使用含有工程化燃料原料的吸附劑來緩解有害燃燒排放物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及使用工程化燃料原料來控制在化石燃料如煤的燃燒過程中產(chǎn)生的基于硫的污染物、基于氯的污染物、基于氮的污染物或基于汞的污染物如SO2、SO3、H2SO4、NO、NO2、HCl和Hg的排放。本發(fā)明公開新穎的工程化燃料原料、通過所描述的過程產(chǎn)生的原料、制作所述燃料原料的方法、從所述燃料原料產(chǎn)生能量的方法、以及從所述燃料原料產(chǎn)生電力的方法。
【專利說明】使用含有工程化燃料原料的吸附劑來緩解有害燃燒排放物
[0001] 相關(guān)申請信息
[0002] 本申請要求2012年1月26日提交的美國臨時申請?zhí)?1/632,825的優(yōu)先權(quán)。本 申請涉及 U. S. S. N. 12/492, 093、U. S. S. N. 12/492, 096 和 U. S. S. N. 12/491，650。每個前述 申請的所有公開內(nèi)容出于所有目的而以引用的方式整體并入本文。
[0003] 發(fā)明【技術(shù)領(lǐng)域】
[0004] 本發(fā)明涉及替代燃料以及它們在緩解標準、有毒和有害空氣污染物中的用途。具 體地說，本發(fā)明涉及工程化燃料原料以及使這類工程化燃料原料與煤共燃以便針對腐蝕防 護和燃燒過程中的操作性能改進來控制排放特征的方法。本文所描述的工程化燃料原料包 含加工的城市固體廢物，和吸附劑。
[0005] 發(fā)明背景
[0006] 適用于加熱、運輸和生產(chǎn)化學(xué)品以及石油化學(xué)產(chǎn)品的化石燃料來源變得越來越稀 少且越來越貴。如生產(chǎn)能量和石油化學(xué)產(chǎn)品的那些的產(chǎn)業(yè)正在積極尋找成本有效的工程化 燃料替代物以用于產(chǎn)生那些產(chǎn)品和許多其它產(chǎn)品。另外，由于化石燃料持續(xù)增加的成本，用 于移動用以生產(chǎn)能量和石油化學(xué)產(chǎn)品的燃料的運輸成本迅速逐步升高。
[0007] 能量和石油化學(xué)產(chǎn)品生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)等依賴于使用化石燃料如煤、油和天然氣，所述化 石燃料用于生產(chǎn)能量（熱量和電力）的燃燒過程。燃燒是釋放儲存在燃料源內(nèi)的能量的熱 化學(xué)過程。燃燒在空氣或氧的存在下在反應(yīng)器中發(fā)生。鍋爐是用于加熱水以產(chǎn)生水蒸氣的 一種類型的反應(yīng)器。傳統(tǒng)電廠使用鍋爐來產(chǎn)生用于為生產(chǎn)電力的渦輪機提供動力的水蒸 氣。
[0008] 燃料的燃燒性質(zhì)導(dǎo)致顯著量的污染物從燃料中釋放出來并轉(zhuǎn)移到所產(chǎn)生的氣體 中。氣體中的污染物被釋放到環(huán)境中，除非它們被捕獲或處理。燃料通常含有呈不同比例 的多種化學(xué)元素，所述化學(xué)元素在它們用作能源的過程之中或之后可能造成各種環(huán)境或技 術(shù)問題。這類化學(xué)元素包括硫、鹵素（例如，C1、F)、氮以及包含汞（Hg)的微量重金屬。如 本文所述，較高含量的硫、氯或氟引起系統(tǒng)設(shè)備的嚴重腐蝕并且產(chǎn)生有害空氣污染物。微量 元素還可以是對環(huán)境或人體健康的威脅（例如，Hg、CcU Pb、As、Cr、Se)，微量元素可能引起 額外的腐蝕問題（例如，Na、K)或可能使任何催化劑（主要是As)或吸附劑（例如，粉末狀 活性炭）或下游所使用的催化劑（例如，SCR)污染或中毒。例如，化石燃料如煤、油和天然 氣在氧化氣氛中的燃燒產(chǎn)生N0 X，NOx是可觸發(fā)哮喘發(fā)作的地面臭氧的前體?；剂系娜?燒還是二氧化硫（SO2)的最大單個來源，這進而產(chǎn)生非常精細的硫酸鹽微粒。據(jù)估計，美國 電廠的細顆粒污染每年縮短超過30, 000人的壽命。此外，成千上萬名美國人患有與來自電 廠的細顆粒相關(guān)的哮喘發(fā)作、心臟問題以及上呼吸道和下呼吸道問題。為避免或最小化與 這些元素相關(guān)的問題和/或由這些元素形成的、可在燃燒過程之中或之后放出或產(chǎn)生的產(chǎn) 物，需要一種或多種合適的技術(shù)來減少它們排放和釋放到環(huán)境中。
[0009] 302排放物的主要來源是工業(yè)操作如電廠（例如，燃煤或燃油的電廠）。在 美國，來自這些工業(yè)操作的排放物必須遵循1990年清潔空氣法修正案所設(shè)定的環(huán)境 保護局（"EPA"）規(guī)定。由于新的燃煤發(fā)電設(shè)施正在建造，因此對減少SO 2排放物 的經(jīng)濟方法重新產(chǎn)生興趣。（Wu, C, Khang, S. -J.、Keener, T. C.和1^6,3.-1(.，八(1￥· Environ. Research, 8, 655-666, 2004)。據(jù)報道，已在世界范圍內(nèi)提出或開發(fā)了用于煙 氣脫硫（F⑶）的超過 250 種技術(shù)（Oxley, J. H.，Rosenberg, H. S.，Barrett, R. E.，Energy Eng. 88.6. 1991) 〇然而，由于低效率，相對少的那些工藝當前在使用中（Makansi，J.， Power, 137, 23-56, 1993) 〇
[0010] 電廠是美國空氣傳播的汞排放物的最大來源。最終，空氣中的汞進入水中，在那里 所述汞轉(zhuǎn)化成甲基汞（CH 3Hg+)并且進入食物鏈。甲基汞是積聚在身體中并且主要來自消費 污染的魚和海產(chǎn)品的神經(jīng)毒素。監(jiān)管機構(gòu)像食品與藥物管理局（FDA)已發(fā)布對于通過限制 消費某些類型的魚來減少接觸甲基汞的指南，但在2012年之前，一直不存在縮減汞和其它 有毒污染物排放的聯(lián)邦法規(guī)。
[0011] 響應(yīng)于關(guān)于來自傳統(tǒng)、燃燒化石燃料的電廠的排放物的日益增加的關(guān)注，EPA已要 求極大地減少標準污染物如氮和硫的氧化物（NO j^PSOx)以及有毒污染物像汞（Hg)的排 放。作為響應(yīng)，電廠已開始昂貴的改裝操作，以便減少這些排放物。然而，如下文更詳細地 論述，這些緩解策略已具有其自身非有意的后果并且已導(dǎo)致額外污染物如三氧化硫（SO 3) 和硫酸（H2SO4)的產(chǎn)生和排放。
[0012] 除了化石燃料外，城市固體廢物（MSW)也是用于燃燒的燃料來源。源自進行最低 程度加工以去除某些金屬的MSW的燃料通常被稱為垃圾衍生燃料（RDF)，或在一些情況下 被稱為固體回收燃料（SRF)。伴隨MSW燃燒的缺點包括上述化石燃料燃燒的缺點，包括污染 物如N0 X、S0X、HC1、Hg以及損害環(huán)境并且對人體有害的微粒的產(chǎn)生。除了這些缺點外，MSW 燃燒還可能產(chǎn)生腐蝕和操作問題。
[0013] 含有顯著量的硫和/或氯的燃料和廢物對于燃燒反應(yīng)來說不是所期望的，因為它 們可能產(chǎn)生有毒或腐蝕性副產(chǎn)物。顯著量被定義為在添加至燃料原料時導(dǎo)致最終原料具 有多于2%硫和多于1 %氯的量。例如，材料如未加工的MSW、RDF、含有高硫的煤、使用過的 輪胎、地毯、橡膠和某些塑料如PVC在燃燒時釋放不可接受量的有害的基于硫和/或氯的氣 體。出于這個原因，這些材料通常被避免，或在用作燃料之前必須進行預(yù)處理以去除污染 物。
[0014] 另一個燃料來源為來自生物質(zhì)。生物質(zhì)燃料是可用作燃料或用于工業(yè)生產(chǎn)的活的 和最近死亡的生物材料。通常，生物質(zhì)燃料源自植物物質(zhì)，但它們不包括煤和石油。生物質(zhì) 燃料還可包括可燃燒的生物可降解廢物。生物質(zhì)燃料的非限制性實例和類型包括木材、柳 枝稷、庭院廢物、植物，所述植物包括芒草、柳枝稷、大麻、玉米、白楊、柳樹、甘蔗和油棕（棕 櫚油）、椰殼和堅果殼。一些人考慮生物質(zhì)燃料作為中性CO 2的用途，這可能是電廠操作員 所期望的，因為生物材料在其壽命期間儲存碳，并且燃燒僅僅通過使碳返回到環(huán)境中來完 成碳循環(huán)。
[0015] 文獻中已廣泛報道，鍋爐中氯誘導(dǎo)的高溫表面腐蝕是工業(yè)中最高成本的問題之 一。這個問題可導(dǎo)致工廠的停工期和周期性總停工，這占到操作和維護成本的相當大的部 分。所述腐蝕導(dǎo)致在一些單元中經(jīng)常一年一次更換過熱器垂桿或要求使用成本更高的合金 材料來防護金屬表面或用作更換管材料。
[0016] 腐蝕問題由于以下事實而在使用生物質(zhì)和廢物衍生燃料時更加嚴重：所述生 物質(zhì)和廢物燃料的灰具有與煤的灰非常不同的組成和不同的熔融特征。灰組成的這 種差異導(dǎo)致過熱器管和傳熱過程單元的其它零件上的腐蝕和氯鹽沉積。來自氯的腐 蝕在過熱器中在約480°C (900° F)的水蒸氣溫度下開始，并且隨著溫度增加高達約 500-600°C (930-1,100° F)而增加。與燃煤工廠相比，這限制了生物質(zhì)到能量和廢物到能 量工廠中的過熱的水蒸氣溫度并因此限制生物質(zhì)到能量和廢物到能量工廠的發(fā)電效率。
[0017] 為防止腐蝕和控制污染物，先前已開發(fā)或?qū)嵤┝擞糜谌紵^程中的煙氣凈化的系 統(tǒng)集中于對實際燃料本身中的這些污染物的控制（即，通過限制含有相對高量的硫、氮、重 金屬或其它污染物和/或污染物前體的燃料的使用）或通過控制污染物通過煙氣流的燃燒 后處理而釋放進入大氣中。例如，一種污染控制策略包括將吸附劑添加到煙氣流中。已將 吸附劑如熟石灰、碳酸鈣、倍半碳酸鈉、碳酸氫鈉和氧化鎂注入到燃燒排氣煙?氣體中，以 便凈化含有氯和硫的污染物的排出氣體（例如，參見美國專利No. 6, 303, 083 ;6, 595, 494 ; 4, 657, 738和5, 817, 283,所述專利中各自的相關(guān)部分以引用的方式并入本文）。
[0018] 然而，干吸附劑在約800°C至約1，KKTC的溫度下工作最佳并因此主要用于燃燒 單元的排氣流。此外，如果吸附劑如熟石灰在低于800°C的溫度下使用，則通常發(fā)生污染物 被吸附劑少于20%的轉(zhuǎn)化或吸附，從而導(dǎo)致在燃燒過程中產(chǎn)生的有毒產(chǎn)物的相當大的一部 分的釋放和/或吸附劑的不完全或低效率的使用。因此，這些吸附劑通常以漿料形式制備 并且用于半干式/半濕式和濕式洗滌器中，這改進了污染物的吸附劑吸附和/或轉(zhuǎn)化。然 而，半干式/半濕式和濕式洗滌器通常需要較復(fù)雜的工藝系統(tǒng)并且在伴隨水消耗的情況下 操作，從而導(dǎo)致更高的資金和操作成本。
[0019] 燃燒爐吸附劑灃入
[0020] 圖1是示出包括爐內(nèi)吸附劑注入系統(tǒng)（FSI)的示例性常規(guī)煤燃燒反應(yīng)器的示意 圖，所述爐內(nèi)吸附劑注入系統(tǒng)是用于從燃燒反應(yīng)器排氣流中去除污染物的一種類型的吸附 劑系統(tǒng)。將通常夾帶在一次空氣流中的粉碎或研磨的煤顆粒引入到燃燒反應(yīng)器的初級燃燒 區(qū)中。初級燃燒區(qū)通常以約0.8-1.15的空氣當量比（AR)(例如，貧氧至富氧條件）并且在 約1，300至1，650°C的溫度下操作。在一些情況下，如圖1中所示，還可引入二次空氣流以 提供額外的燃燒空氣。來自初級燃燒區(qū)的燃燒產(chǎn)物進入燃盡區(qū)中，在所述燃盡區(qū)中溫度為 約1，150至1，300°C。將額外空氣引入到燃盡區(qū)中以使AR增加至約1. 20并因此促進從初 級燃燒區(qū)向上攜載的不完全燃燒的燃料的燃燒。來自燃盡區(qū)的流出物隨后進一步沿著燃燒 反應(yīng)器的煙道向上到達對流區(qū)，在所述對流區(qū)中吸附劑被注入煙氣流中以吸附燃燒反應(yīng)中 產(chǎn)生的SO 2。
[0021] 在常規(guī)爐內(nèi)吸附劑注入系統(tǒng)中可能發(fā)生幾個問題。例如，由于所注入的吸附劑顆 粒的部分或完全熔融，高煙氣溫度可能促進吸附劑燒結(jié)。對于基于鈣的吸附劑來說，當溫度 高于約1，KKTC時，吸附劑顆粒的燒結(jié)急劇增加。這種燒結(jié)可阻塞吸附劑顆粒中的孔隙或 通道，從而減少吸附劑顆粒的可供用于與燃燒反應(yīng)中產(chǎn)生的SO 2、其它硫氧化物或其它污染 物反應(yīng)的總有效表面積。高溫度還可增加脫硫產(chǎn)物的熱不穩(wěn)定性。例如，當基于鈣的吸附 劑用于燃燒爐吸附劑注入過程中并且溫度大于約l，050°c時，CaSO 4例如開始分解（例如， CaS04 -Ca0+S02+l/2 02)。相反，在燃燒爐吸附劑注入操作中，較低溫度通常導(dǎo)致不完全的 吸附劑煅燒以及因此低的吸附劑反應(yīng)速率。由于這些競爭性的高溫和低溫限制，在燃燒爐 吸附劑注入操作中，吸附劑注入端口必須被定位在煤燃燒器的下游，在溫度對于SO 2去除來 說最佳的區(qū)域中。
[0022] 在典型的干式和燃燒爐吸附劑注入過程中可能遇到的另一個問題是達到足夠的 吸附劑停留時間以便去除SO 2。足夠的停留時間是允許吸附劑顆粒接觸煙氣以及允許吸附 劑顆粒的完全煅燒和硫酸化所必要的。然而，在約700°C至約1，100°C的典型對流區(qū)煙氣溫 度下，2至3秒（或更長）的停留時間是大多數(shù)吸附劑實現(xiàn)吸附劑的完全煅燒和硫酸化所需 的。對于典型的粉煤鍋爐來說，對流區(qū)中所注入的吸附劑的停留時間為約1至2秒，并且吸 附劑的完全煅燒和硫酸化不能實現(xiàn)，從而導(dǎo)致不完全的吸附劑使用和SO 2的低于最佳的捕 -M- 犾。
[0023] 另一個問題是干式和爐燃燒爐吸附劑注入系統(tǒng)的成本。在吸附劑被注入鍋爐或管 道系統(tǒng)中后，所述吸附劑與煙氣中的污染物反應(yīng)以形成固體化合物，所述固體化合物隨后 在下游的顆粒收集裝置--靜電除塵器或織物過濾器）中去除。雖然這種技術(shù)可消除污染 物（像SO 3排放物），但用于吸附劑注入的安裝和使用成本是顯著的并且隨工廠大小和試劑 類型而改變。基于來自EPA整體計劃模型v4. 10的數(shù)據(jù)，典型的500MW工廠的資金成本可 為$45, 000, 000或甚至更高，其中年運行及維護成本超過$50, 000, 000。
[0024] 在典型燃燒爐吸附劑注入過程中可能遇到的又一個問題是在注入吸附劑時，在燃 燒爐橫截面積上實現(xiàn)均勻的吸附劑分布。這種均勻分布對于實現(xiàn)有效的吸附劑-SO 2接觸 以及伴隨著的SO2從煙氣流中的去除來說是重要的。然而，在FSI操作中在將吸附劑注入 煙氣流中時，實際上很難實現(xiàn)均勻的吸附劑分布，這是由于較大的燃燒爐橫截面積以及反 應(yīng)器的經(jīng)常復(fù)雜的幾何構(gòu)造。在FSI過程中，非均勻的吸附劑分布可造成所注入的吸附劑 與煙氣的不完全混合，從而導(dǎo)致較低的SO 2去除效率和低效率的吸附劑使用。
[0025] 在FSI過程中的另一個考慮包括吸附劑注入其中的反應(yīng)環(huán)境。例如，流出物流中 的還原或氧化條件可對SO 2去除效率具有顯著的影響。在流出物流為富氧（例如，氧化條 件）的情況下，大多數(shù)燃料結(jié)合的硫通過少量的SO 3轉(zhuǎn)化成SO2。然而，相對于硫化物（SO32O, 某些脫硫副產(chǎn)物，包括各種硫酸鹽（SO 42O，在低溫下可能是不穩(wěn)定的。例如，CaSO4在約 1，050°C下開始分解。因此，在氧化條件下通過與硫吸附劑反應(yīng)而產(chǎn)生的某些脫硫產(chǎn)物可能 是不穩(wěn)定的并且分解，從而再產(chǎn)生硫氧化物。此外，氧化條件通常促進燃料結(jié)合的氮轉(zhuǎn)化成 NOx。
[0026] 或者，當燃燒在還原條件（例如，富燃料條件）下進行時，燃料結(jié)合的硫轉(zhuǎn)化成 H2S (通過微量C0S)，并且燃料結(jié)合的氮通過微量NH3轉(zhuǎn)化成N2。相對于在氧化條件下產(chǎn)生 的硫氧化物，在還原條件下通過吸附劑注入煙氣流中脫硫的副產(chǎn)物，如各種硫化物（例如， CaS)，在較高溫度下通常是穩(wěn)定的。例如，CaS具有約2, 525°C的熔融溫度。在氧化條件下 在較高溫度下，由所注入的吸附劑進行的硫吸附急劇下降，并且NOx產(chǎn)生增加。相反，在還 原條件下，氮氧化物產(chǎn)生非常低，并且硫化物產(chǎn)生是有利的。然而，在還原條件下，不期望的 H2S形成也是有利的。因此，煙氣吸附劑注入必須使得反應(yīng)條件（例如，氧化或還原條件） 與反應(yīng)溫度平衡，并且可能難以實現(xiàn)最佳平衡。
[0027] 分級煙氣脫硫
[0028] 用于緩解燃燒過程中的SOx產(chǎn)生的另一種已知策略是分級脫硫。在這個過程中， 將通常夾帶在一次空氣流中的粉碎或研磨的煤顆粒引入燃燒反應(yīng)器的初級燃燒區(qū)中。初級 燃燒區(qū)通常以約0. 7至0. 8的空氣當量比（AR)(例如，富燃料條件）并且在約1，500°C的溫 度下操作。還將吸附劑（在這種情況下是Ca:S的化學(xué)計量比為約I. 0至1. 5的基于鈣的 吸附劑）與粉煤分開地或與粉煤流摻和在一起引入初級燃燒區(qū)中。
[0029] 來自初級燃燒區(qū)的燃燒產(chǎn)物進入燃盡區(qū)中，在所述燃盡區(qū)中溫度為約1，300°C。將 額外的空氣引入燃盡區(qū)中以使AR增加至約1. 20并因此促進從初級燃燒區(qū)向上攜載的不完 全燃燒的燃料的燃燒。來自燃盡區(qū)的流出物隨后進一步沿著燃燒反應(yīng)器的煙道向上到達對 流區(qū)，在所述對流區(qū)中將吸附劑在約1，KKTC的溫度下注入煙氣流中以吸附燃燒反應(yīng)中產(chǎn) 生的SO 2。對流區(qū)通常在約I. 1至1. 2的AR下操作，并且吸附劑以約2. 0至2. 5的Ca: S化 學(xué)計量比注入。
[0030] 然而，如同干式吸附劑注入過程，分級脫硫存在幾個問題。例如，注入初級燃燒區(qū) 中的吸附劑可由于初級燃燒區(qū)中的相對高溫而燒結(jié)。另外，注入至對流區(qū)的吸附劑具有極 短的停留時間。此外，正如干式吸附劑注入，可能很難實現(xiàn)吸附劑的均勻分布，因為吸附劑 和燃料顆粒兩者可能不同地流動，或出現(xiàn)分離，因為它們具有不同的尺寸和密度。最后，分 級脫硫提供對燃燒過程中產(chǎn)生的NO x的有限還原。
[0031] 用于還原NOx排放物的一種策略是采用"再燃燒"過程。在這個過程中，將通常夾 帶在一次空氣流中的粉碎或研磨的煤顆粒引入燃燒反應(yīng)器的初級燃燒區(qū)中。初級燃燒區(qū)通 常以約1. 05至1. 10的AR(例如，氧化條件）并且在約1，500°C的溫度下操作。在一些情況 下，還可將二次空氣流與煤/吸附劑/ 一次空氣混合物一起引入以便提供額外的燃燒空氣。 燃料結(jié)合的氮與氧反應(yīng)以形成N0X。
[0032] 來自初級燃燒區(qū)的燃燒產(chǎn)物隨后進入再燃燒區(qū)中。將再燃燒燃料（通常是天然 氣、油、丙烷等）引入再燃燒區(qū)中。這提供了稍微富燃料的還原環(huán)境（例如，AR = 0.8-0. 95)，其中初級燃燒區(qū)中產(chǎn)生的NOx與再燃燒燃料誘導(dǎo)的自由基反應(yīng)并使NOx還原為分子 態(tài)氮。來自再燃燒區(qū)的流出物流隨后進入燃盡區(qū)中，在所述燃盡區(qū)中溫度為約1，300°C。將 額外的空氣引入燃盡區(qū)中以使AR增加至約1.20,以便促進從初級燃燒區(qū)向上攜載的不完 全燃燒的燃料和/或燃燒產(chǎn)物（例如，CO)的燃燒。來自燃盡區(qū)的流出物隨后進一步沿著 燃燒反應(yīng)器的煙道向上到達對流區(qū)，在所述對流區(qū)中將吸附劑在約1，l〇〇°C的溫度下注入 煙氣流中以吸附燃燒反應(yīng)中產(chǎn)生的SO 2。
[0033] 通過采用再燃燒技術(shù)，可實現(xiàn)高的NOx還原水平（例如，約50%至70% )。此外， 當使再燃燒過程與SNCR結(jié)合時，可實現(xiàn)顯著的NOx控制水平（例如，大于約75%)。然而， 再燃燒過程沒有解決以上關(guān)于FGD和分級脫硫所描述的SO 2控制問題，包括溫度的平衡、每 個區(qū)中的反應(yīng)條件等。另外，在使燃燒區(qū)或再燃燒區(qū)維持處于還原條件（例如，AR〈1)時， 燃燒反應(yīng)器中的灰結(jié)渣可能變得顯著，并且這是因為相對于氧化條件（例如，AR>1)下的灰 結(jié)渣，在還原條件下灰結(jié)渣通常在較低溫度（約100至300° F)下發(fā)生。
[0034] F⑶技術(shù)（像直接吸附劑注入和分級脫硫）在還原一些有害空氣污染物方面已經(jīng) 是成功的。然而，新的規(guī)則和規(guī)定已強化了對釋放到大氣中的污染物的限制，并且要求許多 電廠操作員進一步減少其有害鍋爐排放物。一旦這一規(guī)則為美國環(huán)境保護局（EPA)的跨州 空氣污染規(guī)則（CSAPR)時（所述規(guī)則出于所有目的以引用的方式整體并入本文），目前就要 求到2014年，平均電廠SO 2排放物減少至2005年排放物水平的73 %并且NOx排放物減少 至2005年排放水平的54%。為遵守CSAPR，其它FGD技術(shù)像濕法煙氣脫硫和選擇性催化還 原（SCR)在燃煤電廠的使用預(yù)期在未來十年顯著增加。據(jù)EPA估計，到2020年，總FGD產(chǎn) 能預(yù)計從當前的100千兆瓦（GW)增加至231GW。這種額外的FGD產(chǎn)能中的大多數(shù)將可能使 用濕法FGD技術(shù)。另外，據(jù)EPA估計，到2020年，總計約154GW的SCR將安裝在美國燃煤電 廠上。
[0035] 在2012年，EPA發(fā)布針對汞及有毒氣體標準（MATS)的新標準（其以引用的方式 整體并入本文），所述新標準要求許多煤和油電廠實質(zhì)性地減少汞和其它有毒排放物。在 MATS之前，沒有聯(lián)邦標準要求電廠限制其汞和其它重金屬的排放。在2007年，EPA預(yù)計用 于電廠的MATS的年增加遵從成本（annual incremental compliance cost)在2015年將 為94億美元。由于這些成本，EPA預(yù)期4. 7GW的燃煤產(chǎn)能關(guān)閉，因為它們根據(jù)MATS將是不 經(jīng)濟的。DOE測試已經(jīng)表明，一些電廠可能出于幾個原因而不能僅僅通過干式吸附劑注入系 統(tǒng)來實現(xiàn)汞的所需減少。首先，SO 3干擾汞與碳吸附劑結(jié)合的能力，從而降低一些干式吸附 劑注入系統(tǒng)的有效性。第二，熱側(cè)靜電除塵器（ESP)的使用具有減少可結(jié)合至吸附劑并收 集為微粒物質(zhì)的汞的量的無意的副作用。第三，干式吸附劑注入系統(tǒng)很難徹底處理來自燃 燒煤的鍋爐的煙氣，所述煙氣富含元素汞，并且在未安裝額外集塵室的情況下，將不可能實 現(xiàn)MATS所要求的超過90 %的汞減少，尤其是對于亞煙煤或高硫煤來說。
[0036] 滿足這些新的排放標準具有無意的副作用。雖然濕法FGD和SCR控制的使用的增 加將顯著減少SO 2和NOx排放物，但不幸的是，這將會使得煙1?不透明度（stack opacity) 成為更普遍的問題。如以下更詳細描述，煙囪不透明度增加的原因是SO3由于SO2的進一步 氧化而增加。燃煤工廠中已經(jīng)歷的這一現(xiàn)象通過SCR和/或濕法F⑶控制進行改進并且在 燃燒含有高硫的煙煤的電廠中是特別成問題的。
[0037] 冷凝SO3或其水合酸性形式（硫酸（H2SO4))是煙囪不透明度問題的主要原因之 一--通常被稱為"藍煙流"的現(xiàn)象。據(jù)估計，具有SCR和/或濕法FGD系統(tǒng)的燃燒煙煤的 工廠中的75%至85%可能產(chǎn)生足夠的SO3蒸汽和氣溶膠煙霧以使得它們的排放物是不透 明的。例如，在2000年，在將SCR單元安裝在俄亥俄州美國電力公司的2, 600-MW通用Gavin 工廠之后，出現(xiàn)值得注意的藍煙流例子，因為該工廠的SO3排放物由于SCR加倍。這一增加 歸因于SO 2通過裝填在SCR單元中的催化劑進一步氧化。SCR使用促進SO2轉(zhuǎn)化成SO3的氧 化催化劑，例如，二氧化鈦、五氧化二fL和其它鈦-fL催化劑。
[0038] 硫酸氣溶膠排放物的可見后果不是與煙氣中的SO3相關(guān)的唯一問題。它還造成幾 個不利的健康、環(huán)境和審美后果，并且對于燃煤電廠的操作員來說產(chǎn)生顯著的操作和維護 缺點。在足夠的濃度下，SO 3可增加位于燃燒爐或鍋爐下游的設(shè)備和部件的腐蝕和結(jié)垢，包 括但不限于管道系統(tǒng)、空氣加熱器、ESP或織物過濾器（FF)以及煙囪本身。此外，增加的 SO3還可降低效率并減小總體工廠耗熱率。在離開熔爐或鍋爐和/或SCR的煙氣中的較高 SO3水平的情況下，空氣加熱器被迫在遠高于酸露點溫度的氣體出口溫度下操作，這意味著 由空氣加熱器進行的熱回收將是較低的，從而降低工廠的熱效率。同時，由于較高的煙氣溫 度，所生成的較高煙氣體積流量將降低ESP/FF微粒去除效率，從而進一步造成煙囪不透明 度問題。較高的煙氣體積流量還將導(dǎo)致誘導(dǎo)通風（ID)風扇的電力消耗量更多。而且，SCR 催化表面可被過量的砷和汞遮蔽，所述砷和汞還將與過量的SO3 -起存在。
[0039] 使空氣加熱器操作溫度升高至高于酸露點至少20-30° F可避免SO3冷凝，但結(jié)果 是這將降低工廠效率?；蛘撸趯煔馀欧胖翢?之前對其再加熱還可降低藍煙流風險，但 需要顯著的能量消耗做到這一點。此外，這些策略僅解決了藍煙流導(dǎo)致的可見性問題，它們 不能幫助減少到大氣中的SO 3排放物和相關(guān)空氣污染問題。
[0040] 盡管看到可見效應(yīng)的特定SO3濃度隨大氣條件和煙?特征變化，但通常接受的是， 如果SO 3濃度小于約5至約lOppm，那么將不存在任何視覺變色效應(yīng)。電力工業(yè)的經(jīng)驗還表 明，在空氣加熱器之前使煙氣中的SO 3濃度減少至低水平（〈lOppm)將會降低下游部件腐蝕 和結(jié)垢的可能性。使熔爐或鍋爐出口處的SO3濃度從典型的30ppm減少至約5ppm將允許 空氣加熱器在至少35° F的氣體出口溫度下操作。這將導(dǎo)致耗熱率（或工廠效率）增加 約1%，這將價值約$2,233,800(針對具有85%操作因素和$60/麗11功率比的500麗工廠 來說）。
[0041] 因此，需要創(chuàng)新的、高效的并且成本有效的方法來緩解有害空氣污染物以及與燃 煤電廠有關(guān)的相關(guān)環(huán)境、經(jīng)濟和操作問題。
[0042] 還需要新的系統(tǒng)和方法用于以整合方式減少燃燒過程中產(chǎn)生的污染物（特別是 S0X、N0X、HCl和Hg)以便提供最大程度的污染物去除，并且避免至少一些與常規(guī)S0 X、N0X、 HCl和Hg減少技術(shù)相關(guān)的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0043] 本發(fā)明的目的是提供燃燒包含來自加工的MSW廢物流的一種或多種組分和吸附 劑的工程化燃料原料的方法，所述工程化燃料原料允許使用含有顯著水平的硫的燃料用于 燃燒應(yīng)用，而不違背規(guī)定硫排放限制。
[0044] 本發(fā)明的另一個目的是提供燃燒包含來自處理的MSW廢物流的一種或多種組分 并且包含可用于控制一種或多種基于硫的污染物的一種或多種吸附劑的工程化燃料原料 的方法。
[0045] 本發(fā)明的又一個目的是提供使煤與包含來自加工的MSW廢物流的一種或多種組 分并且包含可用于控制一種或多種基于硫的污染物的一種或多種吸附劑的工程化燃料原 料共燃的方法。
[0046] 本發(fā)明的目的是提供包含來自加工的MSW廢物流的一種或多種組分并且包含吸 附劑的工程化燃料原料，所述工程化燃料原料允許使用含有顯著水平的硫的燃料用于燃燒 應(yīng)用。
[0047] 本發(fā)明的另一個目的是提供包含來自加工的MSW廢物流的一種或多種組分并且 包含可用于控制一種或多種基于硫的污染物的一種或多種吸附劑的工程化燃料原料。
[0048] 本發(fā)明的目的是提供燃燒包含來自加工的MSW廢物流的一種或多種組分并且包 含吸附劑的工程化燃料原料的方法，所述工程化燃料原料允許使用含有顯著水平的氮的燃 料用于燃燒應(yīng)用。
[0049] 本發(fā)明的另一個目的是提供燃燒包含來自加工的MSW廢物流的一種或多種組分 并且包含可用于控制一種或多種基于氮的污染物的一種或多種吸附劑的工程化燃料原料 的方法。
[0050] 本發(fā)明的又一個目的是提供使煤與包含來自加工的MSW廢物流的一種或多種組 分并且包含可用于控制一種或多種基于氮的污染物的一種或多種吸附劑的工程化燃料原 料共燃的方法。
[0051] 本發(fā)明的目的是提供包含來自加工的MSW廢物流的一種或多種組分并且包含吸 附劑的工程化燃料原料，所述工程化燃料原料允許使用含有顯著水平的氮的燃料用于燃燒 應(yīng)用。
[0052] 本發(fā)明的另一個目的是提供包含來自加工的MSW廢物流的一種或多種組分并且 包含可用于控制一種或多種基于氮的污染物的一種或多種吸附劑的工程化燃料原料。
[0053] 本發(fā)明的目的是提供燃燒包含來自加工的MSW廢物流的一種或多種組分并且包 含吸附劑的工程化燃料原料的方法，所述工程化燃料原料允許使用含有汞的燃料用于滿足 或超過了規(guī)定汞排放限制的燃燒應(yīng)用。
[0054] 本發(fā)明的另一個目的是提供燃燒包含來自加工的MSW廢物流的一種或多種組分 并且包含可用于控制汞污染物的一種或多種吸附劑的工程化燃料原料的方法。
[0055] 本發(fā)明的又一個目的是提供使煤與包含來自加工的MSW廢物流的一種或多種組 分并且包含可用于控制汞污染物的一種或多種吸附劑的工程化燃料原料共燃的方法。
[0056] 本發(fā)明的目的是提供包含來自加工的MSW廢物流的一種或多種組分并且包含吸 附劑的工程化燃料原料，所述工程化燃料原料允許使用含有顯著水平的汞的燃料用于燃燒 應(yīng)用。
[0057] 本發(fā)明的另一個目的是提供包含來自加工的MSW廢物流的一種或多種組分并且 包含可用于控制一種或多種基于汞的污染物的一種或多種吸附劑的工程化燃料原料。
[0058] 本發(fā)明的目的是提供燃燒包含來自加工的MSW廢物流的一種或多種組分并且包 含吸附劑的工程化燃料原料的方法，所述工程化燃料原料允許使用含有顯著水平的氯的燃 料用于燃燒應(yīng)用。
[0059] 本發(fā)明的另一個目的是提供燃燒包含來自加工的MSW廢物流的一種或多種組分 并且包含可用于控制一種或多種基于氯的污染物的一種或多種吸附劑的工程化燃料原料 的方法。
[0060] 本發(fā)明的又一個目的是提供使煤與包含來自加工的MSW廢物流的一種或多種組 分并且包含可用于控制一種或多種基于氯的污染物的一種或多種吸附劑的工程化燃料原 料共燃的方法。
[0061] 本發(fā)明的目的是提供包含來自加工的MSW廢物流的一種或多種組分并且包含吸 附劑的工程化燃料原料，所述工程化燃料原料允許使用含有顯著水平的氯的燃料用于燃燒 應(yīng)用。
[0062] 本發(fā)明的另一個目的是提供包含來自加工的MSW廢物流的一種或多種組分并且 包含可用于控制一種或多種基于氯的污染物的一種或多種吸附劑的工程化燃料原料。
[0063] 本發(fā)明的另一個目的是提供包含來自加工的MSW廢物流的一種或多種組分并且 包含可用于控制特定污染物或優(yōu)選同時控制多種污染物的一種或多種吸附劑的工程化燃 料原料。為了實現(xiàn)多污染物控制，理想地需要多功能吸附劑；或者，可使用多種吸附劑，其中 每種吸附劑均針對具體元素或針對具體目的被選擇來進行處理。吸附劑的選擇取決于各種 考慮，包括但不限于以下各項：（i)燃料特征，實質(zhì)上是何種類型和何種數(shù)量的污染物需要 被一種或多種吸附劑控制；（ii)操作條件，如還原或氧化環(huán)境、溫度、壓力和轉(zhuǎn)化技術(shù)（例 如，固定床、密流化床、循環(huán)流化床等）；（iii)吸附劑的反應(yīng)性和副產(chǎn)物的特征，例如，穩(wěn)定 性、熔點、沸點和毒性；（iv)經(jīng)濟效益；以及（V)吸附劑導(dǎo)致下游收集器的結(jié)渣或結(jié)垢減少 或操作效率增加的特性。
[0064] 本發(fā)明的目的是通過使用包含來自加工的MSW廢物流的一種或多種組分并且包 含吸附劑的工程化燃料原料來避免與吸附劑的使用有關(guān)的成本高的資金支出。由于吸附劑 是工程化燃料原料的一部分，因此沒有必要具有干式和燃燒爐吸附劑注入系統(tǒng)（儲存、輸 送、霧化等）通常所必需的吸附劑處理系統(tǒng)。而且，吸附劑/污染物反應(yīng)的產(chǎn)物主要保留在 流化床鍋爐的底灰中，因此下游收集器（即，靜電除塵器、集塵室、微粒物質(zhì)洗滌器）上的微 ?；蚧覊m負載將減少，從而導(dǎo)致這些裝置所另外需要的資金、操作和維護成本的節(jié)省。在粉 煤鍋爐中，吸附劑/污染物反應(yīng)的產(chǎn)物主要保留在飛灰中，其中現(xiàn)有下游收集器在去除將 以另外方式穿過煙囪并到達煙囪外部的污染物方面變得更加有效。在吸附劑中吸附更多的 煙氣污染物消除了對用于使?jié)袷较礈炱髯袷厝找鎳栏竦呐欧盼飿藴实念~外資金支出的需 要。
[0065] 本公開描述包含源自加工的MSW廢物流的一種或多種組分和至少一種吸附劑的 工程化燃料原料，所述工程化燃料原料具有一系列化學(xué)或分子特征，這使得其適用于多種 燃燒目的。在一些實施方式中，工程化燃料原料包含至少兩種或更多種吸附劑。組合的工 程化燃料原料和吸附劑可處于松散材料、致密立方體、團塊、球丸、蜂窩的形式或其它合適 的形狀和形式。在美國專利申請No. 12/492, 096和12/492, 093中公開用于無吸附劑的工 程化燃料的算法，所述專利申請各自內(nèi)容以引用的方式整體并入本文。
[0066] 本發(fā)明的另一個目的是提供用于與其它燃料如煤共燃作為控制排放物的方式的 工程化燃料原料。這種控制由于越來越嚴格的州和聯(lián)邦空氣排放物標準而是需要的。在美 國絕大多數(shù)燃煤電廠將由于這些規(guī)則而被迫作出關(guān)鍵決定，即花費數(shù)十億美元來改裝其排 放控制系統(tǒng)來順從這些規(guī)則，或簡單地關(guān)閉電廠來避免所述費用。本發(fā)明的工程化燃料原 料的使用將不僅避免以上改裝成本，而且將允許所述工廠延長其操作壽命，從而避免針對 排放控制的成本高的改裝升級并延長現(xiàn)有發(fā)電廠的使用壽命，所述現(xiàn)有發(fā)電廠通常將不會 遵守嚴格的排放控制規(guī)定，如新的EPA跨州空氣污染規(guī)則。
[0067] 本發(fā)明的目的是提供包含源自加工的MSW廢物流的一種或多種組分和至少一種 吸附劑的工程化燃料原料，其中所述工程化燃料原料在燃燒時產(chǎn)生如與至少一種其它燃料 在燃燒時的已知水平的硫排放物相比較少的硫排放物。在一些實施方式中，工程化燃料原 料包含至少兩種或更多種吸附劑。
[0068] 本發(fā)明的目的是提供包括含源自加工的MSW廢物流的一種或多種組分和至少一 種吸附劑的工程化燃料原料，其中所述工程化燃料原料在燃燒時產(chǎn)生如與至少一種其它燃 料在燃燒時的已知水平的氮排放物相比較少的氮排放物。在一些實施方式中，工程化燃料 原料包含至少兩種或更多種吸附劑。
[0069] 本發(fā)明的目的是提供包含源自加工的MSW廢物流的一種或多種組分和至少一種 吸附劑的工程化燃料原料，其中所述工程化燃料原料在燃燒時產(chǎn)生如與至少一種其它燃料 在燃燒時的已知水平的氯排放物相比較少的氯排放物。在一些實施方式中，上述工程化燃 料原料包含至少兩種或更多種吸附劑。
[0070] 本發(fā)明的目的是提供包含源自加工的MSW廢物流的一種或多種組分和至少一種 吸附劑的工程化燃料原料，其中所述工程化燃料原料在燃燒時產(chǎn)生如與至少一種其它燃料 在燃燒時的已知水平的汞排放物相比較少的汞排放物。在一些實施方式中，上述工程化燃 料原料包含至少兩種或更多種吸附劑。
[0071] 本發(fā)明的另一個目的是提供包含源自加工的MSW廢物流的一種或多種組分和一 種或多種選自下組的吸附劑的工程化燃料原料，所述組選自：碳酸鈉碳酸氫鈉二水合物 (trisodium hydrogendicarbonate dihydrate)或倍半碳酸鈉（天然喊（Trona))、碳酸氫 鈉、碳酸鈉、鐵酸鋅、鋅銅鐵氧體、鈦酸鋅、銅鐵氧體鋁酸鹽、鋁酸銅、銅錳氧化物、氧化鋁載 鎳、氧化鋅、氧化鐵（FeO、Fe 203、Fe304)、銅、氧化銅（I)、氧化銅（II)、溴化銨、石灰石、石灰、 鐵屑、Fe、CaCO 3、Ca (OH) 2、CaCO3 · MgO、醋酸鈣鎂（CaMg2 (CHfOO) 6)、蘇打、硅石、氧化鋁、瓷土、 高嶺土、礬土、酸性白土、硅鎂土、煤灰、熟石灰、白云石、卵殼、以及Ca-蒙脫石。
[0072] 在另一種實施方式中，工程化燃料原料包含兩種或更多種上述吸附劑。在其它 實施方式中，工程化燃料原料包含兩種或更多種上述吸附劑并且進一步包含用于減少汞 的吸附劑。在其它實施方式中，工程化燃料原料包含兩種或更多種上述吸附劑并且進一 步包含用于NOx減少的吸附劑。在一些實施方式中，用于減少汞的吸附劑選自對于本領(lǐng) 域技術(shù)人員來說已知的溴化鈣、溴化銨、溴化鈉、含碘化合物以及含氯化合物。在一些實 施方式中，用于減少汞的吸附劑為溴化鈣。在一些實施方式中，用于NOx減少的吸附劑為 尿素（urea)。在另外的實施方式中，工程化燃料原料包含選自基于鈉的吸附劑的一種或 多種吸附劑，所述基于鈉的吸附劑包括碳酸鈉碳酸氫鈉二水合物（天然堿）、倍半碳酸鈉、 碳酸氫鈉和碳酸鈉；和選自基于鈣的吸附劑的一種或多種吸附劑，所述基于鈣的吸附劑包 括碳酸鈣（CaCO 3)、石灰或氧化鈣（CaO)、熟石灰（熟石灰或氫氧化鈣（Ca (OH)2)、醋酸鈣鎂 (CaMg2(CH3COO) 6)、白云石（CaC03 WgO);并且進一步包含溴化鈣。在另一種實施方式中，工 程化燃料原料包含選自基于鈉的吸附劑的一種或多種吸附劑，所述基于鈉的吸附劑包括碳 酸鈉碳酸氫鈉二水合物（天然堿）、倍半碳酸鈉、碳酸氫鈉和碳酸鈉；和選自基于鈣的吸附 劑的一種或多種吸附劑，所述基于鈣的吸附劑包括碳酸鈣（CaCO 3)、石灰或氧化鈣（CaO)、熟 石灰（熟石灰或氫氧化鈣（Ca (OH)2)、醋酸鈣鎂（CaMg2 (CH3COO) 6)、白云石（CaCO3-MgO);并 且進一步包含溴化鈣和尿素。
[0073] 在一些實施方式中，工程化燃料原料包含碳酸氫鈉和碳酸鈣（CaCO3)。在一些實施 方式中，工程化燃料原料包含碳酸氫鈉和碳酸鈣（CaCO 3)并且進一步包含溴化鈣。在一些實 施方式中，工程化燃料原料包含碳酸氫鈉和碳酸鈣（CaCO3)并且進一步包含溴化鈣和尿素。
[0074] 本發(fā)明的目的是一種產(chǎn)生能量的方法，所述方法包括在燃燒爐或鍋爐中使用包含 源自加工的MSW廢物流的一種或多種組分和至少一種吸附劑的工程化燃料原料。在一些實 施方式中，工程化燃料原料包含至少兩種或更多種吸附劑。在本發(fā)明的另一種實施方式中， 能量為電力。在本發(fā)明的另一種實施方式中，能量為水蒸氣。在本發(fā)明的另一種實施方式 中，能量為熱量。在本發(fā)明的另一種實施方式中，能量為熱水。在本發(fā)明的另一種實施方式 中，燃燒爐或鍋爐以燃燒模式操作。在本發(fā)明的另一種實施方式中，工程化燃料原料控制硫 排放物。在另一種實施方式中，工程化燃料原料控制汞排放物。在另一種實施方式中，工程 化燃料原料控制基于氮的排放物。在另一種實施方式中，工程化燃料原料控制基于氯的排 放物。在另一種實施方式中，工程化燃料原料控制基于硫的排放物和汞排放物。在另一種 實施方式中，工程化燃料原料控制基于硫的排放物、基于氮的排放物和汞排放物。在另一種 實施方式中，工程化燃料原料控制基于硫的排放物、基于氯的排放物和汞排放物。在另一種 實施方式中，工程化燃料原料控制基于硫的排放物、基于氮的排放物、基于氯的排放物和汞 排放物。在本發(fā)明的另一種實施方式中，工程化燃料原料控制腐蝕。在本發(fā)明的另一種實 施方式中，工程化燃料原料維持排放物低于政府規(guī)定的要求。在本發(fā)明的另一種實施方式 中，工程化燃料原料改進工藝性能。在本發(fā)明的另一種實施方式中，工藝性能的改進是減少 的結(jié)渣和結(jié)垢。在本發(fā)明的另一種實施方式中，工藝性能的改進是更高的效率。在本發(fā)明 的另一種實施方式中，工藝性能的改進是增加的燃料轉(zhuǎn)化或利用。在本發(fā)明的另一種實施 方式中，所述改進是延長燃燒爐或鍋爐的壽命。在本發(fā)明的另一種實施方式中，所述改進是 避免改裝成本。在本發(fā)明的另一種實施方式中，所述改進是減少的操作成本。在本發(fā)明的 另一種實施方式中，所述改進是減少的維護成本。
[0075] 本發(fā)明的目的是一種在煙囪不透明度降低的情況下產(chǎn)生能量的方法，所述方法包 括在具有至少一種化石燃料的反應(yīng)器中使用工程化燃料原料，所述工程化燃料原料包含源 自加工的MSW廢物流的一種或多種組分和至少一種吸附劑工程化。在一些實施方式中，上 述工程化燃料原料包含至少兩種或更多種吸附劑。在本發(fā)明的另一種實施方式中，能量為 電力。在本發(fā)明的另一種實施方式中，能量為水蒸氣。在本發(fā)明的另一種實施方式中，燃燒 爐或鍋爐以燃燒模式操作。在本發(fā)明的另一種實施方式中，工程化燃料原料維持排放物低 于政府規(guī)定的要求。在本發(fā)明的另一種實施方式中，工程化燃料原料降低或消除煙囪不透 明度。在本發(fā)明的另一種實施方式中，工程化燃料原料改進工藝性能。在本發(fā)明的另一種 實施方式中，工藝性能的改進是更高的效率。在本發(fā)明的另一種實施方式中，工藝性能的改 進是增加的燃料轉(zhuǎn)化。在本發(fā)明的另一種實施方式中，工藝性能的改進是降低的操作溫度。 在本發(fā)明的另一種實施方式中，所述改進是延長燃燒爐或鍋爐的壽命。在本發(fā)明的另一種 實施方式中，所述改進是發(fā)電廠發(fā)電站的單獨部件的延長的壽命。在本發(fā)明的另一種實施 方式中，所述改進是整個發(fā)電廠發(fā)電站的延長的壽命。在本發(fā)明的另一種實施方式中，所述 改進是避免改裝費用。在本發(fā)明的另一種實施方式中，所述改進是降低的操作成本。在本 發(fā)明的另一種實施方式中，所述改進是降低的維護成本。在本發(fā)明的另一種實施方式中，所 述改進是使用具有較高硫含量的比較便宜的煤但仍滿足CSAPR的排放要求。在本發(fā)明的另 一種實施方式中，所述改進是延長SCR催化劑的壽命。（或延長老化的電站鍋爐的壽命，所 述老化的電站鍋爐由于不能遵守規(guī)定空氣排放要求而將以另外的方式報廢。
[0076] 本發(fā)明的又一個目的是一種在化石燃料燃燒期間減少硫、氮、氯、汞或其它有害空 氣污染物的排放的方法。在本發(fā)明的另一種實施方式中，SO 2的排放減少。在本發(fā)明的另一 種實施方式中，SO3的排放減少。在本發(fā)明的另一種實施方式中，H 2SO4的排放減少。在本發(fā) 明的另一種實施方式中，NO的排放減少。在本發(fā)明的另一種實施方式中，NO 2的排放減少。 在本發(fā)明的另一種實施方式中，HCl的排放減少。在本發(fā)明的另一種實施方式中，汞的排放 減少。在本發(fā)明的另一種實施方式中，煙囪不透明度降低。在本發(fā)明的另一種實施方式中， 藍煙流的存在減少。
[0077] 另一方面，本發(fā)明涉及包含源自加工的MSW廢物流的一種或多種組分的工程化燃 料原料，所述工程化燃料原料具有約25%至約59%之間的碳含量、約3%至約8%之間的氫 含量和約9%至約44%之間的氧含量、小于約10%的灰含量（在添加吸附劑之前）以及一 種或多種吸附劑，并且其中所述原料基本上不含玻璃、金屬、砂礫和不可燃燒的廢物。在一 些實施方式中，上述工程化燃料原料包含至少兩種或更多種吸附劑。
[0078] 另一方面，本發(fā)明涉及包含源自加工的MSW廢物流的一種或多種組分和基于鈣的 吸附劑以及基于鈉的吸附劑的工程化燃料原料。在一些實施方式中，吸附劑與污染物的比 小于約5,其中吸附劑中的鈣的總摩爾數(shù)加上吸附劑中的鈉的總摩爾數(shù)除以工程化燃料原 料中存在的硫的總摩爾數(shù)加上工程化燃料原料中存在的氯的總摩爾數(shù)小于5。
[0079] 另一方面，本發(fā)明涉及一種燃燒過程，所述燃燒過程包括將包含源自加工的MSW 廢物流的一種或多種組分并且包含一種或多種吸附劑的第一工程化燃料原料和煤引入至 燃燒反應(yīng)器的燃燒區(qū)，以及將氧化劑供應(yīng)至燃燒反應(yīng)器的燃燒區(qū)。
[0080] 在另一種實施方式中，描述包含至少兩種吸附劑和MSW的工程化燃料原料，其中 至少一種吸附劑為基于鈉的吸附劑，至少一種吸附劑為基于鈣的吸附劑，并且MSW包含約 5% (w/w)至約50% (w/w)的塑料和約50% (w/w)至約95% (w/w)的纖維并且基本上不含 玻璃、金屬、砂礫和不可燃燒的廢物。在一些實施方式中，工程化燃料原料的揮發(fā)性部分具 有約25% (w/w)至約59% (w/w)的碳含量、約3% (w/w)至約8% (w/w)的氫含量、約9% (w/w)至約44% (w/w)的氧含量，其中H/C比為約0. 07至約0. 21，并且0/C比為約0. 19至 約1. 52。在另一種實施方式中，工程化燃料原料的揮發(fā)性部分具有約25% (w/w)至約50% (w/w)的碳含量、約3. 0% (w/w)至約5. 3% (w/w)的氫含量、約15% (w/w)至約39% (w/w) 的氧含量，其中H/C比為約0. 07至約0. 19,并且0/C比為約0. 36至約1. 27。在另一種實 施方式中，工程化燃料原料的揮發(fā)性部分具有約34% (w/w)至約37% (w/w)的碳含量、約 4% (w/w)至約5% (w/w)的氫含量、約27% (w/w)至約29% (w/w)的氧含量，其中H/C比 為約0. 12至約0. 14,并且0/C比為約0.70至約0.90。在其它實施方式中，工程化燃料原料 的揮發(fā)性部分具有約31% (w/w)至約35% (w/w)的碳含量、約3. 5% (w/w)至約5. 5% (w/ w)的氫含量、約25% (w/w)至約28% (w/w)的氧含量，其中H/C比為約0. 12至約0. 14,并 且0/C比為約0. 70至約0. 90。在另一種實施方式中，工程化燃料原料的揮發(fā)性部分具有約 28% (w/w)至約30% (w/w)的碳含量、約3% (w/w)至約4% (w/w)的氫含量、約22% (w/ w)至約24% (w/w)的氧含量，其中H/C比為約0. 12至約0. 14,并且0/C比為約0. 70至約 0. 90。在其它實施方式中，工程化燃料原料的碳含量、氫含量和/或氧含量通過ASTM測試 法D5373、D3176、D6373或其組合來確定。
[0081] .在一些實施方式中，工程化燃料原料包含基于鈉的吸附劑，所述基于鈉的吸附劑 為工程化燃料原料的總重量的約19% (w/w)至約30%。在一些實施方式中，基于鈉的吸附 劑選自由以下各項組成的組：碳酸鈉碳酸氫鈉二水合物（天然堿）、倍半碳酸鈉、碳酸氫鈉、 碳酸鈉，及其組合。在其它實施方式中，基于鈉的吸附劑為碳酸氫鈉。在一些實施方式中，工 程化燃料原料包含碳酸氫鈉，所述碳酸氫鈉為工程化燃料原料的總重量的約19% (w/w)至 約30% (w/w)。在一些實施方式中，工程化燃料原料包含基于鈣的吸附劑，所述基于鈣的吸 附劑為工程化燃料原料的總重量的約5% (w/w)至約12% w/w。在一些實施方式中，基于鈣 的吸附劑選自由以下各項組成的組：碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣、醋酸鈣鎂、溴化鈣、白云石， 及其組合。在一些實施方式中，基于鈣的吸附劑選自氫氧化鈣、白云石、碳酸鈣或其混合物。 在其它實施方式中，基于鈣的吸附劑為氫氧化鈣。在其它實施方式中，基于鈣的吸附劑為碳 酸隹丐。在其它實施方式中，基于I丐的吸附劑為白云石。在一些實施方式中，氫氧化I丐包含工 程化燃料原料的總重量的約3% (w/w)至約10% (w/w)。在一些實施方式中，碳酸鈣包含工 程化燃料原料的總重量的約8% (w/w)至約10% (w/w)。在一些實施方式中，白云石包含工 程化燃料原料的總重量的約7% (w/w)至約9% (w/w)。在一些實施方式中，工程化燃料原 料包含碳酸氫鈉和氫氧化鈣。
[0082] 在一些實施方式中，工程化燃料原料的MSW包含約10% (w/w)至約30% (w/w)的 塑料和約70% (w/w)至約90% (w/w)的纖維。在一些實施方式中，工程化燃料原料的MSW 包含約20% (w/w)的塑料和約80% (w/w)的纖維。在一些實施方式中，塑料包括軟塑料。 在一些實施方式中，工程化燃料原料包含約20% (w/w)的塑料和約80% (w/w)的纖維、碳 酸氫鈉以及氫氧化鈣。在一些實施方式中，工程化燃料原料進一步包含用于減少汞的吸附 齊[J。在一些實施方式中，汞吸附劑選自溴化鈣、溴化銨、溴化鈉、含碘化合物和含氯化合物。 在一些實施方式中，基于汞的吸附劑為溴化鈣。在一些實施方式中，基于汞的吸附劑包含工 程化燃料原料的約0.05% (w/w)至約0.15% (w/w)。在一些實施方式中，工程化燃料原料 進一步包含用于NOx減少的吸附劑。在一些實施方式中，用于NOx減少的吸附劑為尿素并且 所述尿素占工程化燃料原料的約1% (w/w)至約3% (w/w)。在一些實施方式中，工程化燃 料原料進一步包含汞吸附劑和NOx吸附劑。在一些實施方式中，汞吸附劑為溴化鈣并且NOx 吸附劑為尿素。在一些實施方式中，工程化燃料原料包含約25%至約40%的吸附劑。在一 些實施方式中，工程化燃料原料包含碳酸氫鈉、氫氧化鈣、溴化鈣和尿素。在一些實施方式 中，工程化燃料原料包含約30% (w/w)至約71% (w/w)的纖維、約6% (w/w)至約38% (w/ w)的塑料、約23% (w/w)至約40% (w/w)的吸附劑。在一些實施方式中，工程化燃料原料 包含約44% (w/w)至約56% (w/w)的纖維、約11% (w/w)至約14% (w/w)的塑料、約3% (w/w)至約10% (w/w)氫氧化I丐、約19% (w/w)至約30% (w/w)碳酸氫鈉、約0.05% (w/ w)至約0. 15% (w/w)溴化I丐和約1% (w/w)至約3% (w/w)尿素。在一些實施方式中，工 程化燃料原料具有約5, OOOBTU/lb至約12, OOOBTU/lb的HHV。在一些實施方式中，工程化 燃料原料具有約13% (w/w)至約33% (w/w)的灰含量。
[0083] 另一方面，描述一種產(chǎn)生能量的方法，所述方法包括在反應(yīng)器中使本文所描述的 工程化燃料原料與至少一種化石燃料共燃，其中至少一種污染物的排放小于當所述化石燃 料在不存在工程化燃料原料的情況下燃燒時所述污染物的排放。在一些實施方式中，能量 為電力。在一些實施方式中，能量為水蒸氣。在一些實施方式中，化石燃料為煤。在一些實 施方式中，煤選自褐煤、次煙煤、煙煤、無煙煤，及其組合。在一些實施方式中，工程化燃料原 料的能量是約10%至約50%之間的量。在一些實施方式中，當在反應(yīng)器中與至少一種化石 燃料共燃時，工程化燃料原料的能量是約20%至約40%之間的量。在另一種實施方式中， 當在反應(yīng)器中與至少一種化石燃料共燃時，工程化燃料原料是約5重量％至約40重量％之 間的量。在另一種實施方式中，當在反應(yīng)器中與至少一種化石燃料共燃時，工程化燃料原 料是約15重量％至約40重量％之間的量。在另一種實施方式中，當在反應(yīng)器中與至少一 種化石燃料共燃時，工程化燃料原料是約30重量％至約35重量％之間的量。在另一種實 施方式中，煤含有硫，以使得煤中的硫與工程化燃料原料中的鈣的摩爾比在約1:1至約5:1 之間。在另一種實施方式中，污染物為至少一種基于硫的污染物，其選自由以下各項組成的 組：S0 2、S03、H2SO4' H2S 或其組合。
[0084] 在另一種實施方式中，污染物為至少一種基于氯的污染物，其選自由以下各項組 成的組：C12、HC1或其組合。在另一種實施方式中，污染物為至少一種基于氮的污染物，其選 自由以下各項組成的組：NO、N02、N20、HN、HCN、HNO3或其組合。在另一種實施方式中，污染 物為至少一種基于汞的污染物，其選自由以下各項組成的組：Hg°、Hg 2+、HgCl2或其組合。在 另一種實施方式中，基于硫的污染物的排放減少50 %或更多。在另一種實施方式中，基于硫 的污染物的排放減少70%或更多。在另一種實施方式中，基于氯的污染物的排放減少50% 或更多。在另一種實施方式中，基于氯的污染物的排放減少70%或更多。在另一種實施方 式中，基于氮的污染物的排放減少50%或更多。在另一種實施方式中，基于氮的污染物的排 放減少70%或更多。在另一種實施方式中，基于汞的污染物的排放減少50%或更多。在另 一種實施方式中，基于汞的污染物的排放減少70 %或更多。在另一種實施方式中，煙囪不透 明度與當化石燃料在不存在工程化燃料原料的情況下燃燒時的煙囪不透明度相比降低。
[0085] 另一方面，描述一種制備工程化燃料原料的方法，所述方法包括加工塑料并且用 至少約50%的所述塑料對基于鈉的吸附劑和基于鈣的吸附劑進行加工以形成塑料-吸附 劑球丸，隨后用纖維和任何剩余的塑料（以達到100%的所需塑料）對所述塑料-吸附劑球 丸進行加工以形成纖維-塑料-吸附劑球丸。在一些實施方式中，基于鈉的吸附劑選自由 以下各項組成的組：碳酸鈉碳酸氫鈉二水合物（天然堿）、倍半碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈉， 及其組合。在一些實施方式中，工程化燃料原料進一步包含溴化鈣。在一些實施方式中，工 程化燃料原料進一步包含尿素。在一些實施方式中，工程化燃料原料進一步包含溴化鈣和 尿素。
[0086] 附圖簡述
[0087] 圖1為典型燃煤鍋爐的示意圖。
[0088] 圖2為中試規(guī)模煤燃燒系統(tǒng)的示意性流程圖。
[0089] 圖3為示出對于不同量的基于Na的吸附劑來說SO2去除對誘導(dǎo)風扇通風（induced fan draft)的圖表。
[0090] 圖4為示出對于基于Na的吸附劑來說SO2去除對誘導(dǎo)風扇通風的圖表。
[0091] 圖5為示出對于不同量的基于Ca/Na的吸附劑來說SO2去除對誘導(dǎo)風扇通風的圖 表。
[0092] 圖6為示出對于不同量的基于Ca/Na的吸附劑來說SO2去除對誘導(dǎo)風扇通風的圖 表。
[0093] 圖7為示出對于具有不同量的基于Na的吸附劑的共燃工程化燃料原料來說502去 除對誘導(dǎo)風扇通風的圖表。
[0094] 圖8為示出對于具有不同量的基于Ca的吸附劑的共燃工程化燃料原料來說SO2去 除對誘導(dǎo)風扇通風的圖表。
[0095] 圖9為示出對于具有基于Ca/Na的吸附劑的共燃工程化燃料原料來說SO2去除對 誘導(dǎo)風扇通風的圖表。
[0096] 圖10為示出對于具有基于Ca/Na的吸附劑的共燃工程化燃料原料來說SO2去除 對誘導(dǎo)風扇通風的圖表。
[0097] 圖11為示出來自具有吸附劑的共燃工程化燃料原料的總汞減少的圖表。
[0098] 圖12為示出來自具有吸附劑的共燃工程化燃料原料的元素汞減少的圖表。
[0099] 圖13為氣化器的示意圖。
[0100] 發(fā)明詳述
[0101] 工程化燃料原料（本文還稱為"原料"或"工程化燃料原料"）具有多種所需化學(xué)和 /或分子特征中的任一種，包括但不限于碳含量、氫含量、氧含量、氮含量、灰含量、水分含量 以及HHV含量。這種工程化燃料原料適用于多種化學(xué)轉(zhuǎn)化過程（例如像燃燒），并且可單獨 使用或與其它燃料摻和使用。本文還描述了用于產(chǎn)生工程化燃料原料的過程和在燃燒過程 中使用所述工程化燃料原料的方法。
[0102] 提供新穎的工程化燃料原料，所述工程化燃料原料包含源自加工的MSW廢物流的 一種或多種組分（如回收殘余物，所述回收殘余物是混雜的住宅廢物流和商業(yè)廢物流的不 可回收的部分）和吸附劑，所述燃料被工程化成具有預(yù)定化學(xué)或分子特征。這些新穎燃料 含有（例如）獨特比例的碳、氫和灰，以使得當與已知燃料相比時提供關(guān)于污染物的優(yōu)異燃 燒特征曲線；并且含有吸附劑，所述吸附劑在與化石燃料如煤共燃時以受控方式輸送至燃 燒室，從而幫助顯著地控制來自煤的有害排放物。
[0103] 提供用于在存在工程化燃料原料的情況下燃燒煤的新穎方法，所述工程化燃料原 料包含源自加工的MSW廢物流的一種或多種組分和吸附劑。在本發(fā)明的某些實施方式中， 所述方法導(dǎo)致污染物的排放減少，所述污染物包括但不限于基于硫的污染物、基于氮的污 染物、基于氯的污染物或基于汞的污染物。
[0104] 以下說明書和非限制性實施例進一步更詳細地說明本發(fā)明。
[0105]
[0106] 術(shù)語"約"在緊接在數(shù)值之前時意指所述值加上或減去10%的范圍，例如，"約50" 意指45至55，"約25, 000"意指22, 500至27, 500等。此外，應(yīng)鑒于本文所提供的術(shù)語"約" 的定義來理解短語"小于約"某個值或"大于約"某個值。
[0107] 術(shù)語"空氣當量比"（AR)意指供應(yīng)至燃燒反應(yīng)器的空氣量除以完全燃料燃燒所需 的空氣量的比?？諝猱斄勘?AR"可由以下等式來表示 ：
[0108]

【權(quán)利要求】
1. 一種工程化燃料原料，其包含至少兩種吸附劑和MSW，其中 至少一種吸附劑為基于鈉的吸附劑， 至少一種吸附劑為基于鈣的吸附劑，以及 所述MSW包含約5% (w/w)至約50% (w/w)的塑料和約50% (w/w)至約95% (w/w) 的纖維并且基本上不含玻璃、金屬、砂礫和不可燃燒的廢物。
2. 如權(quán)利要求1所述的工程化燃料原料，其中 所述工程化燃料原料的揮發(fā)性部分具有 約25% (w/w)至約59% (w/w)的碳含量 約3% (w/w)至約8% (w/w)的氫含量 約9% (w/w)至約44% (w/w)的氧含量 其中 H/C比為約0. 07至約0. 21，以及 0/C比為約0. 19至約1. 52。
3. 如權(quán)利要求2所述的工程化燃料原料，其中 所述工程化燃料原料的揮發(fā)性部分具有 約25% (w/w)至約50% (w/w)的碳含量 約3. 0% (w/w)至約5. 3% (w/w)的氫含量 約15% (w/w)至約39% (w/w)的氧含量 其中 H/C比為約0. 07至約0. 19,以及 0/C比為約0? 36至約1. 27。
4. 如權(quán)利要求2所述的工程化燃料原料，其中 所述工程化燃料原料的揮發(fā)性部分具有 約34% (w/w)至約37% (w/w)的碳含量 約4% (w/w)至約5% (w/w)的氫含量 約27% (w/w)至約29% (w/w)的氧含量 其中 H/C比為約0. 12至約0. 14,以及 0/C比為約0. 70至約0. 90。
5. 如權(quán)利要求2所述的工程化燃料原料，其中 所述工程化燃料原料的揮發(fā)性部分具有 約31% (w/w)至約35% (w/w)的碳含量 約3. 5% (w/w)至約5. 5% (w/w)的氫含量 約25% (w/w)至約28% (w/w)的氧含量 其中 H/C比為約0. 12至約0. 14,以及 0/C比為約0. 70至約0. 90。
6. 如權(quán)利要求2所述的工程化燃料原料，其中 所述工程化燃料原料的揮發(fā)性部分具有 約28% (w/w)至約30% (w/w)的碳含量 約3% (w/w)至約4% (w/w)的氫含量 約22% (w/w)至約24% (w/w)的氧含量 其中 H/C比為約0. 12至約0. 14,以及 0/C比為約0. 70至約0. 90。
7. 如權(quán)利要求2所述的工程化燃料原料，其中所述碳含量、所述氫含量和/或所述氧含 量通過ASTM測試法D5373、D3176、D6373或其組合來確定。
8. 如權(quán)利要求1所述的工程化燃料原料，其中所述基于鈉的吸附劑為所述工程化燃料 原料的總重量的約19% (w/w)至約30%。
9. 如權(quán)利要求1所述的工程化燃料原料，其中所述基于鈉的吸附劑選自由以下各項組 成的組：碳酸鈉碳酸氫鈉二水合物（天然堿）、倍半碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈉，及其組合。
10. 如權(quán)利要求8所述的工程化燃料原料，其中所述基于鈉的吸附劑為碳酸氫鈉。
11. 如權(quán)利要求10所述的工程化燃料原料，其中所述碳酸氫鈉占所述工程化燃料原料 的總重量的約19% (w/w)至約30% (w/w)。
12. 如權(quán)利要求1所述的工程化燃料原料，其中所述基于鈣的吸附劑為所述工程化燃 料原料的總重量的約5% (w/w)至約12% w/w。
13. 如權(quán)利要求12所述的工程化燃料原料，其中所述基于鈣的吸附劑選自由以下各項 組成的組：碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣、醋酸鈣鎂、溴化鈣、白云石，及其組合。
14. 如權(quán)利要求13所述的工程化燃料原料，其中所述基于鈣的吸附劑為氫氧化鈣、白 云石、碳酸鈣或其混合物。
15. 如權(quán)利要求13所述的工程化燃料原料，其中所述基于鈣的吸附劑為氫氧化鈣。
16. 如權(quán)利要求13所述的工程化燃料原料，其中所述基于鈣的吸附劑為碳酸鈣。
17. 如權(quán)利要求13所述的工程化燃料原料，其中所述基于鈣的吸附劑為白云石。
18. 如權(quán)利要求15所述的工程化燃料原料，其中所述氫氧化鈣占所述工程化燃料原料 的總重量的約3% (w/w)至約10% (w/w)。
19. 如權(quán)利要求16所述的工程化燃料原料，其中所述碳酸鈣占所述工程化燃料原料的 總重量的約8% (w/w)至約10% (w/w)。
20. 如權(quán)利要求17所述的工程化燃料原料，其中所述白云石占所述工程化燃料原料的 總重量的約7% (w/w)至約9% (w/w)。
21. 如權(quán)利要求1所述的工程化燃料原料，其包含碳酸氫鈉和氫氧化鈣。
22. 如權(quán)利要求1所述的工程化燃料原料，其中所述MSW包含約10% (w/w)至約30% (w/w)的塑料和約70% (w/w)至約90% (w/w)的纖維。
23. 如權(quán)利要求22所述的工程化燃料原料，其中所述MSW包含約20% (w/w)的塑料和 約80% (w/w)的纖維。
24. 如權(quán)利要求1所述的工程化燃料原料，其中所述塑料包括軟塑料。
25. 如權(quán)利要求1所述的工程化燃料原料，其中所述MSW包含約20% (w/w)的塑料和 約80% (w/w)的纖維，所述基于鈉的吸附劑為碳酸氫鈉并且所述基于鈣的吸附劑為氫氧化 鈣。
26. 如權(quán)利要求1所述的工程化燃料原料，其進一步包含用于減少汞的吸附劑。
27. 如權(quán)利要求26所述的工程化燃料原料，其中所述汞吸附劑選自由以下各項組成的 組：溴化鈣、溴化銨、溴化鈉、含碘化合物和含氯化合物或其混合物。
28. 如權(quán)利要求28所述的工程化燃料原料，其中所述基于汞的吸附劑為溴化鈣。
29. 如權(quán)利要求27所述的工程化燃料原料，其中所述溴化鈣占所述工程化燃料原料的 約 0? 05% (w/w)至約 0? 15% (w/w)。
30. 如權(quán)利要求1所述的工程化燃料原料，其進一步包含用于NOx減少的吸附劑。
31. 如權(quán)利要求30所述的工程化燃料原料，其中所述用于NOx減少的吸附劑為尿素。
32. 如權(quán)利要求30所述的工程化燃料原料，其中所述尿素占所述工程化燃料原料的約 1% (w/w)至約 3% (w/w)。
33. 如權(quán)利要求1所述的工程化燃料原料，其進一步包含汞吸附劑和NOx吸附劑。
34. 如權(quán)利要求33所述的工程化燃料，其中所述汞吸附劑為溴化鈣并且所述NOx吸附 劑為尿素。
35. 如權(quán)利要求1所述的工程化燃料原料，其包含約25%至約40%的吸附劑。
36. 如權(quán)利要求1所述的工程化燃料原料，其包含碳酸氫鈉、氫氧化鈣、溴化鈣、尿素。
37. 如權(quán)利要求1所述的工程化燃料原料，其中所述工程化燃料原料包含約30% (w/ 界）至約711%(￥/\￥)的纖維、約6(%(￥/\￥)至約38(%(￥/\￥)的塑料、約23 (%(￥/\￥)至約40(% (w/w)的吸附劑。
38. 如權(quán)利要求1所述的工程化燃料原料，其中所述工程化燃料原料包含約44% (w/w) 至約56% (w/w)的纖維、約11% (w/w)至約14% (w/w)的塑料、約3% (w/w)至約10% (w/ w)的氫氧化I丐、約19% (w/w)至約30% (w/w)的碳酸氫鈉、約0.05% (w/w)至約0. 15% (w/w)的溴化|丐和約1% (w/w)至約3% (w/w)的尿素。
39. 如權(quán)利要求1所述的工程化燃料原料，其中所述HHV為約5, 000BTU/lb至約 12, 000BTU/lb。
40. 如權(quán)利要求1所述的工程化燃料原料，其中所述灰含量為約13% (w/w)至約33% (w/w)〇
41. 一種產(chǎn)生能量的方法，所述方法包括在反應(yīng)器中使如權(quán)利要求1所述的工程化燃 料原料與至少一種化石燃料共燃，其中至少一種污染物的排放小于當所述化石燃料在不存 在所述工程化燃料原料的情況下燃燒時所述污染物的排放。
42. -種產(chǎn)生能量的方法，所述方法包括在反應(yīng)器中使如權(quán)利要求2所述的工程化燃 料原料與至少一種化石燃料共燃，其中至少一種污染物的排放小于當所述化石燃料在不存 在所述工程化燃料原料的情況下燃燒時所述污染物的排放。
43. 如權(quán)利要求41所述的方法，其中所述能量為電力。
44. 如權(quán)利要求41所述的方法，其中所述能量為水蒸氣。
45. 如權(quán)利要求41所述的方法，其中所述化石燃料為煤。
46. 如權(quán)利要求45所述的方法，其中所述煤選自褐煤、亞煙煤、煙煤、無煙煤或其組合。
47. 如權(quán)利要求41所述的方法，其中所述工程化燃料原料的量為約10%至約60%，以 能量計。
48. 如權(quán)利要求47所述的方法，其中所述工程化燃料原料的量為約20%至約40%，以 能量計。
49. 如權(quán)利要求41所述的方法，其中所述工程化燃料原料的量為約5重量％至約40重 量％。
50. 如權(quán)利要求49所述的方法，其中所述工程化燃料原料的量為約15重量％至約40 重量％。
51. 如權(quán)利要求50所述的方法，其中所述工程化燃料原料的量為約30重量％至約35 重量％。
52. 如權(quán)利要求45所述的方法，其中所述煤含有硫，使得所述煤中的硫與所述工程化 燃料原料中的鈣的摩爾比為約1:1至約5:1。
53. 如權(quán)利要求41所述的方法，其中所述污染物為選自由以下各項組成的組的至少一 種基于硫的污染物：S02、S03、H2S04、H 2S或其組合。
54. 如權(quán)利要求41所述的方法，其中所述污染物為選自由以下各項組成的組的至少一 種基于氯的污染物：C12、HC1或其組合。
55. 如權(quán)利要求41所述的方法，其中所述污染物為選自由以下各項組成的組的至少一 種基于氮的污染物：NO、N02、N20、HN、HCN、HN03或其組合。
56. 如權(quán)利要求41所述的方法，其中所述污染物為選自由以下各項組成的組的至少一 種基于汞的污染物：Hg°、Hg2+、HgCl2或其組合。
57. 如權(quán)利要求52所述的方法，其中所述基于硫的污染物的排放減少50%或更多。
58. 如權(quán)利要求52所述的方法，其中所述基于硫的污染物的排放減少70%或更多。
59. 如權(quán)利要求54所述的方法，其中所述基于氯的污染物的排放減少50%或更多。
60. 如權(quán)利要求54所述的方法，其中所述基于氯的污染物的排放減少70%或更多。
61. 如權(quán)利要求55所述的方法，其中所述基于氮的污染物的排放減少50%或更多。
62. 如權(quán)利要求55所述的方法，其中所述基于氮的污染物的排放減少70%或更多。
63. 如權(quán)利要求56所述的方法，其中所述基于汞的污染物的排放減少50%或更多。
64. 如權(quán)利要求56所述的方法，其中所述基于汞的污染物的排放減少70%或更多。
65. 如權(quán)利要求41所述的方法，其中煙囪不透明度與所述化石燃料在不存在所述工程 化燃料原料的情況下燃燒時的所述煙囪不透明度相比降低。
66. -種制作工程化燃料原料的方法，所述方法包括用至少約50%的所述塑料對塑料 和基于鈉的和基于鈣的吸附劑進行加工以形成塑料-吸附劑球丸，隨后用纖維和任何剩余 的塑料對所述塑料-吸附劑球丸進行加工以形成纖維-塑料-吸附劑球丸。
67. 如權(quán)利要求66所述的方法，其中所述基于鈉的吸附劑選自由以下各項組成的組： 碳酸鈉碳酸氫鈉二水合物（天然堿）、倍半碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈉，及其組合。
68. 如權(quán)利要求67所述的方法，其中所述基于鈉的吸附劑為碳酸氫鈉。
69. 如權(quán)利要求66所述的方法，其中所述基于鈣的吸附劑選自由以下各項組成的組： 碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣、醋酸鈣鎂（CaMg2(CH3C00)6)、溴化鈣、白云石（CaC0 3*Mg0)，及其 組合。
70. 如權(quán)利要求69所述的方法，其中所述基于鈣的吸附劑為氫氧化鈣。
71. 如權(quán)利要求66所述的方法，其進一步包括用于減少汞的吸附劑。
72. 如權(quán)利要求71所述的方法，其中額外的用于減少汞的吸附劑為溴化鈣。
73. 如權(quán)利要求66所述的方法，其進一步包括用于N0X減少的吸附劑。
74. 如權(quán)利要求73所述的方法，其中額外的用于N0X減少吸附劑為尿素。
【文檔編號】C10L1/12GK104364356SQ201380016877
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月26日
【發(fā)明者】D.白, P.A.卡拉布雷瑟 申請人:諧和能源有限責任公司