Тверда неорганічна композиція, спосіб виготовлення такої композиції та її застосування для зниження вмісту важких металів у димових газах

Реферат: Тверда неорганічна композиція для зниження вмісту важких металів і, зокрема, ртуті, наявних у димових газах, спосіб виготовлення такої композиції і її застосування шляхом приведення в контакт димових газів з цим твердим неорганічним складом. UA 108616 C2 (12) UA 108616 C2 UA 108616 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Даний винахід стосується композиції, яка містить неорганічну сполуку і призначається для зниження вмісту важких металів у димових газах. Важкі метали і, особливо, ртуть є токсичними речовинами, емісія котрих у димових газах і, особливо, в газоподібному стані, як правило, жорстко регламентується. Під "важкими металами" 3 тут маються на увазі, головним чином, метали, густина яких є більшою 5000 кг/м , тобто найбільш поширені важкі метали, котрі в загальному випадку є об'єктом регламентації, а саме свинець, хром, мідь, марганець, сурма, арсен, кобальт, нікель, ванадій, кадмій, талій і ртуть, а переважно - свинець, талій, кадмій і ртуть, і особливо ртуть. Ці метали можуть мати як елементарну, так і іонну форму. Зниження вмісту важких металів у димових газах раніше здійснювалося, як правило, за допомогою вуглецевих сполук, таких як активоване вугілля, лігнітові кокси и т. п. Вибір типів вуглецевих сполук при цьому залежав від відповідних регламентних норм, які не повинні перевищуватися цими видами забруднювачів. У багатьох випадках на практиці і, зокрема, в установках для спалювання відходів початкова емісія деяких типів важких металів перевищує, й іноді досить суттєво, діючі норми, не залишаючи іншого шляху, окрім зниження, подекуди досить значного, рівнів цих забруднювачів. Вуглецева сполука при цьому може застосовуватися як сама, так і в суміші з основним реактивом, у стаціонарному шарі у гранульованій формі або шляхом інжекції в газ у розпорошеній формі; при цьому тверді частки захоплюються нижче за потоком, наприклад, у текстильному фільтрі, де їхня корисна дія продовжується. Ефективність вуглецевих сполук у зниженні рівнів важких металів у димових газах є загальновизнаною. Проте застосування їх в очистці цих газів стикається з двома головними недоліками: - підвищенням загального вмісту органічного вуглецю в пилу на рівні виходу цих димових газів, тобто вмісту вуглецю, який жорстко регламентується; - ризиком спалахування, який зростає разом зі зростанням температури газу, що піддається очистці. Вирішення проблеми займистості вуглецевих сполук фахівці шукають на шляху застосування сумішей цих сполук з негорючими матеріалами, наприклад, вапном. Але хоча цей шлях і дозволяє ефективно знижувати ризик займистості вуглецевих сполук, повністю він його не виключає. Дійсно, гарячі місця можуть ще з'являтися навіть при низькій температурі (наприклад 150 °C), особливо при наявності просочування повітря в зони, де має місце накопичення вуглецевих сполук. Так, наприклад, у публікації US6582497 описана суміш лужної сполуки з чистим вуглецем і вуглецем, просоченим галоїдною сполукою, призначена для зниження вмісту ртуті в димових газах. Але в цьому документі відсутня будь-яка інформація стосовно можливого легування неорганічних сполук, а також щодо їх впливу на зниження вмісту ртуті в димових газах. У документі US 2008/028932 представлено застосування окислювачів і, зокрема, гіпохлориту кальцію для поліпшення зниження вмісту ртуті в газових потоках. При цьому гіпохлорит кальцію, який додавали в точці вище за потоком від місця інжекції адсорбенту, вступав у реакцію з цим адсорбентом. Але відомо, що гіпохлорит кальцію є сполукою, яка викликає корозію, підтримує горіння і являє собою небезпеку для навколишнього середовища, що робить можливість його практичного застосування доволі проблематичним. І нарешті, в документі WO 2007/053786 описане застосування хлориду або іншого окислювача, який добавляли разом з вуглецем перед спалюванням. Це дозволяло окислювати ртуть, перетворюючи її на сіль і полегшуючи цим її подальше захоплення. Вуглецеві сполуки взагалі є коштовними матеріалами, а стадія їх застосування важко інтегрується в повний процес обробки димових газів, в якому часто потрібно видаляти також азотисті забруднювачі. Видалення оксидів азоту каталітичним шляхом у загальному випадку здійснюється при температурі газу вище 200 °C, при котрій вуглецеві сполуки у присутності кисню можуть згоряти. Для доброї сумісності зі стадією процесу, де застосовуються вуглецеві сполуки, потрібно чергувати охолодження димових газів з їх нагрівом. Це пов'язано зі значними енергетичними витратами і підвищенням вартості процесу. Отже, інтегрувати вуглецеві сполуки в процес обробки димових газів дуже важко, беручи до уваги проблеми, зумовлені займистістю цих сполук. У публікаціях "ES 8704428" або "ES 2136496" і "GIL, ISABEL GUIJARRO; ECHEVERRIA, SAGRARIO MENDIOROZ; MARTIN-LAZARO, PEDRO JUAN BERMEJO; ANDRES, VICENTA MUNOZ, Mercury removal from gaseous streams. Effects of adsorbent geometry, Revista de la Real Academia de Ciencias Exactas, Fisicas у Naturales (Espana) (1996), 90 (3), pp. 197-204" вказано на можливість позбавитися застосування вуглецю у зниженні вмісту важких металів і, зокрема, 1 UA 108616 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ртуті, якщо як реактив використовувати сірку. Сірку при цьому наносили на неорганічну основу, якою можуть служити, наприклад, природні силікати. Це дозволяло трохи виправити ситуацію, зумовлену переліченими вище недоліками вуглецевих сполук. При застосуванні такого підходу силікат вважається інертною основою по відношенню до забруднювача, що видаляється; останній при цьому захоплюється шляхом реакції з сульфованою сполукою, утворюючи в загальному випадку сульфід. Проте, силікати, функціоналізовані сульфованими сполуками, додають небезпеки у виробництво, роблять його важким, негнучким і коштовним. Наприклад, у документі ES 8704428 описане сульфування силікату шляхом реакції окислювання сірководню у добре визначеній молярній пропорції з метою адсорбування елементарної сірки на цьому силікаті. Сірководень є небезпечним у поводженні через його токсичність і вкрай високу займистість, а вузькі рамки молярної пропорції, за межі котрих не можна виходити, щоб уникнути будь-якої подальшої реакції окислювання, є дуже обтяжливими і незручними. Аналогічний підхід був запропонований у документі "ES 2136496", де описаний процес сульфування природних силікатів з метою захоплення парів металів. Іншим прикладом може служити документ "US 2007/0267343", у котрому пропонувалося захоплювати частки важких металів у водній фазі при наявності комплексоутворювальної речовини, переважно фосфору, а ще краще - фосфату. Це дозволяло утворювати комплексні сполуки між фосфатом і захоплюваним металом у водній фазі, яка була малорозчинною і зменшувала вивільнення металу у природних або індукованих процесах вилуговування, а також у процесах травлення у людей і тварин. Таким чином, водна фаза, в котрій відбувається реакція комплексоутворення, тут є обов'язковою, що робить даний спосіб мало прийнятним для зниження кількості ртуті в димових газах за допомогою сполуки в порошкоподібному стані. У патенті ЕР 1732668 В1 пропонувалося для зниження вмісту важких металів і, зокрема, ртуті використовувати нефункціоналізовані неорганічні сполуки, а саме галоїзит. Але ефективність галоїзиту у видаленні ртуті виявилася обмеженою порівняно з деякими видами активованого вуглецю, потребуючи апріорі надвисокого дозування. Між тим, зниження вмісту важких металів за допомогою нефункціоналізованих неорганічних сполук, таких як галоїзит, здійснюється шляхом (екзотермічної) адсорбції і, отже, з ефективністю, що падає разом з підйомом температури. Метою даного винаходу є подолання недоліків попереднього рівня техніки шляхом створення згаданої на початку даного опису композиції, яка є твердою і в якій зазначена неорганічна сполука є легованою галогенідною сіллю, тобто поверхня якої, доступна для вищезгаданих димових газів, є частково або повністю покритою зазначеною галогенідною сіллю, причому цю сполуку вибирають із групи, що складається із галоїзиту, карбонатів або гідроксидів кальцію або магнію і карбонатів натрію, а також їх сумішей та їхніх похідних. Дійсно, авторами даного винаходу цілком несподівано було встановлено, що зазначена вище неорганічна сполука, легована галогенідом у формі солі, дозволяє дуже ефективно і в широкому температурному діапазоні знижувати вміст важких металів, зокрема у газоподібному стані, наявних у димових газах, використовуючи при цьому тверду і повністю неорганічну сполуку, виготовлення і використання якої є простим і безпечним. Несподіваність ефекту, який дає композиція згідно з даним винаходом у ступені зниження вмісту важких металів, була зумовлена, зокрема, тим, що характеристики продуктивності легованої неорганічної сполуки є набагато вищими, ніж у нелегованої. Виявилося, що деякі тверді неорганічні матеріали, наприклад гашене вапно, котрі в нелегованому стані не володіють значною здатністю знижувати вміст важких металів та, що особливо дивно, не мають великої пористості, після легування галогенідною сіллю згідно з винаходом демонструють у зниженні вмісту важких металів потужність, котра іноді набагато перевищує потужність численних вуглецевих сполук, хоча ті й є відомими своєю придатністю видаляти важкі метали. Крім того, тверді неорганічні матеріали, наприклад галоїзит, які вже мають схильність до зниження вмісту важких металів і, зокрема, ртуті, можуть після їх легування галогенідною сіллю згідно з винаходом збільшувати свою потужність у цьому зниженні в декілька десятків разів. Таким чином, неорганічна сполука згідно з даним винаходом має неорганічну основу, яка не володіє помітною потужністю у зниженні вмісту важких металів і є сполученою з легуючим галогенідом у формі солі. Неорганічною сполукою згідно з даним винаходом може бути, наприклад, гашене вапно, доломіт, вапняк і/або галоїзит. Під терміном "неорганічна сполука, легована галогенідною сіллю" в контексті даного опису мається на увазі неорганічна сполука, яку вибирають із групи, що складається із галоїзиту, карбонатів або гідроксидів кальцію або магнію і карбонатів натрію, а також їх сумішей та їхніх 2 UA 108616 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 похідних, і поверхня якої є доступною для димових газів і частково або повністю покрита галогенідною сіллю. Поверхнею, доступною для газів, у контексті даного опису вважається не тільки зовнішня поверхня часток даної неорганічної сполуки, але й також частина або вся сукупність внутрішніх поверхонь цих часток, що є певною мірою пористими. В одному з кращих варіантів здійснення винаходу вищезгаданою галогенідною сіллю є неорганічна галогенідна сіль, що дозволяє не вводити додаткові вуглецеві сполуки в димові гази. Неорганічна сполука, легована галогенідною сіллю, містить у розрахунку на суху масу від 0,5 % до 20 %(мас), краще - від 1 % до 15 %(мас), і особливо добре - від 1,5 % до 10 %(мас.) галогенідної солі від маси композиції згідно з винаходом. Галогенідною сіллю при цьому може бути галогенідна сіль лужного або лужноземельного металу, а саме NaCI, NaBr або Nal, KCI, KBr або KІ, СаСІ2, СаВr2 або Cal2, MgCI2, МgВr2 або МgІ2, або ж NH4CI, NH4Br або NH4I, або їх суміші. У кращому варіанті неорганічна сполука згідно з винаходом є у порошкоподібній формі, а саме у формі часток, розміри яких в цілому є переважно більшими 1 мкм, а у більшості яких (більше 90 %) розміри є меншими 1 мм і, тобто часток, які у кращому варіанті мають d90 менше 1 мм. Величина d90 являє собою інтерпольоване значення кривої гранулометричного розподілу часток, 90 % яких мають розміри менше цієї величини. Авторами даного винаходу було встановлено, що неорганічні сполуки, леговані у зазначений спосіб галогенідною сіллю, дозволяють знижувати з дуже високою ефективністю вміст важких металів, особливо в газоподібному стані, зокрема, ртуті і особливо металевої ртуті Нg° у димових газах. Інші форми здійснення продукту згідно з даним винаходом окреслені в доданій Формулі винаходу. Предметом даного винаходу є також спосіб виготовлення вищезазначеної твердої неорганічної композиції. Цей спосіб включає у себе такі стадії: - подачу неорганічної сполуки, вибраної із групи, що складається із галоїзиту, карбонатів або гідроксидів кальцію або магнію і карбонатів натрію, а також їх сумішей, подачу галогенідної солі, і - приведення в контакт зазначеної неорганічної сполуки з галогенідною сіллю та утворення в результаті цього неорганічної сполуки, легованої галогенідною сіллю. У кращому варіанті вищезазначене приведення в контакт неорганічної сполуки з галогенідною сіллю здійснюють в умовах перемішування. Як зазначалося вище, у кращому варіанті здійснення запропонованого способу твердий неорганічний матеріал вибирають із групи, що складається із гашеного вапна, доломіту, вапняку і/або галоїзиту. У кращому варіанті подана у процес обробки неорганічна сполука має вологість, що лежить в інтервалі від 0,1 до 100 г/кг, а ще краще - в інтервалі від 2 до 90 г/кг. У кращому варіанті вищезгадане приведення в контакт здійснюють при навколишній температурі. У кращому варіанті здійснення способу згідно з винаходом вищезгадана галогенідна сіль є в рідкій формі у водній фазі. Крім того, вищезгаданою стадією приведення в контакт неорганічної сполуки з галогенідною сіллю у кращому варіанті є розприскування галогенідної солі на неорганічну сполуку, яке в разі потреби може здійснюватися в умовах перемішування. В одному з інших кращих варіантів здійснення запропонованого способу вищезгаданою стадією приведення в контакт неорганічної сполуки з галогенідною сіллю є одноетапне або багатоетапне просочування, в разі потреби - в умовах перемішування, і в разі потреби - з етапами сушки зазначеної неорганічної сполуки в галогенідній солі в рідкій фазі. У кращому варіанті здійснення винаходу вищезгаданою галогенідною сіллю у рідкій фазі є водний розчин, який містить галогенідну сіль в кількості від 1 % до рівня насичення нею розчину, а саме - від 1 % до 35 %, краще - від 5 % до 27 %, і ще краще - від 10 % до 27 %(мас.) відносно загальної маси розчину. Слід зауважити, що невелика концентрація солі в розчині призводить до більш важкого змішування, а також до більш коштовної подальшої сушки. Зрештою, концентрація розчину обмежується розчинністю солі. Приведення в контакт галогенідної солі з неорганічною сполукою здійснюється таким чином, щоб сприяти якомога більш гомогенному розподілу галогенідної солі по зовнішній поверхні, а також по доступній внутрішній поверхні неорганічної сполуки. 3 UA 108616 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 У кращому варіанті спосіб згідно з винаходом включає у себе, крім того, стадію сушки і/або дезагломерації неорганічної сполуки, легованої галогенідною сіллю, яку проводять переважно в умовах (навколишній температурі, тривалості витримування і т.п.), в яких температура обробки неорганічної легованої сполуки досягає величин в інтервалі від 60 до 200 °C і, зокрема, в інтервалі від 75 до 170 °C, з метою одержання в ній рівня залишкової вологи нижче 100 г/кг, а в ще кращому варіанті - нижче 50 г/кг. Як зазначалося вище, у запропонованому способі галогенідною сіллю може бути галогенід лужного металу, галогенід лужноземельного елемента і т.п., які у кращому варіанті вибирають із групи, що складається із NaCI, NaBr, Nal, KСІ, KВr, ΚΙ, СаСІ2, СаВr2, Cal2, MgCI2, МgВr2, Mgl2, NH4CI, NH4Br або NH4I та їх сумішей. Інші варіанти здійснення способу згідно з винаходом окреслені в доданій Формулі винаходу. Даний винахід стосується, крім того, застосування твердої неорганічної композиції, описаної вище, для зниження вмісту твердих металів, особливо в газоподібному стані, зокрема ртуті і конкретно - металевої ртуті Нg°, наявних у димових газах, шляхом приведення в контакт димових газів з вищезгаданою твердою неорганічною композицією і застосування суміші із основного реактиву та зазначеної твердої неорганічної композиції для обробки димових газів. Таким чином, неорганічну леговану сполуку згідно з винаходом приводять у контакт з оброблюваними димовими газами, саму або разом з іншим твердим матеріалом і, зокрема, в суміші з основним реактивом, наприклад вапном, що зазвичай застосовується для видалення кислих газів у димових викидах. Відтак, для практичного втілення твердої неорганічної композиції згідно з винаходом потребується лише приготувати доволі простий у застосуванні і переважно сухий продукт. Таким чином, застосування неорганічної легованої сполуки згідно з винаходом у зниженні вмісту важких металів у димових газах включає у себе приведення останніх в контакт з цією сполукою, яка в кращому варіанті є в сухому стані, що здійснюється при температурі в інтервалі від 70 до 350 °C, у кращому варіанті - від 110 до 300 °C, а в ще кращому варіанті - в інтервалі від 120 до 250 °C. Можливість проводити обробку при температурах близько 200 °C дозволяє підтримувати відносно постійний температурний рівень впродовж усього процесу обробки димових газів та виключати або обмежувати в подальшому процесі стадії охолодження і нагріву для більш повного виведення важких металів, а також азотистих сполук шляхом каталізу. У кращому варіанті неорганічну сполуку згідно з даним винаходом застосовують у порошкоподібній формі, а саме в такій, в котрій розміри більшості з її часток (більше 90 %) є меншими 1 мм (d90 < 1 мм) і переважно більшими 1 мкм. Таку неорганічну сполуку подають шляхом вдування по пневмопроводу. Застосування неорганічної легованої сполуки згідно з винаходом для зниження вмісту важких металів у димових газах часто потребується інтегрувати в повний процес обробки димових газів. Така обробка включає у себе стадію усунення головних кислих забруднювачів шляхом приведення в контакт цих димових газів з основними реактивами. У загальному випадку головними кислими забруднювачами в димових газах є хлористоводнева кислота, фтористоводнева кислота, оксиди сірки, оксиди азоту, а рівні їх емісії в димових газах перед обробкою становлять від кількох десятків до кількох сотень міліграмів на кубічний метр. Коли застосування неорганічної легованої сполуки згідно з винаходом для зниження вмісту важких металів у димових газах є інтегрованим у повний процес обробки димових газів, вищезгадані основні реактиви, наприклад вапно, і неорганічна легована сполука подаються у процес окремо або разом, у суміші. Введення у суміші дає виграш в інвестиційних витратах і в просторі, оскільки в такому випадку дві стадії можуть проводитися одночасно та в одному місці. Інші варіанти застосування сполуки згідно з винаходом окреслені в доданій Формулі винаходу. Інші особливості, деталі та переваги даного винаходу з'ясовуються з посиланнями на приклади його здійснення в подальшому описі, який не несе з собою будь-яких обмежень. Нижче винахід описаний більш докладно на прикладах його здійснення, що не мають обмежувального спрямування. У Прикладах 1-9 і в Порівняльному прикладі описані випробування в лабораторному масштабі, проведені за такою експериментальною методикою. Неорганічну сполуку, леговану галогенідною сіллю (Приклади 1-9 згідно з винаходом) і нелеговану (Порівняльний приклад), у кількості приблизно 100 мг поміщали в центр циліндричного реактора завдовжки 110 мм і внутрішнім діаметром 10 мм, утворюючи з неї гомогенний шар на азбестовому волокні. Крізь 3 цей шар перепускали потік азоту, що містив 600 мкг/м металевої ртуті (Нg°) з загальною -6 3 витратою 2,8  10 м /с. На виході реактора виміряли відсотковий вміст металевої ртуті за допомогою детектора VM-3000 фірми Mercury Instruments. Перед тим як надійти на рівень 4 UA 108616 C2 5 10 15 20 детектора, газ проходив крізь розчин SnCI2, щоб можливі рештки ртуті в іонній формі перетворювалися на металеву ртуть. Це дозволяло піддавати вимірюванням всю ртуть. Даний пристрій давав можливість оцінювати потужність зниження кількості ртуті твердим тілом, застосовуючи для цього принцип вихідної кривої. Потужність зниження рівня забруднень виражалася в мкг ртуті / г твердого тіла. У Табл. 1 і 2 підсумовані дані стосовно виготовлення і характеристик продуктивності зниження кількості ртуті згідно з Прикладами 1-7 і Порівняльним прикладом. Порівняльний приклад В описаний вище реактор поміщали продажні галоїзит або вапно промислової якості. Будували вихідну криву при постійній температурі 130 °C. Ртуть-знижувальна потужність цього нелегованого галоїзиту і звичайного вапна в описаному вище пристрої становила відповідно 40 мкг Нg / г галоїзиту і 1 мкг Нg / г вапна. Приклад 1 Проводили просочування згідно з винаходом галоїзиту і вапна, аналогічних використовуваним у Порівняльному прикладі. Просочування здійснювали шляхом занурювання відповідно галоїзиту і вапна у водний розчин з умістом KBr 10 %(мас.) відносно маси водного розчину. Леговані таким чином вологі галоїзит і вапно просушували і дезагломерували при температурі 75 °C в сушильній шафі до рівня залишкової вологості нижче 50 г/кг. Кількість KBr, нанесеного на галоїзит і на вапно, складала після сушки 10 %(мас.) відносно маси композиції, приготованої згідно з винаходом. Ртуть-знижувальна потужність цих KВr-легованих галоїзиту і вапна згідно з даним винаходом в описаному вище пристрої, що працював у тих самих робочих умовах, що в Порівняльному прикладі, становила відповідно 486 мкг Hg/г легованого галоїзиту і 24 мкг Нg/г легованого вапна. 25 30 35 40 45 Приклад 2 Галоїзит, аналогічний використовуваному в Порівняльному прикладі, легували шляхом обприскування згідно з даним винаходом. Обприскування здійснювали із водного розчину з умістом KВr 27 %(мас). Обприскування галоїзиту даним розчином проводили в умовах механічного перемішування до отримання 20 % вологості. Легований таким чином вологий галоїзит просушували і дезагломерували при температурі 150 °C у сушильній шафі до рівня залишкової вологості нижче 50 г/кг. Кількість KВr, нанесеного на галоїзит, становила після сушки 6 %(мас.) відносно маси композиції. Ртуть-знижувальна потужність цього KBr-легованого галоїзиту дорівнювала 198 мкг Hg/г легованого галоїзиту. Приклад 3 Були проведені випробування аналогічно описаному у Прикладі 2 з розчином 27 %(мас.) МgСІ2 відносно маси водного розчину. Розчин розприскували на галоїзит в умовах механічного перемішування до отримання 15 % вологості. Кількість МgСІ2, нанесеного на галоїзит, становила після сушки 6 %(мас.) відносно маси композиції. Ртуть-знижувальна потужність цієї композиції дорівнювала 326 мкг Hg/г легованого галоїзиту. Приклад 4 Були проведені випробування аналогічно описаному у Прикладі 2 з розчином 27 %(мас.) MgBr2 відносно маси водного розчину. Розчин розприскували на галоїзит в умовах механічного перемішування до отримання 15 % вологості. Кількість MgBr2, нанесеного на галоїзит, 5 UA 108616 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 становила після сушки 6 %(мас.) відносно маси композиції. Ртуть-знижувальна потужність цієї композиції дорівнювала 3140 мкг Hg/г легованого галоїзиту. Приклад 5 Були проведені випробування аналогічно описаному у Прикладі 2 з розчином 27 %(мас.) СаСІ2 відносно маси водного розчину. Розчин розприскували на галоїзит в умовах механічного перемішування до отримання 17 % вологості. Кількість СаСІ2, нанесеного на галоїзит, становила після сушки 6 %(мас.) відносно маси композиції. Ртуть-знижувальна потужність цієї композиції дорівнювала 215 мкг Hg/г легованого галоїзиту. Приклад 6 Були проведені випробування аналогічно описаному у Прикладі 2 з розчином 27 %(мас.) СаВr2 відносно маси водного розчину. Розчин розприскували на галоїзит в умовах механічного перемішування до отримання 15 % вологості. Кількість СаВr2, нанесеного на галоїзит, становила після сушки 6 %(мас.) відносно маси композиції. Ртуть-знижувальна потужність цієї композиції дорівнювала 447 мкг Hg/г легованого галоїзиту. Приклад 7 Були проведені випробування аналогічно описаному у Прикладі 2 з розчином 9 %(мас.) NaH4l відносно маси водного розчину. Розчин розприскували на галоїзит в умовах механічного перемішування до отримання 16 % вологості. Кількість NaH4l, нанесеного на галоїзит, становила після сушки 2 %(мас.) відносно маси композиції. Ртуть-знижувальна потужність цієї композиції дорівнювала 1040 мкг Hg/г легованого галоїзиту. Приклад 8. Вплив концентрації легувального розчину Так само, як у Прикладі 2, було проведено просочування 4 зразків галоїзиту аналогічно описаному у Порівняльному прикладі шляхом обприскування розчинами MgBr2 з концентрацією, відповідно, 5 %, 9 %, 27 % і 35 % та отримували такі величину вмісту нанесених домішок, відповідно: 1 %, 2 %, 6 % і 10 %. Просочений таким чином галоїзит поміщали в реактор, який витримували при постійній температурі 130 °C. Ртуть-знижувальна потужність вищеописаних зразків складала, відповідно, 509, 905, 3140, 3980 мкг Нg / г легованого галоїзиту в умовах випробувань. Отримані результати свідчать про значне зростання видаленої кількості ртуті разом зі збільшенням концентрації галогеніду в легованому галоїзиті. Приклад 9. Вплив температури реактора Були проведені випробування аналогічно описаному у Прикладі 2, за винятком того, що тут використовували розчин 27 %(мас.) СаВr2 відносно загальної маси водного розчину. Кількість СаВr2, нанесеного на галоїзит, становила після сушки 1,2 %(мас.) відносно маси композиції. Була побудована вихідна крива при фіксованих температурах 130 °C, 200 °C, 250 °C і 300 °C. Ртуть-знижувальна потужність при цих температурах дорівнювала відповідно 367, 829, 926 і 848 мкг Hg/г легованого галоїзиту в умовах випробувань. Ці результати демонструють очевидну перевагу застосування легованої композиції згідно з винаходом і особливо при температурах в інтервалі 200-300 °C. Приклад 10. Випробування у промисловому масштабі 6 UA 108616 C2 5 10 15 20 25 30 35 У даному експерименті проводили легування галоїзиту згідно з винаходом шляхом обприскування аналогічно описаному в Порівняльному прикладі, але у промисловому змішувачу. При цьому розприскували водний розчин, що містив КВr у кількості 25 %(мас.) відносно маси водного розчину. Витрата легованого галоїзиту з вологістю 18 % складала 200 кг/год. Цей матеріал дезагломерували і сушили в клітковому роздрібнювачу з сушаркою (дезінтеграторі) за допомогою гарячих газів з температурою 400-450 °C протягом часу, достатнього для того, щоб температура газу на виході дезінтегратора складала приблизно 150 °C. У результаті отримували висушений галоїзит згідно з даним винаходом з умістом KBr 10 %(мас.) відносно маси композиції. Легований таким чином галоїзит використовували на лінії для обробки димових газів з 3 витратою приблизно 150000 м /год. з виходу рециркуляції кольорових металів. Легований галоїзит дозували за допомогою шнекового живильника і вдували пневматичним інжектором у газовий потік з температурою 170 °C у розрахунку 60 кг/год., а потім збирали в рукавному фільтрі разом з відхідним пилом спалювання. У процесі випробувань виміряли концентрації ртуті перед місцем вдування легованого галоїзиту і після рукавного фільтра шляхом атомної абсорбції (MERCEM фірми Sick-Maihak). Виміряні величини концентрації, нормовані до сухих газів і віднесені до 20 % кисню, складали: 3 - 87 мкг/м перед рукавним фільтром і 3 - 13 мкг/м після рукавного фільтра. Остання з цих величин є набагато нижчою діючої норми щодо зниження вмісту ртуті, яка 3 становить 85 мкг/м . Приклад 11. Випробування у промисловому масштабі У даному експерименті використовували легований галоїзит Прикладу 11 у лінії з обробки 3 димових газів з витратою приблизно 20000 м /год. з виходу рециркуляції кольорових металів. Легований галоїзит дозували шнековим живильником і вдували пневматичним інжектором у газовий потік з температурою 70°C у розрахунку 30 кг/год., а потім збирали в рукавному фільтрі разом з пилом спалювання. У процесі випробувань виміряли концентрації ртуті перед місцем вдування легованого галоїзиту і після рукавного фільтра шляхом атомної абсорбції. Виміряні величини концентрації, 3 нормовані до сухих газів і віднесені до 21 % кисню, складали: 450 мкг/м перед рукавним 3 фільтром і 30 мкг/м після рукавного фільтра. 3 Остання з цих величин є набагато нижчою діючої норми, яка становить 50 мкг/м , і свідчить про ступінь зниження вмісту ртуті, який складав 93 %. Цілком зрозуміло, що поданий тут опис даного винаходу жодним чином не обмежує інших можливих варіантів його здійснення, а також допускає будь-які його модифікації, що не виходять за рамки, окреслені доданою тут Формулою винаходу. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 45 50 55 1. Тверда композиція для зниження вмісту важких металів у димових газах, яка містить неорганічну сполуку, леговану галогенідною сіллю, поверхня якої, доступна для вищезгаданих димових газів, є частково або повністю покритою зазначеною галогенідною сіллю, причому зазначена неорганічна сполука є вибраною із групи, що складається із галоїзиту, гідроксидів кальцію або магнію, а також їх сумішей. 2. Композиція за п. 1, в якій неорганічна сполука є нефункціоналізованою сполукою. 3. Композиція за п. 1 або п. 2, в якій галогенідною сіллю є неорганічна галогенідна сіль. 4. Композиція за п. 2 або п. 3, в якій неорганічну сполуку вибирають із групи, що складається із галоїзиту, гашеного вапна, а також їх сумішей. 5. Композиція за будь-яким із пп. 1-4, в якій галогенідна сіль у розрахунку на суху масу є наявною в кількості від 0,5 до 20 мас. %, краще - від 1 до 15 мас. % і особливо добре - від 1,5 до 10 мас. % від сухої маси композиції. 6. Композиція за будь-яким із попередніх пунктів, в якій галогенідною сіллю є галогенід лужного металу, галогенід лужноземельного елемента або інший подібний галогенід, вибраний переважно із групи, що складається із NaCl, NaBr, NaІ, KCl, KBr, KІ, CaCl2, CaBr2, СаІ2, MgCl2, MgBr2, MgІ2, NH4Cl, NH4Br і NH4I та їх сумішей. 7. Композиція за будь-яким із попередніх пунктів, в якій неорганічна сполука є в порошкоподібній формі і має d90 менше 1 мм та розміри часток, що лежать в інтервалі від 1 мкм до 1 мм. 8. Спосіб виготовлення композиції для зниження вмісту важких металів у димових газах за будьяким із пп. 1-7, який включає наступні стадії: 7 UA 108616 C2 5 10 15 20 25 30 35 - подачу неорганічної сполуки, вибраної із групи, що складається із галоїзиту, гідроксидів кальцію або магнію, а також їх сумішей, - подачу галогенідної солі, і - приведення в контакт зазначеної неорганічної сполуки з галогенідною сіллю та утворення в результаті цього неорганічної сполуки, легованої галогенідною сіллю. 9. Спосіб за п. 8, в якому приведення в контакт неорганічної сполуки з галогенідною сіллю здійснюють в умовах перемішування. 10. Спосіб за п. 8 або п. 9, в якому подана у процес обробки неорганічна сполука має вологість, що лежить в інтервалі від 0,1 до 100 г/кг, а ще краще - в інтервалі від 2 до 90 г/кг. 11. Спосіб за будь-яким із пп. 8-10, в якому приведення в контакт здійснюють при навколишній температурі. 12. Спосіб за будь-яким із пп. 8-11, в якому галогенідна сіль є в рідкій формі у водній фазі. 13. Спосіб за будь-яким із пп. 8-12, в якому стадією приведення в контакт неорганічної сполуки з галогенідною сіллю є розприскування галогенідної солі на неорганічну сполуку. 14. Спосіб за будь-яким із пп. 8-12, в якому стадією приведення в контакт неорганічної сполуки з галогенідною сіллю є просочування неорганічної сполуки галогенідною сіллю, що перебуває в рідкій фазі. 15. Спосіб за будь-яким із пп. 12-14, в якому галогенідною сіллю у рідкій фазі є водний або неводний розчин, який містить галогенідну сіль у кількості від 1 мас. % до рівня насичення цією сіллю розчину, а саме від 1 до 35 мас. %, а в кращому варіанті від 5 до 27 мас. % відносно загальної маси розчину. 16. Спосіб за одним із пп. 8-15, який додатково включає стадію сушіння і дезагломерації неорганічної сполуки, легованої галогенідною сіллю, при температурі в інтервалі від 60 до 200 °C і, зокрема, від 75 до 170 °C. 17. Спосіб за будь-яким із пп. 8-16, в якому галогенідною сіллю є галогенід лужного металу, галогенід лужноземельного елемента або інший подібний галогенід, вибраний переважно із групи, що складається із NaCl, NaBr, NaІ, KCl, KBr, KІ, CaCl2, CaBr2, CaІ2, MgCl2, MgBr2, MgІ2, NH4Cl, NH4Br або NH4I та їх сумішей. 18. Застосування композиції за будь-яким із пп. 1-7 для зниження вмісту важких металів, що перебувають переважно в газоподібному стані, і зокрема ртуті, а більш конкретно - металевої ртуті Нg°, у димових газах. 19. Застосування за п. 18 разом з іншим твердим матеріалом, зокрема в суміші з основним реактивом, таким як вапно. 20. Застосування за п. 18 або п. 19, в якому зазначену леговану неорганічну сполуку приводять у контакт з димовими газами при температурі, що лежить в інтервалі від 70 до 350 °C, переважно від 110 до 300 °C, а ще краще - від 120 до 250 °C. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8