TW320569B - - Google Patents

Description

320569 A7 B7 五、發明説明（1 ) 本發明之領域 本發明係翡於減少自醆氣排放酸之方法，注入煙道廢氣 Μ減少酸排放之溶液添加劑Μ及製造該溶液添加劑之方法。 先行技術之說明 酸甬是整個世界的間覼。酸雨經由降低空氣品霣，使湖 泊酸化及殺死植物，尤其是樹木，而影響瓖境。其已成為 _際間爭執的主題。加瑱大及美_為酸甬的產生爭執不休 。英與斯堪的納维亞亦彼此抗爭。 酸甬主要由煙囪排放的二氧化味造成。二氧化碕通常海 自含疏燃料，例如煤/之嫌燒。二氧化醸在大氣中被氧化 成三氧化磙，三氧化疎溶解後產生疎酸。兩因此變酸。氮 之氧化物亦是在大氣中產生酸之一因素。在美國及加拿大 ，氮氧化物之排放量約為二氧化疎排放量之1/5。但其仍 表示每年有數百萬•«的氮氧化物被排放入大氣。雖然成信 二氧化味之產量已趙於穩定，但預期氮氧化物之排放量將 因化石燃料之使用墩加而埔大。 »著_際淸潔空氣法修正菜（諸如美國於1990年頒佈者） 之通邊*酸排放之限制成為最優先之事。尤其是«氣公用 事乘之策劃人貝正在開發生產電力及热力時如何減少二氧 化醸及氧化氮排放量之策略。«力生產所使用之大部份化 石燃料含有硫，其於嫌燒期間會產生二氧化醸及硫化氫。

氣《脫磧系統為已知。其大部份仰頼單肫的鐮性化合物 諸如碳酸鈣、碳酸納及《«化鈣與含酸性磙物種反應，W 產生非揮發性產物諸如亞确酸鈣、确酸转及硫_ _ °尿索 本紙張尺度遑用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -4 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 裝· 經濟部中央梂準局員工消费合作社印裝 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印装 Α7 Β7 五、發明説明（2 ) 及氰曾被用來與化石燃科燃燒期間產生之氮氧化物反應， 以產生無毒氮氣，但尿素及氛昂Λ。 習用的鐘性吸附«諸如《酸鈣及氩氧化钙於高溫下會分 解成氧化鈣，其易輿二氧化醸反應。不》吸附两有污物堵 塞問* °亞磓酸鈣或《酸鈣在氧化鈣粒子之表面形成。此 造成煙道氣*脫磙期間產生相當大量未反應的_性氧化鈣 。此等螓性固體廢物有毒且不被期望。成功解決該問颶之 道仰籟在化石嫌料之流化床燃熇中達成粒子矇擦。舉例言 之，在媒之燃熇中·亞疏酸/»酸鈣表面被部份碎裂，* 出新鲜的氧化鈣受質*其輿磙物種會進一步反應。 先行技術亦曾述及II金羼乙酸臁水液，例如乙酸鈣、乙 酸鈣鎂及乙酸鋇水液，儎為碳燃堍加速_及氧化鈣先霣之 用途’但在成本上有效之鈣脫醸及燃燒加速劑尚未被發現 。化石燃料嫌燒期間氮氧化物產嫌随燃燒潘度及駐留時間 而if加。增加化石燃料之嫌燒«率或降低嫌燒溫度會使氮 氧化物之排放Μ降低，但先行技術未教示其如何達成。 頒予Yoon之美國専利4,615,871述及使含硪燃料燃燒所 產生之煙道廢氣之《[含逢減少之方法。含有_ 土金靨甲酸 麴戎乙酸鹽之水溶液被啧入煙道廢氣中。該法霤要昂貴地 製造甲酸鈣及乙酸鈣純溶液。又由於溶液未輿含味燃料接 觭，所Μ無法增加嫌！料班堍速率而減少氮氧化物排放量。 迅速热解含木質纖維素或澱粉之廢棄生物物質以產生具 高热量值之燃料之技術t被描述。此等嫌料由於具高羧酸 含量，所Μ為酸性且對燃燒設備具腐蝕性。此等溶液之燃 本紙張尺度逍用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 、1Τ 經濟部中央橾準局貞工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（3) 料價值因該酸性而受到限制。 已知乙酸鈣水溶液可被用來埔加煤之氣化速度。 相Μ文獻 葉獻培及傅正中所著之「在Bench-Scale深化床煤嫌嫌 器中吸附爾E1之脫磙試驗」(工業及公用事IL之笔# K ，紐約半球出版公司出版，第565-572頁）教示在化石燃料 之潦化牀中粒子與粒子之磨擦。 萊芬狄斯（Levend is)於1989年所著之「各賴形式之转添 加鑲對合成《粒燃燒之催化作用」(能量及燃料Μ刊)論及 齡金饜乙酸鼸水液做為班燒促迪覿之用途。 艾力特（Elliot)等人於1990-1991年所著之「腚量及燃 料」第5扈，第399至410頁；貝克曼（Beckian D)及葛拉姆 (Graha·, R.)所著之「木材風速热解工廠之經濟效益評估 j (AITBC會議，瑞士英特雷肯市，1992年）；匹茲考斯（ Piskorz J.)等人所著之「自木材及饑维素快《热解得到 之液《亲品j (生物物霣热轉換之研究，妞约艾斯佛爾科 學出版社，1988年，557至571頁）皆係醑於生物物質之迅 速熱解Μ產生燃料。 奥斯卡·雅蘇（Ohtsuka Yasuo)及特米塔·阿釩拉（ Toiita, Akria)於1991年所著之「用乙酸鈣催化性氣化低 級煤j Μ及「乙酸鈣鎂，一種供環境應用之敢装化學品」 (紐約艾斯佛爾科學出版社，第253至271頁）討論乙酸鈣在 煤氣化方面之用途。 JI明之籣要說明 本紙張尺度適用中國國家揉率（CNS ) Α4规格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝- -—訂 -6 - A7 320569 B7 五、發明説明（4 ) 本發明專求一種使煙道之酸排放減少之方法，在煙道氣 β嫌堍上有用的溶液· Μ及該溶液之製法*其皆可1免先 前技軀的間鼷。 所以本發明之第一態搛為使含味嫌料嫌堍所產生之煙道 氣β之酸排放減少之方法，該法包括將含热不安定性鐮土 金觸化合物之热解溶液引進含煙埴氣β之煙道中，該热不 安定性_土金羼化合物會於煙道氣ea度下分解，產生會 與二氣化磙反應之驗性化合物。 热解溶液以被引進燃料中為較佳*但含有热不安定性化 合物之热解溶液亦可被注入埋道中。 燃料可為，例如，煤、石油塔或瀝靑。 在較佳具《例中，热解溶液衍生自含纖維素、木質素或 «粉之進料。热解溶液通常為酸性且至少部份被鹼性鹹土 金雇化合物中和。热解溶液之酸性姐份（«常為羧酸）與_ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本I) 裝· —訂_ 物碳 合或 化物 性 定 安氩 不， 热物 生化 產氧Mu , 金 應 土 反Mt 物為 合可 化物 M合 金化 土性 0 0 性 經濟部中央標準局負工消費合作社印輦 得 獲。 於液 易溶 且解 宜热 便之 其和 為中 因份 , 部 佳被 較少 為至 鈣化 酸氧 磺宜 酸， 羧氧 成為 化 _ 氧化 —氣 的 望 期 種。 物應 基反 嫌物 之 合 含化 所 中金 0 如 例 添 。 液 進溶 - -H 弓 _ 而一 中供 液提 解為 溶搛 热態 之 一 和另 中之 被明 份發 部本 少 化。化該常 劑 氧得氧，通 加 热 將 係 鹽 溶 酸 解 液 土至 Mt於 興氣 ♦空 通 酸 羧 該 含 入 注 被 其 M土 含 _ 酸性 之 _ 0 被 氣份 道部 煙少 少至 減液 Μ 洛 中之 Η性 氣酸 道為 煙初 之起 生且 產液 所溶 堍解 嫌热 料含 燃包 釀 。 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） n -7 一 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（5 ) 金羼化合物中和，藉此溶液含有至少一種热不安定性鹼土 金屬化合物•其在煙道氣讎瀑度下會分解，產生能與二氧 化硫反應之齡性化合物。 本發明之再一戆樣為為一種製造含有至少一種热不安定 性化合物之方法，該热不安定性化合物舍在煙道氣體之溫 度下分解’產生能輿埋道氣艚中之二氧化磙反應之鐮性化 合物*該方法包含用螓性_土金饜化合物至少部份中和酸 性热解溶液。 在本發明中，被加到热解溶液中之單肫_土金羼化合物 與存在於溶液中之各種羧酸反應，產生例如羧酸J*、酚盥 及糖類等。經處理之熱解溶液輿含疎嫌料混合街後，所有 此等鐮土金鵰有機化合物於廣泛溫度範園加热時均會發生 熱分解而得到碳酸鹽、磺酸氫鹽、氩氧化物及氧化榭。 有櫬鹽（例如眄鹽）之熱分解產生比自非有機金羼鹽（諸 如W酸鈣）所得到者更高表面漬之氧化眄。成信此是由於 熱分解期間所產生之氣艚諸如二氧化破及水之磨瘭及攪動 作用。該作用在化石燃料燃燒期間二氧化硪之移除上，對 打破结垢於氧化物吸附爾上之亞醸酸鹽及鐮酸鹽薄膜特別 有用。再者，衍生自生物物質热解溶液之_土金屬鹽热分 解時，每莫耳鹼土金羼氧化格、氫氧化物或碳酸鹽釋出氣 «之莫耳數遠高於習知來濛所產生氣艚之董。下列方程式 說明該事實： 磺酸钙：每產生1莫耳氧化鈣只鞾出1莫耳氣β

CaC03-> CaO + C0Z 本紙張尺度逍用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~ -8 - 1^1- mu m^i ^^^^1 、一-0Jmk· ^^^1 m^i ^^^1 in (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局貝工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（β ) 羥乙酸鈣：毎產生1莫耳金雇氧化物釋出5莫耳氣轚 Ca(H0-CHz-C00)z + 1/2 Oz — CaO + 2C02 + 3HZ0 氧不存在時（例如氣化），《化鈣或其他物種產生時，«I著 下列反應仍可伴隨氣β之釋出： 乙酸鈣

Ca(CH3C00)24Ca0 + CH3-C〇-CH3 + C02 丙鼷 本質為疎水性之含确嫌料自熱解癢液吸收_金鱺鑒之能 力較大，該热解溶液具有疏水及親水姐份，不似習知的_ 土金靨羧酸鹽（諸如乙酸鈣及甲酸鈣）水溶液只具有親水組 份。 疎水及親水鹼土金麵《(諸如自鈣衍生者）之吸收將埔加 煤《燒之速度，_此減少氧化氮之排放。 用鐮土金屬鼸將生物物質之热解溶液去酸化畲減少或除 去液*之腐触性，》此埔加其燃料值。 鐮土金蹰鹽輿生物物霣热解溶液之組合代表含碕燃料嫌 燒或氣化期間用於滅少二氧化磺及氧化氮之含驗土金屬之 添加劑之較便宜來滙。 下列實胞例係說明本發明。 實腌例1 _ί 土金靨鼸溶液之製衡 將Mt 土金屬馥溶液（例如磺酸眄）輿酸性生物物質热解溶 液混合，以產生疏水/親水溶液，或鐮土金羼鹽（例如丙酸 鈣、羥乙酸鈣、甲酸鈣、乙酸鈣、乳酸眄、酚之鈣鹽、糖 本紙張尺度逍用中國困家標準（CNS ) A4洗格（210X297公釐） n (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝_ 訂 五、發明説明（7) A7 B7 經濟部中央棵準局員工消費合作社印策 之 鈣 m 等 )之溶液（例 如 有 機 疎 水 溶 液 及 水 性 親 水 溶 液 )或 懸 浮 液 0 實 ϋ 例 2, 鹼 土 金 雇 81 溶 液 之 製 備 热 解 m 液 於 存 在 鹼 土 金 鼷 化 合 物 諸 如 碳 酸 鹽 氩 氧 化 物 或 氧 化 物 下 被 氣 化 氧 化 或 歧 化 热 解 溶 液 所 含 之 一 些 或 所 有 期 基 物 種 諸 如 醛 f Μ 生 成 羧 酸 物 種 該 羧 酸 物 種 能 形 成 鹽 諸 如 實 m 例 1所述者β 此 等 氧 化 及 歧 化 產 品 之 例 包 括 下 述 者 甲 駸 甲 酸 羥 乙 醛 羥 乙 酸 甲 基 乙 二 m -> 蕉 葡 萄 酸 芳 族 酱 酚 或 芳 族 羧 酸 實 豳 例 3 Μ. 在 fb 石 燃 料 下 m 土 金 颺 鑒 溶 液 之 製 備 於 燃 燒 或 氣 化 前 » 於 存 在 含 磙 化 石 燃 料 諸 如 煤 粉 及 伴 鼸 或 不 伴 晴 通 入 空 氣 下 9 將 生 物 物 質 热 解 溶 液 與 m 土 金 羼 化 合 物 混 合 0 該 法 之 巨 的 為 蝤 加 m 土 金 屬 化 合 物 之 吸 附 或 热 解 m 液 所 含 酸 性 表 面 煤 m 種 之 分 解 0 寘 梅 例 4 除 了 上 述 方 法 外 如 實 m 例 3所述 ，與_土金鳐化合物 混 合 之 生 物 物 霣 热 解 溶 液 9 可 被 直 接 注 射 入 燃 料 中 » m 而 燃 m t 達 成 所 期 Μ 的 中 和 Ο 唯 一 的 必 要 條 件 為 m 枓 氣 鰱 足 夠 热 t Μ 致 能 使 有 機 化 合 物 分 解 成 掂 興 碕 化 合 物 中 和 之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝·

、1T

五、發明説明（8 ) * 經濟部中央標準局負工消费合作社印製 單 纯 m 性 無 櫬 化 合 物 0 下 列 實 施 例 係 說 明 使 用 先 前 買 施 例 製得 之姐合物 得 到 之結 果 0 實 m 例 5 令 從 混 合 的 Ttft TO 木 及 軟 木 廢 鋸 屑 產 物製 得之熱解 液 與 石灰 反 應 > 然 後 將 所 得 的 反 應 物 > 以 鈣 與硫 之莫耳比 為 1 . 1:1 之 比 例 加 到 橫 擬 流 化 牀 燃 愤 器 之 m ΓΧΛ. 氣中 以吸附二 氧 化 硫； 所 得 結 果 與 使 用 粉 碎 之 石 灰 石 (鈣與硫之莫耳比為2 .5 :1) 者 比 較 0 被 二 氣 化 硫 利 用 之 鈣 之 百 分 率 對 三不 同批的本 發 明 產物 而 言 為 91¾而對粉碎的石灰石而言只有41¾。上述 組 合 物中 之 有 機 m 化 合 物 已 顯 示 在 煤 燃 焼 器 之典 型溫度下 9 能 同時 移 除 硫 及惫之氧 化 物 0 實 施 例 6 依 照 本 發 明 之 組 A α 物 得 白 Ε π s y η技術公司之軟木及硬木 鋸 屑 熱 解 液 9 其 用 水 稀 釋 及 經 8微米之聚碳酸酯製漶器通 m ,然後於900 〇 至 lioor 經 由 25微 米抽 吸器注入 含 有 2400 P P m : 二氧化/硫及800 1 · ·. P P m氧化氮以及5¾遇屋氧之氣艚流中， 加 入 董 為, 使 鈣 與 硫 之 莫 耳 比 為 1 : 1者Μ及駐留時間為3.5 秒 0 該 組 备 物 造 成 91 -92¾之 二 氣 化 硫破 壞Μ及38 -40¾之氧 化 氮 破 m 〇 實 施 例 7 Γ ' 在 攪 拌 的 流 化 牀 反 應 器 中 t 於 6 0 - 6 5 C之最大溫度及 低於2大氣懕下分批製造鈣含畺為7 . 3里量，之本發明组合 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS ) A4規格（210X297公釐) _ , t x ---------、裝------一:訂 —·-----(ί, (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 ----------~\修正^ ❿ 0569五、發明説明（9 ) 物，每批5kg，歷時2小時。衍生自油加利樹及松樹且得自 西班牙聯合芬諾沙（Union Fenosa)公司之热解液於熱解後 M50:50之里虽比被摻入。組合物用水稀釋Μ形成乳胳。 該乳賂經25微米濾器過濾，猫而經12微米滤器通濾。濾液 含有2.9重SS：钙。濾液經由25微米抽吸器被注入含有2400 ppra二氣化硫及800ΡΡ®氧化氮且含有5¾過量氧之氣流中以 及使鈣與硫之莫耳比為1:1，K及駐留時間為3秒。該濾液 於 900Ό，1000T 及 1100Ό 分別達成 91-92：ϋ，96-97¾ 及 96-99¾之二氧化硫破壞。氧化氮破壞於9001C，lOOOt：及1100 t 分別為 36-43¾ ， 29-30¾及 24-28¾ 。 實施例8 將得自上述實施例之濾液經由25微米抽吸器注人含有 2400ρρπ二氧化硫及300ppbi氧化氮且含有55：過虽氧之氣流 中，Μ及使鈣與硫之其耳比為1:1及駐留時間為3秒。該》 液於800¾及900t：分別達成89-901及97!«之二氧化硫破壊 。氧化氮破壊於800Ό及90〇υ分別為31-32¾及60-6U。 雖然本發明已藉說明及實施例被詳细說朋，热習本技藝 者之一般人士在了解本發明之教示後*可在不傾離申請專 利範圃之精神及範圍下做某種改變及修改。 A7 B7 本紙張尺度逍用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X 297公羞） Ά η (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -12- 着·正買

Claims (1)

1. 1. 一種使含碲燃料燃焼所產生之煙道氣體之酸排放減少 之方法，該方法包含將含热不安定性鐮土金臈化合物之热 解溶液引進含煙道氣體之煙道中，該熱不安定性驗土金靥 化合物會於煙道氣S溫度下分解，而產生能與二氧化硫反 應之驗性化合物^ 其中熱解溶液為酸性且至少部份被鐮性驗土金羼化合物 中和，該溶液與鐮土金屬化合物反應Μ產生热不安定性化 合物。 2. 如申譆專利範圃第1項之方法，其中热解溶液被引進 燃料中。 3. 如申請専利範画第1項之方法，其中含有热不安定性 鐮性化合物之熱解液體被注射入煙道中。 4. 如申請專利範圃第1項之方法，其中燃料為煤、石油 或瀝青。 5. 如申請專利範圃第1項之方法，其中热解溶液衍生自 含纖維素、木質素或澱粉之進科。 經濟部中央標率局負工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A 6. 如申請專利範園第1項之方法，其中該驗性鐮土金雇 化合物為鹼土金麗氧化物，氫氧化物或碳酸鹽。 7. 如申請專利範圍第7項之方法，其中鐮性錶土金*化 合物為碳酸鈣。 8. 如申請專利範圃第1項之方法，包括在鐮性热解溶液 被引進煙道之前，將其先氧化之步驟。 9. 如申請專利範画第8項之方法•其中氧化藉空氣進行。 10. —種溶液添加劑，其被注射入含疏燃料燃燒所產生 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） ，

   含化 包 靥金 劑金土 加土 篇 添驗性 液性定 溶驗安 該被不 , 份热 Μ 部種 含少一 酸至少 中且至 骽,有 氣性含 道酸液 煙為溶 少初該 減起此 Κ 其藉 體 ， ， 氣液和 道溶中 煙解物 之热入α 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印装 化合物，其能於煙道氣體溫度下分解，Μ產生能與二氧化 硫反應之鐮性化合物。 11. 如申請專利範園第10項之溶液添加劑，，其中热解溶 液選自含钃維素、木質素或澱粉之進料。 12. 如申請專利範園第10項之溶液添加劑，其中鹹性鐮 土金靥化合物為驗土金屬氧化物、氫氧化物或碳酸腹。 13. 如申請專利範園第12項之溶液添加劑，其中驗性驗 土金靥化合物為碳酸鈣。 14. 一種製造含有至少一種熱不安定性化合物之溶液添 加_之方法，該热不安定性化合物會在煙道氣Β之溫度下 分解，產生能與煙道氣體中之二氧化硫反應之鐮性化合物 ，該方法包含用鐮性鹼土金屬化合物至少部份中和酸性熱 解溶液。 15. 如申請專利範画第14項之方法，其中鹼性化合物為 鹼土金屬氧化物、氫氧化物或碳酸Μ。 16. 如申讅專利範困第15項之方法，其中鐮性化合物為 碳酸鈣。 17. 如申請專利範園第14項之方法，其包括將鐮性熱解 溶液氧化。 18. 如申請專利範圃第17項之方法，其中氧化用空氣進 行0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ^- 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -2-