RU2595690C2 - Система и способ очистки активированного угля и остатков сгорания угля - Google Patents

Система и способ очистки активированного угля и остатков сгорания угля Download PDF

Info

Publication number
RU2595690C2
RU2595690C2 RU2014141172/05A RU2014141172A RU2595690C2 RU 2595690 C2 RU2595690 C2 RU 2595690C2 RU 2014141172/05 A RU2014141172/05 A RU 2014141172/05A RU 2014141172 A RU2014141172 A RU 2014141172A RU 2595690 C2 RU2595690 C2 RU 2595690C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
spent
pahs
heavy metal
osu
stream
Prior art date
Application number
RU2014141172/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2014141172A (ru
Inventor
Питер Д'АМИКО
Кристофер ПОЛИНГ
Томас ЛЕСНЯК
Original Assignee
МЕРКЬЮТЕК ЭлЭлСи
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by МЕРКЬЮТЕК ЭлЭлСи filed Critical МЕРКЬЮТЕК ЭлЭлСи
Publication of RU2014141172A publication Critical patent/RU2014141172A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2595690C2 publication Critical patent/RU2595690C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/34—Regenerating or reactivating
    • B01J20/3416—Regenerating or reactivating of sorbents or filter aids comprising free carbon, e.g. activated carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/34—Regenerating or reactivating
    • B01J20/3483—Regenerating or reactivating by thermal treatment not covered by groups B01J20/3441 - B01J20/3475, e.g. by heating or cooling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/06—Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
    • C04B18/065—Residues from coal gasification
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L9/00—Treating solid fuels to improve their combustion
    • C10L9/08—Treating solid fuels to improve their combustion by heat treatments, e.g. calcining
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/102—Carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/60—Heavy metals or heavy metal compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/02—Other waste gases
    • B01D2258/0283—Flue gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/02—Other waste gases
    • B01D2258/0283—Flue gases
    • B01D2258/0291—Flue gases from waste incineration plants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/06—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with moving adsorbents, e.g. rotating beds
    • B01D53/10—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with moving adsorbents, e.g. rotating beds with dispersed adsorbents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/52—Hoppers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/54—Specific separation steps for separating fractions, components or impurities during preparation or upgrading of a fuel
    • C10L2290/543—Distillation, fractionation or rectification for separating fractions, components or impurities during preparation or upgrading of a fuel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/56—Specific details of the apparatus for preparation or upgrading of a fuel
    • C10L2290/565—Apparatus size

Abstract

Изобретение относится к очистке порошкообразного активированного угля (ПАУ) и остатков сгорания угля (ОСУ). Способ заключается в нагревании по меньшей мере одного из отработанного ПАУ и/или ОСУ с выделением по меньшей мере одного тяжелого металла из по меньшей мере одного из отработанного ПАУ и/или ОСУ с созданием очищенного потока и потока испаренного тяжелого металла. Поток испаренного тяжелого металла объединяют с водорастворимым сульфидом щелочно-земельного металла с созданием объединенного потока. Из объединенного потока удаляют по меньшей мере часть одного тяжелого металла. Объединение может содержать объединение потока испаренного тяжелого металла с водорастворимым сульфидом щелочноземельного металла и/или поверхностно-активным веществом, или гипердиспергатором. Технический результат: эффективное удаление тяжелых металлов из отработанного ПАУ и/или ОСУ, возможность их повторного использования. 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к очистке активированного угля и остатков сгорания угля.
Предпосылки создания изобретения
В своем исходном состоянии порошкообразный активированный уголь ((ПАУ)(РАС)) является формой активированного угля, который был обработан, чтобы сделать уголь чрезвычайно пористым, с получением большой площади поверхности, доступной для адсорбции. Другие формы активированного угля являются обычно более крупными с большими размерами частиц. Обе формы активированного угля могут использоваться для улавливания загрязнений, токсичных составляющих или других нежелательных соединений, включая тяжелые металлы, такие как ртуть, из потоков, сбросовых газовых потоков или других потоков промышленных способов, имеющих место от работы энергоустановок, цементных обжиговых печей, печей для сжигания отходов и других отраслей. ПАУ является часто предпочтительным во всем мире для улавливания форм ртути и других тяжелых металлов из сбросового газового потока от любой из вышеуказанных промышленных установок. Как результат его использования в промышленных способах ПАУ является не только особенным продуктом, но продуктом, который часто не перерабатывается из-за трудностей с надлежащей очисткой ртути и других тяжелых металлов, уловленных ПАУ.
Соответственно, использованный (или «отработанный») ПАУ, загрязненный ртутью и другими тяжелыми металлами, обычно представляет дилемму утилизации. Отработанный активированный уголь, содержащий менее двухсот шестидесяти (260) ч./млн ртути, может быть захоронен в земле или стабилизирован, например уловлен в бетоне, в соответствии с современными федеральными требованиями. С другой стороны, отработанный активированный уголь, содержащий более двухсот шестидесяти (260) ч./млн ртути, считается принадлежащим к высокортутной подкатегории и запрещенным для захоронения в земле. Указанный отработанный активированный уголь, содержащий более двухсот шестидесяти (260) ч./млн ртути, теперь накапливается на товарных складах и в заброшенных рудниках с примерной скоростью одна тысяча (1000) тонн в год. Кроме того, проблема утилизации отработанного активированного угля является не уникальной для Соединенных Штатов Америки.
Отработанный активированный уголь может быть переработан или регенерирован с помощью способа, известного как терморегенерация. Указанная технология, однако, имеет затруднения и недостатки. Например, тонкие физические характеристики самого ПАУ делают данную форму активированного угля обычно неподходящей для способов терморегенерации, обычно используемых для отработанного активированного угля. Кроме того, способ терморегенерации требует оборудования и способов, подходящих для того, чтобы имела место высокотемпературная десорбция, обычно с требованием как инертной атмосферы, так и рабочих температур выше примерно пятисот (500) градусов Цельсия. Это обусловливает то, что загрязнения десорбируют из активированного угля и входят в газовый поток. Кроме того, для того чтобы нейтрализовать или «выжечь» загрязнения, обычно требуется вторая фаза способа, на которой газовый поток должен содержаться и обрабатываться часто при еще более высоких температурах, чем в ходе первой фазы, таких как 2300 градусов по Фаренгейту (1260°C).
Хотя такая терморегенерация может нейтрализовать некоторые загрязнения, это обычно не относится к тяжелым металлам, таким как ртуть, которые могут оставаться в газовом потоке после терморегенерации, требуя невыгодного дополнительного применения исходного активированного угля или ПАУ для повторного улавливания тяжелых металлов из потока.
В большинстве типичных промышленных применений отработанный активированный уголь или отработанный ПАУ может улавливаться в системе собирания твердых частиц, такой как рукавный фильтр или электрофильтр. В некоторых отраслях отработанный ПАУ может улавливаться как независимый поток материала, тогда как в других отработанный ПАУ может смешиваться с другими твердыми частицами, такими как летучая зола. Несмотря на попытку улавливания отработанного активированного угля или отработанного ПАУ его дополнительная обработка и применения являются строго ограниченными благодаря содержанию тяжелого металла. Так, например, летучая зола, смешанная с отработанным ПАУ, не может использоваться цементными обжиговыми печами в качестве исходного материала благодаря содержанию ртути и тяжелых металлов, которые улетучиваются в способе обжига цемента. Кроме того, отработанный ПАУ может быть трудным для захоронения в готовой смеси бетона благодаря проблемам показателя вспенивания, вызванным самим углем. В результате ПАУ представляет собой, главным образом, отходы, которые должны быть захоронены в земле.
Свойства и состав отработанного ПАУ могут быть значительно изменены исходными материалами, агентами адсорбции, конструкцией или работой системы введения ПАУ. Таким образом, составные химические и физические характеристики отработанного ПАУ, отработанного ПАУ с летучей золой или других остатков сгорания угля ((ОСУ) (CCR)) должны оцениваться на базе отдельной установки или устройства. Например, отработанный ПАУ, отработанный ПАУ с летучей золой или другие ОСУ могут эффективно изменять рН и концентрацию или дозировку требуемого реакционного раствора для каждого отдельного устройства.
Краткое описание изобретения
Здесь рассматриваются системы и способы очистки отработанного активированного угля, отработанного порошкообразного активированного угля (ПАУ) и/или остатка сгорания угля (ОСУ). Следует учесть, что активированный уголь, используемый на промышленных установках, может иметь многие формы или наименования, включая порошкообразный активированный уголь, в качестве остатка сгорания угля, и что системы и способы, рассмотренные здесь, не должны ограничиваться рассмотренными осуществлениями, но могут охватывать другие активированные угли и остатки. В иллюстративном варианте системы и способы очистки, рассмотренные здесь, относятся к удалению ртути и других тяжелых металлов из отработанного активированного угля, который был предварительно использован для снижения загрязнения тяжелыми металлами. В другом иллюстративном варианте системы и способы очистки, рассмотренные здесь, относятся к удалению ртути и других тяжелых металлов из ОСУ или побочных продуктов, таких как летучая зола, шлак и/или синтетический гипс. Как летучая зола, так и остатки десульфуризации топочного газа ((ДТГ) (FGD)) идентифицируются как ОСУ с возможностью иметь увеличенные концентрации ртути и/или других токсичных составляющих.
В иллюстративном варианте способ очистки отработанного ПАУ и/или одного или более ОСУ содержит собирание отработанного ПАУ и/или ОСУ и нагревание собранных ПАУ и/или ОСУ при высоких температурах в обедненной кислородом зоне (иногда называемой «инертной атмосферой») для выделения по меньшей мере одного тяжелого металла из собранных ПАУ и/или ОСУ с созданием очищенного потока ПАУ и/или ОСУ и потока тяжелого металла. В обедненной кислородом зоне содержание кислорода составляет около двух процентов (2%) или менее для того, чтобы исключить возможность сгорания отработанного ПАУ и/или ОСУ при высоких температурах.
Кроме того, способ может содержать обеспечение водорастворимого полисульфида щелочноземельного металла, объединение потока тяжелого металла с водорастворимым полисульфидом щелочноземельного металла с созданием объединенного потока и удаление по меньшей мере части одного тяжелого металла из объединенного потока.
В иллюстративном варианте способ может содержать обеспечение катализатора с созданием объединенного потока и/или обеспечение гипердиспергатора или поверхностно-активного вещества с созданием объединенного потока.
Преимущества систем и способов очистки, рассмотренных здесь, включают в себя способность обрабатывать отработанный ПАУ и/или ОСУ перед захоронением в землю или утилизацией иным образом и обеспечение рециклирования обработанных ПАУ и/или ОСУ обратно на другие использования с минимизацией возможного высвобождения тяжелых металлов. Путем комбинирования способа термической десорбции и использования химических реагентов отработанный ПАУ и/или ОСУ могут быть рециклированы, реактивированы и повторно использованы. Кроме того, путем подобного способа применения тепла в инертной среде ртуть и другие тяжелые металлы могут быть удалены из отработанного ПАУ и/или ОСУ и уловлены химическим реагентом как остаток. В любом случае получаемый остаток должен быть высококонцентрированным и быть в стабильной невыщелачиваемой форме. Указанный остаток может быть затем утилизирован, рециклирован или использован как ходовой исходный материал в других способах.
Указанные и другие аспекты рассмотрения могут быть легко поняты из последующего описания и прилагаемого чертежа.
Краткое описание чертежа
Вариант системы и способа очистки активированного угля и остатка сгорания угля показан на фигуре прилагающегося чертежа, которая означает иллюстрацию, но не ограничение, где подобные ссылки предназначены обозначать подобные или соответствующие части, и где:
на фигуре 1 представлена диаграмма варианта устройства и относительных способов очистки порошкообразного активированного угля (ПАУ) и/или остатков сгорания угля (ОСУ).
Подробное описание изобретения
Здесь рассматриваются подробные варианты настоящего изобретения, однако должно быть понятно, что рассмотренные варианты являются только примерами изобретения, которое может быть осуществлено в различных формах. Поэтому отдельные функциональные детали, рассмотренные здесь, не должны интерпретироваться как ограничение, а только как основа для формулы изобретения и как представительная основа для изучения специалистами в данной области техники с использованием настоящего изобретения.
Система и способ очистки для очистки и/или снижения загрязнения от порошкообразного активированного угля (ПАУ) и/или остатков сгорания угля (ОСУ) согласно иллюстративному варианту описываются со ссылкой на фигуру 1. Как показано на фигуре 1, отработанный ПАУ и/или один или более ОСУ 21 могут быть собраны из системы собирания твердых частиц, например рукавного фильтра или электрофильтра ((ЭФ) (ESP)), и перегружены в устройство 23 для хранения, например бункер. Из устройства для хранения отработанный ПАУ и/или ОСУ перегружаются в испарительный сосуд, или зону, 25. Как показано на фигуре 1, отработанный ПАУ и/или ОСУ перегружаются в или через испарительный сосуд 25 с помощью дозирующего шнека 27. Специалистами в данной области техники должно быть отмечено, что точная конфигурация транспортирующего механизма, либо дозирующего шнека, либо другого устройства, и конфигурация испарительной зоны, или сосуда, а также их пространственное соотношение друг с другом могут варьироваться в зависимости от конкретного применения, и так что могут использоваться устройство и способ перегрузки отработанного ПАУ и/или ОСУ в испарительный сосуд помимо показанного.
Для улетучивания ртути и/или других тяжелых металлов, уловленных в отработанном ПАУ и/или ОСУ, в последние вводится тепло, в данном варианте в испарительной зоне 25. Например, температура кипения ртути составляет около трехсот пятидесяти шести целых пятидесяти восьми сотых (356,58) градусов Цельсия, или около шестисот семидесяти трех целых восьмисот сорока четырех тысячных (673,844) градусов Фаренгейта, после данной точки ртуть существует как газ. Испытания показали, что различные формы ртути улетучиваются при намного более низких температурах, начиная с такой низкой, как сто (100) градусов Цельсия, как было определено в ртутном анализаторе.
В иллюстрационном варианте тепло может быть введено в отработанный ПАУ и/или ОСУ на дозировочном шнеке 27 и/или в испарительном сосуде, который окружает или следует за дозирующим шнеком. Ртуть и другие тяжелые металлы, уловленные в отработанном ПАУ и/или ОСУ, испаряются в газовый поток 29, обычно объединенный с инертной атмосферой, выходя из очищенного потока 31 ПАУ и/или ОСУ, который может быть удален и/или рециклирован в систему. Применение тепла может варьироваться, чтобы подходить конкретному промышленному способу или применению. В одном возможном осуществлении количество затрачиваемой тепловой энергии вырабатывается, чтобы быть достаточным для выделения ртути из отработанного ПАУ и/или ОСУ, но не избыточным как сбросовая энергия. В некоторых применениях минимальная требуемая применяемая температура составляет 356°C, что соответствует температуре сублимации (твердое в газ) ртути, но снова возможно, что выделение ртути из отработанного ПАУ и/или ОСУ для некоторых способов может быть достигнуто при низких температурах до 150°C или, более предпочтительно, может иметь место при таких высоких температурах, как 500°C.
В иллюстративном варианте сбросовое тепло, или избыточное тепло, от одного или более способов в энергоустановке, обжиговой печи, холодильнике или другом промышленном способе может использоваться для повышения температуры отработанного ПАУ и/или ОСУ до значения, при котором происходит высвобождение тяжелых металлов из отработанного ПАУ и/или ОСУ. При отсутствии сбросового, или избыточного, тепла, или если такое тепло является недостаточным, источник усилителя тепла или любой другой подходящий источник тепла, газовый, электрический или иной, может быть оперативно соединен с отработанным ПАУ и/или ОСУ. При высоких температурах существует возможность сгорания отработанного ПАУ и/или ОСУ. Поэтому при нагревании отработанного ПАУ и/или ОСУ в одном предпочтительном варианте испарительная зона 25 должна быть инертной атмосферой, например зоной, обедненной кислородом, имеющей содержание кислорода около двух процентов (2%) или менее, или подходящим инертным газом.
В другом иллюстративном варианте отработанный ПАУ и/или ОСУ могут нагреваться до температуры сгорания. Это приводит к высвобождению любых тяжелых металлов, включая ртуть, содержащихся в них, в газовый поток, который может быть очищен обработкой химическими реагентами. Это также дает в результате создание остаточной золы сгорания, которая может быть собрана и использована или утилизирована.
Воздушный поток или газовый поток, содержащий испаренные ртуть и другие тяжелые металлы, может быть затем подан в очистительное устройство. В иллюстративном варианте очистительное устройство 33 включает в себя (но не ограничивается этим) систему каналов, камеры и т.п. Очищающий раствор 35 вводят или распыляют в воздушный поток, содержащий испарившиеся ртуть и другие тяжелые металлы, с очисткой в результате и, по меньшей мере, частичным удалением ртути и других тяжелых металлов из воздушного потока. Форма распыла, размер капель, скорость распыла и другие параметры очистительного устройства 33 выбираются с достижением уровней снижения ртути, достигнутых для конкретного промышленного способа.
В иллюстративном варианте очищающим раствором является распыляющийся водный раствор, содержащий водорастворимый сульфид и/или полисульфид щелочноземельного металла. В одном варианте полисульфидом щелочноземельного металла может быть либо полисульфид магния, либо полисульфид кальция, и полисульфид щелочноземельного металла может присутствовать в растворе в количестве от примерно одного процента (1%) до примерно двадцати девяти процентов (29%) в воде. В другом варианте полисульфид щелочноземельного металла представляет собой смесь одного или более полисульфидов магния и одного или более полисульфидов кальция, где полисульфиды присутствуют в растворе в количестве от примерно одного процента (1%) до примерно двадцати девяти процентов (29%) в воде.
Специалистами в данной области техники должно быть отмечено, что количество сульфида и/или полисульфида щелочноземельного металла в очищающем растворе может варьироваться снаружи интервалов, указанных выше. Во многих применениях экономической целью является использование малого количества сульфида и/или полисульфида щелочноземельного металла, насколько это возможно для работы. Например, количество сульфида и/или полисульфида щелочноземельного металла может варьироваться в зависимости от дисперсии в воздушном потоке, скорости воздушного потока, концентрации ртути и других тяжелых металлов в воздушном потоке и параметров другого типа.
В иллюстративном варианте очищающий раствор может содержать один или более катализаторов, имеющих рН около семи (7) или более, таких как подходящий фосфат. Однако, специалистами в данной области техники должно быть отмечено, что в зависимости от рН ПАУ, и/или ОСУ, и/или воздушного потока, содержащего испарившиеся ртуть и другие тяжелые металлы, катализатор может не использоваться.
В другом иллюстративном варианте очищающий раствор может содержать один или более поверхностно-активных веществ, диспергаторов и/или гипердиспергаторов. В одном варианте поверхностно-активное вещество, диспергатор и/или гипердиспергатор состоит из одного или более блок-сополимеров полиэтиленоксид-полиэтилен и/или их сложных фосфатных эфиров. Введение поверхностно-активного вещества, диспергатора и/или гипердиспергатора в очищающую жидкость может быть необязательным. Когда поверхностно-активное вещество, диспергатор и/или гипердиспергатор являются введенными, они могут быть предусмотрены в количестве, достаточном для обеспечения сохранения реакционного агента, или реагента, в очищающей жидкости до взаимодействия с металлом (металлами).
Кроме того, очищающий раствор может содержать сульфид и/или полисульфид щелочноземельного металла, один или более поверхностно-активных веществ, диспергаторов и/или гипердиспергаторов и один или более катализаторов.
В иллюстративном варианте при очистке воздушного потока очищающим раствором испарившиеся ртуть и/или другие тяжелые металлы осаждаются из воздушного потока, и осадок может быть отфильтрован. Осадок является остатком вышеуказанных способа и системы очистки в форме ртути и/или других тяжелых металлов и загрязнителей. Указанный остаток может быть собран или иным образом отфильтрован любым подходящим устройством, в данном осуществлении показанным как бункер 37 остатка. В связи с обработкой остатка ртути или другого загрязнителя собранные ртуть и/или другие тяжелые металлы могут быть затем дополнительно надлежащим образом обработаны, переработаны или иным образом утилизированы. Фильтр 39 небольших твердых частиц, показанный ниже по потоку от бункера 37, может быть использован как часть способа очистки остатка и в некоторых вариантах может быть помещен или иным образом предусмотрен для улавливания части тяжелого металла получаемого газового потока. Аналогично, другие осуществления и обрабатывающее оборудование могут быть использованы в связи с остатком, образованным способом очистки, так что ртуть и/или другие тяжелые металлы улавливаются в сухой форме или в жидкой форме, такой как суспензия, в зависимости от промышленного способа, целей или любого числа параметров. Остаток ртути или другого тяжелого металла, собранный в данном способе, может принимать еще другие характеристики или формы в зависимости от применения.
Оставшийся очищенный воздух затем выпускается в атмосферу через систему собирания твердых частиц. Любой остаток, который дополнительно улавливается в системе собирания твердых частиц, может быть возвращен в бункер для хранения.
В иллюстративном варианте система и способ очистки, показанные на фигуре 1, могут быть использованы для очистки отработанного ПАУ и/или ОСУ непрерывным или периодическим образом с удалением ртути и/или других тяжелых металлов из ПАУ и/или ОСУ, когда в последних увеличивается концентрация. Периодический вариант может быть разработан для случая или в ответ на результаты измерений количества ртути и/или других тяжелых металлов для одного или более образцов ПАУ и/или ОСУ.
В иллюстративном варианте испарительный сосуд может иметь ряд форм, включая (но не ограничивается этим) систему каналов, камеры и сосуды другого типа. Система собирания твердых частиц может быть любой из ряда устройств, подходящих для улавливания, фильтрования или иным образом собирания пыли от промышленных установок или энергоустановок и других различных операций. При наличии возможного ряда промышленных установок или энергоустановок специалистами в данной области техники должно быть отмечено, что система собирания твердых частиц, а также устройство, или система, очистки отработанного ПАУ и/или ОСУ могут быть оперативно соединены с одной или более операций промышленной установки или энергоустановки, способных получать материал для очистки, при любом числе положений относительно компонентов промышленной установки или энергоустановки. Во многих возможных осуществлениях устройство очистки оперативно соединяется с промышленным способом с получением отработанного ПАУ и/или ОСУ после их точки собирания в установке и с возвращением очищенных ПАУ и/или ОСУ перед их точкой введения в промышленный способ.
Хотя системы и способы очистки описаны и показаны в связи с некоторыми вариантами, как будет очевидно для специалистов в данной области техники, многие вариации и модификации могут быть сделаны без отхода от сущности и объема изобретения.
Например, хотя ПАУ и/или ОСУ рассмотрены как очищаемый материал, вышеописанные системы и способы и вариации в духе и объеме изобретения являются также подходящими для форм активированного угля, иных, чем ПАУ, с любыми крупностью, размером частиц или характеристиками в отдельности или в комбинации с другими композициям или составляющими газового потока, при использовании для улавливания ртути, тяжелых металлов или других загрязнителей, связанных с любым числом промышленных способов. Аналогично, остатки, иные, чем ОСУ, могут подобным образом очищаться с использованием осуществлений, описанных здесь, и подходящих вариаций в духе и объеме данного изобретении.
Рассмотрение, таким образом, не должно ограничиваться точными деталями методологии или построения, представленных выше, т.к. такие вариации и модификации предназначены быть включенными в объем изобретения.

Claims (10)

1. Способ очистки порошкообразного активированного угля (ПАУ) и/или остатков сгорания угля (ОСУ), содержащий:
нагревание, по меньшей мере, одного из отработанного ПАУ и/или ОСУ с выделением, по меньшей мере, одного тяжелого металла из по меньшей мере одного из отработанного ПАУ и/или ОСУ с созданием очищенного потока и потока испаренного тяжелого металла;
объединение потока испаренного тяжелого металла с водорастворимым сульфидом щелочноземельного металла для создания объединенного потока;
и удаление, по меньшей мере, части одного тяжелого металла из объединенного потока.
2. Способ по п. 1, который дополнительно содержит сбор по меньшей мере одного из отработанного ПАУ и/или ОСУ, в ходе осуществления промышленного способа.
3. Способ по п. 1, который дополнительно содержит обеспечение водорастворимого сульфида щелочноземельного металла.
4. Способ по п. 1, в котором стадия объединения содержит объединение катализатора с потоком испаренного тяжелого металла.
5. Способ по п. 1, в котором стадия объединения содержит объединение поверхностно-активного вещества или гипердиспергатора с потоком испаренного тяжелого металла.
6. Способ по п. 1, в котором стадия нагревания содержит нагревание по меньшей мере одного из отработанного ПАУ и/или ОСУ в инертной атмосфере.
7. Способ по п. 1, который дополнительно содержит обеспечение сгорания по меньшей мере одного из отработанного ПАУ и/или ОСУ для создания остаточной золы сгорания.
8. Способ по п. 7, который дополнительно содержит сбор остаточной золы сгорания.
9. Способ по п. 1, в котором стадия объединения содержит распыление водорастворимого сульфида щелочноземельного металла в поток испаренного тяжелого металла.
10. Способ по п. 1, который дополнительно содержит улавливание в фильтре твердых частиц части по меньшей мере одного тяжелого металла, удаленного из объединенного потока.
RU2014141172/05A 2012-03-14 2013-03-14 Система и способ очистки активированного угля и остатков сгорания угля RU2595690C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261685240P 2012-03-14 2012-03-14
US61/685,240 2012-03-14
PCT/US2013/031487 WO2013138620A1 (en) 2012-03-14 2013-03-14 Activated carbon and coal combustion residue treatment system and method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014141172A RU2014141172A (ru) 2016-05-10
RU2595690C2 true RU2595690C2 (ru) 2016-08-27

Family

ID=49161816

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014141172/05A RU2595690C2 (ru) 2012-03-14 2013-03-14 Система и способ очистки активированного угля и остатков сгорания угля

Country Status (12)

Country Link
US (2) US9884311B2 (ru)
EP (3) EP2825293B1 (ru)
JP (2) JP5973647B2 (ru)
AU (2) AU2013232030B2 (ru)
CA (1) CA2867065C (ru)
ES (3) ES2779231T3 (ru)
NZ (1) NZ630439A (ru)
PL (3) PL2825293T3 (ru)
PT (3) PT2825293T (ru)
RU (1) RU2595690C2 (ru)
WO (1) WO2013138620A1 (ru)
ZA (1) ZA201900395B (ru)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL2825293T3 (pl) * 2012-03-14 2020-08-24 Mercury Capture Intellectual Property, Llc Sposób obróbki pozostałości węgla aktywnego i węgla ze spalania
AU2014273996B2 (en) * 2013-05-30 2018-11-01 Clean Coal Technologies, Inc. Treatment of coal
KR101918233B1 (ko) * 2017-05-26 2018-11-14 주식회사 엔케이이씨 연속식 승화기
US11247251B2 (en) 2020-01-06 2022-02-15 Mercutek, Llc Spent activated carbon and industrial by product treatment system and method
CN111620532A (zh) * 2020-04-28 2020-09-04 东南大学 一种粉煤灰改性材料及其制备方法及其在污泥热解过程中对重金属吸附的应用
CA3202370A1 (en) 2021-01-07 2022-07-14 Astec, Inc. Apparatus and method for a carbon reduction assembly

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5306475A (en) * 1987-05-18 1994-04-26 Ftu Gmbh Technische Entwicklung Und Forschung Im Umweltschutz Reactive calcium hydroxides
US5556447A (en) * 1995-01-23 1996-09-17 Physical Sciences, Inc. Process for treating metal-contaminated materials

Family Cites Families (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6160840A (ja) 1984-08-31 1986-03-28 Ebara Corp 水銀を含む廃棄物の処理方法
DE3840858A1 (de) 1988-03-04 1989-09-14 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Verfahren und anlage zur thermischen entsorgung von feinkoernigen abfallstoffen, insbesondere klaerschlamm
US4844815A (en) 1988-08-12 1989-07-04 Chemical Waste Management, Inc. Stabilization of mercury-containing waste
DE4000795A1 (de) 1990-01-12 1991-07-18 Krupp Polysius Ag Verfahren zur reinigung der abgase von anlagen zur herstellung von zementklinker
DE4026071C2 (de) * 1990-08-17 1994-04-14 Steag Ag Verfahren und Vorrichtung zum Regenerieren von kohlenstoffhaltigem Adsorptionsmittel
JPH06104182B2 (ja) 1990-11-07 1994-12-21 日立造船株式会社 ごみ焼却炉の排ガス中からの水銀除去方法
US5390611A (en) * 1993-02-24 1995-02-21 John; Richard E. Thermal processing of fly ash
JP3009607B2 (ja) 1995-07-13 2000-02-14 株式会社神戸製鋼所 焼却灰や飛灰の溶融に際して生じる排ガスからの重金属類の回収方法
FR2740058B1 (fr) 1995-10-24 1998-01-09 Cernix Procede de traitement de dechets contenant des contaminants metalliques au moyen d'un reducteur
DE19630719A1 (de) 1996-07-30 1998-02-05 Petersen Hugo Verfahrenstech Verfahren und Vorrichtung zum Desorbieren eines mit Schadstoffen beladenen Adsorptionsmittels
ATE217699T1 (de) 1997-10-13 2002-06-15 Alstom Verfahren zur aufbereitung von schlacke und/oder asche aus der thermischen behandlung von müll
CN1141168C (zh) 1998-04-01 2004-03-10 富兰克林·S·查默斯 处理由烟道气脱硫或其它来源产生的含硫物质的方法
US6838504B1 (en) 1998-05-06 2005-01-04 Solucorp Industries Ltd. Integrated fixation systems
DE19938854C5 (de) 1999-08-17 2006-12-28 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Vorrichtung zur Verringerung des Stickoxidanteils in einem Abgas einer Verbrennungskraftmaschine
JP2002355531A (ja) * 2001-03-27 2002-12-10 Taiheiyo Cement Corp セメント製造排ガスの処理方法
WO2002081595A1 (en) 2001-04-06 2002-10-17 The Lubrizol Corporation Atomized polysulfide used in ethylene steam cracker
KR100584732B1 (ko) 2001-04-27 2006-05-30 주식회사 포스코 일반탄을 이용하는 용철제조공정에서의 폐기물 재활용방법
US6942840B1 (en) * 2001-09-24 2005-09-13 Ada Technologies, Inc. Method for removal and stabilization of mercury in mercury-containing gas streams
JP2003192407A (ja) * 2001-12-20 2003-07-09 Taiheiyo Cement Corp 原料中の水銀を低減させるセメント製造方法
RU2286200C2 (ru) 2002-04-08 2006-10-27 Владимир Петрович Чащин Способ очистки выбросов в атмосферу от загрязняющих веществ и устройство для его осуществления
WO2004108621A2 (en) 2003-05-20 2004-12-16 Cemex, Inc. Process for fly ash beneficiation
DK1649922T3 (da) 2003-07-10 2011-04-04 Taiheiyo Cement Corp Indretning og fremgangsmåde til behandling af forbrændt udstødningsgas
JP2005104792A (ja) * 2003-10-01 2005-04-21 Tokuyama Corp 石炭灰を使用したセメントの製造方法
US7214254B2 (en) 2003-10-28 2007-05-08 Hendrix Holding Company, Inc. Method of removing mercury from mercury contaminated materials
AU2005240594B2 (en) 2004-04-29 2009-10-01 Solucorp Industries, Ltd. Air pollution control
JP2005349384A (ja) 2004-05-12 2005-12-22 Takashi Shibahara 廃棄物の水銀回収方法
US7534413B2 (en) 2004-10-29 2009-05-19 Heritage Environment Services, Llc Calcium-sodium polysulfide chemical reagent and production methods
EP1842836A4 (en) 2005-01-06 2013-12-11 Taiheiyo Cement Corp APPARATUS AND METHOD FOR TREATING A GASEOUS COMBUSTION EFFLUENT OF CEMENT OVEN
US20070092418A1 (en) 2005-10-17 2007-04-26 Chemical Products Corporation Sorbents for Removal of Mercury from Flue Gas
EP2438976B1 (en) 2006-03-10 2014-05-14 C-Quest Technologies International LLC Carbon dioxide sequestration materials and processes
ES2438536T3 (es) 2006-11-15 2014-01-17 Alexander Kehrmann Procedimiento para el reprocesado de polvos de derivación y productos que pueden obtenerse a partir del mismo
US7794524B2 (en) 2008-02-05 2010-09-14 F L Smidth A/S Method and apparatus for removing contaminants from industrial processing plants
US7776294B2 (en) 2008-02-13 2010-08-17 Cylenchar Limited Air pollution reduction solution
US8043426B2 (en) 2008-05-13 2011-10-25 Abdel-Mohsen Onsy Mohamed Method for treating cement kiln dust
US8133303B2 (en) 2008-07-02 2012-03-13 Schwab James J Apparatus and method for controlling mercury pollution from a cement plant
JP5239813B2 (ja) 2008-12-11 2013-07-17 三菱マテリアル株式会社 キルン排ガスの処理方法及び処理装置
US8535422B2 (en) 2009-01-26 2013-09-17 St. Cloud Mining Company Metal contaminant removal compositions and methods for making and using the same
WO2011024680A1 (ja) 2009-08-26 2011-03-03 日本電気硝子株式会社 ガラス製造用容器、それを備えるガラス製造装置及びそれを用いたガラスの製造方法
CA2803662C (en) 2010-07-02 2015-12-29 Mercutek Llc Cement kiln exhaust gas pollution reduction
AU2014200531C1 (en) 2010-08-18 2016-07-14 Mercury Capture Intellectual Property, Llc Cement kiln dust treatment system and method
PL3178538T3 (pl) 2010-08-18 2020-11-16 Mercury Capture Intellectual Property, Llc Sposób oczyszczania pyłu z pieca cementowego
PL2825293T3 (pl) 2012-03-14 2020-08-24 Mercury Capture Intellectual Property, Llc Sposób obróbki pozostałości węgla aktywnego i węgla ze spalania
JP2017029942A (ja) * 2015-08-04 2017-02-09 太平洋セメント株式会社 フライアッシュの改質方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5306475A (en) * 1987-05-18 1994-04-26 Ftu Gmbh Technische Entwicklung Und Forschung Im Umweltschutz Reactive calcium hydroxides
US5556447A (en) * 1995-01-23 1996-09-17 Physical Sciences, Inc. Process for treating metal-contaminated materials

Also Published As

Publication number Publication date
AU2019200331A1 (en) 2019-08-08
CA2867065A1 (en) 2013-09-19
ES2864026T3 (es) 2021-10-13
EP3514121B1 (en) 2021-03-10
PT3514121T (pt) 2021-04-07
CA2867065C (en) 2017-03-07
EP2825293A4 (en) 2015-11-18
US20150038321A1 (en) 2015-02-05
PL3514219T3 (pl) 2022-10-24
EP3514219B1 (en) 2022-04-20
JP5973647B2 (ja) 2016-08-23
ES2779231T3 (es) 2020-08-14
NZ630439A (en) 2016-03-31
PL2825293T3 (pl) 2020-08-24
EP3514219A1 (en) 2019-07-24
RU2014141172A (ru) 2016-05-10
EP3514121A2 (en) 2019-07-24
WO2013138620A1 (en) 2013-09-19
AU2013232030B2 (en) 2016-04-14
ES2913000T3 (es) 2022-05-30
EP2825293A1 (en) 2015-01-21
JP2015518413A (ja) 2015-07-02
ZA201900395B (en) 2019-10-30
US11364481B2 (en) 2022-06-21
EP2825293B1 (en) 2020-02-19
EP3514121A3 (en) 2019-09-04
US20180154336A1 (en) 2018-06-07
BR112014022502A2 (ru) 2017-06-20
JP2019147145A (ja) 2019-09-05
AU2013232030A1 (en) 2014-09-25
JP7278784B2 (ja) 2023-05-22
PT2825293T (pt) 2020-03-26
PL3514121T3 (pl) 2021-07-05
PT3514219T (pt) 2022-05-11
US9884311B2 (en) 2018-02-06
BR112014022502A8 (pt) 2018-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2595690C2 (ru) Система и способ очистки активированного угля и остатков сгорания угля
JP7242496B2 (ja) セメントキルンダスト処理システムおよび方法
KR101721614B1 (ko) 시멘트 킬른 배기가스의 처리장치 및 처리 방법
JP2003523281A (ja) 高温高湿ガス流から水銀を除去するための吸着粉末
US5035188A (en) Liquid blowdown elimination system
JP2007039296A (ja) セメント製造装置の排ガスの処理方法及び処理システム
JP2014174115A (ja) 土壌からの放射性セシウム除去方法
WO2009110357A1 (ja) 塩素含有物の処理時に発生した溶液の処理方法
JP2008237959A (ja) 燃焼排ガス処理方法及び処理装置
JP2009035449A (ja) セメントキルン抽気ガスの処理システム及び処理方法
JP4681259B2 (ja) 汚泥の処理方法及び汚泥処理システム
JP6474160B2 (ja) 放射性セシウム汚染水の処理方法及び処理装置
JP6127113B1 (ja) 放射性汚染物の処理方法、ならびに放射性汚染物の処理設備
US11247251B2 (en) Spent activated carbon and industrial by product treatment system and method
JP2001137634A (ja) 排ガス処理装置及び処理方法
JP6731811B2 (ja) スラリーの加熱処理方法及び溶融装置
BR112014022502B1 (pt) Método para tratar carvão ativado em pó (pac) e/ou resíduos de combustão de carvão (ccrs) gastos

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20180604