Спосіб окиснення ртуті при спалюванні ртутєвмісного вугілля та спосіб утворення окисненої ртуті при його спалюванні

1. Спосіб окиснення ртуті при спалюванні ртутєвмісного вугілля, при якому здійснюють обробку ртутєвмісного вугілля галогеновмісною сполукою, вибраною із групи, яка складається з хлориду натрію, хлориду кальцію і броміду кальцію, тонкий помел обробленого вугілля, подачу тонко розмеленого обробленого вугілля до пиловугільного пальника, використання цього пальника для спалювання тонко розмеленого обробленого вугілля, при цьому під час процесу згоряння згаданою сполукою окиснюють істотну частину ртуті, що міститься у вугіллі, та утворення топкового газу, що містить окиснену ртуть. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що згоряння здійснюють при температурі біля 10502000 °С. 3. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що принаймні одним пристроєм для видалення ртуті видаляють частину окисненої ртуті з топкового газу далі по потоку від пальника. 4. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що згадану галогеновмісну сполуку у вигляді її водного розчину змішують з ртутєвмісним вугіллям. 5. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що згаданий водний розчин розбризкують на вугілля. 6. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що згадану галогеновмісну сполуку у вигляді твердої речовини змішують з ртутєвмісним вугіллям. 2 (19) 1 3 93367 4 14. Спосіб за п. 13, який відрізняється тим, що згадану галогеновмісну сполуку у вигляді її водного розчину розбризкують на вугілля. 15. Спосіб за п. 13, який відрізняється тим, що згадану галогеновмісну сполуку у вигляді твердої речовини змішують з ртутєвмісним вугіллям. 16. Спосіб за п. 14, який відрізняється тим, що галогеновмісну сполуку вибирають із групи, яка складається з хлориду натрію та хлориду кальцію. 17. Спосіб за п. 16, який відрізняється тим, що вугілля тонко розмелюють перед згорянням, а згадану галогеновмісну сполуку додають до вугілля перед тонким помелом. 18. Спосіб за п. 12, який відрізняється тим, що згоряння здійснюють при температурі біля 10502000 °С. 19. Спосіб за п. 18, який відрізняється тим, що галогеновмісну сполуку змішують з ртутєвмісним вугіллям у такій кількості, що кількість галогену становить від біля 2 млн-1 від вологого палива до -1 біля 1200 млн від вологого палива. 20. Спосіб за п. 18, який відрізняється тим, що галогеновмісну сполуку змішують з ртутєвмісним вугіллям у такій кількості, що кількість галогену становить від біля 2 млн-1 від вологого палива до біля 30 млн-1 від вологого палива. 21. Спосіб за п. 18, який відрізняється тим, що галогеновмісну сполуку змішують з ртутєвмісним вугіллям у такій кількості, що кількість галогену становить від біля 300 млн-1 від вологого палива до біля 600 млн-1 від вологого палива. Цей винахід взагалі відноситься до згоряння викопного палива в паровому котлі або печі, а більш специфічно до способу галогенування викопного палива перед згорянням, щоб збільшити видалення ртуті з топкового газу. Електростанції, які застосовують спалювання вугілля, необхідні, щоб задовольнити потреби в енергії багатьох країн. Теплова енергія, одержана від спалювання викопного палива, такого як вугілля, виробляє пару, яка використовується для роботи енерговиробляючих турбін. Побічним продуктом процесу згоряння є топковий газ або газоподібні продукти згоряння, які після процесу очищення поступають в атмосферу. Викопне паливо, як наприклад вугілля, може містити змінні рівні ртуті. В результаті згоряння ртуть може попасти у топковий газ або у вигляді твердих частинок, або у вигляді газу як парова фаза елементарної ртуті, або в одній з багатьох окиснених форм. Скрубери топкового газу можуть легко видалити істотну частину ртуті в окисненій формі, проте сучасна технологія очищення скруберами відносно неефективна стосовно видалення елементарної ртуті з топкового газу. Екологічні правила строго регулюють викиди топкового газу стосовно забруднюючих агентів, таких як сірка та оксиди азоту, і Агентство США з охорони навколишнього середовища розглядає введення стандартів щодо викиду ртуті. Для того, щоб відповідати таким запропонованим екологічним правилам, існує потреба в нових й більш ефективних засобах управління викидом ртуті, що є результатом згоряння викопного палива. Головний об'єкт цього винаходу стосується способу збільшення видалення ртуті з топкового газу. Більш специфічне завдання цього винаходу залучає метод галогенування викопного палива, такого як вугілля, перед згорянням, щоб запобігти утворенню елементарної ртуті у паровій фазі та сприяти її конверсії в окиснену форму. У першому аспекті цим винаходом пропонується спосіб галогенування викопного палива, такого як вугілля, хлором або його сполуками. Після хлорування вугілля подається до млину тонкого помелу 1, який далі змішує вугілля та хлор, таким чином більш однорідно розосереджуючи хлор між тонко розмеленими частинками вугілля. Як тільки здійснився процес тонкого помелу вугілля, воно подається до принаймні одного пальника та спалюється у присутності кисню. Під час згоряння змішаний хлор легко окиснює елементарну ртуть, що міститься у вугіллі, таким чином запобігаючи утворенню ртуті в елементарній формі. Далі по потоку після пальника окиснена ртуть видаляється з потоку за допомогою скрубера або інших пристроїв для видалення ртуті, які добре відомі звичайному фахівцю у цій галузі. У іншому аспекті винахід включає етапи обробки ртутєвмісного вугілля хлоровмісною сполукою, тонкого помелу обробленого вугілля, подачі тонко розмеленого обробленого вугілля до пальника тонко розмеленого вугілля, використання цього пальника для спалювання тонко розмеленого обробленого вугілля, при цьому під час процесу згоряння хлоровмісна сполука окиснює істотну частину ртуті, що міститься у вугіллі, та утворення топкового газу, що містить окиснену ртуть. У ще одному аспекті винахід включає етапи забезпечення пальника ртутєвмісним вугіллям, використання цього пальника для спалювання вугілля і спалювання цього вугілля у присутності галогеновмісної сполуки, при цьому елементарна ртуть окиснюється під час процесу згоряння. У ще одному аспекті використовують засоби моніторингу топкового газу, щоб контролювати концентрацію ртуті у топковому газі, що виходить з парового котла. Засоби моніторингу подають сигнал до регулюючих засобів, які регулюють рівень обробки хлором, що застосовується до вугілля перед тонким помелом для того, щоб максимізувати окиснення ртуті. У ще одному аспекті цього винаходу інший ніж хлор галоген, такий як бром, йод, фтор або їх сполуки, може бути використаний, щоб галогенувати викопне паливо. Цей винахід, завдяки легкості його залучення й вигоди стосовно видалення ртуті, забезпечує важливу перевагу над способами попереднього 5 рівня техніки завдяки несподіваним перевагам і заощадженню коштів, пов'язаному із відсутністю необхідності встановлювати дорогі пристрої видалення пари ртуті для того, щоб знизити її викид. Далі, оскільки єдиний млин тонкого помелу 1 може забезпечити вугіллям численні пальники, передбачаються істотні економічні заощадження завдяки хлоруванню вугілля до згоряння і використанню існуючого трубопроводу 2 між млином тонкого помелу і пальниками, що, таким чином, усуває необхідність у встановленні додаткового трубопроводу або системи труб до кожного пальника. Фіг.1 - це схематичне зображення варіанта здійснення цього винаходу. Звернемося зараз до Фіг.1, де наведене схематичне зображення варіанта здійснення цього винаходу. Викопне паливо, таке як вугілля, подається з вугільного бункера 4 на стрічковий живильник 3, такий як гравітаційний живильник або інший стрічковий живильний пристрій. Стрічковий живильник 3, в свою чергу, подає вугілля до млина тонкого помелу 1, де вугілля тонко розмелюються до зумовленого розміру частинок. Перед тим, як бути тонко розмеленим, переважно, коли вугілля знаходиться на стрічковому живильнику 3 або, альтернативно, при падінні у млин тонкого помелу, вугілля обробляється рідким або твердим хлорним реагентом, переважно хлоридом натрію або хлоридом кальцію. Для обробки вугілля рідким хлорним реагентом перед тонким розмелом можуть бути передбачені розбризкувальні насадки 5, розташовані вище та/або навколо стрічки. Витрату потоку реагенту можна регулювати уручну клапанами 6, або, альтернативно, використовують автоматизовані засоби. Альтернативно реагент можна подавати у вугілля у формі твердих окатишів, порошку або гранул, використовуючи живильники твердих речовин замість розбризкувальних насадок 5. Переважно вугілля обробляється між біля 2млн-1 (від вологого палива) і -1 1200млн (від вологого палива) галогену, а більш переважно між біля 200млн-1 (від вологого палива) і 600млн-1 (від вологого палива), причому термін "млн-1 (від вологого палива)" розуміється як кількість фунтів галогену на один мільйон фунтів вологого викопного палива, такого як вологе вугілля. Обробка включає етапи забезпечення вугілля достатньою кількістю хлору, щоб суттєво запобігти утворенню елементарної ртуті у паровій фазі, та тонкого помелу вугілля у присутності хлорного реагенту. Під час тонкого помелу вугілля та хлорний реагент далі змішуються, так що забезпечується більш однорідне розосереджування хлору між тонко розмеленими частинками вугілля. 93367 6 Після виходу з млина тонкого помелу оброблені частинки вугілля подають через ряд вугільних трубопроводів 2 до пальника, де вугілля спалюють, переважно при температурі між біля 1050С і біля 2000С у присутності кисню. Під час процесу згоряння ртуть, що міститься у вугіллі, окиснюється у присутності хлору, щоб сприяти утворенню окисненої форми ртуті, такої як хлорид двовалентної ртуті, замість елементарної ртуті у формі пари. В результаті цього концентрація ртуті у топковому газі, який виходить з парового котла, зменшується, оскільки скрубери та інші пристрої очищення топкового газу більш легко можуть видаляти ртуть в окисненій формі, при цьому утворення ртуті в елементарній формі пригнічене на користь окисненої форми завдяки присутності галогену, такого як хлор. У альтернативному варіанті здійснення використовується єдине сховище реагенту 7, щоб постачати хлорний реагент численним стрічковим живильникам з використанням регулювальних клапанів 6 та трубопроводу, що дозволяє регулювати витрату для обробки будь-якого стрічкового живильника незалежно від регулювання витрати для обробки іншого стрічкового живильника. У іншому альтернативному варіанті здійснення можна використовувати автоматизовані засоби для управління витрати для обробки. У цьому варіанті здійснення в димовій трубі для топкового газу встановлені детектори ртуті, щоб контролювати рівень ртуті в топковому газі, коли він виходить в атмосферу. Електронний сигнал подається регулюючим засобам, які подають команди, щоб відрегулювати витрату потоку хлорного реагенту, яким обробляється вугілля, до рівня, що оптимізує низькі викиди ртуті. У ще одному варіанті здійснення хлорний реагент може бути замінений іншим галогенним реагентом, таким як бром, йод, фтор тощо або їх сполуки. У іншому варіанті здійснення може бути використана комбінація більш ніж одного галогенного реагенту, така як суміш, що містить як бром, так і хлор, або будь-яка комбінація з іншою кількістю галогенних реагентів, що містить більш ніж один галогенний реагент, що міг би знати звичайний фахівець у цій галузі. Оскільки специфічні варіанти здійснення цього винаходу були детально показані та описані для демонстрації використання принципів винаходу, зрозуміло, що винахід може бути втілений іншим чином без відходу від обсягу цього винаходу, що оцінить звичайний фахівець у цій галузі. 7 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 93367 8 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601