物的重量的百分比介于0.1％到5％之间，优选地介于0.3％到3％之间，所述添加剂或添加剂的混合物至少包含硝酸钙。
在一个优选实施例中，钙镁化合物是基于熟石灰的。
氢氧化钙吸附剂是通过使氧化钙、CaO或生石灰与水在所谓的水化器(也称为熟化单元)中反应(或熟化)制造的。可替代地，氢氧化钙镁吸附剂是通过使白云石石灰(也称为煅烧白云石)或镁石灰与水在水化器中反应制造的。可替代地，可以将生石灰和白云石石灰混合在一起，并在水化器中用水熟化以提供氢氧化钙和氢氧化钙镁的混合物。在下文中，吸附剂组合物的制造过程将指以生石灰作为原材料，但是该制造过程不限于以生石灰作为原材料，也可以使用白云石石灰或白云石石灰和/或镁石灰与生石灰的组合作为原材料。
根据本发明的所述吸附剂组合物的制造过程包括以下步骤：用预定量的水将生石灰熟化以获得具有预定量水分的熟石灰，并且其特征在于，该制造过程包括以下步骤：加入添加剂或添加剂的混合物以掺杂吸附剂组合物，计算该添加剂或添加剂的混合物的量以获得占干燥吸附剂组合物的重量的重量百分比介于0.1％到5％之间，优选地介于0.3％到3.5％之间的所述添加剂或添加剂的混合物，所述添加剂或添加剂的混合物至少包含硝酸钙或硝酸或其组合。
在制造所述吸附剂组合物的过程的一个实施例中，在所述熟化步骤中，预定量的水为水与石灰的重量比为2：1或更高。
在制造所述吸附剂组合物的过程的一个实施例中，在熟化步骤中，水的量可以适于获得如下的熟石灰，该熟石灰具有的水分相对于处于粉末状态的吸附剂组合物的总重量的重量百分比小于或等于10％，优选地小于或等于5％，优选地小于或等于2％，更优选地小于或等于1％。
在另一个实施例中，在熟化步骤中，水的量可以适于获得水分含量的重量百分比介于5％到20％之间的熟石灰。在熟化步骤中，水的量也可以更高，以获得水分含量的重量百分比高于20％的熟石灰，所有％是相对于处于粉末状态的吸附剂组合物的总重量表示的。
在一个实施例中，在进一步的步骤中，对在熟化步骤之后获得的熟石灰进行干燥。
在制造根据本发明的吸附剂组合物的过程的一个实施例中，包含硝酸钙的所述添加剂是用于通过在氧化钙或钙镁氧化物或其组合的所述熟化步骤之前或期间，以水溶液或悬浮液或粉末形式加入包含硝酸钙的添加剂来掺杂吸附剂组合物。
在制造根据本发明的吸附剂组合物的过程的另一个实施例中，在所述熟化步骤之后，硝酸钙以水溶液或悬浮液或粉末的形式加入。优选地，在熟化步骤之后和加入硝酸钙步骤之后执行干燥步骤。优选地，在注入烟道气处理装置的注入区域之前，将硝酸钙加入到氢氧化钙或氢氧化钙镁中。
在制造吸附剂组合物的过程的一个优选实施例中，所述熟化生石灰的步骤在如下条件下执行以获得熟石灰：通过氮吸附获得BET比表面积至少为20m2/g和通过氮脱附获得BJH孔体积至少为0.1cm3/g。本领域技术人员可以采用各种过程来获得具有这种性质的熟石灰，并且例如在申请人的文献美国专利US6322769和美国专利US7744678中公开，并通过引用将其并入。
在制造根据本发明的吸附剂组合物的过程中，有利地，使用颗粒尺寸分布小于5mm的生石灰颗粒，特别是颗粒尺寸分布为0到2mm的生石灰颗粒。
例如，在美国专利US549685中，可以找到用于获得具有高比表面积和/或高孔体积的熟石灰的其他过程，其中在熟化生石灰的步骤中和/或之前，加入一定量的醇(例如甲醇或乙醇)并在干燥后去除；在专利DE3620024中，其中在熟化步骤中，加入糖用于增加比表面积，并且其中加入二醇类或胺类以增加流动性；在美国专利US5277837和美国专利US5705141中，其中在熟化步骤中，加入添加剂例如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺或其组合以用于增加熟石灰的表面积。
在制造吸附剂组合物的过程中，根据本文所公开的本发明，可以在所述熟化步骤之前、在熟化步骤期间或在熟化步骤之后，加入一定量的硝酸钙，而对于直径小于或等于吸附剂组合物
Figure BDA0002873761240000141
的孔而言，基本上不改变BJH孔体积。此外，根据本发明的吸附剂组合物的BJH孔体积与通过已知方法制备的氢氧化钙吸附剂的BJH孔体积基本相同，所述已知方法例如为在美国专利US6322769和US7744678中所描述的方法，并通过引用将其并入。另外，吸附剂组合物的BET比表面积大于20m2/g。因此，保留了确保SO2去除效率的吸附剂的性质。可替代地，可以在熟化步骤之前、期间或之后，加入硝酸或硝酸钙和硝酸。优选地，当在熟化步骤之后并且优选地在干燥步骤之前，加入硝酸钙或硝酸或其组合时，获得更高的BET比表面积。
在制造根据本发明的吸附剂组合物的所述过程中，如果按照美国专利US7744678中所描述的方法制备熟石灰组合物，这种方法包括以下步骤：向生石灰或熟化水或熟石灰中加入一定量的碱金属，优选地为一定量的钠，足以在熟石灰中获得如下的碱金属，该碱金属的含量基于干燥吸附剂组合物的总重量的重量百分比等于或大于0.2％且等于或小于3.5％。钠可以例如以Na2CO3的形式加入。根据该实施例，在熟化步骤之后，并且优选地在干燥步骤之前，进一步加入一定量的硝酸钙或硝酸或其组合，所加入的量使得可以获得如下含量的硝酸钙，所述硝酸钙的含量占干燥吸附剂组合物的重量的重量百分比介于0.1％到5％之间，优选地介于0.3％到3％之间。
根据本发明的方法已经制备了各种吸附剂组合物，并且按照IEEE(Estcourt，1984)概述的如下程序进行所述吸附剂组合物的干燥粉末电阻率的测量。基本上，用吸附剂组合物的干燥粉末填充确定体积的电阻率单元，然后用重物将粉末压实，以获得平坦的表面。将带有保护层的电极放置在粉末的表面上，并且在介于150℃(302°F)到300℃(372°F)之间的各种温度下，在湿度为10％的空气流的烘箱中测量粉末的电阻率。对比示例的电阻率是在相同条件下测量的。对于每次测量，最大电阻率Rmax和300℃(572°F)是已经确定的。电阻率测量在下文中说明：
示例组A
示例1是设计用于去除根据US6322769B1制造的酸性气体污染物的氢氧化钙吸附剂的对比样品。该样品是从工业装置中获得的。没有加入钠、硝酸钙或硝酸。
示例2是设计用于去除根据US7744678B2制造的酸性气体污染物的氢氧化钙吸附剂的对比样品。该样品的Ca(OH)2的含量的重量百分比＞90％、CaCO3的含量的重量百分比＜8％，Na2CO3的含量的重量百分比为约0.8％，其余为杂质。不再加入硝酸钠或硝酸钙或硝酸。该样品是从工业装置中获得的。
示例3是设计用于去除根据US7744678B2制造的酸性气体污染物的氢氧化钙吸附剂的另一样品，并且其中石灰来自另一来源。该样品的Ca(OH)2的含量的重量百分比>90％、CaCO3的含量的重量百分比<7％，Na2CO3的含量的重量百分比为2.1％，其余为杂质。不再加入硝酸钠或硝酸钙或硝酸。该样品是从工业装置中获得的。
示例4是根据本发明的、使用与示例3相同的石灰来源并且使用相对于干燥产品的量为1％的硝酸钙作为掺杂剂制造的氢氧化钙吸附剂。该样品是从工业装置中获得的。
示例5是根据本发明的、使用与示例3相同的石灰来源并且使用相对于干燥产品的量为2％的硝酸钙作为掺杂剂制造的氢氧化钙吸附剂。该样品是从工业装置中获得的。
实施例6是根据本发明的、通过如下方式制成的氢氧化钙吸附剂，所述方式即：在实验室规模下在具有桨叶的混合器中使生石灰与化学计量的水和一定量的NaCO3混合(熟化)，以获得钠，钠的含量基于所获得的干燥粉末组合物的总重量的重量百分比为2％。通过从与示例3相同的石灰来源中煅烧石灰获得生石灰。在混合器中反应后，将熟石灰(氢氧化钙)排出、干燥并用干燥产品重量的1％的HNO3进行后期处理。
表1示出了对于这些示例测量的电阻率参数Rmax和R300。所有电阻率参数的测量都是通过在升高的温度下测量样品的电阻率来进行的。
表1：示例1至6的氢氧化钙吸附剂的电阻率参数。
示例 R<sub>max</sub>(Ω·cm) R<sub>300</sub>(Ω·cm)
示例1 8E12 3E12
示例2 4E11 1E11
示例3 9E10 4E09
示例4 9E09 1E08
示例5 6E09 4E07
示例6 4E10 1E08
从表1中可以清楚地看出，示例1的Rmax值和R300值均在介于10E7ohms.cm到2E10ohms.cm之间的电阻率值的优选范围处和在所述优选范围以上时高。
相对于示例1的组合物的Rmax和R300值，示例2的吸附剂组合物中存在重量百分比为0.8％的Na2CO3，将Rmax和R300值降低了多于一个的数量级。相对于示例1的组合物的Rmax和R300值，示例3的吸附剂组合物中存在重量百分比为2.1％的Na2CO3，将Rmax和R300值降低了多于两个的数量级。令人惊讶的是，相对于示例1的组合物的Rmax和R300值，在示例4的组合物中存在少量的重量百分比为1％的硝酸钙，将Rmax值降低了近三个数量级，并且将R300值降低了近四个数量级。相对于示例1的组合物，在示例5的组合物中存在重量百分比为2％的硝酸钙，甚至将Rmax和R300的值进一步降低。因此，令人惊讶的是，加入硝酸钙或硝酸比加入钠对降低电阻率更有效。尽管由于生产过程条件(工业规模和实验室规模)的不同而存在一些差异，但是在示例6的组合物中通过加入HNO3而非加入硝酸钙而存在硝酸钙具有与加入Ca(NO3)2相同的降低吸附剂的电阻率的趋势。
示例组B
示例7是从燃煤电厂中获得的飞灰样品。
示例8是重量百分比为80％的示例7的飞灰与重量百分比为20％的根据示例3的吸附剂的混合物。
示例9是重量百分比为80％的示例7的飞灰与重量百分比为20％的根据示例4的吸附剂的混合物。
示例10是重量百分比为80％的示例7的飞灰与重量百分比为20％的根据示例5的吸附剂的混合物。
表2示出了对于这些示例7至10的Rmax和R300的电阻率参数的测量。通过在升高的温度下测量样品的电阻率来进行一组Rmax和R300的测量，并且通过在降低的温度下测量样品的电阻率来进行一组Rmax的测量。
表2
Figure BDA0002873761240000181
表2中示出的结果表明，对于相同比例的飞灰和钙基吸附剂，与不含钙基吸附剂的飞灰相比，飞灰与不含硝酸钙添加剂的钙基吸附剂的混合物具有更高的电阻率参数Rmax和R300，然而在钙基吸附剂中仅存在重量百分比为1％，优选地重量百分比为2％的CaNO3添加剂对混合物的电阻率参数Rmax和R300产生积极影响。
应该提到的是，上文给出的吸附剂组合物的示例对本发明不是限制性的，并且具有如下量的其他添加剂可用于降低旨在用于使用静电除尘器的烟道气处理过程中的吸附剂组合物的电阻率，所述其他添加剂的量占干燥吸附剂组合物的重量的重量百分比介于0.1％到5％之间。
应该提到的是，通过使用根据本发明的吸附剂，可以观察到静电除尘器的收集电极上的颗粒物质收集的改善。
根据另一方面，本发明涉及一种烟道气处理装置。图1示出了烟道气处理装置100的实施例的示意图，该烟道气处理装置100包括静电除尘器101，该静电除尘器101布置在第一管道部分102的下游，该第一管道部分102布置在空气预热器103的下游，其特征在于，注入区域104布置在所述空气预热器103的上游并且包括吸附剂入口105。所述烟道气处理装置100进一步包括容器106，该容器106包括所述吸附剂组合物S，以通过所述吸附剂入口将所述吸附剂组合物提供给所述注入区域。由锅炉10产生的热烟道气FG流动穿过注入区域，根据本发明的吸附剂S被注入到该注入区域中，以与烟道气中的SO2和其他酸性气体反应，然后热烟道气穿过空气预热器，冷空气CA穿过该空气预热器流动以吸收热烟道气的热量，并作为热空气HA注入锅炉。然后烟道气流动穿过静电除尘器101，其中带电的收集电极收集包括已经与不希望的酸性气体反应的根据本发明的吸附剂组合物的颗粒物质。本文所描述的烟道气处理装置相对简单，并且非常适合于使用根据本发明的吸附剂组合物。
优选地，所述烟道气处理装置用于使用包含硫物质或其他酸性气体前体的燃料或煤来处理发电厂的烟道气。
应当理解的是，本发明不限于所描述的实施例，并且可以在不超出所附权利要求的范围的情况下应用变型。
例如，在优选实施例中，描述了用于烟道气处理的装置，该烟道气处理装置具有在空气预热器的下游的静电除尘器，所述空气预热器通过导管与所述静电除尘器连接，该烟道气处理装置还具有布置在所述空气预热器的上游的用于注入根据本发明的吸附剂组合物的注入区域。在本发明范围内的替代方案可以包括颗粒收集设备，该颗粒收集设备在所述预热器的上游。
根据本发明的烟道气处理设备的另一种替代方案包括在到达烟囱之前，依次包括静电除尘器、预热器、随后是可选的颗粒收集设备。
颗粒收集设备可以是另一种静电除尘器或任何种类的过滤器，例如袋式过滤器。
在所有这些实施例中，根据现场配置，在预热器之前或之后，将根据本发明的吸附剂组合物注入位于所述静电除尘器的上游的注入区域中。

Claims (21)

1.一种粉末状钙镁化合物，所述粉末状钙镁化合物至少包括氢氧化钙镁，所述氢氧化钙镁的含量相对于所述粉末状钙镁化合物的总重量的重量百分比大于或等于80％，其特征在于，所述粉末状钙镁化合物在300℃下呈现的电阻率低于1E11Ohms·cm且高于1E7Ohms·cm，并且所述粉末状钙镁化合物掺杂有硝酸钙，所述硝酸钙的量相对于所述粉末状钙镁化合物的总重量的重量百分比大于或等于0.05％且小于或等于5％。
2.根据权利要求1所述的粉末状钙镁化合物，所述粉末状钙镁化合物的最大电阻率Rmax低于1E11Ohms·cm。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的粉末状钙镁化合物，所述粉末状钙镁化合物进一步包括钠基添加剂，所述钠基添加剂的量相对于所述粉末状钙镁化合物的总重量的重量百分比达到3.5％，并以钠当量表示。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的粉末状钙镁化合物，所述粉末状钙镁化合物通过氮吸附呈现的BET比表面积至少为20m2/g，优选地至少为25m2/g，优选地至少为30m2/g，更优选地至少为35m2/g。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的粉末状钙镁化合物，所述粉末状钙镁化合物通过氮脱附呈现的具有直径小于或等于
Figure FDA0002873761230000011
的孔的BJH孔体积至少为0.1cm3/g。
6.一种用于烟道气处理装置的吸附剂组合物，所述烟道气处理装置包括静电除尘器，所述静电除尘器包括根据权利要求1至5中任一项所述的粉末状钙镁化合物。
7.根据权利要求6所述的吸附剂组合物，所述吸附剂组合物进一步包括添加剂，所述添加剂选自由活性炭、褐煤焦炭、埃洛石，海泡石、粘土、膨润土、高岭土、蛭石、耐火粘土、充气水泥粉尘、珍珠岩、膨胀粘土、石灰砂岩粉尘、火山灰粉尘、亚里岩粉尘、火山灰石灰、漂白土、水泥、铝酸钙、铝酸钠、硫化钙、有机硫化物、硫酸钙、炉膛焦炭、褐煤尘、飞灰和水玻璃组成的组。
8.根据权利要求6或权利要求7所述的吸附剂组合物，所述吸附剂组合物包括钠基添加剂，所述钠基添加剂的量相对于粉末状吸附剂组合物的总重量的重量百分比达到3.5％，并以钠当量表示。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的吸附剂组合物，其中，所述硝酸钙的量相对于干燥吸附剂组合物的总重量的重量百分比大于或等于0.05％且小于或等于5％。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的吸附剂组合物，其中，所述钙镁化合物为熟石灰。
11.一种用于制造吸附剂组合物的方法，所述吸附剂组合物包括重量百分比介于0.1％到5％之间的硝酸钙，用于包括静电除尘器的烟道气处理装置，所述方法包括以下步骤：
a)向反应器中提供钙镁化合物；
b)加入选自由硝酸钙和硝酸和其组合组成的组的化合物。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述钙镁化合物包括氢氧化钙镁，所述氢氧化钙镁的含量相对于干燥钙镁化合物的总重量的重量百分比大于或等于80％。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，向反应器中提供钙镁化合物的所述步骤包括以下步骤：向所述反应器中提供生石灰，用预定量的水将所述生石灰熟化，以获得所述钙镁化合物，所述钙镁化合物至少包括氢氧化钙镁，所述氢氧化钙镁的含量相对于具有预定量水分的所述干燥钙镁化合物的总重量的重量百分比大于或等于80％。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的用于制造吸附剂组合物的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：加入以钠当量表示的计算量的钠基添加剂，以获得占干燥吸附剂组合物的重量的重量百分比达到3.5％的钠当量。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的用于制造吸附剂组合物的方法，其特征在于，所述熟化步骤在如下条件下执行以获得熟石灰：通过氮吸附测量的BET比表面积至少为20m2/g。
16.根据权利要求11至15中任一项所述的用于制造吸附剂组合物的方法，其特征在于，所述熟化步骤在如下条件下执行以获得熟石灰：通过氮脱附测量的具有直径小于或等于
Figure FDA0002873761230000031
的孔的BJH孔体积至少为0.1cm3/g。
17.根据权利要求11至16中任一项所述的用于制造吸附剂组合物的方法，其特征在于，所述方法进一步包括以下步骤：加入另外的添加剂，所述另外的添加剂选自由活性炭、褐煤焦炭、埃洛石，海泡石、粘土、膨润土、高岭土、蛭石、耐火粘土、充气水泥粉尘、珍珠岩、膨胀粘土、石灰砂岩粉尘、火山灰粉尘、亚里岩粉尘、火山灰石灰、漂白土、水泥、铝酸钙、铝酸钠、硫化钙、有机硫化物、硫酸钙、炉膛焦炭、褐煤尘、飞灰和水玻璃组成的组。
18.一种烟道气处理方法，所述烟道气处理方法使用包括布置在静电除尘器的上游的注入区域的装置，其特征在于，所述烟道气处理方法包括在所述注入区域中注入根据权利要求6至10中任一项所述的吸附剂组合物的步骤。
19.根据权利要求18所述的烟道气处理方法，其中，所述吸附剂组合物包括钙镁化合物，并且其中，所述吸附剂组合物被注入到所述注入区域中，其中，所述烟道气的温度大于或等于180℃。
20.根据权利要求18或19所述的烟道气处理方法，其中，所述吸附剂组合物以干燥粉末的形式被注入到干燥吸附剂注入***中或以雾化浆料的形式被注入到喷雾干燥吸收器***中。
21.一种烟道气处理设备，所述烟道气处理设备包括在空气预热器的下游的静电除尘器，所述空气预热器通过导管与所述静电除尘器连接，其特征在于，所述烟道气处理设备进一步包括布置在所述空气预热器的上游的用于注入根据权利要求6至10中任一项所述的吸附剂组合物的注入区域。
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ZA (1) ZA202100069B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1113613A (en) * 1964-05-20 1968-05-15 Oetker Rudolf August Adsorption or anti-caking agent and its preparation and use
US5145815A (en) * 1989-08-10 1992-09-08 Uop Regeneration of zeolitic molecular sieves with sulfur oxide absorption on soda-lime bed
PL336355A1 (en) * 1999-10-28 2001-05-07 Politechnika Wroclawska Dry method of removing impurities and pollutants from flue gas
CN1438914A (zh) * 2000-06-08 2003-08-27 清洁燃烧公司 降低酸气排放和改善静电除尘器性能的氢氧化钾烟道气注射技术
CN103240098A (zh) * 2012-02-09 2013-08-14 中国石油化工股份有限公司 一种脱除烟气中硫氧化物和氮氧化物的催化剂组合物及方法
CN104395261A (zh) * 2012-07-12 2015-03-04 勒瓦研究开发股份有限公司 混合的钙和镁化合物及其生产方法
US20150110698A1 (en) * 2012-03-30 2015-04-23 Fuel Tech, Inc. Process for Sulfur Dioxide, Hydrochloric Acid and Mercury Mediation
CN105339070A (zh) * 2013-03-15 2016-02-17 Noxii国际有限公司 降低煤燃烧时的环境污染和结垢

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5087961A (zh) * 1973-12-10 1975-07-15
US4439351A (en) 1982-07-06 1984-03-27 Calgon Corporation Use of anionic or cationic polymers to lower the electrical resistivity of fly ash
US4502872A (en) 1983-03-31 1985-03-05 Combustion Engineering, Inc. Discharge electrode wire assembly for electrostatic precipitator
DE3620024A1 (de) 1986-06-13 1987-12-17 Fels Werke Peine Salzgitter Verfahren zur herstellung von feinkoernigem calciumhydroxid
US4861568A (en) * 1988-09-16 1989-08-29 Robinson Jr Melville W Process for removing sulfur dioxide from flue gases
US5223239A (en) 1990-07-24 1993-06-29 Research Corporation Technologies, Inc. Method of preparing hydrated lime
US5173279A (en) 1990-11-21 1992-12-22 Lhoist Recherche Et Developpement S.A. Method and composition for treating flue or exhaust gases utilizing modified calcium hydroxide
US5705141A (en) 1990-11-21 1998-01-06 Lhoist Researche Et Developpement S.A. Calcium and/or magnesium hydroxide, and preparation and use thereof
BE1009692A3 (fr) * 1995-10-19 1997-07-01 Lhoist Rech & Dev Sa PARTICULES DE Ca(OH)2.
EP0836878A1 (en) * 1996-10-15 1998-04-22 Dravo Lime Company Method for removing sulfur dioxide and nitrogen oxides from combustion gases
US6126910A (en) 1997-10-14 2000-10-03 Wilhelm; James H. Method for removing acid gases from flue gas
JPH11197445A (ja) * 1998-01-06 1999-07-27 Yoshizawa Lime Industry Co Ltd 排ガス処理剤およびその製造方法
US6797035B2 (en) 2002-08-30 2004-09-28 Ada Environmental Solutions, Llc Oxidizing additives for control of particulate emissions
US6803025B2 (en) 2002-12-05 2004-10-12 Frank B. Meserole Process for removing SO3/H2SO4 from flue gases
BE1016661A3 (fr) 2005-06-28 2007-04-03 Lhoist Rech & Dev Sa Composition de chaux pulverulente, son procede de fabrication et son utilisation.
DK1967276T3 (da) 2007-03-05 2019-08-12 General Electric Technology Gmbh En fremgangsmåde til at bestemme støvbelastningen af et elektrostatisk filter og en fremgangsmåde og en indretning til at styre bankningen af et elektrostatisk filter
WO2015119880A1 (en) 2014-02-04 2015-08-13 Novinda Corporation Flue-gas treatment aid

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1113613A (en) * 1964-05-20 1968-05-15 Oetker Rudolf August Adsorption or anti-caking agent and its preparation and use
US5145815A (en) * 1989-08-10 1992-09-08 Uop Regeneration of zeolitic molecular sieves with sulfur oxide absorption on soda-lime bed
PL336355A1 (en) * 1999-10-28 2001-05-07 Politechnika Wroclawska Dry method of removing impurities and pollutants from flue gas
CN1438914A (zh) * 2000-06-08 2003-08-27 清洁燃烧公司 降低酸气排放和改善静电除尘器性能的氢氧化钾烟道气注射技术
CN103240098A (zh) * 2012-02-09 2013-08-14 中国石油化工股份有限公司 一种脱除烟气中硫氧化物和氮氧化物的催化剂组合物及方法
US20150110698A1 (en) * 2012-03-30 2015-04-23 Fuel Tech, Inc. Process for Sulfur Dioxide, Hydrochloric Acid and Mercury Mediation
CN104395261A (zh) * 2012-07-12 2015-03-04 勒瓦研究开发股份有限公司 混合的钙和镁化合物及其生产方法
CN105339070A (zh) * 2013-03-15 2016-02-17 Noxii国际有限公司 降低煤燃烧时的环境污染和结垢

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A. GAREA ET AL.: "Fly-ash/calcium hydroxide mixtures for SO2 removal: structural properties and maximum yield", 《CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL》 *
高继慧等: "提升管内熟石灰浆液雾化脱除烟气中SO2过程的研究", 《中国电机工程学报》 *

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