RU2540652C1 - Method for cleaning flue gases of thermal coal-fired power plants from mercury - Google Patents
Method for cleaning flue gases of thermal coal-fired power plants from mercury Download PDFInfo
- Publication number
- RU2540652C1 RU2540652C1 RU2013143541/05A RU2013143541A RU2540652C1 RU 2540652 C1 RU2540652 C1 RU 2540652C1 RU 2013143541/05 A RU2013143541/05 A RU 2013143541/05A RU 2013143541 A RU2013143541 A RU 2013143541A RU 2540652 C1 RU2540652 C1 RU 2540652C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mercury
- flue gases
- sorbent
- coal
- power plants
- Prior art date
Links
Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Description
Область использованияArea of use
Изобретение относится к области экологии в энергетике и может быть использовано для очистки от ртути дымовых газов пылеугольных котлов тепловых электростанций (ТЭС). Обеспечение экологической безопасности, связанной с загрязнением атмосферы ртутьсодержащими отходами, является одной из важнейших экологических проблем современного развития теплоэнергетической промышленности. Пылеугольные ТЭС - основной источник эмиссии ртути в окружающую среду. Программой ООН по защите окружающей среды и Арктическим Советом примыкающих к Арктике стран пылеугольные ТЭС признаны главным и глобальным антропогенным источником выбросов ртути в окружающую среду. Выбросы ртути пылеугольными ТЭС составляют около 46% от общего количества глобальных антропогенных выбросов ртути и около 44% от выбросов ртути восьмью странами, входящими в Арктический Совет, при этом наибольший вклад в эти выбросы вносят США и Россия. В 2001 году 485 ТЭС, находящихся на территории РФ, израсходовали 124 млн тонн угля, что по экспертным оценкам привело к выбросам в атмосферу 8 тонн ртути и к накоплению 2 тонн ртути в отходах («Оценка выбросов ртути в РФ», АСАР, 2006).The invention relates to the field of ecology in the energy sector and can be used for purification of mercury flue gases from pulverized coal boilers of thermal power plants (TPPs). Ensuring environmental safety associated with atmospheric pollution with mercury-containing wastes is one of the most important environmental problems in the modern development of the heat and power industry. Pulverized coal power plants are the main source of mercury emissions into the environment. The UN Environmental Protection Program and the Arctic Council of the countries adjoining the Arctic have recognized coal-fired TPPs as the main and global anthropogenic source of mercury emissions into the environment. Emissions of mercury from coal-fired TPPs account for about 46% of total global anthropogenic emissions of mercury and about 44% of mercury emissions from the eight countries of the Arctic Council, with the United States and Russia making the largest contribution to these emissions. In 2001, 485 TPPs located on the territory of the Russian Federation consumed 124 million tons of coal, which, according to expert estimates, led to emissions of 8 tons of mercury in the atmosphere and to the accumulation of 2 tons of mercury in waste (“Estimating mercury emissions in the Russian Federation”, ACAP, 2006) .
Предшествующий уровень техникиState of the art
Наиболее перспективной технологией эффективного снижения выбросов ртути в окружающую среду является инжекция сорбентов в дымовые газы на выходе из котлов. При этом ртуть сорбируется на сорбенте и затем улавливается совместно с летучей золой в золоуловителях (R.K. Srivastava, N. Hutson, B. Martin, F. Princiotta, J. Staudt. Control of Mercury Emissions from Coal-Fired Electric Utility Boilers. Environmental Science & Technology 2006, 40, (5), 1385-1393).The most promising technology for the effective reduction of mercury emissions into the environment is the injection of sorbents into the flue gases at the outlet of the boilers. In this case, mercury is adsorbed on the sorbent and then trapped together with fly ash in ash collectors (RK Srivastava, N. Hutson, B. Martin, F. Princiotta, J. Staudt. Control of Mercury Emissions from Coal-Fired Electric Utility Boilers. Environmental Science & Technology 2006, 40, (5), 1385-1393).
Наиболее близким из известных технических решений (прототипом) к заявляемому изобретению является способ очистки дымовых газов от ртути путем ввода в них сорбента в виде сухой смеси порошков активированного угля и галогенной соли (US 8409330, B01D 53/06, 02.04.2013). Недостатком данного технического решения является то, что для достижения высокой степени сорбции ртути предложена сложная по составу и относительно дорогостоящая смесь.The closest known technical solutions (prototype) to the claimed invention is a method for purifying flue gases from mercury by introducing into them a sorbent in the form of a dry mixture of powders of activated carbon and halogen salt (US 8409330, B01D 53/06, 04/02/2013). The disadvantage of this technical solution is that in order to achieve a high degree of mercury sorption, a complex composition and relatively expensive mixture is proposed.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка относительно недорогой и эффективной технологии очистки от ртути дымовых газов пылеугольных котлов ТЭС при температурах в пределах (110…120)°C, а достигаемым техническим результатом - возможность использования дешевого однокомпонентного сорбента, обеспечивающего в сочетании с температурными и другими условиями промышленного использования достаточно высокую степень очистки дымовых газов от ртути.The task to which the invention is directed is the development of a relatively inexpensive and effective technology for cleaning mercury flue gases from coal-fired boilers of thermal power plants at temperatures in the range of (110 ... 120) ° C, and the achieved technical result is the possibility of using a cheap one-component sorbent, which in combination with temperature and other conditions of industrial use, a sufficiently high degree of purification of flue gases from mercury.
Указанные задача и достигаемый технический результат согласно изобретению обеспечиваются применением активированного угля, получаемого из щелочного древесного угля путем его обработки водяным паром при температуре не менее 800°C с последующим дроблением и отсевом на сите с размером ячейки не более 100 мкм в качестве сорбента для улавливания ртути в температурном интервале (110…120)°C из дымовых газов пылеугольных котлов ТЭС с вводом сорбента в дымовые газы непосредственно перед золоулавливающими устройствами.The indicated task and the technical result achieved according to the invention are ensured by the use of activated carbon obtained from alkaline charcoal by treating it with steam at a temperature of at least 800 ° C, followed by crushing and screening on a sieve with a mesh size of not more than 100 μm as a sorbent for trapping mercury in the temperature range (110 ... 120) ° C from the flue gases of coal-fired boilers of thermal power plants with the introduction of the sorbent into the flue gases directly in front of the ash collecting devices.
Практически этим условиям удовлетворяет активированный (активный) уголь, выпускаемый отечественной промышленностью под маркой ОУ-А (ГОСТ 4453-74), представляющий собой черный порошок с поглощающей поверхностью 1200 м2 в 1 г угля.Practically, these conditions are satisfied by activated (active) coal produced by the domestic industry under the brand name OU-A (GOST 4453-74), which is a black powder with an absorbing surface of 1200 m 2 in 1 g of coal.
Обоснование патентоспособностиPatentability Rationale
Заявляемое изобретение соответствует критерию «новизна», так как в известной научно-технической и патентной литературе отсутствует полная совокупность признаков, характеризующих предлагаемое изобретение. В указанной литературе отсутствуют, в частности, данные о возможности эффективной сорбции ртути при высоких температурах активированными углями без их специальной обработки или смешения с другими компонентами.The claimed invention meets the criterion of "novelty", since in the well-known scientific, technical and patent literature there is no complete set of features characterizing the invention. In the indicated literature, in particular, there are no data on the possibility of effective sorption of mercury at high temperatures by activated carbons without their special treatment or mixing with other components.
Заявленное изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень», так как возможность применения в определенных условиях определенным образом полученного активированного угля в чистом виде в качестве сорбента для улавливания ртути из дымовых газов при температуре более 100°C была обнаружена впервые при создании заявленного изобретения и не вытекает для специалиста в рассматриваемой области явным образом из уровня техники.The claimed invention meets the criterion of "inventive step", since the possibility of using, in a certain way, the obtained activated carbon in pure form as an sorbent for capturing mercury from flue gases at a temperature of more than 100 ° C was first discovered when the claimed invention was created and does not follow for a specialist in the field in an explicit manner from the prior art.
Заявленное изобретение соответствует критерию «промышленная применимость», так как может быть использовано в промышленных условиях для очистки дымовых газов от ртути.The claimed invention meets the criterion of "industrial applicability", as it can be used in an industrial environment for the purification of flue gases from mercury.
Примеры использованияExamples of using
Изобретение иллюстрируется примерами использования заявленного способа для улавливания ртути при повышенных температурах на лабораторной установке и пилотной установке на базе ТЭС.The invention is illustrated by examples of using the inventive method for capturing mercury at elevated temperatures in a laboratory setup and a pilot plant based on TPPs.
Пример 1Example 1
На лабораторной установке испытан сорбент - активированный уголь марки ОУ-А по ГОСТ 4453-74 в условиях, аналогичных применению данной технологии в реальной пылеугольной ТЭС: концентрация сорбента в газовом потоке 150 мг/м3 при общей концентрации ртути в нем 30 мкг/м3, температуре (110…120)°C и улавливании частиц сорбента с поглощенной ртутью на расстоянии не более 1 м от места его введения в газоход. Эффективность улавливания ртути активированным углем марки ОУ-А в этих условиях составила (75…80)%.A sorbent — activated carbon of the OU-A grade according to GOST 4453-74 under conditions similar to the use of this technology in a real pulverized coal-fired power plant — was tested at a laboratory installation: the concentration of the sorbent in the gas stream is 150 mg / m 3 with a total mercury concentration of 30 μg / m 3 , temperature (110 ... 120) ° C and capture of particles of the sorbent with absorbed mercury at a distance of not more than 1 m from the place of its introduction into the flue. The efficiency of capturing mercury with activated charcoal OU-A grade under these conditions amounted to (75 ... 80)%.
Пример 2Example 2
Для сравнения в условиях примера 1 был испытан стандартный сорбент сложного состава компании Албенарле (Albemarle), который широко используется в США на ТЭС (заявка США 2011/0162524, опубл. 7.07.2011). Эффективность улавливания ртути углем указанной компании в этих условиях также составила (75…80)%.For comparison, in the conditions of example 1 was tested standard sorbent complex composition of the company Albenarle (Albemarle), which is widely used in the United States at TPPs (application US 2011/0162524, publ. 07/07/2011). The efficiency of mercury capture by coal of the specified company in these conditions also amounted to (75 ... 80)%.
Таким образом, применение активированного угля марки ОУ-А в качестве сорбента для улавливания ртути из дымовых газов при ограниченных приведенной ниже формулой изобретения условиях дает неожиданные высокие результаты улавливания ртути при относительно высоких температурах без специальной его обработки и смешения с другими компонентами. Это позволяет существенно снизить стоимость процесса очистки за счет замены специальных дорогих сорбентов на дешевый отечественный активированный уголь, который можно производить в непосредственной близости от ТЭС.Thus, the use of activated charcoal of the OU-A grade as an sorbent for capturing mercury from flue gases under conditions limited by the claims below gives unexpected high results for capturing mercury at relatively high temperatures without special treatment and mixing with other components. This allows you to significantly reduce the cost of the cleaning process by replacing special expensive sorbents with cheap domestic activated carbon, which can be produced in the immediate vicinity of the thermal power plant.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013143541/05A RU2540652C1 (en) | 2013-09-27 | 2013-09-27 | Method for cleaning flue gases of thermal coal-fired power plants from mercury |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013143541/05A RU2540652C1 (en) | 2013-09-27 | 2013-09-27 | Method for cleaning flue gases of thermal coal-fired power plants from mercury |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2540652C1 true RU2540652C1 (en) | 2015-02-10 |
Family
ID=53286913
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013143541/05A RU2540652C1 (en) | 2013-09-27 | 2013-09-27 | Method for cleaning flue gases of thermal coal-fired power plants from mercury |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2540652C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3662523A (en) * | 1970-12-15 | 1972-05-16 | American Optical Corp | Adsorbents for removal of mercury vapor from air or gas |
US8409330B2 (en) * | 2006-03-29 | 2013-04-02 | Calgon Carbon Corporation | Enhanced adsorbents and methods for mercury removal |
CN103143320A (en) * | 2013-03-12 | 2013-06-12 | 山东科技大学 | Active carbon/zeolite shaped composite material for removing elemental mercury in coal-burned flue gas and preparation method thereof |
-
2013
- 2013-09-27 RU RU2013143541/05A patent/RU2540652C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3662523A (en) * | 1970-12-15 | 1972-05-16 | American Optical Corp | Adsorbents for removal of mercury vapor from air or gas |
US8409330B2 (en) * | 2006-03-29 | 2013-04-02 | Calgon Carbon Corporation | Enhanced adsorbents and methods for mercury removal |
CN103143320A (en) * | 2013-03-12 | 2013-06-12 | 山东科技大学 | Active carbon/zeolite shaped composite material for removing elemental mercury in coal-burned flue gas and preparation method thereof |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ГОСТ 4453-74, Уголь активный осветляющий древестный порошкообразный, Издательство стандартов, М., 1993, с. 2. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2896753T3 (en) | Methods for removing mercury from flue gas | |
RU2601474C2 (en) | Use of bromide-containing inorganic salt and activated carbon for reducing mercury emissions from combustion gas streams | |
CN104056600B (en) | A kind of modified activated carbon absorbent and preparation method thereof | |
Sung et al. | Speciation and capture performance of mercury by a hybrid filter in a coal-fired power plant | |
RU2015142634A (en) | GAS PROCESSING METHOD | |
RU2540652C1 (en) | Method for cleaning flue gases of thermal coal-fired power plants from mercury | |
CN101445758A (en) | Method for reducing discharge of fine particulates and metals during combustion process | |
Wahi et al. | The use of microwave derived activated carbon for removal of heavy metal in aqueous solution | |
CN104084132A (en) | Ammonia gas adsorption cleaning agent and preparation method thereof | |
Sakusabe et al. | Mercury forms contained in desulfurization gypsums | |
CN103084145B (en) | Ferric-chlorine-modified active carbon adsorbent for removing mercury from smoke | |
CN104815522B (en) | The method of Elemental Mercury in a kind of Mn ferrite/alumina composite adsorbent-condensation recovered flue gas | |
Zhao et al. | Recovery of elemental mercury from coal-derived flue gas using a MoS2-based material | |
CN104117336A (en) | Efficient indoor ammonia scavenging agent | |
CN104069790A (en) | Ammonia adsorbent and preparation method thereof | |
Wang et al. | SO2/Hg removal from flue gas by dry FGD | |
Wang et al. | Characterization of suspended particulate matter emitted from waste rice husk as biomass fuel under different combustion conditions | |
Wang et al. | Behavior of suspended particulate matter emitted from combustion of agricultural residue biomass under different temperatures | |
Wang et al. | The behavior of suspended particulate matter emitted from the combustion of agricultural residue biomass under different temperatures | |
CN104084133A (en) | Composite-type ammonia gas adsorbent of chloride modified coal cinder | |
Zehra et al. | A comprehensive review on removal of VOCs from air using fly ash as an adsorbent | |
Pan et al. | Experimental study on the spray of mercury removal performance of flue gas desulfurization wastewater | |
CN104084137A (en) | Method for adsorbing ammonia gas by nitric acid modified combusted coal cinder | |
Istiningrum | Adsorption of Cd (II), Pb (II) and Cu (II) from multi-metal aquoeus system by alkali-treated alang-alang grass (Imperata cylindrica) | |
Li et al. | Emission Control of Trace Heavy Metal Elements in Coal-fired Power Plants |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190928 |