CN103429319B

CN103429319B - 排放控制系统

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Publication number: CN103429319B
Application number: CN201280014466.6A
Authority: CN
Inventors: 兰德尔P·莫尔; 凯文·杰克逊; 斯蒂芬·巴洛格; 鲍比I.T.·陈; 波拉尼A.C.·哈雷; 约翰·艾德
Original assignee: Shaw Environmental and Infrastructure Inc
Current assignee: Shaw Environmental and Infrastructure Inc
Priority date: 2011-02-01
Filing date: 2012-02-01
Publication date: 2016-09-28
Anticipated expiration: 2032-02-01
Also published as: CA3005876C; US9097420B2; US20150231560A1; CA2839338A1; WO2012106455A1; EP2670515A1; CN105032146B; US8580214B2; CA2963242C; EP2670515A4; CA2963242A1; US20140158029A1; CA2839338C; US9555369B2; CN103429319A; CA3005876A1; CN105032146A; US20120195815A1

Abstract

本文中披露了用于处理汞污染气体的方法以及其他相关方法，所述用于处理汞污染气体的方法包括：将从HBr与HI中选择的卤化氢引入含有一定量的颗粒物质的汞污染气流中，其引入速率足以产生至少0.1ppmvd的浓度；其中在所述汞污染气流中，全部颗粒物质中超过50%为原生颗粒物质；使一定量的活性溴与所述原生颗粒物质接触；生成掺杂颗粒物质；用所述掺杂颗粒物质覆盖过滤介质；以及使一部分所述汞污染气流通过所述过滤介质上的所述掺杂颗粒物质。

Description

排放控制系统

本申请要求于2011年2月1日提交且发明名称为“排放控制系统”的第61/438,404号临时申请的权益。本申请要求于2011年8月26日提交且发明名称为“HBr处理”的第61/527,949号临时申请的权益。

技术领域

无

背景技术

无

发明内容

如本文所使用，对HBr注入浓度的引用被写成HBr占干烟道气体积的百万分率（ppmvd）。ppmvd浓度的表示法仅表示气相浓度，包括气体中夹带的成分，但不包括气体中不夹带的任何成分。因此，附在气体夹带的飞灰上的HBr（或活性溴）将被包括在HBrppmvd数量中，而附在导管壁上的飞灰中的HBr将不被包括在内。因此，为达成本披露的目的，以ppmvd为单位的HBr浓度表示法把与被夹带的飞灰或其他被夹带的颗粒物质结合的任何HBr当作处在蒸汽相来计算。在注入其他化合物或气体不是烟道气的情况下，ppmvd的计算仍然相同。如本文中所使用，用单位μg/m³表示的气体浓度表示在标准条件68℉和14.696psi下的浓度。

本文所述的用于处理汞污染气体的方法可以包括（例如）将从HBr与HI中选择的卤化氢引入含有一定量的颗粒物质的汞污染气流中，其引入速率足以产生至少0.1ppmvd的浓度；其中在所述汞污染气流中，全部颗粒物质中超过50%为原生颗粒物质；使一定量的活性溴与所述原生颗粒物质接触；生成掺杂颗粒物质；用所述掺杂颗粒物质覆盖过滤介质；以及使一部分所述汞污染气流通过所述过滤介质上的所述掺杂颗粒物质。在一种相关方法中，从HBr与HI中选择的所述卤化氢为HBr。在一种相关方法中，从HBr与HI中选择的卤化氢的所述引入过程可能发生在所述汞污染气流低于750℉时。在一种相关方法中，从HBr与HI中选择的卤化氢的所述引入过程发生在所述汞污染气流高于180℉时。在另一种相关方法中，所述汞污染气流为煤的燃烧的副产物，所述煤的氯含量按重量计小于300ppm且汞含量按重量计大于50ppb。在又一种相关方法中，从HBr与HI中选择的卤化氢的所述引入过程的引入速率所产生的浓度最大为15ppmvd。

本文所述的用于处理汞污染气体的方法可以包括（例如）将稀释HBr水溶液引入含有一定量的颗粒物质的汞污染气流中，其HBr引入速率足以产生至少0.1ppmvd的HBr浓度；使一定量的活性溴与一部分所述一定量的颗粒物质接触；由所述一定量的活性溴与所述一定量的颗粒物质生成掺杂颗粒物质；以及产生静电力从而将超过50%的所述掺杂颗粒物质从所述汞污染气流中去除。在一种相关方法中，在所述掺杂颗粒物质上收集汞。在另一种相关方法中，在静电除尘器中产生所述静电力。在又一种相关方法中，稀释HBr水溶液的所述引入过程的引入速率所产生的HBr浓度最大为10ppmvd。

本文所述的用于处理汞污染气体的方法可以包括（例如）将汞污染气体引入导管；其中所述导管包含易受HBr影响材料；其中所述汞污染气体具有初始汞量；其中所述导管具有内表面；将一定量的稀释HBr水溶液注入所述导管中；其中所述一定量的稀释HBr水溶液的所述注入是通过多个喷嘴进行，其HBr注入速率足以产生至少0.1ppmvd的HBr浓度；其中所述多个喷嘴的喷雾图案覆盖了所述导管的大部分截面；其中HBr水溶液没有大量积累在所述内表面上；以及使所述汞污染气体与介质接触，由此将至少50%的所述初始汞量从所述汞污染气体中去除。在一种相关方法中，所述一定量的稀释HBr水溶液的所述注入过程发生在所述汞污染气体处在180℉与750℉之间时。在另一种相关方法中，所述一定量的稀释HBr水溶液的所述注入过程发生在所述汞污染气体处在180℉与750℉之间时。在又一种相关方法中，所述多个喷嘴为多个双路流体喷嘴，且所述稀释HBr水溶液的HBr浓度大于0.25%。在再另一种相关方法中，所述一定量的稀释HBr水溶液的所述注入是通过多个喷嘴进行，其HBr注入速率产生的HBr浓度最大为10ppmvd。

本文所述的用于处理汞污染气体的方法可以包括（例如）将活性溴引入处理区域；使汞污染气流通过所述处理区域；其中所述汞污染气流含有氮；其中所述活性溴在所述处理区域中的停留时间至少是所述氮在所述处理区域中的停留时间的1.1倍；以及使用颗粒控制装置从所述汞污染气流中去除至少50%的包含在所述汞污染气流中的所述汞。在一个相关实例中，将活性溴引入所述处理区域的引入速率可以产生0.1ppmvd与10ppmvd之间的活性溴浓度。在一系列相关实例中，所述活性溴在所述处理区域中的停留时间可以是所述氮在所述处理区域中的停留时间的至少1.2倍、1.5倍或甚至2.0倍。

本文所述的用于处理烟道气的方法可以包括（例如）将活性溴引入处理区域；将氨引入所述处理区域；使具有初始灰含量与初始汞含量的一定量的烟道气通过所述处理区域；在颗粒控制装置中收集初始灰含量的至少80%；以及在颗粒控制装置中收集初始汞含量的至少50%。在一个相关实例中，所述颗粒控制装置中收集到的灰中的总的氨含量按重量计至少为40ppm。在另一个相关实例中，所述颗粒控制装置中收集到的所述灰含有初始汞含量的至少60%。在再另一个相关实例中，将活性溴引入所述处理区域的引入速率产生0.1ppmvd与10ppmvd之间的活性溴浓度。

在本文所描述的各种实施例中，制备具有特殊性质的灰成分。有时将这些灰成分称为“经调节的灰吸附剂”。本文所使用的术语“经调节的灰吸附剂”指的是按重量计活性溴含量大于20ppm的灰。本文所使用的术语“活性溴”指的是HBr以及其含溴原子的直接分解产物。可以被称为“活性溴”的化合物的实例包括HBr、溴基和Br^-1。除了经调节的灰吸附剂的基本活性溴浓度之外，如本文中描述的实施例的许多独立的变体中所实践的，经调节的灰吸附剂的活性溴浓度可以大于60ppm、大于100ppm、大于200ppm、小于2000ppm、小于5000ppm以及小于10,000ppm。根据本文所述的方法对烟道气的处理可以（例如）通过使汞附到飞灰上从而在烟道气中脱汞，且在从烟道气中去除飞灰之前不会产生汞的任何大量再排放。如本文所述的烟道气的处理可以使得烟道气中总溴原子的90%以上在整个区域上处于活性溴的形态，含汞烟道气在该区域中得到处理。在具有静电除尘器的系统中，可以通过本文所述的处理来减少可过滤颗粒物质的排放。

本文所述的用于处理烟道气的方法可以包括（例如）使烟道气通过处理区域；将从HBr与HI中选择的卤化氢引入所述处理区域中，其速率足以产生至少0.1ppmvd的浓度；在所述处理区域的多个表面上生成经调节的灰吸附剂，使得所述处理区域的处理面积与烟道气流量之比至少为0.3分钟/英尺；以及继续将从HBr与HI中选择的所述卤化氢引入所述处理区域中，直到所述处理区域达到60ppmvd*hrs的累计注入水平。在一个相关实例中，从HBr与HI中选择的所述卤化氢为HBr。在另一个相关实例中，将从HBr与HI中选择的所述卤化氢引入所述处理区域中的引入速率产生的活性溴浓度小于10ppmvd。在不同的相关实施例中，处理面积与烟道气流量之比可以是至少0.3分钟/英尺、至少0.5分钟/英尺，以及至少3.0分钟/英尺。

本文所述的用于处理汞污染气体的方法可以包括（例如）燃烧以重量计至少含50ppb汞的燃料；燃烧大量的处理成分；其中所述处理成分从以下成分中选择：2-(溴甲基)环氧乙烷；1-溴丙-2-酮；1-溴丁烷；2-溴丁烷；1-溴-2-甲基丙烷；1-溴-3-甲基丁烷；2-溴-2-甲基丁烷；1-溴戊烷；2-溴戊烷；2-溴戊烷；1-溴-2-乙氧基乙烷；溴苯；2-溴吡啶；二溴甲烷；1,2-二溴乙烷；1,1-二溴乙烷；1,2-二溴乙烷；2,2-二溴乙腈；2,3-二溴丙-1-烯；2-溴乙酰基溴；1,2-二溴丙烷；1,3-二溴丙烷；1,3-二溴丁烷；1,4-二溴丁烷；1,3-二溴丙-2-醇；2,3-二溴丙-1-醇；1,4-二溴戊烷；1,5-二溴戊烷；1-溴-2-(2-溴乙氧基)乙烷；(lR,2R)-l,2-二溴环己烷；1,6-二溴己烷；二溴甲苯；1,8-二溴辛烷；1,1,2-三溴乙烷；2,2,2-三溴乙醛；以及1,1,2,2-四溴乙烷；以及将所述燃料的所述燃烧的至少一种产物与所述大量的所述处理成分的所述燃烧的至少一种产物混合。在一个相关实例中，所述处理成分为溴乙烷。在另一个相关实例中，所述处理成分为三溴甲烷。在另一个相关实例中，所述处理成分为二溴甲烷。在另一个相关实例中，所述处理成分为1,2-二溴乙烷。在另一个相关实例中，所述处理成分为1,2-二溴乙烷。

可以从以下实例中理解到，本文描述的各种实施例可以具有一个或多个以下特征：在独立但相关的实施例中，就在HBr水溶液注入点之前的烟道气温度可以为低于1100℉、低于750℉，以及低于710℉。在独立但相关的实施例中，就在HBr水溶液注入点之前的烟道气温度可以为大于180℉、大于200℉、大于220℉、大于325℉，以及大于425℉。作为一个实例，就在HBr水溶液注入点之前的烟道气温度可以为大约700℉。烟气可以是煅烧工艺中的烟气。烟气也可以是矿石焙烧工艺中的烟气。烟道气还可以是燃煤发电厂或锅炉中的烟道气。在一系列不同但相关的实例中，本文所描述的方法可以用于处理氯含量以重量计低于500ppm的煤、氯含量以重量计低于300ppm的煤，以及氯含量以重量计低于100ppm的煤。本文所描述的各处理可以将超过50%的存在于烟道气中的任何Hg(0)氧化成Hg(II)，以及可以将超过80%的存在于烟道气中的任何Hg(0)氧化成Hg(II)。本文所描述的被燃烧并经过处理的煤中，每克煤汞含量可大于0.05μg、每克煤汞含量可大于0.10μg，或甚至每克煤汞含量可大于0.15μg。经过本文所描述的方法处理的烟道气的汞含量可以大于1.0μg/dscm、大于2.0μg/dscm，或者甚至汞含量可以大于4.0μg/dscm。尽管本文所描述的实例说明了HBr的有效性，但也可以考虑以相似方式使用诸如HF、HCl、HBr、HI、F₂、Cl₂、Br₂和I₂之类的成分，但具有不同程度的有效性。在特定实施例中，供应到烟道气中的所供给的含卤素添加剂的量以煤与所供给的添加剂的总重量计可以是300ppm或以下（即，大致为每kg燃煤添加小于0.3g的HBr）。在独立但相关的实施例中，所供给的添加剂可以为250ppm或更少、200ppm或更少、200ppm或更少、150ppm或更少，或甚至100ppm或更少。在许多经过实践的实施例中，排放到大气中的煤中汞的重量百分比低于20%，且在一些情况下中排放到大气中的煤中汞的重量百分比低于10%。

附图说明

图1为描述了各个实例的特征的图表。

图2与图3呈现了在实例1A至1E中受测试的工业设备的布局。

图4为在实例1B的测试过程中总的汞浓度的图表。

图5为在实例1C的测试过程中总的汞浓度的图表。

图6为在实例1E的测试过程中总的汞浓度的图表。

图7呈现了在实例2中受测试的工业设备的布局。

图8为从实例2的测试中得到的汞氧化对HBr注入率的图表。

图9为从实例2中得到的氨注入速率和NO_x排放系数对HBr注入浓度的图表。

图10为覆盖有经HBr处理的灰的SCR的内部结构的视图。

图11为覆盖有经HBr处理的灰的ESP的内部结构的视图。

图12呈现了在实例5中受测试的工业设备的布局。

图13展示了从实例5中得到的氧化结果。

图14为实例5的测试的总的汞排放量对HBr剂量的图表。

图15为实例5的测试的总的脱汞率对累计HBr剂量的图表。

图16为实例5的测试的烟囱汞浓度对累计HBr剂量的图表。

图17为实例6中所描述的袋式除尘器的图。

图18为实例6中所描述的袋式除尘器的内部的图。

图19呈现了在实例7中受测试的工业设备的布局。

图20为在实例7的测试过程中烟囱汞浓度的图表。

图21描绘了实例13中所描述的HBr供给系统的元件。

图22描绘了HBr供给系统的元件的一种工作布局。

图23描绘了HBr供给系统的元件的一种工作布局。

图24描绘了HBr供给系统的元件的一种工作布局。

图25A与图25B描绘了HBr供给系统的元件的一种工作布局。

图26描绘了HBr分布系统的配置。

图27描绘了用于处置HBr与HBr输送的配置。

图28描绘了双路流体喷嘴。

图29描绘了双路流体喷嘴的喷雾特性。

图30为HBr注入于其中的管道的透视图。

图31为注入区域中的管道的截面图。

图32为注入区域中的管道的截面图。

图33为具有夸大的液滴特性的喷雾图案的截面。

图34呈现了用于装载含汞与HBr的飞灰的实验仪器。

图35为一种配置，可以在其中燃烧有机卤素从而处理烟道气。

图36为一种配置，可以在其中燃烧有机卤素从而处理烟道气。

图37为一种配置，可以在其中燃烧有机卤素从而处理烟道气。

图38A至38E呈现了若干有机卤素，可以燃烧这些有机卤素从而处理烟道气。

图39描绘了带有HBr注入系统的煅烧工艺。

图40描绘了具有HBr注入的炼焦炉污染控制系统。

具体实施方式

实例

测试了多种商业规模的燃煤发电厂与蒸汽厂以便确定在不同工作条件与测试配置之下HBr注入的可行性。附图中的图1呈现了受测试的多种配置。在图1中的各实例中，通过HBr注入实现了汞排放量的显著减少，并且在许多情况下展现出了其他的益处。如图1中以及本披露的其他各处所使用的，“SCR”表明存在选择性催化还原系统，“SNCR”表明存在选择性非催化还原系统，“FF/BH”表明存在织物过滤器或袋式除尘器，“ESP”表明存在静电除尘器，“DFGD”表明存在干烟道气脱硫，“WFGD”表明存在湿烟道气脱硫，“PRB”表明用粉河盆地煤作为燃料，“褐煤”表明用褐煤作为燃料，“烟煤”表明用烟煤作为燃料，“生物质”表明用生物质作为燃料，“天然碱”表明用天然碱来吸收烟道气成分，“碳”表明用碳来吸收烟道气成分，“蒸汽”表明工厂主要用于产生蒸汽，且“电”表明工厂主要用于产生电力。图1还列出了以兆瓦为单位测得的工厂的大概的满负荷发电能力，蒸汽厂用兆瓦等效量表示。

实例1A至1E

对具有图1中所描述的一般特性的工厂进行了一系列的实验。在多种工作条件下评估了排放特性，尤其是汞排放特性。在与实例1A至1E相关的评估中，在这一过程的不同阶段应用卤代流体与天然碱。与实例1A至1E相关的测试和观察为期四天。

受测试的煤粉锅炉的额定单位容量为670MW，且燃烧的是次烟煤。使用选择性催化还原系统来控制NO_X。冷侧静电除尘器提供了微粒控制。图2与图3的实施例呈现了实例1A至1E中进行的测试所依据的配置。煤粉锅炉1100与省煤器1105位于工艺中的烟道气处理步骤之前。烟道气被分开并进入两个独立的管道，即，管道A1110与管道B1112，污染物控制的处理在这些管道中进行。与实例1A至1E相关的HBr溶液的注入发生在注入点1115处。在管道B1120中的等效点处没有等效的注入发生。天然碱注入点1133在SCR1130下游的管道A1110中。天然碱注入1143的替代位置处在空气预热器1140与静电除尘器1150之间。形态化汞测试1155在静电除尘器1150的出口进行，该出口在向烟囱1170通风的引风机1160之前。

如图2与图3所示，HBr注入是在SCR系统的管道“A”1110之前进行，在喷氨格栅（AIG）上游大约30英尺处。天然碱注入根据具体的测试目的，在空气预热器（APH）的上游与下游处进行。Hg排放形态在单元3的ESP出口1150的管道“A”1110处测量，与此同时也对烟囱Hg CEMS数据进行记录。所有的管道“A”Hg排放测量都是使用形态吸附剂捕阱并通过EPA方法30B确定的。

汞控制通过两步工艺进行。第一步为促进Hg从Hg(0)氧化为Hg(II)，因为Hg(II)具水溶性,且易于与飞灰微粒的表面区域结合。可以通过添加卤素化学添加剂有效地实现汞氧化。本文讨论的化学添加剂经证实，每单位质量添加剂提供的氧化度很高。在实例1A至1D中的各实例中，受测试的化学添加剂为HBr水溶液，通过下述空气雾化喷嘴将该溶液施加到烟道气中。

实例1A

基线测试（第1天）

在锅炉的基线工作条件下进行一组形态化EPA方法30B测试，其中不添加HBr添加剂或天然碱。基线烟道气HgT为5.28μg/dscm（5.28微克HgT每干标准立方米气体），其中5.15μg/dscm（97.5%）的汞被氧化或具有零价态（Hg(0)）。这是典型的粉河盆地燃煤应用，因为PRB煤中存在低浓度的氯或其他天然氧化剂。

实例1B

HBr测试（第2天）：

在各种天然碱/HBr注入条件下，在APH出口处进行了四轮测试。测试矩阵与Hg去除结果可见于表1。第2天中总的HBr注入时间为4小时。

表1

测试参数与结果（第2天）

*HgT代表所有氧化状态下的汞的总量。

在第1轮与第2轮中，未注入HBr溶液，但以略低于5300lb/hr与7000lb/hr的速率注入天然碱。在这些速率之下的汞浓度分别为6.15μg/dscm的HgT与6.66μg/dscm的HgT。第2轮的结果表明Hg(0)的量为6.10μg/dscm，占总汞量（HgT）的92.3%。

在前两轮测试之后，天然碱注入速率被设为8500lb/hr，而HBr注入速率被设为大约45ppmvd（占干体积的百万分率）或（78加仑每小时），历时两个小时。HBr/天然碱的混合注入令到82%的Hg氧化且73%的Hg被去除。HgT与Hg(0)的浓度分别为1.81μg/dscm与1.10μg/dscm。

在第4轮中，HBr的注入速率被减小到28ppmvd或49GPH并在两小时的时间内保持在这个速率。暂时在“A”侧停止注入氨。这是为了确定NH₃注入是否对HBr工作存在任何干扰。HgT与Hg(0)的浓度分别为1.95μg/dscm与1.33μg/dscm。HBr/天然碱的混合注入令到78%的Hg氧化且71%的Hg被去除。天然碱注入与HBr注入都在21点时停止。基于在喷氨格栅上游30英尺处的HBr注入点，当停止氨注入时，在HBr的表现中没有观察到干扰。

来自固定的连续排放监测系统（CEMS）的数据趋势也被记录下来，结果如图4所示。在管道A与管道B的气体流重新结合后，汞CEMS单元监测烟囱中的HgT。如图4所示，在测试日该单元被设为满载运行，大约700MW，并自始至终保持在这个负荷。图4在第2天的午夜开始，并进行到第3天的7点12分。在前两轮测试中的HgT浓度平均值为5.1μg/dscm。基于第1天的基线测试、第2天的前两轮参数测试以及Hg CEMS数据平均值，据估计原有的HgT排放浓度在5μg/dscm与6μg/dscm之间变化。此外，据估计在HBr注入之前，两个管道中的烟道气包含大约5.5μg/dscm的HgT排放。

在第3轮测试的HBr注入开始之后，记录在固定的Hg CEMS中的Hg数据趋势显示了即时去除情况。在后两轮测试中，烟囱Hg浓度平均值为2.5μg/dscm。“A”侧的烟道气被处理时，“B”侧的烟道气尚未被处理。假定通过管道A与管道B的气体的容积流率大致相等，基于烟囱Hg CEMS读数2.5μg/dscm，在经处理的“A”侧，HgT浓度大致为零。根据固定的Hg CEMS，“A”侧的最大总Hg去除率经计算高于95%。

根据固定的Hg CEMS，在天然碱与HBr注入停止之后，对分流进行修正后，经处理的气流中总Hg去除率经计算大概为89%。如上所述，天然碱与HBr注入在大约21点时停止。根据烟囱Hg CEMS的读数，总Hg趋势并未立即回到基线浓度（5.5μg/dscm）。如图4所示，从HBr开始注入直到第二天早上，汞浓度保持在基线之下。这种剩余效应可能是由于之前注入的HBr化学添加剂残留在装填到SCR中的灰与SCR催化剂上。

实例1C

（第3天）

在测试的第三天，将天然碱注入从ESP入口移到APH入口，且该单元维持在满载状态，约700MW。表2中总结了测试矩阵与Hg结果。

表2

测试参数与结果（第3天）

*由于前一天产生的效果，上述数值不代表基线条件。

如表2所示，从前一天的注入起，Hg浓度的恢复保持在基线条件（5μg/dscm与6μg/dscm之间）之下。在6点30分，测得基线Hg量仍为1.22μg/dscm，这表示在实际HBr注入停止的数小时后，总共去除了78%的Hg。在下午16点，当天然碱注入正在进行时，HgT排放量为4.88μg/dscm。烟囱CEMS数据趋势可见于图5。图5开始于第3天的9点30分，结束于第4天的00点00分，该图展示了在第3天的天然碱注入期间HgT水平低于基线浓度，并且当天然碱注入停止时，HgT水平急剧下降，更进一步低于基线，大约为2μg/m³。这样证明了前一天注入的HBr具有强烈的剩余效应，该效应在天然碱注入期间被天然碱的吸附作用所中断。

大概在9点30分，在APH入口的上游处开始天然碱注入。烟囱Hg CEMS数据的平均值为2.4μg/dscm。为了使烟囱HgT CEMS的读数大概为2.4μg/dscm，“A”侧的Hg浓度必须几乎为零。因此，基于固定的Hg CEMS，可推断出对于经处理的管道（基于基线Hg浓度5.5μg/dscm），总Hg去除率高于95%。CEMS数据显示，第2天HBr注入的剩余效应持续了至少16小时。这包括了4小时的实际注入与12小时的剩余效应。

当APH入口天然碱注入开始时，总Hg浓度将增加；在APH入口天然碱注入停止之后，Hg浓度将立即减少。不希望受理论所束缚，天然碱可能与HBr添加剂相互作用，从而抑制了Hg(0)的氧化。考虑这个实例中所描述的更改了天然碱与HBr相互作用的实施例。例如，可以在更下游处注入天然碱，从而为HBr溶液与Hg(0)的反应提供充分的停留时间。不希望受理论所束缚，所观察到的效应的潜在原因可能包括在促进Hg氧化之前天然碱消耗了HBr，和/或HBr的消耗影响了涉及Hg的氧化反应的平衡。

实例1D

（第4天）

在测试的第四天，天然碱注入被恢复到APH入口处，并保持恒定速率8500lb/hr，并且从9点30分开始，该单元维持在满载状态，大约700MW。天然碱与HBr注入都在大约9点30分开始。存在四轮HBr注入：5ppmvd（8.8GPH）、10ppmvd（17.3GPH）和15ppmvd（26GPH）下的HBr注入（与天然碱注入一起），以及一次15ppmvd（26GPH）下的HBr注入但无天然碱注入。表3中总结了测试矩阵与Hg结果。

表3

测试参数与结果（第4天）

第4天的第1轮测试不完全代表基线条件，因为该单元并未在整轮测试中以满载运行。在各种HBr注入测试条件之下，在ESP出口处，总Hg量为4.18μg/dscm，以5ppmvd的HBr注入产生了大约24%的总Hg去除率；为3.38μg/dscm，以10ppmvd的HBr注入产生了大约39%的总Hg去除率；以及为2.96μg/dscm，以15ppmvd的HBr注入产生了大约46%的总Hg去除率。然而，当停止APH入口天然碱注入时，15ppmvd的HBr注入产生大约67%的总Hg去除率，并且ESP出口处的HgT为1.83μg/dscm。

天然碱注入在大约6点时停止。平均烟囱Hg浓度大约为2.2μg/dscm。CEMS结果紧密地符合了在烟囱Hg浓度持续降低期间收集的第4轮测试中吸附剂捕阱的结果。为使烟囱HgCEMS稳定在大约2.2μg/dscm，“A”侧的Hg浓度必须几乎为零，这意味着超过95%的总Hg去除率。HBr注入在19点30分结束。在19点30分与20点之间，在单元负荷降低之前，烟囱Hg浓度的平均值为1.6μg/dscm，产生了超过95%的总Hg去除率。这是观察到的HBr注入的剩余效应的再另一个实例。

实例1E

（第5天至第6天）

HBr注入在第4天的19点30分结束。然而，烟囱Hg CEMS仍显示在该测试之后的两天（第5天与第6天）的45小时中烟囱Hg浓度低于2.5μg/dscm。这对应于超过95%的总Hg去除率。图6显示了这一期间的数据。在没有天然碱注入与在ESP之前注入天然碱的两种情况下，使用HBr注入，HgT去除率至少为80%。CEMS结果表明，达到了更高的去除效率，或许高达95%。与实例1A至1E相关的测试表明HBr注入可以被配置成从烟道气中去除80%以上的汞，而替代实施例能够去除90%以上的总的汞，以及95%以上的总的汞。在ESP出口处测得，基于基线Hg浓度5.5μg/dscm，HBr注入产生了大约80%的Hg氧化与75%的Hg去除效率。从固定的Hg CEMS在烟囱处测得，基于基线Hg浓度5.5μg/dscm，HBr注入产生了大于90%的Hg去除效率。

在与实例1A至1E相关的这些活动测试的三天中，HBr注入仅在第一天进行了四个小时，在第三天进行了十个小时。HBr溶液的剩余效应持续了16至45个小时。从最初的HBr注入开始，汞水平在数天的测试程序中从未回到过基线。测试之后的记录报告表明一定量的HBr剩余效应在测试完成一个星期以后仍在发生。根据烟囱Hg CEMS，HBr注入的剩余效应产生了超过90%的Hg去除效率。在实例1A至1E中进行的HBr注入，其注入的溶液的浓度范围在约1%HBr至约4%HBr，对于更高的总HBr注入速率使用更高的浓度。在一个替代实施例中，HBr注入速率可以低于实例1B与1D中所使用的速率，从而虑及等效于见于实例1A至1E中的剩余效应的那些稳态工作效果。

HBr注入的剩余效应可以在图6所示的固定的Hg CEMS趋势中清楚地看到，该效应从第5天的2点24分持续到了第6天的2点24分。

在各个预言性的实例中，将以足够维持初始烟道气浓度的80%、90%或95%的稳态脱汞的速率注入HBr。不同的实施例包括存在或不存在天然碱的相应使用的HBr注入。

HBr的注入速率可以根据煤中总的氯含量而改变，并基于氯含量优化，从而以较少的HBr达到污染控制标准。由于天然碱的引入与其引入的位置，HBr注入速率可以根据总的可用HBr的减少量而改变。增加HBr浓度或无天然碱的HBr共振时间可以克服HBr与天然碱之间的不利的相互作用。

在本实例的条件下，在管道内的温度超过700℉的情况下，HBr注入化学溶液不会大量消耗用于NO_x控制而注入的NH₃。此外，在HBr注入过程中NO_x去除率的变化不超过5%，这可以表明没有产生对于SCR表现或与SCR催化剂的相互作用的负面影响。

在一个预言性的实例中，在工艺中施加天然碱来控制酸气，使得HBr水溶液或其他化学溶液将一定量的Hg(0)氧化成Hg(II)，这个量足以使HgT保持在适当的污染控制标准之内。

实例2

实例2涉及一种在340MW燃煤发电站进行的HBr注入的现场试验，该发电站燃烧粉河盆地煤。空气污染控制系统包括用于氮氧化物控制的选择性催化还原单元、用于颗粒物质控制的冷侧静电除尘器，以及用于汞控制的活性炭注射系统。图7所示为系统配置的示意图。现参考图7，锅炉2410向省煤器2420提供烟道气。之后，来自省煤器2420的烟道气先通过SCR2430、空气预热器2440和静电除尘器2450，再通过引风机2460，并通过烟囱2470释放到大气中。大部分测试程序是在接近满载（317至348MW）的状态下进行，而若干测试是在减载条件（204、299MW）下进行。在整个测试程序中，HBr注入浓度的范围为从2.5至13.6ppmvd。

HBr注入系统包括安装在省煤器2420出口处、在SCR2430之前的一系列喷枪，此处的温度大概为650℉。注射喷枪为空气辅助型，这将在之后描述。在整个试验中，HBr注入在SCR2430系统的上游进行，并且对于该测试程序SCR的操作未作修改。

测试结果显示，当烟道气HBr浓度为6ppmvd或更高，且未引入SO₃来促进ESP操作时，氧化率超过90%。图8绘制了汞氧化百分比对烟道气中HBr氧化剂浓度的曲线。在初始的基线测试中，Hg排放的平均值为每万亿英热单位3.3磅。

在本实例中，现有的冷侧静电除尘器被用于控制颗粒排放，且发现，其对于从烟道气中去除氧化汞十分有效。测试结果表明当以高于6ppmvd的浓度向烟道气中注入HBr时，可达成高的Hg去除率（约90%）。入口汞量是从煤的分析结果中计算得到的，而烟囱汞量是使用EPA方法30B分析得到的。表4显示了具有代表性的测试的结果。

表4：

在ESP2450之前，向烟道气流中注入SO₃从而增强ESP性能时，进行基线测试。SO₃注入用于显著地提升静电除尘器关于颗粒物质去除的性能。在试验中发现，SO₃干扰了HBr试剂的性能。还发现，当注入HBr但不注入SO₃时，SO₃注入并非必不可少的，且颗粒物质控制与浊度控制都得到提升。颗粒测试结果显示可以使用HBr来代替SO₃以增强ESP操作。除了基线测试外，所报告的所有测试都是在没有SO₃注入的情况下进行。结果在表5中给出。

表5：

*HBr注入速率表示以干基计算的HBr。

已发现，HBr注入提升了对烟道气中可过滤颗粒物质（FPM）与可凝结颗粒物质（CPM）的控制。基于满载条件下各种HBr注入速率的参数测试的结果，相比于基线条件，可过滤颗粒物质减少了17%到30%，且CPM减少了13%到24%。

总的颗粒物质，即可凝结颗粒物质与可过滤颗粒物质的总和，减少了7%到44%。

在HBr注入点2425处注入HBr。在注入点2445处注入粉状活性炭。

在上述测试程序之后的几天中，进行了仅使用PAC的两次测试。这两次测试中的PAC剂量为10lb/MMacf，两次测试达到了平均93.4%的Hg去除率。在前一天中，以9.7ppmdv的量注入HBr，同时以2lb/Mmacf的量注入PAC，结果Hg去除率为91.3%。这些结果显示HBr注入可以减少用于实现给定的Hg去除率所需的PAC的量。

在SCR上游的HBr注入未表现出对关于NO_x控制的SCR性能具有显著的不利影响。基线与最高HBr注入剂量（13.2ppmdv）之间的平均差异表明NO_x排放增加了11%。然而，当HBr注入速率为在长期运行中更为典型的6ppmdv或者更低时，NO_x排放系数处在基线值的范围之内。在这个测试中，HBr注射喷枪的位置紧靠SCR单元的上游。在315至348MW（总）的工作范围中收集数据，且测试过程中的NO_x排放系数的范围在0.042与0.051lb/MMBtu之间。如图9所示，当烟道气管道中的HBr浓度增加时，NO_x排放系数（在烟囱处测量）显示出微小的上升趋势。在这同一范围内，向SCR注入氨的速率显示出下降趋势，这一定程度上解释了NO_x排放系数的上升趋势。

实例3

SCR是用于控制氮氧化物排放的空气污染控制装置。这项技术使用催化剂，并通常使用尿素或氨气，在催化剂床之前将其注入烟道气管道。实例1A至1E证明了，ESP上游处的HBr注入不会对SCR性能产生不利影响，且对NO_x控制仅具有最低程度的影响。已经表明，使用SCR能够在无HBr剂量的情况下促进Hg的氧化。额外Hg氧化的促进可能与SCR的表面积很大一部分被经HBr处理的灰覆盖有关。参考图10，SCR催化剂内部结构2010可以呈蜂窝状或任何其它常规的配置。内部结构2010生成了灰覆盖层2240，从而通过SCR内部流动路径2230的烟道气与灰覆盖层2240具有很大程度的接触。

实例4

图11为ESP的实例，例如实例1A至1E中的ESP。在本实例中，形式为电线2330的带负电荷的电极与带正电荷的电极（即，板2310）生成了电场。两电极之间的电场驱使气体流动路径2340中的微粒聚集在板2310上。附着在板2310上的经HBr处理的飞灰生成了大表面积的活性表面，从而增强了HBr注入的效果。特别地，该装置使用充电段从而将电荷（通常为负电荷）传递给颗粒物质。带电物质被吸引到带相反电荷的表面上，该表面垂直于流动路径。灰聚集在这些表面上且掉落到下方的漏斗中，从而能够去除这些灰。

当在ESP单元的上游注入HBr时，它将与前述的颗粒物质产生联系。灰与Hg(2+)将一起聚集在ESP板上。不希望受理论所束缚，HBr被认为会增加微粒有效电荷，从而提升聚集的效率。这个与HBr相联系的内在吸引力产生了一种可能性：在ESP板上以及相关的灰覆盖层上具有高浓度的HBr。

实例5

实例5是在商业规模的发电厂中进行，该发电厂具有图12所示的设置、煤特性以及污染控制设备。现参考图12，来自锅炉1310的烟道气进入省煤器1320，之后烟道气被分为两列独立的气体并分别被处理。HBr注入点1325位于空气预热器1330的入口处。之后，烟道气通过空气预热器1330，经过活性炭注入点1335并进入静电除尘器1340。各静电除尘器1340的后面都有一对织物过滤器/袋式除尘器1350，来自织物过滤器/袋式除尘器1350的经过滤的烟道气在单集箱1360中重聚，之后烟道气被引风机1370引向烟囱1380中。

实例5的锅炉1310为PC锅炉，其发电能力大约为750MW。这个单元燃烧混合有粉河盆地煤的德州褐煤。空气污染控制系统包括干式“冷”侧静电除尘器1340，用于控制与在ESP入口处的活性炭注射系统相关的颗粒与汞。小型COHPAC袋式除尘器1350在ESP1340的下游工作，用于进一步的PM控制，这还对Hg排放产生了额外控制。图12展示了系统布局与注入/测试位置。在空气预热器的入口处注入稀释的HBr溶液。各COHPAC模块1350包括旁路阀，用于释放过量的袋式过滤器压降，该压降会导致一部分烟道气未经过滤就进入烟囱。

在四天期间进行了两次基线测试与十一次HBr参数测试，从而确定对烟囱汞（Hg）氧化与去除的影响。观察到的单元负荷在556MW至637MW之间变化，经计算，绕开COHPAC1350的未经处理的烟道气在5.1%与16.5%之间波动。在测试中，据估计有5%与15%之间的未经处理的烟道气被送到烟囱1380中。

表6展示了基于煤Hg含量与在烟囱1380处测得的Hg量的总体Hg去除结果。假设煤中进入燃烧室的所有Hg都被挥发，那么在基线条件下，整个空气污染控制系中总Hg量中大约57%仍然是元素汞。在基线条件下，煤中进入燃烧室的总Hg量中大约40%被去除。还给出了由HBr注入产生的汞氧化与去除水平。

表6：

图13展示了COHPAC系统1350的入口处与烟囱1380处的Hg氧化结果。很大一部分的Hg被氧化并被ESP1340截获在飞灰中。COHPAC系统1350截获并去除了额外的一部分Hg。

图14展示了标准化烟囱总Hg排放率，经过标准化从而去除了绕过COHPAC系统1350的烟道气的影响。换句话说，修正的HgT排放率是在烟道气没有绕道的情况下的估计率。此外，据观察，在获得最终稳定的Hg排放率之前，处理大量飞灰（例如，高褐煤飞灰含量）的大型空气污染控制系统的调节需要调节HBr注入的时间。据观察，在每次测试之前注入HBr的量与被去除或氧化的汞的量之间存在很强的相关性。这是由于在系统中，系统缓慢地达到了含HBr的飞灰的平衡含量。

在注入浓度为6.5ppmvd时，相比于基线条件，Hg氧化效率为85.8%（标准化）。

在HBr注入浓度为6.5ppmvd时，所得的烟囱Hg浓度大约为4.4lb/TBtu（非标准化），因为一部分烟道气绕过了COHPAC，其标准化值为3.7lb/TBtu。图15展示了标准化的总Hg去除效率对整个测试程序中累计的HBr剂量的曲线。图16展示了烟囱中的标准化总Hg量（每万亿英热单位磅数）对整个测试程序中累计的HBr剂量的曲线。如本文中所使用的，累计剂量表示为ppmvd*hrs，其被计算为HBr的ppmvd剂量对以小时为单位测量的注入时间的剂量曲线之下的面积。

实例6

织物过滤器/袋式除尘器

例如在实例5所述的配置中，织物滤袋式除尘器是空气污染控制装置，其用于去除颗粒物质，例如烟道气流中的灰。现参考图17，典型的袋式除尘器包括外部密封外壳5000。一组洞5010位于外壳的顶部，通常被称为袋子5020的多孔织物过滤器位于这些洞内。袋子5020由诸如毛毡的多孔介质或其他半多孔材料制成，这将允许空气流过袋子5020，与此同时在外袋表面上聚集颗粒。公用风室5030被放置成盖在袋式除尘器的顶部从而收集流经袋子的清洁空气。袋子5020延伸到外壳内一定深度，使灰聚集表面区域最大化。诸如风扇5040之类的装置提供动力从而将含颗粒的气体通过入口管道开口移动到袋式除尘器内。积聚在外袋5020表面上的颗粒物质通过袋子的清洁过程持续不断地更新，使得灰落到袋式除尘器的下部腔室5050中，在下部腔室中收集灰并将其从袋式除尘器中去除。这个清洁过程一般是通过空气喷流5060使袋子发生周期性震动来进行，空气喷流5060产生了通过所选袋子的暂时性反向气流。现参考图18，该图展示了袋式除尘器的单独的袋子2540的配置，袋子2540被包裹在线框2560上。烟道气沿由箭头2510指示的气流方向流经袋子2540，并最终如气流方向箭头2550所指示的，向上通过袋子2540内部。在这个过程发生的同时，固体微粒，即飞灰微粒2520，形成颗粒层2530。

除了在注入的HBr与Hg之间在气相下发生的反应外，烟道气中的HBr附在灰上也为Hg提供了反应位置。在气流中，这种颗粒物质反应位置效应可以在气流中的各个灰微粒上、管壁处（灰饼）、织物过滤袋的颗粒层上、或在颗粒物质处在暴露于HBr剂量的表面上的任何位置发生。如图18所示，具有代表本文所描述的一个或多个实例的溴浓度的经HBr处理的飞灰，附到颗粒层2530上从而形成灰饼。随着袋子2540过滤更多的经HBr处理的飞灰，灰饼持续地增大。当包含汞的烟道气通过灰饼时，烟道气中相当一部分的汞附到灰饼上。当袋子2540震动时，含汞的飞灰从袋子2540中落下，并从袋式除尘器中被去除。随着系统循环运作，总有新的经HBr处理的飞灰被添加到袋子2540中，且通过灰饼持续地脱汞，其中袋式除尘器的清洁过程周期性地去除含汞的飞灰。织物过滤器提供很大的表面面积，用于含溴的灰与气流之间的接触。不希望受理论所束缚，当Hg(0)在外袋表面上与和灰相关的活性溴类物质接触时，其可能会发生反应形成Hg(2⁺)，并连同在袋子上聚集的颗粒物质一起从烟道气中被去除。

实例7

在燃煤前墙燃烧的电站锅炉中进行测试，其输入工作定额大约为355MW（总），如图19所示。来自锅炉1700的烟道气流入空气预热器1710中，之后通过静电除尘器1720并最终通过引风机1730被排入烟囱1740，从而被释放到大气中。测试过程中的HBr注入发生在锅炉1700与空气预热器1710之间的注入点1725处。测试程序被设计成用来评估与HBr注入相关的氧化程度，并评估ESP的去除率。

图20所示的数据说明了本实例中HBr氧化Hg(0)的有效性，这些数据是Hg连续排放监测器在从烟囱中提取的样本中采集的。在HBr未被注入的时间段内，Hg的范围在大约2.3到3.4微克每干标准立方米（μg/dscm）之间。初始的HBr注入时间段代表烟道气HBr浓度为60ppmvd，第二组代表烟道气HBr注入浓度为25ppmvd。

实例8

测试了800MW燃煤发电厂来评估HBr表现。进行测试时的负荷在747与836MW之间波动。在该测试中所燃烧的煤由大约90%的褐煤与10%的PRB煤组成。空气污染控制系包括PC锅炉、SCR、空气预热器、冷侧ESP、引风机、WFGD和烟囱。空气污染控制系统还包括用于Hg处理的PAC系统。The PAC injection was turned off during HBr testing.在HBr测试期间PAC注入被停止。在这个测试中，在温度大约为850℉的情况下，在SCR入口处注入HBr。基于煤测量值，基线HgT为51.1lb/TBtu。在WFGD入口处测得的基线HgT为14.7lb/TBtu且35.8%被氧化。这些结果显示，71.2%的Hg在WFGD入口之前的ESP中被去除。在基线条件下，WFGD Hg去除效率为39.7%，而系统Hg去除率为82.7%。在HBr注入与相关测试期间，HBr注入剂量的平均值为9.9ppmvd，而整个空气污染控制系统的平均系统HgT去除效率为90.2%。在注入期间，与13.1%的基线相比，烟囱气体浊度平均值为10.1%。

实例9

测试了650MW的燃烧褐煤的发电厂来评估HBr表现。进行测试时的负荷在472与538MW之间波动。与烟煤或次烟煤相比，褐煤为低级煤，其通常包含较低的能量含量，而汞、金属、水分和灰的含量水平较高。空气污染控制系包括PC锅炉、SCR、空气预热器、冷侧ESP、引风机、WFGD和烟囱。空气污染控制系统还包括用于Hg处理的PAC系统。在HBr测试期间PAC注入被停止。在这个测试中，在温度大约为850℉的情况下，在SCR入口处注入HBr。基于煤测量值，基线HgT为31.5lb/TBtu。在WFGD入口处测得的基线HgT为33.69lb/TBtu且5.8%被氧化。在基线条件下，WFGD去除了69.5%的汞，而系统Hg去除率为66.9%。在HBr注入与相关测试期间，HBr注入剂量的平均值为13.3ppmvd，而整个空气污染控制系统的平均系统HgT去除效率为87.4%。在注入期间，与10.6%的基线相比，烟囱气体浊度平均值为8.3%。

实例10

测试了蒸汽锅炉从而评估HBr注入。与这个锅炉相关的空气污染控制系包括SNCR、集尘斗、空气预热器和FFBH。在这个测试中，在锅炉出口处注入HBr，在APH入口处注入天然碱。测试中同时注入天然碱与HBr，或只注入HBr，所展示的Hg氧化率显著低于其他可比较的实例。当剂量为3ppmvd时，Hg氧化率为30.8%；而当剂量为20ppmvd时，Hg氧化率为45.3%。这个测试证明了烟道气中适当的HBr分布的重要性，因为这个测试是在注射喷嘴倾倒程度很高的情况下进行。基于与如实例11所描述的第二相似单元的更好的脱汞结果对比得出了这个结论。

实例11

测试了燃烧高熔点煤的蒸汽锅炉从而评估HBr注入。与这个锅炉相关的空气污染控制系包括SNCR、集尘斗、空气预热器和FFBH。在HBr注入之前的烟囱HgT读数为0.3lb/TBtu，在注入时间（2小时）结束时为0.05lb/TBtu，并且在注入停止之后继续降低。这个测试证明了HBr对于低Hg浓度源有效。

实例12

在乙醇生产设备处进行HBr注入的评估，该设备为22MW的蒸汽锅炉燃烧PRB煤。空气污染控制设备包括用于NO_x还原的SNCR、用于SO₂控制的天然碱注入、以及用于颗粒控制的FFBH。燃烧系包括锅炉、余热回收蒸汽发电机、四级蒸发器（热交换器）、省煤器和FFBH。在测试中，与SNCR有关的氨被注入到锅炉中，在第二蒸发器级之后、烟道气温度为593℃的情况下，注入HBr，并且在省煤器之前、HBr注入点下游大约35英尺处注入天然碱。

在测试中，在锅炉蒸汽负荷为150,000lb/hr的条件下进行基线测试，在烟囱处HgT排放量为5.63lb/Tbtu，其中11.7%被氧化，且未注入天然碱。在注入天然碱的情况下，基线HgT排放量为5.52lb/Tbtu，其中9%被氧化。以足以使浓度范围为5至21ppmvd的速率注入HBr。测试HBr浓度的平均值为9.38ppmvd时，实现了51.6%的平均氧化率，而烟囱HgT排放量的平均值为3.19lb/TBtu。在HBr注入期间，与平均基线浓度相比，HgT排放量平均降低了42.2%。

实例13

现参考附图中的图21，通过HBr回转泵P3从55加仑滚筒中将HBr载入48%HBr日用罐（day tank）T1。水通过水过滤器F2，且被水齿轮泵P2抽到稀释水供给线1中。HBr溶液管线2将HBr水溶液通过48%HBr过滤器F1输送到HBr计量泵P1中，计量泵转而将HBr供应给混合管线3。在静态混合器M1之前，HBr混合管线3与稀释水供给线1相连接。静态混合器M1中的流通过管线4中的HBr溶液过滤器F3，在其中该流被分入一系列的10条管线--为将HBr水溶液分配到工艺中的喷枪供料的喷枪管线5中。通过空气过滤器F4将空气供给到雾化空气供给管线7中，该供给管线向雾化空气分配管线6供给空气。雾化空气分配管线6的独立构件与喷枪管线5的独立构件结合，来向喷枪的喷嘴同时提供空气与HBr溶液，从而各个独立喷嘴由一条包含HBr溶液的喷枪管线5与一条雾化空气分配管线6供料。

实例14

图22呈现了本文披露的各种实施例的实践中可以使用的布局的实例。图22中所描绘的布局的组成部分包括现有的建筑物墙110、混水橇120、滴定区域125、加热器130、HBr泵面板135、HBr储存罐140、安全淋浴/洗眼站145、卷帘门150、HBr储存滚筒155、洗涤器160、洗涤器出口165以及带有水坑泵170的水坑区域。

实例15

图23中所描绘的布局的组成部分包括混水橇175、HBr泵面板180、化学混合室190、带有水坑泵195的水坑区域、带有水坑泵200的水坑区域、空气压缩机橇210上的空气压缩机、加热器215、卷帘门220以及叉车230。

实例16

图24呈现了本文披露的各种实施例的实践中可以使用的布局的实例。图24中所描绘的布局的组成部分包括围阻墙400、罐车410、带有水坑泵415的水坑区域、带有水坑泵420的水坑区域、安全淋浴器425、HBr储存罐430、洗涤器435、泵橇440、出料罐445、管架450以及建筑455。

实例17

图25A与图25B呈现了本文披露的各种实施例的实践中可以使用的工艺布局的实例。HBr洗涤器500去除与HBr储存罐520相关的蒸汽中的HBr。HBr滚筒510位于滚筒围阻区域505中。通过HBr滚筒泵515卸下HBr滚筒510，与此同时HBr通过止回阀525并进入HBr储存罐520。减压阀530为HBr储存罐520提供超压防护。通过使HBr通过滤器535并进入酸计量泵给料管线538来实现HBr储存罐520中的HBr的输送。酸计量泵给料管线538中的HBr任选地被输送至两个HBr计量泵560中的一个，该泵将定量的HBr抽入HBr给料管线562中。HBr给料管线562中包括脉冲阻尼器565。通过双篮水过滤器550过滤和/或筛滤清洁水供给管线545，并且通过水供给管线552提供清洁水。水供给管线552任选地为两个水泵580中的一个给水，该水泵通过输水管线583输送水。HBr给料管线562在混合管线569中将HBr与输水管线583中的水混合。包含在混合管线569中的HBr水溶液在线上混合器570中被更完全地混合。HBr水溶液之后被输送到喷嘴并添加到烟道气中。HBr计量泵可以任选地包括在面板或其他外壳内。这个过程中的某部分可能会向带有水坑泵590的水坑595中排水。水坑泵590任选地将水坑中的废料输送至废料储存容器598中，或是输送至废料处理或回收区域。

实例18

图26呈现了一个实施例，其中向喷嘴提供HBr与空气并注入烟道气中。通过主压缩空气管线618将压缩空气输送到喷嘴中。主压缩空气管线618中的压力由压力控制阀615控制。通过空气压缩机600或可任选地由压力控制阀605进行压力控制的压缩空气610的替代源向主压缩空气管线618供给空气。通过冷凝物排放管线620排出空气压缩机600中的冷凝物，并通过分离器与冷凝物排放管线625排出主压缩空气管线618中的冷凝物。主压缩空气管线618分出尽可能多的向若干喷嘴供气所需的独立管线，从而足以将HBr溶液充分地分配到烟道气中。单独的压力控制阀630通过单独的喷嘴供气管线670调节输送到单独喷嘴中的气压。通过主HBr供给管线650向喷嘴供给定量的HBr，并通过冲洗水输送管线655向喷枪输送冲洗水。HBr溶液与空气在雾化器喷嘴组件680中混合，其中单独的喷嘴供气管线670向喷嘴提供空气，单独的HBr喷嘴供给管线向喷嘴提供HBr溶液。

实例19

图27呈现了具有卡车卸载、储存，以及用于处理HBr蒸汽的系统的商业规模的实施例。在该实施例中，HBr卡车卸载站908利用输入HBr储存罐910的氮气供给900来卸载HBr卡车905。通过HBr供给管线965从HBr储存罐910中将HBr供给到工艺的HBr水溶液注入部分。需要处理的HBr储存罐910中的蒸汽或任选地其他酸性蒸汽被输送到酸洗涤器915中。酸洗涤器915包括洗涤器装填物920、除雾器垫922、洗涤器出口923、喷雾嘴925与926、以及差压监测器930。洗涤器的内含物通过洗涤器再循环泵935进行再循环，该再循环泵为洗涤器再循环管线937供料。洗涤器再循环管线937转而为喷嘴925供料。公用事业供水950向苛性碱储存罐955与喷嘴926两者供水。苛性碱储存罐955收纳来自苛性碱滚筒957中的苛性碱。通过苛性碱计量泵960从苛性碱储存罐955中向酸洗涤器915提供洗涤溶液。在酸洗涤器915的出料被输送到出料储存罐980过程中，滤筒970过滤出料。被围阻墙1010包围的围阻区域1008向水坑1000中排放物料，而水坑通过水坑泵1005清空。水坑1000中的物料与酸洗涤器915中的出料在通过它们各自的止回阀975之后，分别进入出料储存罐980。通过出料排泄泵990，使出料储存罐980中的物料再循环,同时也将其输送到通向污水管道992的管线中。水坑泵1005也向通向雨水沟995的管线中排泄。

实例20

注射喷嘴

图28呈现了HBr水溶液注射喷嘴的实施例的图。HBr水溶液通过液体入口1205进入喷嘴1200。在向腔室1210注入液体时，向气/液混合腔室1220注入HBr溶液。在空气入口1250处引入空气，图中1230指示了气/液混合区域。喷嘴1200的剪切区域1260与扣钉板1270增强了雾化效果。

附图中图29绘制出了喷嘴的压力、流速与索特平均直径（Sauter mean diameter）之间的关系。在一个实施例中，选取小于120μm的索特平均直径。在不同的相关实施例中，选取了小于80μm以及30μm的索特平均直径。

实例21

减少硫酸氢铵

硫酸氢铵凝结物为粘性物料，可能会导致灰的堆积与积垢问题。当HBr注入连同SCR、SNCR、或向烟道气流中引入氨并产生氨泄漏（为未反应的氨）的相似技术一起使用时，HBr剂量可以有效地减少硫酸氢铵的生成。当氨被引入烟道气中，且与硫化物（主要是硫酸）反应时，生成了硫酸氢铵。如果系统产生超过2ppmv的氨泄漏，就可能积累大量的硫酸氢铵沉积物，尤其是在空气预热器的下游和/或ESP中。硫酸氢铵的熔点为华氏297度（℉），其可存在于空气预热器的底部以及空气预热器下游的设备处。在HBr注入过程中，氨泄漏被转化成非硫酸氢铵的一种物质，该物质不会在管道与空气污染控制设备的表面上积聚。不希望受理论所束缚，可能的替代化合物为溴化铵。烟道气中的反应机理很复杂，然而，氨可以通过以下反应与溴化氢反应从而形成溴化铵。

NH₃+HBr→NH₄Br

熔点为846℉的溴化铵和/或作为在具有氨泄漏的系统中HBr注入的产物的其他化合物似乎以固体颗粒的形式离开系统，可以使用标准污染控制设备从气流中有效地去除所述固体颗粒。因此，在典型的烟道气温度下、SCR的下游，氮或氨含量增加的灰以及其他颗粒物质可以被收集在空气污染控制设备中。

容量为325MW的燃烧烟煤粉的电厂的测试中展示了这个效果的实例。使用低氮氧化物（NO_x）燃烧器与选择性催化还原系统来控制NO_x。使用冷侧静电除尘器来控制颗粒物质，并使用湿烟道气脱硫系统来控制二氧化硫。在本实例中，HBr剂量出现在SCR的下游处。在本实例的整个测试中，也对所有收集的下游固体样本（飞灰、FGD浆）进行了氨含量的分析。表7中总结了此分析的结果。据观察，HBr注入期间在ESP中收集到的灰的氨含量为基线测试中的氨含量的1.4至3.5倍，在整个测试程序中氨注入速率恒定。结果表明在加入HBr剂量的过程中，氨被转化成未在系统中被收集在袋式除尘器上游的化学物质，并且在灰中有效地去除了该物质。如本文所使用的，“总氨量”代表测试的结果，该测试测量了当灰溶入以氢氧化钠的重量计的50%溶液中时，释放到样本容器的顶空中的氨的量。在释放到顶空中的氨被量化后，该值用于确定“总氨量”（mg NH₃/kg灰），

表7

在相关实施例中，HBr与氨在不同的点注入烟道气中，其中烟道气超过297℉且总氨量大于30mg/kg的灰从该烟道气中被去除。在另一个相关实施例中，HBr与氨一同注入燃煤烟道气，且溴化铵含量至少为30mg/kg的灰从该烟道气中被去除。

实例22

管道透视图

现参考图30，可以将喷嘴放置在烟道气管道2010内、与烟道气管道2010的大幅度几何变化处2016相距足够远的距离2014处，从而允许通过烟道气管道2010截面的气流合理地分布。注射喷嘴2020位于下游距离2024处，该距离很大足以允许注入的流体在到达内部障碍物2028之前蒸发，注射喷嘴的位置离管道壁2036更远，从而足以避免注入的HBr对管道壁2036造成任何实质的液体撞击。具体的喷嘴位置是根据包括温度、喷雾分布、流动路径干扰和蒸发情况在内的标准确定的。在特定实施例中，HBr注入发生时的温度低于900℉但高于400℉。不希望受理论所束缚，在这个温度范围内，从反应动力学上来说具有合适的持续时间，从而实现与HBr的充分反应，以及HBr溶液的快速蒸发。用于恰当地定位喷嘴所需的停留时间的确定根据具体的安装而定，主要取决于流速、气体温度与紊流。在典型的发电厂应用中，实现蒸发以及HBr与Hg充分反应所需的时间通常小于1秒。在特定实施例中，注入可以被配置成具有小于0.5秒的蒸发时间。基于使用通过设计成实现120微米微粒尺寸的喷嘴进行的空气雾化的计算流体动力学模型化，在管道温度为616℉且烟道气流速为每分钟587英尺的情况下，在距离注射喷嘴4.4英尺处实现了蒸发（蒸发时间为0.43秒）。在第一空气污染控制装置之前总的气体停留时间通常为至少3至10秒。将注射喷嘴2020放置得更远从而允许流体在管道截面2032内充分地分布，而液体不会充分地接触管道壁2036。

现参考图31，四个注射喷嘴2020位于烟道气管道2010内，从而注射喷嘴2020能够将液体分布在绝大部分的管道截面2032上，而不会造成大量的该种液体与管道壁2036接触。图31中的虚线表示各个注射喷嘴2020的喷雾图案的周线，在该周线内由注射喷嘴2020射出的绝大部分液滴都蒸发了。本实施例的喷嘴配置将HBr注入气流中。HBr注入可以是顺流注入，从而避免可能由逆流注入导致的潜在的喷嘴堵塞问题。可以选择喷雾图案从而最大化液滴在管道截面上的覆盖。选择被注入的微粒的尺寸使得液滴尺寸能够导致快速蒸发到气流中，从而避免液体与表面的撞击，并最大化HBr在蒸汽形态的停留时间。由于管道中的流量变化，喷雾到管道中的输入在管道截面上可能是不均匀的。可以选择位置与间隔从而为液滴的蒸发以及HBr在管道气流中与Hg的反应提供合适的停留时间。

图32呈现了与图31所示相似的配置，其中16个注射喷嘴2020的注射格栅用于将注入液体分布在整个管道截面2032上。

图33展示了液滴从注射喷嘴2020向上述周线移动的扩散过程。液滴2022在接近周线时持续地蒸发，且在到达周线之前完全蒸发。可以选择喷嘴类型与工作压力从而最大化周线内的区域对管道的覆盖，但又不允许周线与任何管道壁相交。

实例23

通过举例，各种注入速率将导致对于不同的HBr注入速率，灰中HBr的可能浓度也不同，因为灰的含量根据不同类型的煤而不同。表8显示了对于各种注入速率与灰，HBr灰浓度的预言性计算。

表8

剂量率	1ppmvd	6ppmvd	60ppmvd
				高飞灰褐煤	67ppm wt	400ppm wt	4000ppm wt
低飞灰褐煤	117ppm wt	701ppm wt	7008ppm wt
				PRB	292ppm wt	1750ppm wt	17500ppm wt

实例24

飞灰制备

从燃烧褐煤的燃煤锅炉中得到的飞灰是用来实现用Hg和HBr覆盖飞灰的目的，从而模拟烟道气流内或烟道气管道内表面上的灰。首先对含有大约200克飞灰的吸附模块1605施加30微克的HBr，之后施加30μg的Hg。

现参考图34，实验仪器包括吸附模块1605，大约1.5英寸直径乘4英寸长度。灰层1610被玻璃棉层1620隔开，吸附模块1605被围在加热器1630中从而将温度维持在400℉。混合了HBr的空气从气体处理袋1636中引入，通过玻璃管1635、加热器1630、玻璃管1650并进入吸附模块1605，其中连接到系统出口管线1670上的真空泵提供了动力。加热器1640的温度控制在400℉。在引入HBr之后，空气混合物中的Hg从气体处理袋1636中引入，经过玻璃管1635、加热器1630、玻璃管1650且进入吸附模块1605。在HBr与Hg两者的添加过程中，使用注射泵1645将水注入加热器1640中，从而生成气流1650，其中水分含量为7%。

实例25

有机卤素

在预言性实例中，燃烧有机卤素，使得燃烧产物与含汞的燃烧烟气发生密切接触。现参考图35，将试剂2100引入燃烧器2110中从而产生含汞烟气，烟气进入排气导管2115。有机卤素供给管线2135以使有机卤素与试剂混合的方式提供有机卤素。在本实例的一个实施例中，试剂2100包括煤和燃烧空气，并且有机卤素供给管线2135供应了有机卤素，有机卤素在进入燃烧器2110之前与煤混合。排气导管2115中的烟气在转变点2120处冷却至500℃以下。有机卤素可以是溴乙烷或三溴甲烷。排气导管2115应当被配置成具有充足的停留时间，并充分混合来促进HBr的形成。处理气体2140的注入可以是直接注入或通过一系列注射管注入，因此发生了充分混合，从而允许HBr在排气导管2115中与烟道气流充分接触。在排气导管2115的末端，烟气从烟囱2125排放到大气中。在一个替代实施例中，燃烧的有机卤素为二溴甲烷。在另一个替代实施例中，燃烧的有机卤素为二溴乙烷。在又另一个替代实施例中，燃烧的有机卤素为二溴化乙烯。在一系列独立但相关的实施例中，图38A至图38E中的任何一种化合物都可以被用作所燃烧的有机卤素。

本实例中所使用的溴化有机卤素可以具有一项或多项以下特性：低毒性、不被归类为已知致癌物、含碳、溴占的重量大于50%，并且标准温度与压力下为液态。

用于实现有机卤素的化学反应的设备可以是热氧化器、化学反应容器，或相似的装置。在一个实施例中，有机卤素的热解或燃烧是在高于1650℉的温度下发生。

实例26

有机卤素

现参考图36，除了有机卤素供给管线2135直接将有机卤素注入燃烧器2110中之外，本实例的特性与特征等效于实例25的特性与特征。

实例27

有机卤素

现参考图37，本实例的特性与特征等效于实例25的特性与特征，除了以下情况之外。处理气体2140在转变点2120之后添加到排气导管2115中。在有机卤素供给管线2135处引入的有机卤素在独立燃烧器2130中燃烧，而非与试剂2100一起引入，从而产生处理气体2140。与排气导管2115相关的独立燃烧器2130配置应当能够通过充足的停留时间从而促进HBr的形成。处理气体2140的注入可以是直接注入或通过一系列注射管注入，因此发生了充分混合，从而允许HBr在排气导管2115中与烟道气流充分接触。

实例28

在预言性实例中，通过若干已知的湿法洗涤技术（包括但不限于抑制氧化、强制氧化、石灰石以及基于石灰的系统）中的一种来进行烟道气脱硫（FGD）。在这些条件下，在湿法FGD之前进行HBr注入能够允许足够的停留时间来使Hg(0)充分地转化成Hg(II)，从而达到适用的污染控制标准。

实例29

低温氧化

特定的应用，例如水泥窑烟道气的工艺后处理，要求HBr溶液引入时的温度大大低于在燃煤发电厂中看到的温度。因为石灰石原料中存在天然汞，所以水泥窑中的汞排放通常显著地高于燃煤发电厂。进行了一系列测试来评估在150℉至250℉的温度下HBr氧化元素汞的有效性。

使经过滤与净化的环境空气以受控的流速从少量元素汞上方经过从而在气流中产生一定的汞浓度（1至20μg/m³），以此方式产生了汞蒸气。入口汞浓度（在HBr注入之前）由汞蒸气分析仪（Jerome431X）监测。气流被加热并保持在100℉至250℉的温度范围内。加热后，将HBr蒸汽引入气流中，从而开始元素汞的氧化过程。通过以预定的流速将HBr溶液注入热腔室并将液体快速注入小清洗流从而促进HBr溶液的受控蒸发。用干燥空气稀释HBr蒸汽从而防止HBr凝结。HBr蒸发器下游的被供应有稀释空气的混合器混合了稀释的Hg气流，从而促进了HBr与元素汞之间的反应。Hg/HBr混合气流通过管式反应器从而获得有限的额外滞留时间。在管式炉之后，将气流排入装有氯化钾（KCl）的玻璃空气滤尘器中从而去除氧化汞。最后，在气流离开系统并进入排气罩之前，第二汞蒸气分析仪（Jerome431X）被用来监测气流中元素汞的浓度。

测试条件包括30至60分钟的测试持续时间，以及作为原料气的环境空气，其供给速率为0.1至1scfm，温度范围为100℉至250℉。气流中汞浓度的范围为1至100μg/m³。HBr溶液浓度范围为0.1%至3.0%HBr溶液流速范围为0.01至3.0mL/hr，其产生的气流HBr浓度为1至25ppmvd。滤尘器溶液为lN KCl水溶液。

典型的测试的结果包括2小时的测试持续时间、3.3升/分钟的气流流速、125℃的反应器内部温度、当以0.8ml/hr的速率添加0.28%HBr溶液时为3.8ppmvd的气流HBr浓度。

下表9给出了典型的测试的结果。对于这组特定的条件，由HBr的添加带来的所期望的效果在刚开始的几分钟内上升，之后稳定在约85%。

表9

¹从HBr开始注入起。

相似的实验证实了HBr能够有效地氧化Hg，并允许在低至190℉的温度下通过标准方法收集汞盐。

实例30

在一系列的预言性实例中，可以将HBr以多种形态输入烟道气中，包括：完全蒸发的高浓度HBr水溶液、部分蒸发的高浓度HBr水溶液、完全蒸发的稀释HBr水溶液，以及部分蒸发的稀释HBr水溶液。

实例31

在一系列的预言性实例中，通过改变停留时间、混合条件，以及其他过程变量，煤可以根据本文所描述的方法燃烧，使得含卤素的添加剂与煤中的汞发生反应，并且以重量计，所提供的含卤素的添加剂在总的煤与所提供的添加剂中所占的量为300ppmvd或更少，且排放到大气中的煤中汞的重量百分比低于50%。在各相关实施例中，所提供的添加剂的量为250ppmvd或更少、200ppmvd或更少、150ppmvd或更少，以及100ppmvd或更少。这些实施例中的转化率可能使得排放到大气中的煤中汞的重量百分比低于20%，且在一些实施例中排放到大气中的煤中汞的重量百分比低于10%或甚至低于5%。不希望受理论所束缚，由于多种因素，以重量计的HBr的脱汞能力可能远远超过溴化钙的脱汞能力。首先，HBr的分子量低于溴化钙的分子量。其次，因为可以在燃烧之后而非燃烧之前施加HBr，所以更为大量的HBr能够用于与汞的反应。最后，烟道气中的反应化学与其他相互作用可能使得HBr更适合作为反应物。

实例32

煅烧

在预言性实例中，本文所描述的一种或多种技术可以用于煅烧工艺的烟气脱汞，如水泥生产的煅烧工艺。在图U中展示了示范性煅烧应用。在这个实例中，单独施加HBr或连同PAC一起施加HBr，其中PAC被注入主与次织物滤袋式除尘器之间的过渡管道中。HBr与烟道气混合从而氧化汞，之后汞被吸附到PAC上，或在无PAC的情况下，被吸附到经处理的HBr浸渍飞灰上。之后，次织物滤袋式除尘器（SFFB）收集飞灰和/或PAC。如图39所示，原料（用于水泥生产的石灰石、煤、矿物）随工艺物料流3400被引入系统中。原料被输送到窑/煅烧炉中，氧化与煅烧在其中进行。汞以及其他挥发性元素和化合物被放出到烟道气流3500中，并通过多道工序将这些物质输送至主织物滤袋式除尘器（PFFB）中。在主袋式除尘器中收集的灰随气流3460离开系统，或随气流3410被回收到工艺的前端，这种灰可以作为工艺的副产品出售。因为很大一部分的灰被回收到工艺的前端，因此PFFB中的汞收集是徒然的且并不被鼓励，因为这会趋向于增加随气流3420进入熟料冷却器的最终产物中的汞与其他污染物的平衡浓度。最终产物经冷却、研磨和运输，随气流3450离开工序。气流在通过PFFB并通向SFFB的过程中经过一定程度的冷却。在PFFB与SFFB之间的过渡段（气流3510）中，烟道气经过处理，从而氧化并去除汞。从储存处抽取HBr并通过气流3480进入HBr注入系统，在本文件的其他地方详细描述了这个过程。之后，在压力下通过气流3490将HBr注入过渡管道中，即3510处，在其中HBr蒸发并与元素汞发生反应。未直接与汞反应的很大一部分HBr进入SFFB，在SFFB中HBr与灰一起在织物过滤器的表面上形成物料饼反应层。绝大部分残余的元素汞被氧化并收集在滤饼中。滤饼去除了已经处在氧化形态的汞。经净化的烟道气随气流3520离开系统并被释放到大气中。含汞的灰随气流3470离开系统，可以把这些灰运走以便回收包括汞在内的金属，或运到合适的弃置地点。

如与实例29相关的测试中所描述的，可以在190℉下实现元素汞基本上完全的氧化，条件是接触表面上没有冷凝水。

实例33

矿石焙烧

在预言性实施例中，本文所描述的一种或多种技术可以用于矿石焙烧炉的烟气脱汞，如与采金相关的矿石焙烧炉。

实例34

炼焦炉

在预言性实例中，本文所描述的一种或多种技术可以用于氧化并去除炼焦炉烟气中的汞。美国环保署（U.S.EPA）规定，将无回收型炼焦炉指定为炼焦工作的最高可实现控制技术。这个实例说明了上述HBr汞控制技术在这种系统中的使用。在无回收型炼焦炉中，通过在封闭的炉中加热煤并同时在煤床中与煤床周围维持化学还原环境，来生产焦炭。图40展示了一种可能的生产设备的配置的实例，其中利用了HBr注入。在这个应用中，并排建造多个炼焦炉，从而产生两组炼焦炉，每组30个。在实践中，炼焦炉的数量可以改变，但典型的是各组含25至50个炼焦炉。合并多组炼焦炉从而提供超过200个炼焦炉的厂区。每个炉4100中最多引入30吨煤，维持超过2000℉的温度24至48小时，直到所有挥发性物质都被放出，剩余的仅有固定炭以及微量矿物质。从炉中将热烟气导入“公共隧道”4105，其沿各组的长度延伸。公共隧道通过高温管道4110收集气体，并将气体输送至多个余热回收蒸汽发电机4120中的任何一个，其中工艺中的余热被用于热电联产。去除热量之后，通过管道将烟气输送至歧管4130，其中将气体再次混合入单个管道中。收集的气体通过喷雾干燥吸收器4135，其中去除了二氧化硫。之后气体通过管道4140进入用于颗粒去除的织物滤袋式除尘器4145，并通过引风机4150进入公共烟囱4160，排入大气中。

通过将元素汞（煤中天然存在）直接放出到烟气中，从系统中排出汞。一部分天然汞可能已经处在氧化形态。这些汞经过热分解并以元素汞的形式排放。通过在喷雾干燥吸收器上游的位置4125处引入HBr，可以控制汞排放。汞将被氧化并可以被收集在喷雾干燥器或其下游处的织物滤袋式除尘器中。如果在实现位置特定的排放脱汞中需要的话，可以在织物滤袋式除尘器的上游注入粉状活性炭。

在所有以上所实践的实施例中，表面面积与经处理气体的scfm之比似乎是HBr处理性能的重要度量标准。如本文所使用，术语“处理面积与烟道气流量之比”应当计算如下：

本文所使用的术语“有效量”指的是一定量的化合物，这个量的化合物足以使不符合汞污染控制标准的烟道气符合汞污染控制标准。本文所使用的术语“汞污染气体”指的是在标准条件下汞含量至少为0.5μg/m³的气体。本文所使用的术语“稀释HBr水溶液”指的是HBr含量小于或等于30%的HBr水溶液。本文所使用的术语“高浓度HBr水溶液”指的是HBr含量超过30%的HBr水溶液。本文中所使用的短语“易受HBr影响材料”指的是，在200℉下暴露在5.0%的HBr溶液中12个月之后，将会退化并不可用于实现其既定目的的材料。本文中在HBr接触多种表面的情况下所使用的术语“大量积累”指的是积累的HBr足以使表面退化，其程度是，如果积累物存在了一年，就需要更换该表面。本文所使用的术语“原生颗粒物质”指的是来源于经处理的气流的颗粒物质，而非作为试剂或添加剂被注入气流中的颗粒物质。原生颗粒物质的一个实例是由煤的燃烧生成的烟道气中的原生飞灰。本文所使用的短语“掺杂颗粒物质”指的是按重量计活性溴含量大于20ppm的颗粒物质。除非有相反的指示，否则本文所描述的比率与浓度都以重量计。本文所使用的术语“介质”指的是能够与气体相互作用并显著地改变该气体成分的介入物质。本文所使用的术语介质的实例将包括洗涤器液、粉状活性炭、灰和织物过滤器。在燃烧有机卤素的情况下，大量的任何特定有机卤素指的是该有机卤素的量足以使得经处理的烟道气中处于元素汞（Hg(0)）形态的汞的量相比于不引入特定有机卤素的情形下烟道气中处于元素汞形态的汞的量减少10%。本文所使用的短语“有机结合溴”表示在相关分子中直接与碳原子结合的溴原子。

当然，存在可以从之前对本发明的描述中明显地得出的其他替代实施例，它们也被认为是包括在本发明的范围之内，如所附权利要求书所界定。

Claims

1.一种用于处理汞污染气体的方法，其包括：

a.将包含0.25％-4％HBr的稀释HBr水溶液引入含有一定量的颗粒物质的汞污染气流中，其HBr引入速率足以产生至少0.1ppmvd的HBr浓度；

b.使一定量的活性溴与一部分所述一定量的颗粒物质接触；

c.由所述一定量的活性溴与所述一定量的颗粒物质生成掺杂颗粒物质；以及

d.产生静电力从而将超过50％的所述掺杂颗粒物质从所述汞污染气流中去除。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述掺杂颗粒物质上收集汞。

3.根据权利要求1所述的方法，其中在静电除尘器中产生所述静电力。

4.根据权利要求1所述的方法，其中稀释HBr水溶液的所述引入过程的引入速率所产生的HBr浓度最大为10ppmvd。

5.一种用于处理汞污染气体的方法，其包括：

a.将汞污染气体引入导管；

b.其中所述导管包含易受HBr影响材料；

c.其中所述汞污染气体具有初始汞量；

d.其中所述导管具有内表面；

e.将一定量的包含0.25％-4％HBr的稀释HBr水溶液注入所述导管中；

f.其中所述一定量的稀释HBr水溶液的所述注入是通过多个喷嘴进行，其HBr注入速率足以产生至少0.1ppmvd的HBr浓度；

g.其中所述多个喷嘴的喷雾图案覆盖了所述导管的大部分截面；

h.其中HBr水溶液没有大量积累在所述内表面上；以及

i.使所述汞污染气体与介质接触，由此将至少50％的所述初始汞量从所述汞污染气体中去除。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述一定量的稀释HBr水溶液的所述注入过程发生在所述汞污染气体处在180℉与750℉之间时。

7.根据权利要求5所述的方法，其中所述多个喷嘴为多个双路流体喷嘴，且所述一定量的稀释HBr水溶液的HBr浓度大于0.25％。

8.根据权利要求5所述的方法，其中所述一定量的稀释HBr水溶液的所述注入是通过多个喷嘴进行，其HBr注入速率产生的HBr浓度最大为10ppmvd。

9.一种用于处理汞污染气体的方法，其包括：

a.将活性溴引入处理区域，其中所述活性溴包括包含0.25％-4％HBr的稀释HBr水溶液；

b.使汞污染气流通过所述处理区域；

c.其中所述汞污染气流含有氮；

d.其中所述活性溴在所述处理区域中的停留时间至少是所述氮在所述处理区域中的停留时间的1.1倍；以及

e.使用颗粒控制装置从所述汞污染气流中去除至少50％的包含在所述汞污染气流中的所述汞。

10.根据权利要求9所述的方法，其中将活性溴引入所述处理区域的引入速率产生的活性溴浓度在0.1ppmvd与10ppmvd之间。

11.一种用于处理烟道气的方法，其包括：

b.将氨引入所述处理区域；

c.使具有初始灰含量与初始汞含量的一定量的烟道气通过所述处理区域；

d.在颗粒控制装置中收集所述初始灰含量的至少80％；以及

e.在所述颗粒控制装置中收集所述初始汞含量的至少50％。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述颗粒控制装置中收集到的所述灰中总的氨含量按重量计至少为40ppm。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述颗粒控制装置中收集到的所述灰含有所述初始汞含量的至少60％。

14.根据权利要求11所述的方法，其中将活性溴引入所述处理区域的引入速率产生的活性溴浓度在0.1ppmvd与10ppmvd之间。

15.一种用于处理烟道气的方法，其包括：

a.使烟道气通过处理区域；

b.将HBr引入所述处理区域中，其速率足以产生至少0.1ppmvd的浓度，其中所述HBr包括包含0.25％-4％HBr的稀释HBr水溶液；

c.在所述处理区域的多个表面上生成经调节的灰吸附剂，使得所述处理区域的处理面积与烟道气流量之比至少为0.3分钟/英尺；以及

d.继续将从HBr与HI中选择的卤化氢引入所述处理区域中，直到所述处理区域达到60ppmvd*hrs的累计注入水平。

16.根据权利要求15所述的方法，其中从HBr与HI中选择的所述卤化氢为HBr。

17.根据权利要求15所述的方法，其中将从HBr与HI中选择的所述卤化氢引入所述处理区域中的引入速率产生的活性溴浓度小于10ppmvd。