CN110545908B - 含有氢氧化钙的组合物及其相关系统和方法 - Google Patents

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Abstract

可以通过熟化生石灰、随后干燥和研磨熟化产物来制备含有氢氧化钙的组合物。所得含有氢氧化钙的组合物的尺寸、陡度、孔体积和/或其他特征使得组合物适于处理废气和/或去除污染物。在一些实施方案中，含有氢氧化钙的组合物可以具有约0.5微米至约4微米的D10，小于约30微米的D90，和约8至约20的D90与D10之比，其中单个颗粒的表面积大于或等于约25m2/g。

Description

含有氢氧化钙的组合物及其相关系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年3月17日提交的美国临时专利申请系列号62/473,228的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开一般地涉及含有氢氧化钙的组合物和相关的系统和方法的领域。含有氢氧化钙的组合物可用于处理和/或除去废气。
背景技术
废气可能由于燃烧(例如化石燃料或其他燃料源)或其他化学反应或过程而释放。此类气体通常包括复杂的化学混合物，并且可能包括一种或多种具有显著的环境风险并受政府或其他组织的监管的化学物质。特别是，废气可能包括一种或多种酸性物质，例如卤代酸(例如HCL、HF和HBR)、二氧化硫(SO2)、三氧化硫(SO3)和硫酸(H2SO4)等。这些物质可能有毒和/或有助于酸雨，因此必须进行处理。废气还可能包括多种可以通过污染催化剂(例如SCR催化剂)和下游设备来影响制造工艺条件的其他化学品(例如，砷和/或硒)。
目前处理废气和这些污染物的方法通常包括使废气与氢氧化钙(例如熟石灰(hydrated lime)或消石灰(lime hydrate))颗粒接触。例如，根据以下反应，通过使氢氧化钙与气态三氧化硫反应形成固态硫酸钙，可以从废气流中去除含硫气体：
SO3(g)+Ca(OH)2(s)→Ca(SO4)(s)+H2O(g)
利用氢氧化钙颗粒的熟石灰系统通常用于连续处理废气和去除酸性物质的操作中。
通常与这些熟石灰系统相关的一个挑战是，它们从废气流中捕获酸性物质的相对低效率。这种低效率部分是由于难以在排气流通过的管道内足够快地有效分散氢氧化钙颗粒，从而使得颗粒可以接触废气中的酸性物质。例如，在那些使用具有窄粒径分布的细氢氧化钙颗粒(例如，直径小于8微米的颗粒)的熟石灰系统中，这些颗粒在排气管内的分散可能是有限的，并且经常无法在例如具有短停留时间的系统中的管道的外边缘处接触含硫气体。作为另一个实例，在那些使用粗颗粒(例如直径大于30微米的颗粒)的熟石灰系统中，这些颗粒的反应性受到限制，因为它们相对于更细的颗粒具有更低的表面积与体积比。除了这些粒径细和粗的限制之外，氢氧化钙颗粒的除去效率尤其还可以基于颗粒表面积、粒径分布、孔体积和水分含量。因此，需要改进的氢氧化钙颗粒组合物，以更有效地从废气中去除污染物。
附图简述
本文的书面公开描述了非限制性且非穷举性的说明性实施方案。参考附图中描绘的某些这样的说明性实施方案，其中：
图1是说明根据本技术的实施方案配置的形成熟石灰产物的方法的流程图。
图2-4是根据本技术的实施方案配置的氢氧化钙颗粒的示例性组合物的粒径直方图。
发明详述
本公开涉及包括氢氧化钙(Ca(OH)2)颗粒的组合物，以及制备和使用此类组合物的方法。所述组合物可用于处理废气。如上文所讨论的，需要使用氢氧化钙颗粒从废气中有效去除污染物(例如酸性气体、重金属等)。因此，本技术的若干实施方案涉及具有提高废气中污染物的去除和处理的特征的组合物。例如，在一些实施方案中，用于处理酸性气体的组合物可包括约0.5微米(μm)至约4微米的D10、小于约30微米的D90、约8至约25的D90与D10之比、高于约2或约2至约6的流动因子指数。
应当容易理解的是，如本文一般描述的实施方案是示例性的。以下对各种实施方案的详细描述并非旨在限制本公开的范围，而是仅代表各种实施方案。应当理解，为了简化本公开，有时将各种特征组合在单个实施例或其描述中。许多这些特征可以单独使用和/或彼此组合使用。此外，在不脱离本公开的范围的情况下，本领域技术人员可以改变本文公开的方法的步骤或动作的顺序。换句话说，除非为了实施方案的正确操作需要特定的步骤或动作顺序，否则可以修改特定步骤或动作的顺序或使用。此外，本文所述方法的子程序或仅一部分本公开范围内可以是单独方法。换句话说，一些方法可以仅包括在更详细的方法中描述的步骤的一部分。
定义
如本文所用，颗粒样品的DX值是X％的样品为直径低于指定值的颗粒的直径。例如，颗粒样品的D10值是10％的样品体积来自直径小于该D10值的颗粒的直径。类似地，颗粒样品的D90值是90％的样品体积来自直径小于该D90值的颗粒的直径。除非另有说明，否则所有范围都包括两个端点。
组合物
本公开的一个方面涉及用于处理废气的组合物，例如来自发电厂、水泥厂、工业锅炉或其他工业过程的烟道气。在一些实施方案中，所述组合物包括多个包含氢氧化钙(Ca(OH)2)的颗粒。在一些实施方案中，所述多个颗粒具有按重量计约90％至约98％，约90％至约96％，约92％至约96％，或约93％至约96％的氢氧化钙。
本文所述颗粒的尺寸和/或形状可以变化。例如，在一些实施方案中，颗粒基本上是球形的。在一些实施方案中，颗粒包括这样的直径分布，其使得主直径(或最大直径)与小直径(或最小直径)之间的差小于约20％、小于约15％、小于约10％或小于约5％。
在一些实施方案中，组合物颗粒的尺寸分布可以改变。例如，在一些实施方案中，多个颗粒的约25％至约50％的体积之间是在直径为约4微米至约10微米的颗粒中。例如，在一些实施方案中，直径为约4微米至约10微米的多个颗粒的体积为约25％至约50％，约30％至约45％，约30％至约40％，和/或约33％至约40％。在一些实施方案中，所述多个颗粒具有约0.5微米至约4.0微米的D10。例如，在一些实施方案中，所述多个颗粒具有约1.0至约4.0，约1.5至约4.0，和/或约1.8至约3.6的D10。在一些实施方案中，所述多个颗粒具有约15微米至约50微米的D90。例如，在一些实施方案中，所述多个颗粒具有约20微米至约50微米，约20微米至约40微米，约20微米至30微米，25微米至30微米，和/或小于约30微米的D90。
在一些实施方案中，D90、D93和/或D95小于约50微米。在一些实施方案中，D90、D93和/或D95小于约30微米。在一些实施方案中，D50为约6微米至约10微米，例如约6微米至约9微米，或约7微米至约9微米。
在一些实施方案中，D90/D10之比(即，所述多个颗粒的“陡度”)为约8至约25，约8至约15，约8至约12，和/或约9至约11。陡度可以理解为粒径均匀性的量度。换句话说，具有相对均匀粒径的颗粒倾向于具有相对低D90/D10之比。
除粒径分布外，所述组合物还可具有特定的粒径。在一些实施方案中，与较粗颗粒相比，较细颗粒作为整体与来自废气的一种或多种化学物质可以更有效地反应。在一些实施方案中，粗颗粒的特征在于高于约32微米，并且细颗粒的特征在于低于约8微米。较细的颗粒由于其尺寸减小和表面积与体积比较高而与待处理的气流具有通常较高的反应性。然而，较细的颗粒也可能具有不太理想的流动特性，即当作为吸附剂注入气流中时，所述流动特性限制了它们的分散能力。较细的颗粒还可以抑制材料通过筒仓流动到工艺给料设备(process feed equipment)，这可能导致不一致的性能。较粗的颗粒可以部分地表现出相反的特性，并且可以具有它们各自的优点和缺点。例如，由于较粗颗粒与较细颗粒相比的动量差异，较粗的颗粒可具有一些更理想的分散特性，但由于它们的表面积与体积比降低，因此也可具有较低的反应性。由于这些原因，更宽范围的粒径可以增强分散，从而允许吸附剂与气流中的污染物更完全接触，以及改善吸附剂在筒仓系统中的流动特性(例如流动性)。除了粒径和粒径分布之外，影响流动性的因素可包括颗粒形状、颗粒的团聚、表面不规则性和水分含量。
考虑到与粗颗粒和细颗粒相关的优点和缺点，本技术的实施方案公开了粗颗粒和细颗粒的最佳分布(例如，基于颗粒尺寸分布或D90/D10之比)，以提供相对于常规组合物增强的去除效率。换句话说，根据设施的各种需要，可以根据本公开的实施方案优化组合物的粒径和D90/D10之比，以通过增加组合物的流动性和/或分散特性来提高反应性，从而更有效地处理气体/废气流的酸性物质。
一般而言，组合物(例如，在筒仓中)的流动性基于包括以下的因素：组合物的固结应力，组合物在相应的固结应力时的体积密度(例如，组合物的质量除以总体积)，内部摩擦的有效角度(例如，被测量的组合物/材料的滑动层之间的摩擦)，和/或组合物流过的开口的尺寸(例如，在筒仓的底部)。在一些实施方案中，可通过确定组合物的无侧限失效强度(unconfined failure strength,kPa)与组合物的主要主固结应力(major principalconsolidating stress,kPa)之间的关系来测量流动性，其中无侧限失效强度是垂直方向上组合物上的垂直力，主要主固结应力是无侧限组合物上的水平应力。除了前述之外或代替前述，无侧限失效强度可以表征为使组合物在无应力表面流动所需的应力，而主要主固结应力可以表征为作用于筒仓中的组合物的最大或主要应力。无侧限失效强度和主要主固结应力的单独测量可以通过Powder Flow Tester(粉末流动测试仪)，例如由AMETEKBrookfield of Middleboro,MA制造的PFTTM Powder Flow Tester在各种数据点测量。然后可以使用测量结果来建立无侧限失效强度(y轴)与绘制的主要主固结应力(x轴)之间的关系(例如，流动指数或斜率)。可以通过计算流动指数或斜率的倒数值来确定组合物的流动因子指数。组合物的流动因子指数可以提供比较替代组合物的基线。流动性特征通常可以通过表1中的流动因子指数来表征：
流动性特征 流动因子指数(ff)
不流动 ff<1
很有凝聚力 1<ff<2
有凝聚力 2<ff<4
容易流动 4<ff<10
自由流动 10<ff
表1
影响组合物流动性的其他因素可包括平均粒径、粒径分布(例如陡度)、颗粒形状、颗粒的团聚、单个颗粒的表面不规则性和水分含量。在一些实施方案中，本文所述组合物的流动因子指数高于2，和/或可以在约2至约6，约2至约4，或约2至约3之间变化。
在一些实施方案中，所述多个颗粒包含一个或多个孔。例如，在一些实施方案中，多个颗粒的平均孔体积为至少约0.1cm3/g。在一些实施方案中，多个颗粒的平均孔体积为约0.1cm3/g至约0.25cm3/g，例如约0.1cm3/g至约0.20cm3/g，和/或约0.1cm3/g至约0.14cm3/g。
颗粒的有效表面积取决于孔径。具有小开口的孔中的反应可能塞住开口，并阻止充分利用颗粒的整个表面积。在一些实施方案中，多个颗粒中的每个颗粒平均具有多个直径为100埃至400埃的孔。多个颗粒的孔的直径可以足够小，以增加颗粒的表面积(例如，相对于没有孔的颗粒)，但是足够大以便不容易被废气材料“堵塞”或“塞住”。
在一些实施方案中，多个颗粒的平均表面积大于约25m2/g。例如，多个颗粒的表面积可以为约25m2/g至约50m2/g，约35m2/g至约50m2/g，和/或约35m2/g至约45m2/g。表面积可以通过Braunauer、Emmett和Teller在"Adsorption of Gases in Multimolecular Layers(多分子层中吸附气体)"中描述的使用气体吸附技术的设备来测量，该文献通过引用整体并入本文。
在一些实施方案中，多个氢氧化钙颗粒的CO2含量小于约4％，小于约3％，和/或小于约2％。在一些实施方案中，颗粒的CO2含量为约1％至约3％，约1％至约2.5％，或约1％至约2％。
在一些实施方案中，所述多个颗粒的松散密度为约15lb/ft3至约25lb/ft3，约20lb/ft3至约25lb/ft3，或约22lb/ft3至约24lb/ft3。在一些实施方案中，多个颗粒的填充密度为约28lb/ft3至约34lb/ft3，约29lb/ft3至约33lb/ft3，约30lb/ft3至约32lb/ft3。
在一些实施方案中，多个含有氢氧化钙的颗粒与一种或多种其他吸附剂组合使用。吸附剂可以是例如钠基(例如碳酸氢钠)炭或活性炭。换句话说，一些用于处理废气的组合物可包括一种或多种不同于含有氢氧化钙的颗粒的其他吸附剂的组合。
在组合物已经通过暴露于加热的气体(例如，加热的大气空气)而干燥的一些实施方案中，多个颗粒的组合物的水分含量按重量计可小于约1％，小于0.75％，和/或小于0.5％。在其他实施方案中，水分含量按重量计可以高于约1％，例如约2％至约3％。
在一些实施方案中，散布多个颗粒的组合物以直接接触废气。例如，可将组合物注入烟气管道工件中。在其他实施方案中，组合物还可以分散在污染控制装置内，例如洗涤器(例如循环干式洗涤器、湿式洗涤器或调节室)。
使用方法
上述组合物可用于处理废气。例如，在某些情况下，可以使组合物例如上述组合物与废气接触。废气的一种或多种化学物质可与颗粒的氢氧化钙相互作用。
在一些实施方案中，化学物质通过物理吸附(例如范德华力)和/或化学吸附(例如，通过共价或离子键合)吸附到颗粒表面。例如，在一些实施方案中，废气的一种或多种污染物与氢氧化钙(碱)反应形成盐。在一些实施方案中，盐在反应条件下是固体，从而从废气流中除去。颗粒的水分含量还可有助于吸收和去除污染物和/或酸性物质，例如二氧化硫(SO2)。
在一些实施方案中，通过分散使多个颗粒与废气接触。例如，可以使用诸如压缩空气(或一些其他力源)的加压气体使颗粒分散(例如，形成颗粒雾)到管道(例如，烟气管道)中并接触废气流。如前所述，本发明的组合物可包括具有有益流动性特性的粗颗粒和细颗粒的组合。粗颗粒具有更大的动量并且行进更远的距离，而较细的颗粒具有更高的表面积与体积比和反应性。因此，当在管道区域中的废气上注入和分散时，粗颗粒和细颗粒的组合能够基本上覆盖(例如，覆盖大部分)管道的横截面区域，包括管道相对于分散点的近端和远端，并且更好地确保通过其中的废气与组合物的氢氧化钙颗粒接触。废气可以与颗粒反应，然后可以将所得固体收集在收集箱或其他容器中。在一些实施方案中，将所得固体颗粒收集在静电除尘器(ESP)或袋式除尘器中。在一些实施方案中，使废气通过包括含有氢氧化钙的颗粒湿式洗涤器。在吸附剂注入之前，也可以加湿烟道气以提高氢氧化钙颗粒的去除效率。随后可以从污染控制装置中除去颗粒。在一些实施方案中，通过将氢氧化钙引入(例如，注入)废气流中，使氢氧化钙与废气的一种或多种反应物质(例如SO2、SO3和/或HCl)接触。在一些实施方案中，将包含氢氧化钙的颗粒与一种或多种其他吸附剂共注入废气流中。在一些实施方案中，废气来自发电厂、造纸厂、水泥厂或化学/工业过程。
制造方法
图1是说明根据本技术的实施方案的用于形成含氢氧化钙的颗粒的工艺100的流程图。如工艺部分102所示，可以使包含氧化钙(CaO)的颗粒与水结合(即，熟化)以形成包含氢氧化钙的颗粒。在一些实施方案中，使包含氧化钙的颗粒与水以约1:0.7和/或约1:3的重量比结合。在一些实施方案中，生石灰在30秒内与水的反应性大于24.0℃(通过ASTM C110Slaking Rate of Quicklime程序测量)。在一些实施方案中，将水加入生石灰中，使得熟化氢氧化钙颗粒的残余水分含量按重量计为约10％至约30％，例如约15％至约30％，和/或约17％至约23％。在一些实施方案中，生石灰的熟化发生在水合器(例如，三级水合器)中。生石灰颗粒的范围可以从细小的灰尘状颗粒到直径超过9mm的颗粒。
在一些实施方案中，可以在一种或多种添加剂存在下熟化生石灰，例如乙二醇、二甘醇、三甘醇、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、木质素磺酸钠或木质素磺酸钙和/或其组合。换句话说，包括氧化钙的颗粒可以在一种或多种添加剂的存在下与水结合。在一些实施方案中，这些添加剂中的一种或多种可以抑制“结块”或形成相对大的氢氧化钙聚集体。换句话说，这些添加剂可以改善粒径分布。在一些实施方案中，添加一种或多种添加剂可另外或替代地产生更完全水合的钙产物。除了前述之外或代替前述内容，如前所述，还可以在水合器之后将一种或多种添加剂添加到氢氧化钙颗粒中，以帮助抵消与氢氧化钙颗粒相关的电荷，改善料仓中颗粒分散和/或改善流动性。此外，可以在制造的其他阶段(例如，在研磨之前、期间和/或之后)将一种或多种添加剂并入所述工艺中。在一些实施方案中，存在于生石灰/水混合物中的一种或多种添加剂的浓度按重量计为约0.1％至约1.5％。在一些实施方案中，以添加水的质量的约0-2％的浓度添加添加剂。在一些实施方案中，不使用添加剂。换句话说，在一些实施方案中，在不存在本文所述的添加剂的情况下，使含有氧化钙的生石灰熟化。在一些实施方案中，将生石灰和水在水合器中的混合物以约20rpm至约100rpm，例如约50rpm至约75rpm或约55rpm至约65rpm的速度混合。在一些实施例中，将变频驱动器耦合到水合器以控制rpm输出。
在生石灰熟化(即包含氧化钙的颗粒已经与水结合)之后，可以研磨所得的含有氢氧化钙的材料以减小其粒径(工艺部分104)。例如，在一些实施方案中，将含有氢氧化钙的材料置于研磨式磨机或冲击式磨机中，导致陡度比大于约8。然后可以旋转冲击式磨机内的一个或多个构件，以使含有氢氧化钙的颗粒发生碰撞。以这种方式，可以将聚集体和/或大的氢氧化钙颗粒磨碎、研磨或以其他方式改性，以产生尺寸更小的氢氧化钙颗粒。在一些实施方案中，冲击式磨机内的磨削力可使颗粒尺寸更均匀。换句话说，在一些实施方案中，氢氧化钙颗粒的陡度(即D90/D10之比)可以与在冲击式磨机中花费的停留时间相关，并且可以由于“研磨”而降低。
可以修改冲击式式磨机的各种参数以获得具有所需属性的颗粒。例如，在一些实施方案中，可以使用可变频率驱动速度。在一些实施方案中，可以修改速度(例如，从45％速度到100％速度)和/或元件数量。
在一些实施方案中，可以干燥氢氧化钙颗粒(工艺部分106)。在一些实施方案中，可在研磨和与烟道气分离之前和/或期间干燥氢氧化钙颗粒。换句话说，在一些实施方案中，包含氢氧化钙的颗粒的干燥和研磨可以同时发生。在一些实施方案中，氢氧化钙颗粒的干燥包括间接加热氢氧化钙颗粒。例如，氢氧化钙颗粒可以用加热的气体如大气空气间接加热，加热的气体的温度为约150℃至约425℃，例如约200℃至约400℃，约200℃至约375℃，约250℃至约320℃，和/或约350℃至约400℃。
在一些实施方案中，可以在成品箱和使用之前对包含氢氧化钙的颗粒进行筛分、过滤或以其他方式进行改性(例如，通过空气分级器或旋风分离器)。例如，在一些实施方案中，用孔径为约600微米、约300微米、约150微米、约75微米、约45微米或约32微米的筛网筛分颗粒。在其他实施方案中，在用于从废气中除去一种或多种化学物质之前，不对包含氢氧化钙的颗粒进行筛分。
所得颗粒可具有本文所述的任何特征或特性。例如，在一些实施方案中，所得颗粒具有一种或多种下述特性：陡度为8-20；D10小于或等于4微米；和/或D90为15微米至40微米。这些特性本质上仅是示例性的。在其他实施方案中，所得颗粒具有如本文所述的其他特性。
实施例1-含有氢氧化钙的颗粒的制造
通过熟化生石灰制备各种批次的本文所述含有氢氧化钙的颗粒。表2显示了来自批次1M-10M的所得颗粒的数据，其包括按重量％计的Ca(OH)2、按重量％计的CO2、孔径、孔体积、表面积、按重量％计的水分和粒径陡度。通过以约1:0.9的生石灰与水的重量比加入水，使氧化钙含量按重量计为约92-95％的生石灰颗粒熟化形成氢氧化钙。在一些批次中，在熟化混合物中包括胺或二醇基添加剂或其组合。例如，批次6M和9M包含至少一种按重量计为约0.1-4％的基于胺的添加剂，批次7M和8M包含至少一种按重量计为约0.1-4％的基于二醇的添加剂。在一些批次中，生石灰颗粒的直径小于5毫米。在其他批次中，约高达5％的生石灰颗粒的直径大于5mm。熟化的氢氧化钙颗粒的残留水分含量按重量计为10-30％。然后将熟化的颗粒在研磨式磨机或冲击式磨机中同时干燥并研磨。
Figure GDA0002861389320000111
表2
通过激光衍射分析来自不同批次的颗粒的尺寸分布。图2、3和4分别显示了批次8M、9M和10M的结果。图2显示了8M颗粒的尺寸分布。图3显示了9M颗粒的尺寸分布，图4显示了10M颗粒的尺寸分布。图2-4显示了体积密度和累积体积占每批次分布总体积的百分比。图2-4中的每一个图的曲线都显示了每个直径的累积体积百分比。换句话说，曲线显示了直径等于或低于指定值的颗粒中的样品量(按体积计)。表3列出了有关于图2-4的颗粒的其他信息。
Figure GDA0002861389320000121
表3
实施例2-改性熟石灰的评价
评估常规熟石灰和本文所述改性熟石灰的相对性能的测试是在小型锅炉中进行的，该锅炉经设计用于模拟全规模燃煤发电设施的设备、时间和温度曲线。在该组评价中，使用硫含量为2.5-2.75％的烟煤作为锅炉中的燃料源。进行吸附剂注入测试以评价常规和改性熟石灰产品在从烟道气流中除去SO2、SO3和HCl的有效性。炉的测试条件包括3.4MMBTU/h的热输入、3％的炉出口氧和约270lb/h的煤进料速率。用ESP入口处的傅里叶变换红外光谱(FTIR)测量测定去除效率。
第一系列测试涉及注入常规熟石灰和改性熟石灰以检查SO2从烟道气中的去除。在空气预热器之前注入所述产品，其中烟道气温度约为600°F。以约Ca:S为1.3:1和约2.1:1的化学计量比注入熟石灰产品。如表4所示，使用改性熟石灰改善了每Ca:S的SO2％降低。在Ca:S的化学计量比为1.3:1时，与常规熟石灰相比，改性熟石灰在去除SO2方面的效率高40％。在Ca:S的化学计量比为2.1:1时，与常规熟石灰相比，改性熟石灰在去除SO2方面的效率高30％。
Figure GDA0002861389320000131
表4
第二系列测试涉及注入常规熟石灰和改性熟石灰以检查SO3从烟道气中的去除。在空气预热器之前在烟道气温度约为600°F的温度下注入所述产品。与SO2相比，SO3更容易去除，因此从第一系列测试中显著降低了石灰用量，以测量常规熟石灰和改性熟石灰产品之间的差异。如表5所示，在1lb/h的注入速率或0.06:1的Ca/S化学计量比下，改性熟石灰产品在去除SO3方面的效率比常规熟石灰产品高75％。
产品 每Ca:S之比为0.06:1，SO<sub>3</sub>减少
常规熟石灰 25.8％
改性熟石灰 45.4％
表5
第三系列测试涉及注入常规熟石灰和改性熟石灰以检查HCl从烟道气中的去除。在空气预热器之后在烟道气温度约为350°F的温度下注入所述产品。已经发现空气预热器之后的这一温度对于从烟道气中除去HCl是最佳的。如表6所示，研究了Ca/S的两种注入速率，0.33:1和1.4:1。在较低的注入速率即0.33:1下，与常规熟石灰样品相比，改性熟石灰在除去HCl方面的效率高120％。在较高的注入速率即1.4:1下，改性熟石灰产品除去了99.4％的HCl，而使用常规石灰时除去了87.5％。考虑到研究的变化范围，99.4％的去除可能是完全去除了HCl。尽管在较高的注入速率下改性熟石灰和受控熟石灰之间的差异仅为13.6％，但可能的是在相似性能的情况下改性熟石灰的剂量会降低。
Figure GDA0002861389320000141
表6
实施例3-改性熟石灰的流动性评价
为了评估细熟石灰和本文所述改性熟石灰的相对性能，进行测试。在Brookfield-Powder Flow测试仪、Cilas-1190LD粒径分析仪和Micromeritics-TriStar BET表面积分析仪上测试每种细熟石灰和改性熟石灰样品。如表7所示，相对于改性熟石灰，测试的细熟石灰包括较小的平均直径和较小的粒径分布(即D90/D10之比)。经测定，改性熟石灰的流动因子指数比细熟石灰的流动因子指数大约25％。相对于细熟石灰，改性熟石灰还具有显著更大的比表面，从而还提供更好的反应性。
Figure GDA0002861389320000142
表7
对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本公开的基本原理的情况下，可以对上述实施方案的细节进行改变。在一些情况下，为避免不必要地模糊本技术实施方案的描述，未详细示出或描述公知的结构和功能。尽管本文可以以特定顺序呈现方法的步骤，但是替代性实施方案可以以不同的顺序执行这些步骤。类似地，在具体实施方案的上下文中，公开的本技术的某些方面可以在其他实施方案中组合或消除。此外，虽然可以在那些实施方案的上下文中公开与本技术的某些实施方案相关的优点，但是其他实施方案也可以表现出这样的优点，且并非所有实施方案都必须展示落入本技术范围内的本文公开的这些优点或其他优点。因此，本公开和相关技术可以包含本文未明确示出或描述的其他实施方案，并且除了所附权利要求之外，本发明不受限制。
在整个本公开中，除非上下文另有明确说明，否则单数术语“一个/种(a)”，“一个/种(an)”和“所述(the)”包括复数指示物。同样，在涉及两个或更多个项目的清单表时，除非“或”一词明确地限于仅涉及不包括其他项目的单个项目，否则在该列表中“或”的使用应解释为包括(a)清单中的任何单个项目，(b)清单中的所有项目，或(c)清单的中任何项目的组合。另外，术语“包含(compring)”、“包括(including)”和“具有(having)”应当解释为表示至少包括所述特征，使得不排除任何更多数量的相同特征和/或其他类型的其他特征。另外，除非另有说明，否则当在值之前时，术语“约”应解释为表示该值的加减10％。另外，术语“基本上”应解释为大部分。
本文提到“一个实施方案”、“实施方案”、“一些实施方案”或类似简洁陈述意味着结合所述实施方案描述的具体特征、结构、操作或特性可以包括在本技术的至少一个实施方案。因此，本文中这些短语或简洁陈述的出现不一定都指同一实施方案。此外，各种具体特征、结构、操作或特性可以在一个或多个实施方案中以任何合适的方式组合。
以上阐述的本公开不应解释为意欲任何权利要求要求比该权利要求明确记载的那些特征更多的特征。而是，如以下权利要求所反映的，创造性方面在于比任何单个前述公开实施方案的所有特征少的组合。因此，发明详述之后的权利要求明确地并入此发明详细中，其中每个权利要求自身作为单独的实施方案。本公开包括独立权利要求及其从属权利要求的所有排列。

Claims (20)

1.用于处理酸性气体的组合物，所述组合物包含：
氢氧化钙颗粒，其包括-
约0.5微米到约4微米的D10，
小于约30微米的D90，和
约8至约20的D90与D10之比，其中单个氢氧化钙颗粒包括大于或等于约25m2/g的表面积。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述氢氧化钙颗粒包括约2至约4的流动因子指数。
3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述氢氧化钙颗粒包括约0.1cm3/g至约0.1cm3/g的平均孔体积。
4.根据权利要求1所述的组合物，其中所述D90与D10之比为约10至约15。
5.根据权利要求1所述的组合物，其中所述氢氧化钙颗粒具有约7微米至约15微米的D50。
6.根据权利要求1所述的组合物，其中所述氢氧化钙颗粒具有按重量计小于约2％的水分含量。
7.根据权利要求1所述的组合物，其中所述氢氧化钙颗粒具有大于或等于约35m2/g的表面积。
8.根据权利要求1所述的组合物，其中所述氢氧化钙颗粒具有约15lb/ft3至约25lb/ft3的松散密度，以及约28lb/ft3至约34lb/ft3的填充密度。
9.一种形成含氢氧化钙的颗粒的组合物的方法，所述方法包括：
使包括氧化钙(CaO)的颗粒和水结合，以形成氢氧化钙(Ca(OH)2)颗粒；
研磨所述氢氧化钙颗粒以减小所述氢氧化钙颗粒的粒径；和
干燥所述氢氧化钙颗粒，
其中所述氢氧化钙颗粒在研磨和干燥后包括-
约0.5微米至约4微米的D10，
小于约30微米的D90，
约8至约20的D90与D10之比，和
约2至约4的流动因子指数，并且
其中单个氢氧化钙颗粒包括大于或等于约25m2/g的表面积。
10.根据权利要求9所述的方法，其中使包括氧化钙的颗粒与水结合在水合器中进行，所述方法还包括：
在使所述颗粒在所述水合器中结合之后，向所述氢氧化钙颗粒中添加添加剂，以改善产物反应性和/或增加所述氢氧化钙颗粒的流动因子指数。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述添加剂包括乙二醇、二甘醇、三甘醇、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、木质素磺酸钙、木质素磺酸钠或其组合。
12.权利要求9所述的方法，其中在一种或多种添加剂存在下，使所述包括氧化钙的颗粒与水结合，其中所述一种或多种添加剂包括单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、木质素磺酸钙、木质素磺酸钠或其组合。
13.根据权利要求9所述的方法，其中：
研磨所述氢氧化钙颗粒包括将所述氢氧化钙颗粒放入研磨式磨机或冲击式磨机中的至少一种中，和
干燥所述氢氧化钙颗粒包括用温度为约150℃至约425℃的干燥气体间接加热所述颗粒。
14.根据权利要求9所述的方法，其中使所述包括氧化钙的颗粒与水结合在水合器中进行，并且其中使所述包含氧化钙的颗粒与水结合的速率至少部分地基于离开所述水合器的所述氢氧化钙颗粒的水分含量。
15.根据权利要求9所述的方法，其中所述氢氧化钙颗粒还包括：
约2至约3的流动因子指数，
至少约0.1cm3/g的平均孔体积，
约7微米至约15微的D50米，和
按重量计小于约2.0％的水分含量。
16.一种处理具有一种或多种酸性物质的废气的方法，所述方法包括：
提供具有至少90％氢氧化钙(Ca(OH)2)颗粒的组合物，其中所述颗粒包括-
约0.5微米至4微米的D10，
小于约30微米的D90，
约8至约20的D90与D10之比，和
约2至约4的流动因子指数，
其中单个颗粒包括大于或等于约25m2/g的表面积；和
使所述组合物与所述废气接触，以使所述氢氧化钙颗粒与所述一种或多种酸性物质反应。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括在使所述组合物与所述废气接触之前，通过加压气体将所述组合物分散在烟气管道的表面区域，其中分散所述组合物使得所述组合物基本上覆盖所述管道的横截面区域。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括在分散所述组合物之前，加湿所述废气以增强所述一种或多种酸性物质或其他污染物通过经分散组合物的去除。
19.根据权利要求16所述的方法，其中所述废气与发电厂、造纸厂、水泥厂或工业锅炉相关。
20.根据权利要求16所述的方法，其中所述酸性物质包括二氧化硫(SO2)、三氧化硫(SO3)、氯化氢(HCl)、氟化氢(HF)、砷(As)或硒(Se)中的至少一种。
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