1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) B (11) 28496
(51) B01D 53/64 (2006.01)
B01J 20/16 (2006.01)
КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
(21) 2012/1519.1
(22) 13.07.2010
(45) 15.05.2014, бюл. №5
(31) 2009/0426; 61/332,256
(32) 13.07.2009; 07.05.2010
(33) BE; US
(85) 09.02.2012
(86) PCT/EP2010/060057, 13.07.2010
(72) БРАССЁР, Ален (BE); ПИРАР, Жан-Поль (BE);
ЛОДЕ, Ален (BE)
(73) С.А. ЛУАСТ РЕШЕРШ Э ДЕВЕЛОПМЕН
(BE); УНИВЕРСИТЕ ДЕ ЛЬЕЖ (BE)
(74) Шабалина Галина Ивановна; Шабалин
Владимир Иванович; Кучаева Ирина Гафиятовна;
Тусупова Меруерт Кырыкбаевна
(56) US 2008028932 A1, 07.02.2008
US 2007267343 А1, 22.11.2007
WO 2007053786 A1, 10.05.2007
US 6582497 B1, 24.06.2003
RU 2352383 C2, 20.04.2009
RU 2035993 C1, 27.05.1995
SU 814412 A1, 23.03.1981
(54) ТВЕРДАЯ МИНЕРАЛЬНАЯ
КОМПОЗИЦИЯ, СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ И
ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ
СОДЕРЖАНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В
ОТХОДЯЩЕМ ГАЗЕ
(57) Изобретение относится к твёрдой минеральной
композиции для удаления тяжёлых металлов, в
частности, ртути в отходящих газах, к способу
приготовления такой твёрдой минеральной
композиции и к ее применению для снижения
содержания тяжёлых металлов, в частности, в
отходящих газах, приведением в контакт отходящих
газов с твёрдой минеральной композицией.
(19)KZ(13)B(11)28496

2. 28496
2
Настоящее изобретение относится к композиции
для снижения содержания тяжёлых металлов в
отходящих газах, включающей минеральное
вещество.
Уровень техники
Тяжёлые металлы, в частности, ртуть являются
токсичными соединениями, присутствующими в
отходящих газах, в частности, в газообразном
состоянии и эмиссия которых обычно жёстко
регламентирована. Термин "тяжёлые металлы",
главным образом означает металлы с плотностью
более 5000 кг/м3
, в частности, самые
распространённые тяжёлые металлы, обычно
являющиеся предметом нормативных актов, то есть
свинец, хром, медь, марганец, сурьма, мышьяк,
кобальт, никель, ванадий, кадмий, таллий и ртуть,
предпочтительно свинец, таллий, кадмий и ртуть, в
частности, ртуть. Эти металлы могут находиться в
элементарном состоянии или в ионной форме.
Снижение содержания тяжёлых металлов в
отходящих газах обычно выполняют в известном
уровне техники с использованием
углеродсодержащих соединений, таких как
активированный уголь, буроугольный кокс или
подобные. Выбор типа(ов) углеродсодержащих
веществ зависит, в частности, от нормативных
величин, которые не должны превышаться для этих
типов загрязнителей.
Во многих ситуациях, в случае
мусоросжигательных установок, начальные
выбросы определённых тяжёлых металлов в
действительности превышают, иногда намного,
нормативные уровни выбросов, так, что абсолютно
необходимо уменьшить содержание, иногда
значительно, этих загрязнителей.
Углеродсодержащие соединения могут быть
применены или непосредственно, или в смеси с
основным реагентом, в неподвижном слое в
гранулированной форме или подачей в газ в
порошкообразной форме; затем твёрдые частицы
улавливаются далее по технологической схеме,
например, текстильным фильтром, где их действие
продлевается.
Эффективность углеродсодержащих соединений
в уменьшении содержания тяжёлых металлов
признана единодушно. Однако использование этих
углеродсодержащих соединений в отходящих газах
имеет два главных недостатка:
- увеличение содержания общего органического
углерода в пыли, присутствующего при сбросе этих
отходящих газов, содержание углерода, в которых
строго нормируется;
- риск воспламеняемости всё больше, так как
температура газов, которые следует очищать,
высокая.
Улучшение, предложенное специалистами в
данной области техники, для решения проблемы
воспламенения углеродсодержащих соединений,
состоит в их использовании в смеси с негорючими
веществами, такими как известь. К сожалению, это
улучшение фактически уменьшает риски
воспламенения углеродсодержащих соединений, но
полностью их не устраняет. Действительно, горячие
точки всё ещё могут появиться даже при низкой
температуре (например 150°С), в частности, в
присутствии проникновения воздуха в местах
скопления углеродсодержащих соединений.
Например, US 6,582,497 раскрывает смесь
щелочного соединения, угля или угля, пропитанного
галогенированным соединением, для снижения
содержания ртути в отходящих газах. Однако этот
документ не содержит информации относительно
возможного введения минеральных соединений так
же как их влияния на сокращение содержания ртути
в отходящих газах.
US 2008/028932 представляет использование
окислителей предпочтительно гиперхлорита
кальция для улучшения снижения содержания ртути
в газовых потоках. Гипохлорит кальция добавляют
по технологической схеме до введения адсорбента и
он реагирует с последним. Однако известно, что
гипохлорит кальция является корродирующим,
окислительным и опасным соединением для
окружающей среды, что делает его использование
проблематичным.
Наконец документ WO 2007/053786 описывает
использование хлорида или других окислителей,
добавляемых с углём до сжигания, что вызывает
окисление ртути до солей и облегчает её
последующее улавливание.
Углеродсодержащие соединения обычно
являются дорогостоящими соединениями и стадию
применения указанных углеродсодержащих
соединений трудно интегрировать в полный способ
обработки отходящих газов, который часто также
должен удалять азотсодержащие загрязнители.
Удаление оксидов азота каталитическим путём
обычно выполняют при температуре газа выше
200°С, при которой углеродсодержащие соединения
могут возгораться в присутствии кислорода. Для
хорошей совместимости со стадией способа с
использованием углеродсодержащих соединений,
должно чередоваться охлаждение отходящих газов и
нагревание последних. Это приводит к
существенным потерям энергии и дополнительным
затратам. Поэтому трудно объединить
углеродсодержащие соединения в способе
обработки отходящих газов, учитывая проблемы
воспламенения, вызываемые этими соединениями.
Документы "ES 8704428" или “ES 2136496” и
"GIL, ISABEL GUIJARRO; ECHEVERRIA,
SAGRARIO MENDIOROZ; MARTIN-LAZARO,
PEDRO JUAN BERMEJO; ANDRES, VICENTA
MUNOZ, Удаление ртути из газовых потоков.
Влияние геометрии адсорбента (Mercury removal
from gaseous streams. Effects of adsorbent geometry),
Revista de la Real Academia de Ciencias Exactas,
Fisicas у Naturales (Испания) (1996), 90 (3), стр. 197-
204" указывают, что можно обойтись без углерода
для снижения содержания тяжёлых металлов, в
частности, ртути, при использовании серы в
качестве реагента. Серу наносят на минеральную
подложку, такую как природные силикаты. Такие
композиции преодолевают вышеуказанные
недостатки углеродсодержащих соединений. В этом
случае, силикат, рассматривают в качестве инертной

3. 28496
3
подложки относительно восстанавливаемого
загрязнителя; последний улавливают
взаимодействием с серосодержащим соединением,
так чтобы в основном образовывался сульфид.
К сожалению, силикаты фукционализированные
серосодержащими соединениями являются
опасными, сложными и дорогостоящими в
производстве, что затрудняет их использование.
Например, документ ES 8704428 раскрывает
сульфирование силиката реакцией окисления
сульфида водорода с точной молярной пропорцией с
целью адсорбции элементарной серы на указанном
силикате. Работа с сульфидом водорода, который
очень ядовит и чрезвычайно огнеопасен, опасна и
требуется точная молярная пропорция, чтобы
избежать любой последующей реакции окисления, в
значительной степени ограничена. Документ “ES
2136496" предлагает подобное решение, описывая
способ сульфирования природных силикатов для
улавливания паров металлов.
Другой пример описан в US 2007/0267343,
который предлагает улавливание частиц тяжёлых
металлов в водной фазе в присутствии
комплексующего соединения предпочтительно
фосфор-содержащего соединения и, в частности,
фосфата. Таким образом образуется обладающий не
очень высокой растворимостью комплекс между
фосфатом и металлом, который улавливается в
водной фазе, и уменьшает выделение металла в
естественных или индуцированых процессах
выщелачивания, и/или в процессах пищеварения в
людях или животных. Поэтому водная фаза, в
которой происходит реакция комплексообразования,
является необходимой, и этот способ с трудом
представляется применимым к снижению массы
ртути в отходящих газах порошкообразным
соединением.
ЕР 17326 68 В1 предлагает использование не-
фукционализированных минеральных веществ, в
частности, галлуазита для снижения содержания
тяжёлых металлов, в частности, ртути. Однако,
эффективность галлуазита в снижении содержания
ртути, представляется ограниченной по сравнению с
активированным углём, априори приводя к
избыточной дозе. Кроме того, снижение содержания
тяжёлых металлов не- фукционализированными
минеральными веществами, такими как галлуазит,
выполняют (экзотермической) адсорбцией, поэтому
эффективность снижается при повышении
температуры.
Раскрытие изобретения
Целью изобретения является нахождение
средства преодоления недостатков известного
уровня техники, предложением композиции, как
указано выше, которая является твёрдой и в которой
минеральное вещество допировано солью галоида,
то есть в котором поверхность, доступная для
отходящих газов, частично или полностью покрыта
солью галоида, и выбрано из группы, состоящей из
галлуазита, карбонатов или гидроксидов кальция
или магния и карбонатов натрия, а так же их смесей
и производных.
Действительно, неожиданно и не поддающимся
прогнозированию путём было установлено, что
указанное минеральное вещество, допированное
галоидом в форме соли, обеспечивает очень
эффективное снижение содержания тяжёлых
металлов в широком диапазоне температур, в
частности, в газообразном состоянии,
присутствующих в отходящих газах, при
использовании полностью минерального твёрдого
вещества, получение и применение которого
является простым и безопасным.
Влияние этой композиции согласно изобретению
на степень снижения содержания тяжёлых металлов
является особенно неожиданным, так как
характеристики снижения содержания
допированным минеральным веществом
несоразмерны с таковыми недопированного
минерального вещества. Таким образом,
определённые твёрдые минеральные материалы,
которые не обладают заметной способностью
снижения содержания тяжёлых металлов в
недопированном состоянии и, в частности, у
которых отсутствует существенная пористость,
такие как, например, гашёная известь, имеют после
допирования солью галоида согласно изобретению,
способность снижения содержания тяжёлых
металлов, которая может быть значительно выше,
чем такая способность многих углеродсодержащих
веществ, хотя известно, что они наиболее
приспособлены для снижения содержания тяжёлых
металлов. Кроме того, можно видеть, что
способность снижения содержания тяжёлых
металлов увеличена десятикратно, в несколько раз,
после допипрования солью галоида согласно
изобретению, твёрдых минеральных материалов уже
обладающих способностью снижения содержания
тяжелых металлов, в частности, ртути, таких как
галлуазит.
Минеральное вещество согласно изобретению
таким образом включает минеральную подложку, в
частности, без известной способности снижения
содержания тяжёлых металлов, связанную с
галиодной добавкой в виде соли.
Минеральным веществом согласно изобретению
таким образом может быть, например, гашёная
известь, доломит, известняк и/или галлуазит.
"Минеральное вещество, допированное солью
галоида", означает минеральное вещество,
выбранное из группы, состоящей из галлуазита,
карбонатов или гидроксдов кальция или магния и
карбонатов натрия, а так же их смесей и
производных, поверхность которых, доступная для
отходящих газов, частично или полностью покрыта
солью галоида.
Поверхность доступная для газа включает не
только внешнюю поверхность основных частиц
минерального твёрдого вещества, но также и часть,
или всю внутреннюю поверхность этих частично
пористых частиц.
В предпочтительном осуществлении указанная
соль галоида является неорганической солью
галоида, чтобы не вводить дополнительные
углеродсодержащие соединения в отходящие газы.

4. 28496
4
Минеральные соединения, допируемые солью
галоида, содержат, в пересчёте на сухое вещество,
0,5-20%, предпочтительно 1-15%, в частности, 1,5-
10% масс, соли галоида относительно веса
композиции согласно изобретению. Соль галоида
может быть галогенидом щелочных или
щёлочноземельных металлов, в частности, NaCl,
NaBr или NaI, КСl, КВr или KI, СаСl2, СаВr2 или
CaI2, MgCl2, MgBr2 или MgI2, или также NH4Cl,
NH4Br или NH4I или одной из их смесей.
Предпочтительно, минеральное вещество
согласно изобретению находится в
порошкообразной форме, то есть размер частиц по
существу более 1 мкм, и по большей части (более
90%) менее 1 мм, то есть их d90 менее 1 мм.
d90 означает интерполированную величину
кривой распределения размера частицы, так что
размер 90% частиц ниже указанной величины.
Неожиданно можно показать, что эти
минеральные вещества, допированные таким
образом солью галоида дают возможность с очень
высокой эффективностью снижать содержание
тяжёлых металлов, в частности, в газообразном
состоянии, в частности, ртути и более точно
металлической ртути Hg° в отходящих газах.
Другие осуществления продукта согласно
изобретению указаны в прилагаемой формуле
изобретения.
Также целью настоящего изобретения является
способ получения минеральной твёрдой композиции
согласно изобретению. Этот способ включает
стадии:
- приготовления минерального вещества,
выбранного из группы, состоящей из галлуазита и
карбонатов или гидроксидов кальция или магния и
карбонатов натрия, а так же их смесей и
производных,
- приготовления соли галоида, и
- приведения в контакт указанного минерального
вещества и указанной соли галоида с образованием
минерального вещества, допированного солью
галоида.
Предпочтительно указанное приведение в
контакт указанного минерального вещества и
указанной соли галоида выполняют при
перемешивании.
Как указано выше, предпочтительно в способе
согласно изобретению, минеральный твёрдый
материал выбран из группы, образованной гашёной
известью, доломитом, известняком и/или
галлуазитом.
Предпочтительно, влажность приготовленного
минерального вещества составляет 0,1-100 г/кг,
предпочтительно 2-90 г/кг.
Предпочтительно указанное приведение в
контакт осуществляют при комнатной температуре.
В предпочтительном осуществлении способа
согласно изобретению указанная соль галоида
находится в жидкой форме, предпочтительно в
водной фазе.
Кроме того, указанную стадию приведения в
контакт указанного минерального вещества и
указанной соли галоида предпочтительно
выполняют распылением указанной соли галоида на
указанное минеральное вещество при
необходимости при перемешивании.
В альтернативном предпочтительном
осуществлении способа согласно изобретению,
указанная стадия приведения в контакт указанного
минерального вещества и указанной соли галоида
является операцией пропитки в одну или нескольких
стадий, при необходимости при перемешивании и
при необходимости с промежуточными стадиями
высушивания указанного минерального вещества в
указанной соли галоида в жидкой фазе.
Предпочтительно указанная соль галоида в
жидкой фазе является водным раствором с
содержанием соли галоида между 1% и
насыщенным раствором соли, в частности, 1-35%, в
частности 5-27%, предпочтительно 10-27% масс.
относительно общей массы указанного раствора.
Следует отметить, что низкая концентрация соли в
растворе приводит к более сложному нанесению
смеси, так же как к более дорогостоящему
последующему высушиванию. Кроме того,
концентрация раствора ограничена растворимостью
соли. Приведение в контакт соли галоида и
минерального вещества выполняют так, чтобы
способствовать гомогенному насколько возможно
распределению соли галоида на доступной внешней,
а также внутренней поверхности минерального
вещества.
Предпочтительно способ согласно изобретению
дополнительно включает стадию высушивания
и/или деагломерации указанного минерального
вещества, допированного солью галоида,
предпочтительно при эксплуатационных режимах
(окружающая температура, время выдержки...) так,
чтобы температура допированного минерального
вещества достигала 60-200°С, в частности, 75-170°С,
с тем чтобы остаточная влажность предпочтительно
достигала менее 100 г/кг, предпочтительно менее
50г/кг.
Как указано выше, предпочтительно в способе
согласно изобретению указанный галоид является
галоидом щелочных, щёлочноземельных металлов
или подобным, предпочтительно выбранным из
группы, состоящей из NaCl, NaBr, NaI, KСl, KBr, KI,
СаСl2, СаВr2, CaI2, MgCl2, MgBr2, MgI2, NH4Cl,
NH4Br или NH4I или их смесей.
Другие осуществления способа согласно
изобретению указаны в прилагаемой формуле
изобретения.
Кроме того, настоящее изобретение относится к
применению минерального вещества, как описано
выше, для снижения содержания тяжёлых металлов,
в частности, в газообразном состоянии, в частности,
ртути и в особенности металлической ртути Hg°,
присутствующей в отходящих газах, приведением
отходящих газов в контакт с вышеуказанной
твёрдой минеральной композицией и к применению
смеси основного реагента и указанной твёрдой
минеральной композиции для обработки отходящих
газов.
Минеральное вещество, допированное согласно
изобретению, приводят в контакт с

5. 28496
5
обрабатываемыми отходящими газами или в чистом
виде, или вместе с другим твёрдым материалом, в
частности, в смеси с основным веществом,
используемым в настоящее время для снижения
содержания кислотных газов в отходящих газах,
таким как известь или подобным.
Следовательно, применение твёрдого
минерального вещества согласно изобретению
требует только получения предпочтительно сухого
простого в использовании продукта.
Применение минерального вещества,
допированного согласно изобретению для снижения
содержания тяжёлых металлов включает таким
образом приведение в контакт указанных
допированных минеральных соединений,
предпочтительно в сухом состоянии, выполняемое
при температуре в диапазоне 70 - 350°С, в частности
110-300°С и более предпочтительно 120-250°С.
Возможность работать при температурах близким
или превышающим 200°С, среди прочего для
контактирования, при относительно постоянной
температуре, которую поддерживают в способе
обработки отходящих газов, позволяет избежать или
ограничить последующие стадии охлаждения и
нагревания для удаления тяжёлых металлов и затем
азот-содержащих соединений.
Предпочтительно минеральное вещество
согласно изобретению используют в
порошкообразной форме, то есть размер
большинства (более 90%) частиц составляет менее
1мм (d90 менее 1 мм) и по существу больше 1 мкм.
Затем минеральное вещество пневматически водят в
газовый канал.
Применение минерального вещества,
допированного согласно изобретению для снижения
содержания тяжёлых металлов в отходящих газах,
часто должно быть интегрировано в общую схему
обработки отходящих газов. Такая обработка
включает стадию удаления большей части кислых
загрязнителей приведением указанных отходящих
газов в контакт с основными реагентами. Обычно
большая часть кислых загрязнителей в отходящих
газах включает хлористоводородную,
фтористоводородную кислоты, оксиды серы или
дополнительно оксиды азота, их содержание в
выбросах в отходящих газах до обработки
составляет порядка от нескольких десятков до
нескольким сотен мг/Нм3
.
Когда применение минерального вещества,
допированного согласно изобретению для снижения
содержания тяжёлых металлов в отходящих газах
интегрировано в общую схему обработки
отходящих газов, основные реагенты, например,
известь и указанное допированное минеральное
вещество применяют раздельно или в виде смеси.
Последний случай позволяет сэкономить
инвестиции и площади, так как последовательные
две стадии могут быть выполнены одновременно и в
одном месте.
Другие применения согласно изобретению
указаны в прилагаемой формуле изобретения.
Другие признаки, детали и преимущества
изобретения станут очевидными из описания,
представленного далее без ограничений и со
ссылкой на примеры.
Осуществление изобретения
Изобретение теперь будет описано более
детально посредством не ограничивающих
примеров.
Примеры 1-9 и сравнительный пример
представляют собой испытания в лабораторном
масштабе, согласно следующей экспериментальной
методике. Около 100 мг минерального вещества,
допированного солью галоида (примеры 1-9,
согласно изобретению) или не допированного
(сравнительный пример), помещают в центр
цилиндрического реактора длиной 110 мм и с
внутренним диаметром 10 мм так, чтобы
сформировать гомогенный слой на минеральной
вате. Поток азота, содержащий 600 мкг/Нм3
металлической ртути (Hg°), с общим расходом
2,8·10-6
Нм3
/с пропускают через этот слой. Датчиком
VM-3000 от Mercury Instruments, можно измерять
содержание металлической ртути на выходе
реактора. До поступления в датчик газ пропускают
через раствор SnCl2, чтобы превратить в
металлическую ртуть часть ртути, возможно
присутствующей в ионной форме. Таким образом,
измеряют общее количество ртути. Этим
устройством можно оценить ёмкость по ртути
твёрдого вещества по кривой до проскока. Ёмкость
выражена в (мкг)/г твёрдого вещества. Таблицы 1 и
2 представляют способы получения и ёмкости по
ртути в примерах 1 - 7 и сравнительном примере.
Сравнительный Пример
Коммерчески доступные галлуазит или известь
помещают в вышеописанный реактор. Кривую до
проскока регистрируют при заданной температуре
130°С. Ёмкость по ртути этих не допированных
обычных галлуазита и извести в вышеописанном
устройстве составляет соответственно 40 (мкг)/г для
галлуазита и 1 (мкг)/г для извести.
Пример 1
Согласно изобретению выполняют пропитку
галлуазита и извести, таких как в сравнительном
примере. Эту пропитку выполняют погружением
соответственно галлуазита и извести в водный
раствор с содержанием KВr 10% масс. относительно
веса водного раствора. Допированный таким
образом влажный галлуазит и влажную известь
высушивают и деагломерируют при температуре
75°С в печи для достижения остаточной влажности
менее 50 г/кг. Количество KВr, нанесённого на
галлуазит и на известь после высушивания
составляет 10% масс. относительно веса
полученного вещества согласно изобретению.
Ёмкость по ртути этого галлуазита и этой извести,
допированных KВr согласно изобретению в
вышеописанном устройстве, и работающих в тех же
эксплуатационных режимах, что и в сравнительном
примере, составляет 486 (мкг Hg)/г для
допированного галлуазит и 24 (мкг)/г для
допированной извести соответственно.

6. 28496
6
Таблица 1
Результаты лабораторных испытаний - известь
Пример Сравнительный 1
Добавка
Исходный раствор
Способ допирования
Влажность после пропитки
Температура высушивания
Содержание добавок после пропитки
Ёмкость по ртути (мкг Hg/г)
отсутствует
-
-
-
-
-
1
KВr
10%
Пропитка
50%
75°С
10%
24
Пример 2
Проводят распыление на галлуазит подобный
тому, как в сравнительном примере согласно
изобретению. Распыление выполняют водным
раствором с содержанием KВr 27% масс.
относительно веса водного раствора. Раствор
распыляют на галлуазит с механическим
перемешиванием до получения влажности 20%.
Допированный таким образом влажный галлуазит
высушивают и деагломерируют при температуре
150°С в печи до достижения остаточной влажности
менее 50 г/кг. Количество KВr, нанесённого на
галлуазит после высушивания составляет 6% масс
относительно веса композиции. Ёмкость по ртути
этого KВr-допированного галлуазита равна 198 (мкг
Hg)/г допированного галлуазита.
Пример 3
Воспроизводят пример 2, но с раствором MgCl2
27% масс. относительно веса водного раствора.
Раствор распыляют на галлуазит с механическим
перемешиванием до получения влажности 15%.
Количество MgCl2, нанесённого на галлуазит после
высушивания, составляет 6% масс. относительно
веса композиции. Измеренная ёмкость по ртути
равна 326 (мкг Hg)/г допированного галлуазита.
Пример 4
Воспроизводят пример 2, но с раствором MgBr2
27% масс. относительно веса водного раствора.
Раствор распыляют на галлуазит с механическим
перемешиванием до получения влажности 15%.
Количество MgBr2, нанесённого на галлуазит после
высушивания, составляет 6% масс. относительно
веса композиции. Измеренная ёмкость по ртути
равна 3140 (мкг Hg)/г допированного галлуазита.
Пример 5
Воспроизводят пример 2, но с раствором СаСl2
27% масс. относительно веса водного раствора.
Раствор распыляют на галлуазит с механическим
перемешиванием до получения влажности 17%.
Количество СаСl2, нанесённого на галлуазит после
высушивания, составляет 6% масс. относительно
веса композиции. Измеренная ёмкость по ртути
равна 215 (мкг Hg)/г допированного галлуазита.
Пример 6
Воспроизводят пример 2, но с раствором СаВr2
27% масс. относительно веса водного раствора.
Раствор распыляют на галлуазит с механическим
перемешиванием до получения влажности 15%.
Количество СаВr2, нанесённого на галлуазит после
высушивания, составляет 6% масс. относительно
веса композиции. Измеренная ёмкость по ртути
равна 447 (мкг Hg)/г допированного галлуазита.
Пример 7
Воспроизводят пример 2, но с раствором NH4I
9% масс. относительно веса водного раствора.
Раствор распыляют на галлуазит с механическим
перемешиванием до получения влажности 16%.
Количество NH4I, нанесённого на галлуазит после
высушивания, составляет 2% масс. относительно
веса композиции. Измеренная ёмкость по ртути
равна 1940 (мкг Hg)/г допированного галлуазита.
Таблица 2
Результаты лабораторных испытаний - галлуазит
Пример Сравнительный 1 2 3 4 5 6 7
Добавка Отсутствует КВr КВr MgCl2 MgBr2 СаСl2 СаВr2 NH4I
Исходный раствор - 10% 27% 27% 27% 27% 27% 9%
Способ допирования - Пропитка Распыл. Распыл. Распыл. Распыл Распыл. Распыл.
Влажность после пропитки - 50% 20% 15% 15% 17% 15% 16%
Температура высушивания - 75°С 150°С 150°С 150°С 150°С 150°С 150°С
Содержание добавок после - 10% 6% 6% 6% 6% 6.5 % 2%
пропитки
Ёмкость по ртути (мкг Hg/г) 40 486 198 326 3140 215 447 1940
Пример 8: Влияние концентрации раствора для
допирования
Повторяют пример 2, пропитывая 4 образца
галлуазита, подобных тем, что в сравнительном
примере, распылением раствора MgBr2 с
концентрацией, соответственно 5%, 9%, 27%, 35%,
чтобы получить общее содержание добавки 1%, 2%,
6% и 10%, соответственно. Пропитанный галлуазит
помещают в реактор с постоянной заданной
температурой 130°С. Ёмкость по ртути составляет
509, 905, 3140, 3980 (мкг Hg)/г галлуазита в
условиях испытаний соответственно. Существенное
снижение содержания ртути наблюдается таким

7. 28496
7
образом при увеличении концентрации галоида в
допированном галлуазите.
Пример 9: Влияние температуры реактора
Воспроизводят пример 2, но с раствором СаВr2
27% масс. относительно веса водного раствора.
Количество СаВr2, нанесённого на галлуазит после
высушивания, составляет 1,2% масс. относительно
веса. Кривую до проскока получают в серии
значений температур 130°С, 200°С, 250°С и 300°С.
Измеренная ёмкость по ртути соответственно
равна 367, 829, 926 и 848 (мкг Hg)/г допированного
галлуазита в условиях испытаний. Эти результаты
показывают преимущество использования
допированной композиции согласно изобретению, в
частности, при 200 - 300°С.
Пример 10: промышленный масштаб
Согласно изобретению, галлуазит подобный
тому что и в сравнительном примере, допируют
распылением в промышленном миксере. С этой
целью распыляют водный раствор с содержанием
KВr 25% масс. относительно веса водного раствора.
Производительность по допированному галлуазиту
с 18% влажностью составляет 200 кг/ч. Последний
деагломерируют и высушивают в корзиночном
дезинтеграторе/сушилке горячими газами при около
400-450°С и временем нахождения таким, что
температура выходящих газов из корзиночного
дезинтегратора/сушилки составляла бы около
150°С. Получают высушенный галлуазит согласно
изобретению с 10% масс. KВr относительно веса
композиции.
Таким образом допированный галлуазит
используется на линии обработки отходящих газов с
расходом около 150000 Нм3
/ч, получаемых при
регенерации цветных металлов. Допированный
галлуазит дозируют шнеком и пневматически
вводят в газовый поток при 170°С в количестве
60кг/ч и затем собирают на рукавном фильтре, в
частности, с пылевидными продуктами сгорания.
Концентрацию ртути измеряют до точки ввода
допированного галлуазита и после рукавного
фильтра по технологической схеме атомно-
абсорбционным методом (MERCEM от Sick-
Maihak). Измеренные концентрации,
стандартизованные по сухому газу и относительно
20% кислорода:
- 87 мкг/Нм3
до и
- 13 мкг/Нм3
после. Этот результат показывает
долю снижения содержания ртути 85%.
Пример 11 - промышленный масштаб
Допированный галлуазит примера 11 используют
на линии обработки отходящих газов с расходом
около 20000 Нм3
/ч, получаемых при регенерации
цветных металлов. Допированный галлуазит
дозируют шнеком и пневматически вводят в
газовый поток при 70°С в количестве 30 кг/ч и затем
собирают на рукавном фильтре, в частности, с
пылевидными продуктами сгорания.
Концентрацию ртути измеряют до точки ввода
допированного галлуазит и после рукавного
фильтра по технологической схеме атомно-
абсорбционным методом. Измеренные
концентрации, стандартизованы по сухому газу и
относительно 21% кислорода:
- 450 мкг/Нм3
до и
- 30 мкг/Нм3
после. Этот результат, меньше
нормы в 50 мкг/Нм3
, фактически показывает долю
снижения содержания ртути 93%.
Следует понимать, что настоящее изобретение
ни в коем случае не ограничено вышеописанными
примерами осуществления, и что могут быть
выполнены его многие модификации, не выходя за
рамки прилагаемой формулы изобретения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1.Твёрдая композиция для снижения содержания
тяжелых металлов в отходящих газах, содержащая
минеральное вещество, предпочтительно
нефукционализированное, допированное солью
галоида, то есть в котором доступная для отходящих
газов поверхность частично или полностью покрыта
солью галоида, которое выбрано из группы,
состоящей из галлуазита, гидроксидов кальция или
магния, а также их смесей.
2. Композиция по п.1, в которой указанная соль
галоида представляет собой неорганическую соль
галоида.
3. Композиция по п.п.1 или 2, в которой
указанное минеральное вещество предпочтительно
выбрано из группы, состоящей из галлуазита,
гашёной извести, а также их смесей.
4. Композиция по любому из п.п.1-3, в которой
указанная соль галоида в пересчёте на сухое
вещество присутствует в количестве 0,5-20% масс,
предпочтительно 1 - 15% масс, и, в частности, 1,5 -
10% масс, соли галоида относительно веса
композиции.
5. Композиция по любому из п.п.1-4, в которой
указанная соль галоида представляет собой
галогенид щелочного металла, галогенид
щёлочноземельного металла или подобное,
предпочтительно выбрана из группы, состоящей из
NaCl, NaBr, Nal, KCl, KBr, Kl, CaCl2, CaBr2, Cal2,
MgCl2, MgBr2, Mgl2, NH4C1, NH4Br или NH4I, или их
смесей.
6. Композиция по любому из п.п.1-5, в которой
минеральное вещество находится в
порошкообразной форме и имеет d90 менее 1 мм и, в
частности, с размером частиц между 1 мкм и 1 мм.
7. Способ получения композиции для снижения
содержания тяжёлых металлов в отходящих газах
по любому из п.п.1-6, включающий стадии:
приготовления минерального вещества,
выбранного из группы, состоящей из галлуазита,
гидроксидов кальция или магния, а также их смесей,
приготовления соли галоида, и
приведения в контакт указанного минерального
вещества и указанной соли галоида с образованием
минерального вещества, допированного солью
галоида.
8. Способ по п.7, в котором указанное
приведение в контакт указанного минерального
вещества и указанной соли галоида выполняют при
перемешивании.

8. 28496
8
9. Способ по п.п.7 или 8, в котором влажность
указанного приготавливаемого минерального
вещества составляет 0,1 - 100 г/кг, предпочтительно
2 - 90 г/кг.
10. Способ по любому из п.п.7-9, в котором
указанное приведение в контакт выполняют при
комнатной температуре.
11. Способ по любому из п.п.7-10, в котором
указанная соль галоида находится в жидкой форме,
предпочтительно в водной фазе.
12. Способ по любому из п.п.7-11, в котором
указанная стадия приведения в контакт указанного
минерального вещества и указанной соли галоида
представляет собой распыление указанной соли
галоида на указанное минеральное вещество.
13. Способ по любому из п.п.7-11, в котором
указанная стадия приведения в контакт указанного
минерального вещества и указанной соли галоида
представляет собой пропитку указанного
минерального вещества в указанной соли галоида в
жидкой фазе.
14. Способ по любому из п.п.11-13, в котором
указанная соль галоида в жидкой фазе представляет
собой водный или неводный раствор с содержанием
соли галоида между 1% и насыщенным раствором
соли, в частности 1 - 35%, предпочтительно 5 - 27%
масс, относительно общей массы указанного
раствора.
15. Способ по любому из п.п.7-14,
дополнительно включающий стадию высушивания
и/или деагломерации указанного минерального
вещества, допированного солью галоида,
предпочтительно при температуре 60 - 200°С, в
частности, 75 - 170°С.
16. Способ по любому из п.п.7-15, в котором
указанная соль галоида представляет собой
галогенид щелочного металла, галогенид
щёлочноземельного металла или подобное,
предпочтительно выбрана из группы, состоящей из
NaCl, NaBr, Nal, KCl, KBr, KI, CaCl2, CaBr2, Cal2,
MgCl2, MgBr2, Mgl2, NH4C1, NH4Br или NH2I или их
смесей.
17.Применение композиции по любому из п.п. 1 -
6 для снижения содержания тяжёлых металлов
предпочтительно в газообразном состоянии, в
частности, ртути и особенно металлической ртути
Hg° в отходящих газах.
18. Применение по п.17 с другим твёрдым
материалом, в частности, в смеси с основным
реагентом, таким как известь.
19. Применение по п.п.17 или 18, в котором
указанное допированное минеральное вещество
приводят в контакт с отходящими газами при
температуре 70-350°С, в частности, 110 - 300°С и
предпочтительно 120 - 250°С.
Верстка А. Сарсекеева
Корректор Р. Шалабаев