(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼器からの水銀の排出を低減するための方法であって、
ａ．ゾーン内のガス中の水銀との反応のために、５３８℃未満の温度で、水と一緒に銅ベース水銀浄化組成物を供給するための、水銀含有燃料の燃焼により生成される燃焼ガスを含有する燃焼器内の位置を特定することと、
ｂ．ゾーン内のガス中の水銀との反応のために、５３８℃未満の温度で、１０から３５０ミクロンの液滴サイズで、前記銅ベース水銀浄化組成物を注入することと、
ｃ．ドロマイト水和物吸着剤が、２５から３５０ミクロンの平均直径を有する液滴におけるスラリーとして、５３８℃未満の温度で、燃焼ガス中へ、導入されることと、
ｄ．ガス内に同伴されている、前記銅ベース水銀浄化組成物と反応した水銀の少なくとも一部を含む、固形分を収集することと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記ドロマイト水和物吸着剤が、前記銅ベース水銀浄化組成物とは別々に導入される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ドロマイト水和物吸着剤は、１４９℃から３７１℃の範囲の温度で導入される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ドロマイト水和物吸着剤は、燃料１トン当たり１１．３４キログラムから４５．３６キログラムの範囲のドロマイト水和物吸着剤の供給率で導入される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ドロマイト水和物吸着剤は、燃焼排ガス中のＳＯ２の重量に対するドロマイト水和物吸着剤の重量比が、０．１５：１から１．４：１で使用される、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記銅ベース水銀浄化組成物は、銅ベース水銀浄化組成物に対するドロマイト水和物吸着剤（ドロマイト水和物吸着剤：銅ベース水銀浄化組成物）の重量比（ドライベース）が、１００：１から１：１の範囲で、前記ドロマイト水和物吸着剤と共に使用される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記銅ベース水銀浄化組成物は、酢酸銅アンモニウム、二酢酸銅二アンモニウム、三酢酸銅アンモニウム、酢酸銅三アンモニウム、硫酸銅四アンモニウム、グルコン酸銅（およびこれらの水和物）、ならびに、これらの任意の混合物からなる群から選択される銅組成物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記銅ベース水銀浄化組成物は、銅低級カルボン酸塩およびアンモニウム低級カルボン酸塩の水性銅アンモニウム低級カルボン酸塩複合体を含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記銅ベース水銀浄化組成物は、銅低級カルボン酸塩およびアンモニウム低級カルボン酸塩の水性銅アンモニウム低級カルボン酸塩複合体を含み、
当該複合体は、２重量部のアンモニウム低級カルボン酸塩に対して二水和物として測定される１３重量部の銅低級カルボン酸塩、および、１０重量部の２９パーセントアンモニア水を含有し、
前記溶液のｐＨは７．１から７．４の範囲である、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記銅ベース水銀浄化組成物は、銅アセチルアセトナートおよびその水和物、クエン酸銅およびその水和物、ギ酸銅およびその水和物、酢酸銅一水和物、硝酸銅およびその水和物、銅２，４−ペンタンジオネートおよびその水和物、硫酸銅およびその水和物、グルコン酸銅およびその水和物、脂肪酸の銅石鹸、ならびに、これらの任意の混合物からなる群から選択されるメンバーを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記銅ベース水銀浄化組成物は、二酢酸銅二アンモニウムを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記銅ベース水銀浄化組成物は、Ｃ２Ｈ７ＣｕＮＯ２の実験式を有する銅アンモニウム複合体を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記銅ベース水銀浄化組成物は、式Ｃｕ（ＮＨ３）ｘ（低級カルボン酸）ｙによって規定される組成物からなる群から選択されるメンバーであり、前記低級カルボン酸はギ酸、酢酸およびプロピオン酸からなる群から選択され、ｘは０から４の整数であり、ｙは０から２の整数であり、ｘ＋ｙは１以上である、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硫黄酸化物、特に二酸化硫黄、およびＨＣｌの低減のための利益も有する、水銀の排出を低減するためのドライ（乾燥）方法、装置、組成物およびシステムに関する。本発明は、単独で、または、吸着剤および／または他の任意の燃焼排ガス処理組成物と組み合わせて、高い効率において水銀浄化組成物を使用する。
【背景技術】
【０００２】
水銀は有毒であり、その浄化は、最近、規制および技術的運動において取り上げられている。水銀を制御することは、環境のために、およびそれを保護するために指定されている現行の法律を準拠するために重要である。硫黄酸化物および塩化物のような他の酸性ガスでも同様であり、これらは個々に、およびグループとして燃焼プラントの操作者および制御者に同様に要求されてきた。
【０００３】
水銀の問題はかなりの注目を受けて、１９９７年の議会で重要なレポートが立案された。Ｕ．Ｓ．ＥＰＡによって立案された非特許文献１を参照されたい。当該レポートは、以降、利用可能な技術を評価しており、データ収集および評価のためのさらなるテストの必要性を要求している。最近の活動では効果的な解決策を実現するために当該分野の可能性を改善しているが、効果的および経済的な水銀排出の浄化方法の達成とは言い難い。
【０００４】
炭素ベース（系）および無機ベース（系）材料を含む様々な吸着剤が、同定されている。そして、いくつかの場合において、硫黄およびハロゲン化物のようなドーピング剤が、これらの効果を促進する。いくつかの場合において、ハロゲン化物のような酸化剤が、吸着剤導入と共に、または先立って導入される。
【０００５】
水銀浄化のための炭素技術にはNelsonの特許文献１がある。それは、水銀および水銀含有化合物を吸着するための炭素質基板の性能を増加するために、十分な時間で臭素含有ガスを用いて炭素質基板を処理することにより調製された水銀吸着剤に関するものである。別の炭素系の開示では、Olsonらの特許文献２があり、基板活性化炭素と共有結合しているハロゲン化物の活性箇所を含み、アルカリ吸着剤の任意での共注入を提供する、特定のハロゲン化炭素を提供するものである。活性化炭素は、水銀除去材料として有益と知られている硫黄でさらに含浸させることができる。例えば、Andersonの特許文献３によると、ヨウ素を含浸させたフィルターに続く、元素状態での硫黄フィルターの使用を推奨している。Nishinoらの特許文献４も参照されたい。これには、硫黄、金属硫酸塩または硝酸塩、ヨウ素酸化物またはオキシ酸と、Ｋ、ＮａもしくはＮＨ４のヨウ化物または臭化物との組み合わせで含浸させた活性化炭素によって、水銀蒸気を排気ガスから除去することができると開示されている。
【０００６】
無機ベース吸着剤は、Biermannらの特許文献５において記載されている。これには、吸着剤がシリカ−アルミナ化合物および／またはカルシウム化合物の混合物、例えばカオリンの活性化合物を有する場合の、１７０℃より高い温度での水銀含有ガス流の吸着剤との接触について記載されている。また、無機吸着剤に関してはVoghtらの特許文献６にもある。当該文献には、加熱ガス流からの金属の除去について開示されており、カルシウムおよびアルミニウム−シリケートを含む粒子状物質は、加熱ガス中に存在している金属を吸着するために、加熱ガス中において接触させられる。そして、Vosteenらの特許文献７では、ウェットスクラバーおよび／またはドライクリーンアップにおいて水銀浄化を促進するために硫黄化合物の存在下において燃焼が行われた後に、少なくとも５００℃の接触温度で燃焼排ガスへ臭素化合物を供給する。Oehrの特許文献８では、元素状態の水銀をハロゲン化水銀に変換するために、次亜塩素酸カルシウムのようなハロゲン分子または熱不安点性のハロゲン分子前駆体を注入する。ハロゲン化水銀は、亜瀝青炭もしくは亜炭石炭灰、アルカリ溶融瀝青炭石炭灰、およびドライ燃焼排ガス脱硫固形物のような、アルカリ固形物によって吸着することができる。Pahlmanらの特許文献９には、マンガン酸化物を使用して、ガスから、硫黄酸化物、窒素酸化物および水銀化合物を含む標的汚染物質を除去するためのシステムが記載されている。ここでは、一段階、二段階または多段階システムにおいて、触媒、反応物質、吸着物質または吸着剤として、汚染物質と相互作用するように導入される。関連するものに、特許文献１０があり、当該プロセスでは、外来性金属カチオンを有しているものでも、標的汚染物質の負荷率の度合いが変化する基板上であっても、金属酸化物吸着剤の使用を可能とする。別の無機ベース吸着剤アプローチでは、Comrieの特許文献１１があり、燃焼前の燃料へ直接、および／または燃焼排ガスが立つ燃焼ゾーン中へ添加される、様々な吸着組成物を用いた水銀排出の減少について記載されており、吸着組成物はハロゲン源を含み、好ましくはカルシウム源を含む。
【０００７】
大気汚染制御における最近の努力で水銀浄化に積極的に取り組んでいるが、水銀制御のために特化した処理が、硫黄酸化物、塩化水素、窒素酸化物およびそれらのようなものの低減のためのような、他の制御対策に悪影響を与えるべきではないという思慮が常にある。他の汚染物質の低減を補完することができ、望ましくは促進することができる、水銀浄化を達成するための方法を見つけることが望まれる。
【０００８】
酸性雨の有害な影響が認識されてから、燃焼プラントの操作者および制御者は、硫黄酸化物の問題に対して挑んできた。硫黄酸化物は硫黄含有炭素質燃料の燃焼の間に形成され、二酸化硫黄（ＳＯ２）および三酸化硫黄（ＳＯ３）も含み、一般的にはＳＯＸとして示されている。ＳＯＸの大部分は、ＳＯ２として存在している。しかしながら、ＳＯ３は（Ｈ２ＳＯ４として）排出される微粒子に加わり、コールドエンドの腐食を引き起こす可能性がある。従って、効果的なシステムをＳＯ２およびＳＯ３の両方に対処しなければならない。理想的には、当該方法は、塩酸（ＨＣｌ）の問題にも対処すべきである。
【０００９】
当該分野では、広い範囲の技術が提供されてきた。グループとしては、燃焼排ガス脱硫技術、ＦＧＤと呼ばれ得る。例えば、非特許文献２（Srivastava）を参照されたい。これらには、ウェットおよびドライ技術の両方が含まれており、配管のような既存の設備を使用することもでき、または別個の反応器を提供することもできる。
【００１０】
Srivastavaの非特許文献２によると、ＦＧＤ技術は２つの主なカテゴリー、（１）ワンススルー、および、（２）再生化、に分類される。前者は、使用後に吸着剤が廃棄され、後者は、ＳＯ２を吸着した後に吸着剤が再生される。
【００１１】
ワンススルー方法では、吸着されるＳＯ２は吸着剤により結合し、当該吸着剤は消費したものとして考慮される。消費した吸着剤は、品質および市場要因に応じて、処分されるか、または石膏のような有益な副産物として回収され得る。
【００１２】
再生化と考えられている技術では、吸着剤がＳＯ２を放出するように処理され、有益な産物を得ることができる。再生後、当該吸着剤は、追加のＳＯ２スクラビングのためにリサイクルすることができる。
【００１３】
ワンススルーおよび再生化技術のそれぞれは、さらに、ウェットまたはドライとして分けることができる。ウェット方法はウェットスラリーの廃棄物または副産物を作り出し、スクラビング燃焼排ガスは水で浸される。ドライ方法は乾燥廃棄物材料を作り出し、スクラビング燃焼排ガスが浸されることはない。
【００１４】
様々な技術についてより詳細な見方をするために、前述のSrivastavaの非特許文献２について読者に示しておく。それは、著者グループは主たるＦＧＤ技術を３つの主たるカテゴリー、（１）ウェットＦＧＤ（ワンススルーウェットＦＧＤで構成される）、（２）ドライＦＧＤ（ワンススルードライＦＧＤで構成される）および（３）再生化ＦＧＤ（ウェットおよびドライ再生化ＦＧＤで構成される）、に分類していることである。
【００１５】
ウェットＦＧＤ方法は、ウェットスクラバーが使用され得る。典型的には、燃焼排ガスと、燃焼排ガスの流れと向流に噴霧される炭酸カルシウム等のスラリーとの間において接触を引き起こす、大きなタワー型のものが使用され得る。適切な化学物質スラリーは、炭酸カルシウム（石灰石）、石灰（Ｃａ（ＯＨ）２としてのスラリー中のＣａＯ）、トロナ（セスキ炭酸ナトリウム）、重炭酸ナトリウム、ドロマイトおよびこれらのようなもの、またはこれらの材料を混合したもの（ブレンド）を含み得る。石灰石系のスクラバーでは、ＳＯＸはＣａＳＯ３を形成するように捕捉され、当該ＣａＳＯ３は部分的または全体的に自然と酸化し石膏（ＣａＳＯ４）を形成する。これは、市販されるものとして使用され得る。ＳＯＸと吸着剤との間の反応は、相当の時間にわたって攪拌槽内の液相中において起こる。塩化物の多い燃料では、液体における化学平衡を変化させ、スクラバーの効果に悪影響を与え得る。品質および市場の状況で、使用された吸着剤の価値および運命が決まる。このようなウェットスクラバーは、インストールおよび操作に高い費用がかかり、全てのプラントに対して容易に設置することはできない。
【００１６】
ドライ方法では、これらと同じ種類の化学物質を、乾燥させて、または急速に乾燥させたスラリーとして、炉内、別個の反応器内または燃焼排ガスを運んでいる配管もしくは他の経路の排ガス流の中に導入することができる。そこで、ＳＯＸはいくらかの範囲に対して捕捉され、乾燥粉末形態において処分することができる。
【００１７】
ドライ方法の１つのグループでは、別個の反応器（工業用の噴霧乾燥機が適合されているもの）中にスラリーを噴霧し、適度な反応時間、例えば１０秒またはそれ以上において、燃焼排ガスとの密接な接触を引き起こさせる。これらの方法は非常に効果的であるが、一方ではウェットスクラバーと同等の効果はない。しかし、これらは資本集約的でもある。しかし、ウェットスクラバーによって達成可能な高品質の石膏を提供することができない。
【００１８】
炉内への吸着剤の注入では、ドライ吸着剤は、炎の上から最適な温度領域において炉の中へと直接的に注入される。高温度（例えば、２０００°Ｆ程度）の結果、吸着剤粒子（例えば、多くの場合、水酸化カルシウムまたは炭酸カルシウム）は分解し、高い表面機構を有する多孔性固形物となる。滞留時間はとても短く数秒程度であり、化学物質が完全に使用される前に、吸着剤粒子は容易に汚染される。
【００１９】
配管内の吸着剤注入は、炉内への吸着剤の注入と同様に、ガス含有ＳＯＸ中への直接的な吸着剤の注入を伴っている。これらの方法では、吸着剤は燃焼排ガス配管中に導入されるが、噴霧乾燥とは対照的に、噴霧乾燥機において使用されるような大型反応容器による利点無しに接触がなされ、例えば大凡数秒のみの大幅に減少する接触時間に悩まされる。配管注入では、典型的に、前述のSrivastavaの非特許文献２およびMichalakらの特許文献１２によって概略が述べられているように、トロナ、炭酸ナトリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、ドロマイトまたはそれに類似したもののような、アルカリ金属またはアルカリ土類酸化物もしくは水酸化物が使用される。Moranの特許文献１３には、有機溶媒の水性水和溶液と石灰を水和することによって、好ましくは乾燥させる前に有機溶媒の水性溶液で生成水和物を洗浄することによって調製される、高表面積および小粒径を有する消石灰について記載されている。高表面積の水和物（例えば、８５ｍ２／ｇまで）は、ガス流からＳＯ２を除去するための吸着剤である。
【００２０】
Michalakらの特許文献１２には、大型ボイラーの燃焼ガスからのＳＯＸおよび粒子の除去について記載されている。１次処理ゾーンでは、アルカリ性ＳＯＸ低減組成物および好ましくはＮＯＸを低減するために有効な窒素含有組成物を含むスラリーが、約９００°Ｃから約１３００℃（約１６５°Ｆから約２３７５°Ｆ）の温度において、燃焼ガス中に導入される。ガスは、蒸気発生手段との最初の接触によって、およびその後のガス対ガス熱交換器との接触によって冷却される。冷却されたガスは、その後２次処理を受け、当該処理ではまず加湿され、さらに水スプレーまたはエアロゾルの導入によって冷却され、１００℃（２１２°Ｆ）またはそれ未満の温度に低下する。ＳＯＸ低減組成物と加湿ガスとの接触では、少なくとも２秒の反応時間が維持される。その後、布フィルターを用いて粒状固体がガスから分離される。洗浄されたガスは、大気中へと排出される前に、ガス対ガス熱交換器によって再加熱される。
【００２１】
これらの方法は、炉に対してであろうが、配管末端に対してであろうが、ＳＯＸ低減試薬の大量供給が必要であり、灰捕捉機器へ顕著な固体が加えられ、いくつかのケースではパフォーマンスを低下させ、特定の条件下では操作および取り扱いの問題を引き起こす。そのため、吸着剤使用および除去効率を向上させることができるドライスクラビング方法の必要性は依然として残っている。
【００２２】
他のドライ方法では、より長い反応時間を提供する流動床を含み得る。これらの方法では、典型的に、吸着剤の使用増加による経済性を向上させるために、燃焼ガスと共に複数の経路で吸着剤を再循環させるように設計されている。このような方法のための吸着剤は、リサイクルのために意図されたものであり、そのため、製造および取り扱いのためにより高価なものとなる。
【００２３】
このような後者のタイプの方法の例としては、Nealらの特許文献１４に見られる。当該文献には、流動床吸着装置において使用されるための、吸着および再生の繰り返しから生じる通常の物理的分解に対する耐性が意図されている吸着剤について記載されている。当該吸着剤は、（ａ）特定の細孔容積を有するアルミナ基板、および、（ｂ）当該基板に対応して規定された量におけるアルカリ金属またはアルカリ土類化合物から構成されている。少量の他の金属酸化物も使用され得る。吸着剤は、再生可能で摩擦耐性となるように製造される。これらは、約３５０℃までの温度の不活性環境下で加熱することによって再生され、その後再使用することができる。
【００２４】
関連する文献では、Demmelらの特許文献１５に、ＳＯ２をＳＯ３にする酸化触媒化合物およびＳＯ３吸着化合物を有するＳＯＸ添加物の使用寿命が、これらの化合物のそれぞれを別個の異なる物理粒子またはペレットとして用いることによって延長できることが開示されている。粒子は、実質的に全ての粒子が米国標準２００メッシュスクリーンによって保持され、実質的に全ての粒子が米国標準６０メッシュスクリーンを通過するようなサイズの範囲を有する微小粒子を製造するために、噴霧乾燥または焼成後乾燥によって調製される。ＳＯＸを低減するための方法には、当該粒子上におけるＳＯＸの捕捉、および再使用のための当該粒子の再生化を必要とする。このような粒子は、ワンススルー方法にとっては高価すぎるものであり、実際に、当該方法において良好な利用を達成するためには大きすぎる。
【００２５】
再生化吸着剤の別の例としては、Pinnavaiaらの特許文献１６がある。当該文献には、ガス流から、特に石炭燃焼パワープラントの燃焼排ガスからの有害な硫黄酸化物を、加熱された層状複水酸化物（ＬＤＨ）の吸着剤を使用して除去するための方法が記載されている。当該吸着剤の組成物は、金属化合物を含んでいる。当該金属化合物は、ＬＤＨ構造の層におけるＭ１１および／またはＭ１１１イオン（当該特許ではＭ１１を二価金属として、Ｍ１１１を三価金属として規定している）の全てまたは一部の同形置換により、または金属塩としての含浸により吸着剤の中に組み込まれており、二酸化硫黄の酸化を促進する。
【００２６】
別の関連するものでは、Pinnavaiaらの特許文献１７に、燃焼排ガス流からのＳＯＸの除去のための吸着剤として、基板／粘土複合物材料の使用について記載されている。当該複合物は、スメクタイト粘土、ならびに、アルカリ土類金属の水酸化物および炭酸塩、金属酸化物または金属酸化物前駆体、好ましくは遷移金属イオンから選択されるもの等の吸着化合物を含んでいる。スメクタイト型粘土は、反応性基板のための支持体として、および、改善された反応性のための分散剤として機能すると言われている。スメクタイト粘土の膨張特性は、吸着剤のより高い反応性のための要因となるものであると言われている。石炭に沿ってなされる、特にボイラー（７００℃−１０００℃）への、これらの中での吸着剤の注入が考慮されている。
【００２７】
燃焼ガスからの水銀の除去を改善することができ、ならびに好ましくは一方で、高い効率において、かつ材料、機器および廃棄の点で経済的な手法においてＳＯ２および／またはＨＣｌの除去を両立または改善している技術が、依然として必要とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２８】
【特許文献１】米国特許第６９５３４９４号明細書
【特許文献２】米国特許第７４３５２８６号明細書
【特許文献３】米国特許第３９５６４５８号明細書
【特許文献４】米国特許第４５００３２７号明細書
【特許文献５】米国特許第６９７４５６４号明細書
【特許文献６】米国特許第５８９７６８８号明細書
【特許文献７】米国特許第６８７８３５８号明細書
【特許文献８】米国特許第６８０８６９２号明細書
【特許文献９】米国特許第６５７９５０７号明細書
【特許文献１０】米国特許出願公開第２０１０／００５９４２８号明細書
【特許文献１１】米国特許出願公開第２００６／０２１０４６３号明細書
【特許文献１２】米国特許第５６５８５４７号明細書
【特許文献１３】米国特許第５４９２６８５号明細書
【特許文献１４】米国特許第４７５５４９９号明細書
【特許文献１５】米国特許第６２８１１６４号明細書
【特許文献１６】米国特許第５１１４８９８号明細書
【特許文献１７】米国特許第５５２０８９８号明細書
【非特許文献】
【００２９】
【非特許文献１】EPA-452/R-97-010; December 1997; Mercury Study, Report to Congress; Volume VIII: An Evaluation of Mercury Control Technologies and Costs
【非特許文献２】Srivastava, Ravi K.; Controlling SO2 Emissions: A Review of Technologies; EPA/600/R-00/093, November 2000
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明は、水銀の低減を可能にすることによって空気の質において大いに良好な効果を有し、一方で好ましくは非常に合理的なコストにおいてＳＯＸおよび／またはＨＣｌ排出物の浄化を促進する、方法、装置、組成物およびシステムを提供する。本発明は、既存のプラントに対して追加導入解決手段として使用することもでき、新しいプラントの設計において使用することもできる。
【００３１】
１つの観点では、本発明は、燃焼器からの水銀の排出を低減するための方法を提供する。方法は、銅ベース水銀浄化組成物を供給するための燃焼器内の位置を特定することと、銅ベース水銀浄化組成物のための物理的形態および注入パラメーターを決定することと、水銀と反応するために効果的な条件下で、銅ベース水銀浄化組成物を注入することと、ガス内に同伴されている、銅ベース水銀浄化組成物と反応した水銀の少なくとも一部を含む固形分を収集することと、を含む。
【００３２】
実施の形態では、銅ベース水銀浄化組成物は、１０００°Ｆ未満の温度で導入される。
【００３３】
実施の形態では、ドロマイト水和物吸着剤も、液滴におけるスラリーとして、約１０００°Ｆ未満の温度で導入される。
【００３４】
別の観点において、本発明は、ガス流内の水銀を低減するための装置を提供する。装置は、燃料の燃焼によって生じる燃焼排ガスのための経路上の位置に配置され、燃焼排ガス中の水銀の濃度に対する所定の割合で水銀浄化組成物を供給することができる注入手段と、水銀浄化組成物と反応した水銀を含む固形分を収集するための粒子状物質収集手段と、を備える。
【００３５】
別の観点において、本発明は、ガス流内の水銀を低減するためのシステムを提供する。システムは、水銀浄化組成物を供給するための燃焼器およびその配管内の位置を特定し、水銀浄化組成物のための物理的形態および注入パラメーターを決定するためのコンピューターモデリング手段と、燃焼排ガスのための経路上の位置に配置され、経路中の測定された水銀の濃度に対する所定の割合で水銀浄化組成物を供給することができる注入手段と、ガス流から粒子を収集するための粒子状物質収集機器と、コンピューターモデリング手段によって決定された物理的形態および注入パラメーターを達成するための制御手段と、を備える。
【００３６】
別の観点において、本発明は、ガス流内の水銀を低減するための組成物を提供する。組成物は、銅ベース水銀浄化組成物および酸化マンガン吸着剤を含み、任意のドロマイト水和物吸着剤を含むこともできる。
【００３７】
本発明は、競合している方法と比較するといくつかの利点を提供する。これらのうち、顕著なものは、水銀排出物を浄化することと、ＳＯＸを低減するように燃焼排ガスを処理することと、ＨＣｌを低減するように燃焼排ガスを処理することと、吸着剤材料の使用量を減少することと、水銀の高い除去率および残余水銀の少なくとも一部の酸化を可能にすることと、重要な汚染制御目標を、改造して使用され得る単純な機器で達成することである。
【００３８】
他の好ましい観点およびそれらの利点は、以下の記載に陳述されている。
【００３９】
以下の詳細な説明を添付の図面と併せて読むと、本発明はより理解され、その利点はより明瞭となるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の１つの実施の形態のフロー図である。
【図２】本発明の別の実施の形態のフロー図である。
【図３】本発明の別の実施の形態のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
まず、図１を参照されたい。図１は、本発明の１つの実施の形態のフロー図である。燃焼器１０は、発電、蒸気プロセス、加熱または焼却での蒸気生成のために使用される種類のものとすることができる。この種類の燃焼器は、典型的に、様々な配管および連結している機器（図示せず）を含む。本発明の利点を使用するために他の種類の燃焼器が使用され得るということは理解されるであろう。特に言及しない限り、本記述における全ての重量部およびパーセンテージは、プロセスまたは示されている乾燥中での特定の箇所における、材料の重量に基づくものである。
【００４２】
石炭はライン１２を介して燃焼器１０に供給され、燃焼ゾーン１６においてライン１４からの空気と共に燃焼される。硫黄および／または塩化物を多く含む水銀含有石炭を燃焼し、水銀および結果産物である二酸化硫黄および／または塩酸を低減することができるということが、本発明の利点である。本発明の原理は、他の炭素質燃料および燃料混合物（他の燃料の選択は任意であるが、典型的には炭素質熱燃料または廃棄物）に対して適応され得ることは、理解されるだろう。
【００４３】
ライン１４により供給される燃焼のための空気は、好ましくは、ガス対ガス熱交換器（図示せず）により予熱されている。当該ガス対ガス熱交換器は、燃焼機器の出口端において、例えば熱交換区画２０の下流で、配管（図示せず）から熱を移し、そこで燃焼器からの有用な熱エネルギーが回収される。加熱燃焼ガスは、矢印１８によって示されるように燃焼器を通って流れ、熱交換区画２０を通って流れ、蒸気または過熱蒸気を生成させるために、燃焼ガスから水または蒸気へと熱が移される。エコノマイザー（下流、図示せず）を含む他の熱交換器も、特定のボイラーの設計によって提供され得る。
【００４４】
本発明によると、単独での、または、吸着剤および／もしくは１以上の任意の燃焼排ガス処理組成物との組み合わせでの、大いに効果的な銅ベース水銀浄化組成物（ｍｅｒｃｕｒｙ  ｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ、ＭＲＣ）の導入によって、水銀排出を効果的に低減できることが判定された。吸着剤には、上述の先行技術において同定された多くの吸着剤材料があり、これらを参照によりここに組み込む。具体的な参照としては、ドロマイト水和物、ドロマイト、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、ｂｏｎｉｔｅ、セメント骨材、酸化マグネシウム、二酸化マグネシウム、トロナ、カルシウムおよびマグネシウム混合酸化物、ならびに、ＳＯＸ低減のために有効な任意の市販形態におけるこれらの任意の混合物がある。吸着剤と共に使用される時、本発明によって提供される銅ベースＭＲＣは、ＳＯ２浄化効果を改善するように機能し、これは、ＭＲＣであることに加えて吸着ドーピング剤として効果的であることに関連する。
【００４５】
本発明によると、少なくとも１つの銅ベースＭＲＣは、処理されている燃焼排ガスによりｉｎ  ｓｉｔｕで加熱された時に銅酸化物となるものと考えられる、活性形態、すなわち種を放出するために効果的である、銅の水溶性または水分散性組成物として使用される。銅ベースＭＲＣは、典型的に、燃料１トン当たり約１から約１０ポンドの割合において、より狭い範囲では燃えて燃焼排ガスを生じるもの１トン当たり約２から約６ポンドで使用される（ドライベース）。
【００４６】
銅ベースＭＲＣは、任意において、ドロマイト水和物吸着剤のようなＳＯ２吸着剤と共に使用され得る。ドロマイト水和物吸着剤は、銅ベースＭＲＣに対するドロマイト水和物吸着剤（ドロマイト水和物吸着剤：銅ベースＭＲＣ）の重量比（ドライベース）が、約１００：１から約１：１の範囲で、使用され得る。より好ましい割合は、約５０：１から約５：２の範囲内だろう。銅ベースＭＲＣには、Woernerの米国特許第３９００５０４号明細書および米国特許第４０２０１８０号明細書において記載されている組成物があり、当該開示はその全体において参照によりここに具体的に組み込まれる。
【００４７】
実施の形態では、銅ベースＭＲＣは、処理されている燃焼排ガスによりｉｎ  ｓｉｔｕで加熱された時に銅酸化物を形成すると考えられる、水溶性または水分散性の銅組成物とすることができる。具体的に参照される組成物は、銅低級カルボン酸塩およびアンモニウム低級カルボン酸塩の水性銅アンモニウム低級カルボン酸塩複合体を含んでいる、米国特許第４０２０１８０号明細書において記載されているものである。米国特許第４０２０１８０号明細書による望ましいものでは、当該複合体は、約２重量部のアンモニウム低級カルボン酸塩に対して二水和物として測定される約１３重量部の銅低級カルボン酸塩、および、約１０重量部の２９パーセントアンモニア水を含有し、当該溶液のｐＨは約７．１から７．４の範囲である。
【００４８】
実施の形態では、本発明による銅ベースＭＲＣは、水において高い溶性または分散性があり、加熱燃焼ガスと反応し、結果として当該燃焼ガスと接触した時から化学的に異なる組成物となる。望ましくは、銅ベースＭＲＣは、反応性銅本体の形成を伴う温度下において、活性形態で放出され得る銅を有する銅組成物を含む。銅が酸化銅、ＣｕＯへと酸化することは理論化されることであるが、出願人は特定の理論上の反応によって制限されることを望まない。“組成物”という用語は、化合物および複合体を含み、結合の種類において区別することを意図していないことは理解されるだろう。当該結合の種類とは、例えば、共有結合またはイオン結合のような“強固な結合”、ならびに、双極子−双極子相互作用、ロンドン分散力および水素結合のような“弱い結合”である。
【００４９】
本発明にとって重要である銅ベースＭＲＣのうち、銅およびアンモニア部分を含む組成物がある。これらの中に、１以上のアンモニウム部分を持つ１以上の銅原子を有するものを含む、銅アンモニウム組成物がある。水溶性または水分散性は重要であり、この理由は、ＭＲＣが水と一緒に導入されることで、後続の分離に必要な分布を達成する非常に効果的な手法を示すためである。化学分散剤および攪拌は、必要であれば使用することができる。
【００５０】
本発明の実施の形態では、銅ベースＭＲＣは、酢酸銅アンモニウム、二酢酸銅二アンモニウム、三酢酸銅アンモニウム、酢酸銅三アンモニウム、硫酸銅四アンモニウム、グルコン酸銅（およびこれらの水和物）、ならびに、これらの任意の混合物からなる群から選択される銅組成物を含み得る。別の観点からは、銅ベースＭＲＣは、式Ｃｕ（ＮＨ３）ｘ（低級カルボン酸）ｙによって規定される組成物からなる群から選択されるメンバーであり得る。低級カルボン酸はギ酸、酢酸およびプロピオン酸からなる群から選択され、ｘは０から４の整数であり、ｙは０から２の整数であり、ｘ＋ｙは１以上である。
【００５１】
水銀との反応において同様の効果を示す、類似した関連する組成物およびその水和物、ならびに他の銅源を使用することもできる。アンモニウム部分を含有しない銅組成物を使用することはできるが、これらの組成物はアンモニアの存在によって効力が促進されるだろうと考えられる。アンモニアの存在とは、（例えばＮＯＸの還元での）プロセスの産物によるもの、または、アンモニア、尿素もしくは置かれた温度下においてアンモニアが生成するために効果的である他の原料の所望の添加によるものがある。また、効果において同等な化合物、例えば、アミンおよびその塩、尿素分解産物、有機酸および無機酸のアンモニウム塩、カルバミン酸アンモニウム、ビウレット、アンメリド、アンメリン、シアン酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウム、カルバミン酸アンモニウム、トリウレット、シアヌル酸、イソシアン酸、尿素ホルムアルデヒド、メラミン、トリシアノ尿素および混合物、ならびに、これらの任意のメンバーの同等のものでもよい。
【００５２】
アンモニウム部分を含有していない銅ベースＭＲＣの中には、銅アセチルアセトナート（およびその水和物）、クエン酸銅（およびその水和物、例えばヘミペンタ水和物）、ギ酸銅（およびその水和物）、酢酸銅一水和物、硝酸銅（およびその水和物）、銅２，４−ペンタンジオネート（およびその水和物）、硫酸銅（およびその水和物）、グルコン酸銅（およびその水和物）、脂肪酸の銅石鹸、ならびに、これらの任意の混合物がある。
【００５３】
本発明の銅ベースＭＲＣと共に使用される時、ＳＯＸおよび／またはＨＣｌのための高効率吸着剤として、本発明は、微細粒子サイズおよび高表面積のドロマイト水和物吸着剤を含み得る。銅ベースＭＲＣは、水溶性または水分散性組成物として使用される。ドロマイト水和物吸着剤は、典型的に、銅ベースＭＲＣと一緒に、または別々に、例えば、銅ベースＭＲＣに続いて、１０００°Ｆ未満、例えば約２００°Ｆから９００°Ｆの温度で導入され、処理されてＳＯＸ含有加熱ガス流を構成する燃焼排ガスにより、ｉｎ  ｓｉｔｕで脱水し約０．０１から約０．２ミクロンのサイズ範囲の微細粒子へと粉砕される。そして、当該微細粒子はその内部において十分に分散している銅酸化物を含有している。
【００５４】
典型的に、ドロマイト水和物吸着剤が使用される時には、導入の間における、インジェクター（注入器）の適切な配置、ならびに、液滴サイズ、運動量および濃度の適切な調整を達成するような導入前のモデリングに基づき導入され得る。単独および任意の吸着剤と一緒の銅ベースＭＲＣは、燃焼排ガスが流れている炉区画、配管または他の装置の断面に渡って分散される。ドロマイト水和物は、処理されている燃焼排ガスの流動経路に渡って均一な分布を可能とする場合には、ドライ状態でも使用され得る。
【００５５】
ＳＯＸおよび／またはＨＣｌを捕捉するために本発明によって効果的であることが分かったドロマイト水和物吸着剤は、ドロマイト水和物として使用され、好ましくは、化学安定剤と共に、または化学安定剤無しで、スラリーを形成するように水と混合され、保存および取り扱いに適した濃度、例えば少なくとも約２５重量％、好ましくは少なくとも約４０重量％の固形分とされる。好ましい濃度は、ドロマイト水和物のドライ重量に基づくと、約３０から約５０重量％の範囲、例えば約３５から約４５重量％である。銅ベースＭＲＣは、導入前の任意の実用的な時点において、ドロマイト水和物吸着剤と混合され得る。ある場合では、スラリータンクの中へ導入され、または、処理される燃焼排ガスの中への導入前の注入装置の中へ直接導入される。
【００５６】
図１を参照すると、単独または吸着剤と共に、銅ベースＭＲＣを保持するために提供される、混合段階３０が示されている。吸着剤、例えばドロマイト水和物吸着剤石灰スラリーは、好ましくは高表面積、例えば約１００ｍ２／ｇｒａｍ（ＢＥＴ）を超える表面積を有する形態におけるものである。例えば、ドロマイト水和物吸着剤はライン３２を介して供給され、水はライン３４を介して供給され、銅ベースＭＲＣはライン３６を介して供給され得る。吸着剤スラリーは、典型的に、水中に約２５から約４５重量％のドロマイト水和物固形分を含有しているものとして特徴付けられる。常にタンクを攪拌する必要性を避けるために適当な安定剤を使用することができるが、攪拌が行われる方が好ましい。材料は、質量平均粒径が約１から約５ミクロン（μ）、例えば通常は約２から４ミクロンであることによって、さらに特徴付けられる。代替的な機構が図２において示されており、銅ベースＭＲＣが３６’を通りライン３８におけるドロマイト水和物吸着剤のスラリーへと加えられ、ライン内において適切な手法によって混合される。全ての場合において、材料および水の相対量は適当なコントローラー４０によって制御され得る。または、バッチおよび供給は手動で調整することもできる。図中の点線は、様々な制御ラインおよびバルブとコントローラー４０との間の適切な連絡のための制御ラインを、概略的に示している。
【００５７】
好ましい条件では、任意の吸着剤と一緒に、または、任意の吸着剤の上流で、銅ベースＭＲＣを導入することが相応しいだろう。燃焼排ガスは、処理される場所では典型的に約１０００°Ｆ未満の温度であり、典型的には約２００°Ｆから約９００°Ｆの範囲であり、好ましくは約３５０°Ｆから約７００°Ｆの範囲である。銅ベースＭＲＣは、典型的に、約１０から約３５０ミクロン、例えば約５０から約２００ミクロンの平均直径を有する微細な液滴の噴霧として分布され、単独または添加した吸着剤と共に、容易に分散し、当該吸着剤はガスと接触するために存在する。燃焼排ガスと接触すると、吸着剤スラリーは乾燥し、約０．０１から約０．２ミクロン、例えば約０．０２から約０．１ミクロンの粒径を有する超微細粒子を形成するように粉砕すると考えられる。
【００５８】
好ましい条件では、計算流体力学のようなモデリング技術を使用する銅ベースＭＲＣの導入が相応しい。当該モデリング技術は、ボイラーおよび／または配管内における化学物質の直接的な処理についての最適な位置（ゾーン）を最初に決定するために使用することができる。望ましくは、ＭＲＣおよび任意の吸着剤の導入では、処理されるガスの経路の３次元断面に渡って、ＭＲＣおよび任意の吸着剤の実質的に完全な適用範囲（被度）を達成するだろう。好ましくは、反応に必要な温度で、例えば少なくとも７０％、さらに言うと少なくとも９０％の実質的に完全なゾーンの断面を渡る適用範囲を達成するように、多数のノズルがゾーン内において間隙を置いて配置されているだろう。この区画は、使用されるＭＲＣおよび任意の吸着剤のインジェクターからの完全な適用範囲を確保するために必要とされる、流れ方向における深さを有し得る。言い換えると、当該ゾーンは、好ましくは、ＭＲＣおよび任意の吸着剤導入のために使用されるノズルからの円錐形等の噴霧パターンのそれぞれが、少なくとも１つの他の噴霧パターンと重複するのに十分な流れ方向における深さがあり、それによって、ゾーンの実質的な全体の断面に渡るＭＲＣおよび任意の吸着剤が提供される。この処理での３次元区画は、規定の導入ゾーンとして示され、水性ＭＲＣおよび任意の吸着剤は、水銀ならびに任意のＳＯＸおよびＨＣｌの排出制御のために効果的な条件下において、このゾーンの中へ導入される。このゾーンに続いて（すなわち、その下流で）、ＭＲＣおよび任意の吸着剤で処理された燃焼ガスは、ガス中の水銀濃度を低減させるのに十分な反応時間後に排出される。
【００５９】
使用時のドロマイト水和物吸着剤の供給率は、燃焼排ガスにおいて効果的にＳＯＸの濃度を低減させるように計算された任意の供給率において確立され、燃料の量およびその硫黄含有量にも依存するだろう。正確な供給率は実験に基づいて決定されるが、約０．２から約３％の硫黄を有する石炭では、燃料１トン当たり約５０ポンドの吸着剤の供給率が十分な出発点だろう。典型的な供給率は、燃料１トン当たり約１０から約１００ポンドのドロマイト水和物（ドライ）の範囲であり、好ましくは当該供給率は、燃料１トン当たり約２０から約９０ポンド、例えば３０から約７０ポンドのドロマイト水和物の範囲だろう。ドロマイト水和物吸着剤は、典型的に、燃焼排ガス中のＳＯ２に対するドロマイト水和物の重量比（ドロマイト水和物：ＳＯ２）が、約０．１５：１から約１．４：１で使用され得る。好ましい比は、約０．４５：１から約１．２：１の範囲だろう。
【００６０】
反応に必要とされる温度で、導入ゾーン内の燃焼ガスにおいて、銅ベースＭＲＣおよび任意の吸着剤の実質的に完全な適用範囲を達成できることが、本発明の有利な点である。この区画は、使用される銅ベースＭＲＣおよび任意の吸着剤インジェクターからの実質的に完全な適用範囲を確実にするために必要とされる流れ方向における深さを有し得る。また、この区画は、インジェクターの噴霧パターンおよびガスの速度に依存するだろう。本発明の１つの変形では、銅ベースＭＲＣおよびドロマイト水和物吸着剤は、別個のインジェクターを通して導入される。さらなる実施の形態では、別個のインジェクターは、インジェクターのそれぞれのペアの噴霧パターン（区画に渡って多く存在していてもよい）が少なくともある程度の範囲において重複するように、近接または直列して並び得る。望ましくは、本発明は、モデリング、例えば機械的モデリングまたはコンピューターおよびデータ入力手段を使用する計算流体力学によって、完全な効果を達成するだろう。当該コンピューターおよびデータ入力手段は、燃焼器内における、単独または吸着剤と一緒での、銅ベースＭＲＣを供給するための位置を特定し、これらの化学物質のための、好ましくは水性媒体中における、物理的形態、注入パラメーターおよび注入位置を決定する。図１、２および３において、ライン２８の中へと導入される吸着剤が示されており、当該導入は、温度が１０００°Ｆ未満、例えば９００°Ｆ未満、例えば約７００°Ｆから約２００°Ｆの範囲である熱交換区画２０に続くライン３８を介しているのが好ましい。
【００６１】
本発明は、内部混合または外部混合タイプのノズル（図示せず）のような、適切な注入手段を使用し得る。当該適切な注入手段は、（必須ではないが）エアー噴霧とすることができ、単独、または、経路における測定されたＳＯＸの濃度に対する所定の割合におけるドロマイト水和物吸着剤と一緒での、銅ベースＭＲＣを供給することが可能である。内部混合ノズルは極めて微細な液滴を生成することが可能であり、好ましい。注入手段は、所定の物理的形態において、ならびに、液滴サイズ、運動量および濃度を含む、単独またはドロマイト水和物吸着剤と一緒での、ＭＲＣのための所定の注入パラメーターで、単独またはドロマイト水和物吸着剤と一緒に、ＭＲＣを導入することがさらに可能であるべきである。
【００６２】
好ましくは、熱交換区画２０の前で、または当該区画に続いて、燃焼ガス中へのＭＲＣおよび任意の吸着剤の導入のために、エアアシスト噴霧ノズルが提供される。ノズルの位置は、好ましくは計算流体力学によって決定され、当該計算流体力学は、例えば、米国特許第５７４０７４５号明細書および米国特許第５８９４８０６号明細書において述べられている方法論によるものである。これらを参照によりここに組み込む。水銀ならびに任意のＳＯ２および／またはＨＣｌ低減という所望の結果を達成するために正確な物理的形態において燃焼器内の正確な位置に対して化学物質の適切な量が供給されることを確立するモデリングにより、濃度および流速は最初に決定されるだろう。
【００６３】
単独または吸着剤と一緒での銅ベースＭＲＣの導入に続き、ガスは粒子状物質回収手段５０を通過する。これは、１つ以上の布帛フィルターおよび／または電気集塵器を含み得る。固形分はライン５２を介して回収され、燃焼排ガスはライン５４を介して排出することができる。
【００６４】
図３に示した実施の形態では、ＭＲＣおよび／もしくはドロマイト水和物吸着剤、ならびに／または、酸化マンガン吸着剤のような酸化マンガン水銀制御剤のスラリーを、特定の燃料または燃料混合物と共に、実践に基づき、単独または一緒に、添加することができる。好ましい酸化マンガン水銀制御剤は、Pahlmanらの特許文献９および特許文献１０において調製されている任意のものでよく、二酸化マンガン吸着剤を調製する方法についても、参照によりここに組み込まれる。例えば、Pahlmanらは、ｙは外来性カチオンである、式ｙＭｎＯｘ２Ｈ２Ｏによって表される、共沈殿した他の金属酸化物または外来性カチオンについて記載している。そこでは、式ＭｎＯ２は、＋３から＋４またはＭｎＯ１．５−２．０の範囲の原子価状態のマンガン酸化物、共沈殿したマンガン酸化物、外来性カチオンを持つマンガン酸化物、および、結合水を含むマンガン酸化物、を含んでいる全ての様々な二酸化マンガンを象徴的に表していることに言及している。本発明では、酸化マンガン水銀制御剤は、熱交換区画２０に先行している時点からそれに続く間において、ゾーンの中へスラリーとして導入することができる。図３には、好ましくは高表面積を有する形態における、酸化マンガンスラリーを調製するために提供される混合段階６０が示されている。酸化マンガンはライン６２を介して供給することができ、水はライン６４を介して供給することができ、任意の添加剤はライン６６を介して供給することができる。酸化マンガンスラリーは、典型的に、水中に約２重量％から約４０重量％の水和酸化マンガン固形分を含有するように特徴付けられる。常にタンクを攪拌する必要性を避けるために適当な安定剤を使用することができるが、攪拌が行われる方が好ましい。
【００６５】
酸化マンガンはスラリー化され、温度が１０００°Ｆ未満、例えば約３００°Ｆから約９００°Ｆの範囲である予熱器の直前で、燃料１トン当たり約３から約２０ポンドの酸化マンガンの割合において、ライン６８を介して燃焼排ガスへと供給される。
【００６６】
代替の実施の形態では、酸化マンガンは、導入前に、ドロマイト水和物吸着剤およびＭＲＣのいずれか、または両方と予め混合され、温度が約３００°Ｆから４５０°Ｆの範囲、例えば約３５０°Ｆである空気予熱器の後に、少なくとも酸化マンガンを導入することができる。
【００６７】
本発明の利点は、銅ベースＭＲＣが高い効率でＨｇ０をＨｇ＋２へと酸化させ、粒子状物質回収前では無機物質または活性炭の吸着体のような追加の下流での技術によって水銀浄化を改善できることである。このような改善およびトリミングは、銅ベースＭＲＣを用いた処理後の水銀の収集および適当な粒子状物質収集機器５０における固形分の収集に加えた、下流での技術として使用する。Ｈｇ＋２の回収に関するもののような、水銀浄化について示されている上述の文献での全ての方法（プロセス）を、それらの全体において参照によりここに組み込む。硫黄酸化物の問題に対処するための上述した任意のもののような、ウェットスクラバーにおけるガス処理に続くこの技術の利用は、それらの全体において参照によりここに組み込まれる。
【００６８】
上記の説明は、本発明をどのように実践するかを当該分野における当業者に教示する目的のものである。当該説明を読んだ上で当業者に明らかとなるであろう明らかな変更および変形の全てを詳説している意図ではない。しかし、そのような明らかな変更および変形の全ては、以下の特許請求の範囲によって規定される本発明の観点の範囲内に含まれることを意図している。特許請求の範囲は、文章に具体的に相反を示さない限り、意図された目的に合うために有効である任意の順序における、記載された要素（成分・化合物）および工程を覆うことを意図している。
【００６９】
（関連する出願）
本出願は、２０１３年４月１日に提出された同時係属する米国特許出願第１３／８５４３６１号に関するものであり、２０１２年５月１日に提出された同時係属する米国仮特許出願第６１／６４１０５５号の優先権を主張しており、全体において、その両方の記載はここに組み込まれる。
（付記）
（付記１）
燃焼器からの水銀の排出を低減するための方法であって、
ａ．銅ベース水銀浄化組成物を供給するための燃焼器内の位置を特定することと、
ｂ．前記銅ベース水銀浄化組成物のための物理的形態および注入パラメーターを決定することと、
ｃ．水銀と反応するために効果的な条件下で、前記銅ベース水銀浄化組成物を注入することと、
ｄ．ガス内に同伴されている、前記銅ベース水銀浄化組成物と反応した水銀の少なくとも一部を含む、固形分を収集することと、
を含む、方法。
（付記２）
前記銅ベース水銀浄化組成物は、１０００°Ｆ未満の温度で導入される、付記１に記載の方法。
（付記３）
ドロマイト水和物吸着剤が、約２５から約３５０ミクロンの平均直径を有する液滴におけるスラリーとして、約１０００°Ｆ未満の温度で導入される、付記２に記載の方法。
（付記４）
ドロマイト水和物吸着剤が、約２５から約３５０ミクロンの平均直径を有する液滴におけるスラリーとして、約１０００°Ｆ未満の温度で、前記銅ベース水銀浄化組成物とは別々に導入される、付記２に記載の方法。
（付記５）
酸化マンガンスラリーが、１０００°Ｆ未満の温度で導入される、付記１に記載の方法。
（付記６）
前記酸化マンガンスラリーは、水中に約１重量％から約４０重量％の水和酸化マンガン固形分を含有するように特徴付けられる、付記５に記載の方法。
（付記７）
酸化マンガンをスラリー化し、温度が約３００°Ｆから約９００°Ｆの範囲である予熱器の直前で、燃料１トン当たり約３から約２０ポンドの割合の酸化マンガンを、燃焼排ガスへと供給する、付記１に記載の方法。
（付記８）
前記酸化マンガンを、導入前に、前記ドロマイト水和物吸着剤および前記銅ベース水銀浄化組成物のいずれか、または両方と予め混合し、温度が約３００°Ｆから４５０°Ｆの範囲である空気予熱器の後に、少なくとも酸化マンガンを導入する、付記７に記載の方法。
（付記９）
前記ドロマイト水和物吸着剤は、３００°Ｆから約７００°Ｆの範囲の温度で導入される、付記３に記載の方法。
（付記１０）
前記吸着剤は、約２５から約３５０ミクロンの平均直径を有する液滴として導入される、付記３に記載の方法。
（付記１１）
前記吸着剤は、燃料１トン当たり約２５から約１００ポンドの範囲のドロマイト水和物の供給率で導入される、付記３に記載の方法。
（付記１２）
前記ドロマイト水和物は、燃焼排ガス中のＳＯ２の重量に対するドロマイト水和物の重量比が、約０．１５：１から約１．４：１で使用される、付記３に記載の方法。
（付記１３）
前記銅ベース水銀浄化組成物は、銅ベース水銀浄化組成物に対するドロマイト水和物吸着剤（ドロマイト水和物吸着剤：銅ベース水銀浄化組成物）の重量比（ドライベース）が、約１００：１から約１：１の範囲で、前記ドロマイト水和物吸着剤と共に使用される、付記１に記載の方法。
（付記１４）
前記銅ベース水銀浄化組成物は、酢酸銅アンモニウム、二酢酸銅二アンモニウム、三酢酸銅アンモニウム、酢酸銅三アンモニウム、硫酸銅四アンモニウム、グルコン酸銅（およびこれらの水和物）、ならびに、これらの任意の混合物からなる群から選択される銅組成物を含む、付記１に記載の方法（別の観点からは、前記銅ベース水銀浄化組成物は、式Ｃｕ（ＮＨ３）ｘ（低級カルボン酸）ｙによって規定される組成物からなる群から選択されるメンバーであり得、前記低級カルボン酸はギ酸、酢酸およびプロピオン酸からなる群から選択され、ｘは０から４の整数であり、ｙは０から２の整数であり、ｘ＋ｙは１以上である）。
（付記１５）
前記銅ベース水銀浄化組成物は、銅低級カルボン酸塩およびアンモニウム低級カルボン酸塩の水性銅アンモニウム低級カルボン酸塩複合体を含んでいる、付記１に記載の方法。
（付記１６）
前記銅ベース水銀浄化組成物は、銅低級カルボン酸塩およびアンモニウム低級カルボン酸塩の水性銅アンモニウム低級カルボン酸塩複合体を含み、
当該複合体は、約２重量部のアンモニウム低級カルボン酸塩に対して二水和物として測定される約１３重量部の銅低級カルボン酸塩、および、約１０重量部の２９パーセントアンモニア水を含有し、
前記溶液のｐＨは約７．１から７．４の範囲である、付記１に記載の方法。
（付記１７）
前記銅ベース水銀浄化組成物は、銅アセチルアセトナートおよびその水和物、クエン酸銅およびその水和物、ギ酸銅およびその水和物、酢酸銅一水和物、硝酸銅およびその水和物、銅２，４−ペンタンジオネートおよびその水和物、硫酸銅およびその水和物、グルコン酸銅およびその水和物、脂肪酸の銅石鹸、ならびに、これらの任意の混合物からなる群から選択されるメンバーを含む、付記１に記載の方法。
（付記１８）
前記銅ベース水銀浄化組成物は、二酢酸銅二アンモニウムを含む、付記１に記載の方法。
（付記１９）
前記銅ベース水銀浄化組成物は、Ｃ２Ｈ７ＣｕＮＯ２の実験式を有する銅アンモニウム複合体を含む、付記１に記載の方法。
（付記２０）
前記吸着剤は、水中に約２５から約４５重量％のドロマイト水和物固形分を含有するスラリーとして注入される、付記３に記載の方法。
（付記２１）
前記吸着剤は、約１から約５ミクロン（μ）の質量平均粒径を有する、付記３に記載の方法。
（付記２２）
前記ドロマイト水和物吸着剤は、少なくとも約２５重量％の固形分濃度でスラリーを形成するように、好ましくは水と混合される、付記３に記載の方法。
（付記２３）
前記銅ベース水銀浄化組成物は、導入ゾーン内に複数のノズルを備える注入手段によって注入され、
前記ノズルは、前記導入ゾーン内の少なくとも９０％の適用範囲（被度）を達成するように配置される、付記１に記載の方法。
（付記２４）
ガス流内の水銀を低減するための装置であって、
ａ．燃料の燃焼によって生じる燃焼排ガスのための経路上の位置に配置され、前記燃焼排ガス中の水銀の濃度に対する所定の割合で水銀浄化組成物を供給することができる注入手段と、
ｂ．前記水銀浄化組成物と接触した水銀を含む固形分を収集するための粒子状物質収集手段と、
を備える、装置。
（付記２５）
ガス流内の水銀を低減するためのシステムであって、
ａ．水銀浄化組成物を供給するための燃焼器およびその配管内の位置を特定し、前記水銀浄化組成物のための物理的形態および注入パラメーターを決定するためのコンピュータモデリング手段と、
ｂ．燃焼排ガスのための経路上の位置に配置され、前記経路中の測定された水銀の濃度に対する所定の割合で水銀浄化組成物を供給することができる注入手段と、
ｃ．前記ガス流から粒子を収集するための粒子状物質収集機器と、
ｄ．前記コンピューターモデリング手段によって決定された物理的形態および注入パラメーターを達成するための制御手段と、
を備える、システム。
（付記２６）
ガス流内の水銀を低減するための組成物であって、
銅ベース水銀浄化組成物および酸化マンガン吸着剤を含む、組成物。
（付記２７）
ドロマイト水和物吸着剤も含む、付記２６に記載の組成物。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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