减少排气中的汞排放物的方法和装置的制作方法

专利名称：减少排气中的汞排放物的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及除去排气(exhaust gas)中不希望有的 排放物的方法。本发明更具体地涉及用于减少排气中的汞排放物的方 法和装置，其中由排气中的大部分的汞在表面上形成了二氯化汞，该 二氯化汞从表面上升华，以及从排气流中除去升华的二氯化汞。
背景技术：
1990清洁空气修正案(The 1990 Clean Air Amendments) 重新引入了对汞人为排放到大气中和随后进入食物链的不断增加的关 注。结果，近年来，对该问题的研究活动正在增加，尤其在美国环境 保护局决定到2007年末将控制发电厂的汞排放之后。目前，没有有效的方法来控制这些排放。虽然关于该问题 的大量的专利已经被授权，但可以看出，没有一个专利证明了具有令 人满意的效果。越来越迫切地意识到，还有待寻求切实可行的解决方 案。目前，在冷却由高温方法产生的排气中，汞的化学过程还 没有被确定。然而，它的自然和人为排放源是非常清楚的。在整个工 业化时代，这些人造排放物已经在环境中积聚到它们已经令人深感悲 痛地成为所谓的自然本底的主要部分的这样一种程度。人为产生的汞主要是作为元素汞蒸汽排放，其在废气排放 物的气相或大气中是相对不反应的。这实质上是它为什么难以控制的 原因，因为吸收剂对于保留挥发性极强的元素汞蒸汽不是非常有效的。在大气中，元素汞蒸汽的寿命是大约l年。这就是在元素 汞蒸汽最终从大气中被清除所要花费的时间长度。因此，它的散布是 全球性的，具有随之而来的国际和政治影响。
在联合国环境规划署最近的报告中已经列举了主要的汞 排放源(Chem. & Eng. News 81: (6) 20 (2003))。煤的燃烧是最大 来源，而城市和医疗废物焚烧也起了主要的作用。油的燃烧构成了其 来源的另外约10% (Wilhelm， S. M. ， Environ. Prog. 18:130 (1999)， Environ. Sci. Technol. 35: 4704 (2001))。其它重要的来源是金属 熔炉，水泥生产厂，采用汞电极的氯碱工艺和某些采掘黄金的活动 (Pirrone， N.等人，Atmos. Environ. 30: 2981 (1996)， Pai， P.等 人，Fuel Process. Technol. 65:101 (2000))。在元素当中，汞的化学性质是有些独特的。汞形成了结合 不强的分子。在气相中，大多数元素容易转化为稳定的气体氧化物， 氢氧化物或卣化物。然而，汞具有仅结合很弱的气体氧化物，氢氧化 物和单卣化物。结果，在任何高温介质中，存在于任何燃料中的汞在 热气体中变成元素原子汞。在燃烧中，具有重要意义的它的唯一稳定 的气体分子是二氯化物(HgCl2)。这是例外的，具有大约360kJ/mol 的第一结合强度离解能D。(HgCl-Cl)。然而，难题集中于以下事实虽然热力学有利，但二氯化 汞的形成在动力学上被限制在较低温度下，它不能在高温下在气相中 形成。不存在可在气相中将原子汞直接转化为氯化汞的直接通路 (Hranisavljevic， J.等人，J. Phys. Chem. A 101: 2323 (1997)， Ariya， P. A.等人，ibid. 106: 7310 (2002))。在气相中，该形成需要通过中间体比如气体氧化物、氢氧 化物或一氯化物来进行。这些是不存在的，所以起不了这种作用。当 温度充分低，对于它们来说变得可行时，能障已经冻结了任何气相形 成动力学反应。然而，在实际中所见到的是，在废气中存在的少量汞 实际上作为二氯化汞存在。在广泛的化学动力学造模研究之后，这种部分转化仍然是 个谜。研究人员往往通过指出化学过程一定非常复杂来总结它们的失 败(Laudel， D. L，等人，Fuel Process. Technol. 65: 157 (2000), Niksa， S.等人，J. Air & Waste Manage. Assoc. 52:894 (2002))。
目前和近几年的研究着重在烟道气成分影响了在原子汞 和二氯化汞之间的这种汞部分形成(fractional speciation)的发现。 重要的实际因素是，虽然原子汞非常难以捕获，但该二卣化物容易溶 于水。它可以容易地在最终的冷却器排放区段用水雾涤气器与诸如二 氧化硫之类的气体一起被去除。目前，很显然的是，飞尘似乎在改变这种比率中起了某些 作用，诸如二氧化硫、 一氧化氮、氯和氯化氢之类的气体的存在可能 也起了同样的作用(Laudel， D.L.等人，Fuel Process. Technol. 65: 157 (2000)， Liu， K. ， Energy & Fuels, 15:1173 (2001)， Niksa， S.等人，Environ. Sci. Technol. 35:3701 (2001)， Fujiwara， N.等 人，Fuel, 81:2045 (2002)， Norton, G. A. ， Fuel, 82:107 (2003))。 排气的冷却速率也似乎是具有一定作用的参数(Sliger， R.N. ， Fuel Process. Technol. 65:423 (2000), Niksa， S.等人，Environ. Sci. Technol. 35:3701 (2001))。该数据是非常不一致的。没有出现特定 的相关性，工程师对于该形成(speciat ion)为什么改变并且无法预测 和它是怎样发生的仍然不明。有几个美国专利和专利申请，与控制排气中的汞排放有 关。这些方法要么基于原子汞的吸附或吸收，要么基于在烟道气中添 加物质。Ide等人(US专利No. 4， 729， 882 )和Caldwell等人(US专 利No. 6，447， 740 )提出了添加氯，随后进行水洗涤的方法。Dangtran 等人(US专利No. 6， 375， 909 )提出了将氯化钙加入到燃烧器中，随后 进行湿法洗涤的方法。Downs等人(公开US专利申请No. 20010043889 ) 提出了添加硫化氢气体的方法，Holste (公开US专利申请 No. 20020114750 )提出了添加各种形式的石危的方法，以及Cole (公开 US专利申请No. 20020114749 )提出了添加气体氧化剂，随后全部进行 湿法洗涤的方法。所有其它专利使用各种吸收材料来试图捕集原子汞。上述方法没有一个证明了是充分有效的。在克服现有技术 的缺陷的尝试中，在Palo Alto， CA的电力研究院(EPRI)目前测试 了其它吸收方法。该方法使用悬浮于烟道气中的金涂层的金属板，用于通过汞齐化法吸收汞。该方法可能比先前的方法更成功，但仍然具 有高的安装、操作和维修成本。因此，用于减少排气中的汞排放的所 有当代方法和设备具有固有的缺陷，这减损了它们的总效力和理想性。这样，虽然现有技术已经有限地认识到了减少排气中的汞 排放物的需要，但迄今为止，所提出的解决方案不能有效地提供令人 满意的补救。因此，希望提供用于减少排气中的汞排放物的方法和装 置，它们可以经济地安装、操作和保养。
本发明的简述虽然为了文法通畅，用功能解释已经或将要描述装置和方 法，但应该清楚认识到，除非在35USC112项下特意阐明，否则权利 要求被认为决不必受"方法，，或"步骤"限定的结构的限制，而是在 等同物的公正原则下，与由这些权利要求所提供的定义的含义和等同 物的整个范围一致，以及在这些权利要求在35 USC 112项下被特地阐 明的情况下，应该与在35 USC 112项下的全部法定等同物一致。现在 通过参考以下附图，可以更好地使本发明具体化，其中同样的元件用 相同的数字来参考。本发明特定地解决和减轻与现有技术有关的上述缺陷。更 具体地说，本发明包括用于减少排气中的汞排放物的方法和装置，其 中在表面上由在排气中的大部分汞形成了 二氯化汞，该二氯化汞从表 面上升华，以及从排气流中除去升华的二氯化汞。本发明是有效且经 济的。读了以下说明书和附图之后，本发明的这些以及其它优点 是更清楚的。应该理解的是，在权利要求书的范围内可以做出对所示 和所述的特定结构的改变，不会偏离本发明的精神。
附图简述通过参考以下优选实施方案(它们作为在权利要求书定义 的本发明的说明性例子提供)的详细说明，现在可以更好地理解本发明及其各种实施方案。应该清楚地认识到，由权利要求书所定义的本 发明可以比下述示例性实施方案的范围更宽。

图1是火焰产生的沉积物的傅立叶变换拉曼光i普，光镨 (a)，与纯汞化合物的几种购买的样品的类似光镨比较；图2举例说明了用Bruker D8粉末X-射线衍射仪获得的 各种2-6模镨；和图3是显示了根据本发明的用于减少排气中的汞排放物 的安置在烟囱内的阻流板(spoiler)和洗涤器的半示意图。
优选实施方案的详细说明在不偏离本发明的精神和范围的情况下，本领域的普通技 术人员可以做出许多变化和改良。因此，必须要理解的是，示例性实 施方案仅仅为了举例的目的而给出，不应当作限制由以下的权利要求 书所定义的本发明。例如，虽然权利要求的要素以下按一定的组合阐 明，但必须明确理解的是，本发明包括了更少、更多或不同要素的其 它组合，它们在本文中被公开，即使最初没有以这种组合来要求。在本说明书中用于描述本发明及其各种实施方案的词语 不仅以通常定义的含义来理解，而且通过在本说明书中的特殊定义包 括了超出了通常确定的含义的范围的结构、材料或作用。因此，如果 在本说明书中一个要素能被理解为包括一个以上的含义，那么它在权 利要求中的使用一定被理解为对于由说明书和词语本身所支持的所有 可能含义是通用的。因此，以下权利要求书的词语或要素的定义在本说明书中 定义为不仅包括按照字面阐明的要素的组合，而且包括了以基本相同 的方式，完成了基本相同的功能，从而获得了基本相同结果的所有同 等结构、材料或作用。在该意义上，因此预期，对于在以下权利要求 书中的任何一个要素，可以进行两个或多个要素的同等替代，或者， 在一个权利要求中， 一个要素可以替代两个或多个要素。虽然要素在 本文可以被描述为以某些組合起作用和甚至最初照此来要求，但要明确理解的是，所要求的组合的一个或多个要素在某些情况下可以从该 组合中被除去，以及所要求的组合可以涉及子组合或子组合的变型。如由本领域的普通技术人员所观察到的，现在已知的或者 后来设计的所要求的主体的非实质性变化被特意地考虑，同样是在权 利要求书的范围内。因此，本领域的普通技术人员现在或后来已知的 明显替代被确定为在所定义的要素的范围内。该权利要求书因此被认为包括了在本文具体地举例说明 和描述了的内容，概念上等同的内容，可以明显替代的内容以及基本 上引入了本发明的实质理念的内容。因此，以下参考附图所给出的详细说明因此被预定为本发 明的目前优选实施方案的说明，不被认为是代表可以创立或利用本发 明的唯一形式。本说明书就示例性实施方案阐述了用于创立和运作本 发明的步骤的功能和顺序。然而，应该理解的是，可以用不同的实施 方案来完成相同或同等的功能，这些不同实施方案也意图包括在本发
明的精神范围内。本发明包括了用于减少排气中的汞排放物的方法，该方法 包括促使排气中的大部分汞在表面上形成二氯化汞，使二氯化汞从表 面上升华，以及从排气流中除去升华的二氯化汞。更尤其，减少排气中的汞排放物的方法包括提供与该排气 接触的表面，将来自排气的大部分汞沉积在该表面上，使沉积的汞升 华回到排气中，以及从排气中洗涤掉该升华的汞。该排气可以包括元素汞，硫化合物，以及一定形式的氯比 如氯化氢，原子或分子氯。该表面优选包括设计用于使气体-表面碰撞最大化的流动 改性阻流板。该表面优选包括流动改性阻流板，其设置在排气流内的 位置上，从而增强了汞在其上沉积。该表面优选包括流动改性阻流板， 取决于特定应用，其设置在其中排气具有大约150到300t:的温度的 排气流内的位置上。该表面优选包括流动改性阻流板，其设置在冷却 排气流内的位置上，且取决于特定应用，其中该表面或气体可以被加热到大约150到300匸的温度。该表面优选包括了金属或陶瓷材料。然而，如本领域技术 人员所清楚，该表面可供选择地包括任何其它材料，在这些材料上， 将形成汞和/或汞化合物比如二氯化汞，以及该汞化合物随后从这些材 料上升华。根据本发明的一个方面，沉积在表面上的汞形成了氧化 汞，随后被转化为二氯化汞。根据本发明的一个方面，沉积在表面上的汞形成了硫酸 汞，随后被转化为二氯化汞。二氯化汞然后升华。任选地，在排气接触该表面之前，将二氧化硫加入到排气 中，以便促进硫酸汞和因此二氯化汞在该表面上的形成。任选地，在排气接触该表面之前，将原子氯、分子氯或氯 化氢加入到排气中，以便促进二氯化汞在该表面上的形成。洗涤优选包括水洗，因为二氯化汞的水溶性很高。然而， 如本领域的技术人员所清楚的，二氯化汞可以通过任何其它适合的方 法从排气流中除去。根据一个方面，本发明包括了用于减少排气中的汞排放物 的设备，该设备包括设计用于布置在排气流内以便促进汞化合物在其 上形成的表面。该设备还被设计成有利于汞化合物的升华。该表面可 以具有任何所需的构型。然而，如本领域的技术人员所清楚，该表面 优选确定了扭曲或旋绕的路径，为排气流中的大部分汞提供了丰富的 表面积，以在其上形成二氯化汞。该表面还优选被设计成有利于硫酸汞在其上沉积。因此， 该表面优选被设计成有利于硫酸汞在其上沉积和沉积的硫酸汞随后转 化为二氯化汞。该表面优选进一步被设计成有利于氧化汞在其上的沉积。 因此，该表面优选进一步被设计成有利于氧化汞在其上的沉积和沉积 的氧化汞随后转化为二氯化汞。该表面优选至少部分用阻流板(流动改性器)来确定，根据公知原理，设计成提高气流中的汞原子的气体-表面碰撞频率。本发明任选进一步包括氯和/或硫注射系统，它被设计成 在排气接触表面之前将原子氯，分子氯，氯化氩，或二氧化硫气体注 入到排气中。优选地，洗涤器从排气中除去了升华的二氯化汞。优选地， 水洗器从排气中除去了升华的二氯化汞。然而，本领域的技术人员清 楚，可用于从排气中除去升华的二氯化汞的其它类型的洗涤器和其它 设备同样是适合的。根据一个方面，本发明包括了用于减少排气中的汞的排气 系统，其中该排气系统包括烟囱和设计成促进汞化合物在其上沉积的 在烟囱内的表面。该表面进一步设计成有利于二氯化汞的升华。洗涤 器或其它设备被设计成有利于从排气中洗涤掉升华的汞。本发明具体地解决和减轻了与现有技术有关的上述缺陷。 本发明是以在排气中存在的化学物质为基础，并且包括排气系统 (exhaust train)的工程改造。在高温系统中，任何痕量的汞的杂质已知会挥发到气相 中。在煤、泥煤、下水道污泥、油和气的燃烧中的情况就是这样。在 城市和医疗废物的燃烧中，在油页岩的甑馏中，在火葬场的操作中的 情况也是如此，并且还适用于各种金属冶炼工业，水泥制造厂和一些 采矿技术。在此类系统的废气流中，虽然浓度水平是极低的(十亿分 率，按体积计)，当按整个国家或全球来合计时，这些排放物产生了 严重的环境问题。如果痕量的氯或氯化氢也存在(这是十分常见的)，处于 原子状态的该气体汞在某些位置部分转化为二氯化汞气体。这两种物 质，即原子汞及其二氯化物构成了此类系统中的气体汞。面向现代技术的问题是，虽然二氯化汞是水溶性的，能够 容易地从排气中除去，但没有令人满意的用于除去最终逃逸到环境中 的原子汞的方法。而且，二氯化物与原子汞的比率不以一致的方式改变，没有被认识到，也不能预测到，并且不与在该系统中的任何事物直接相 关。气相化学物质的众多深入分析已经失败，虽然进行了大量的努力
来用模型解释所观察到的数据(Xu， M.等人，Combust. & Flame 132:208 (2003))。已经广泛地研究了气相动力学，所以这些模型失败 不是由于数据的缺乏。因为该化学现象在高温气体中开始和在气相中结束，所以 总是认为它是气相现象。乍一看这似乎是合理的，但作为本发明的发 现，已经表明情况不是这样。所有这些研究在表明主要的过程事实上 不是气相均匀机理，而是在这些系统中发生了别的事情中是有价值的。申请人:实验室的最近研究已经调查了来自燃烧气体的材 料在表面上的沉积。在燃烧器中对引起高温腐蚀负责的硫酸钠沉积的 详细化学现象的研究获得了对该过程的重要认识(Steinberg和 Schofield， Twenty-Sixth Symposium on Combustion, The Combustion Institute, 1835(1996)， Combust. Flame， 129: 453 (2002))。现在，这已经被充分认识，即提出了添加剂可以破坏该化 学现象和防止硫酸盐形成(Schofield， US专利No. 6， 328， 911 ， 11/2001, Energy & Fuels, 17:191 (2003))。在前面的方法中，已 经发现，如果钠和硫即使以极低浓度水平在燃料或空气中存在(Ppmv， 百万分率，体积)，硫酸钠不是在燃烧气体本身中，而是在截流燃烧
气体的冷却表面上非常有效地形成。这些相同的技术现在已经被应用于解析痕量的汞的燃烧 和热气化学现象的详细情况。燃烧含有少量添加的来自超声喷雾器的 硝酸汞或乙酸汞的含水气溶胶的富含氧的丙烷供燃料的火焰。这些添 加在燃烧气体中产生了 5 一 30ppmv的汞浓度。实验通过单独添加汞，或者类似地添加低水平的硫或氯， 或者它们的结合物来进行。保持在50 - 375C的温度范围内的目前各 种金属收集探针表面被浸入到下游，截流燃烧气体。在测试的所有情 况下，沉积物马上会很明显，而且不是元素汞，而是分子性质的。使用傅立叶变换拉曼光谱法，X射线衍射散射分析，以及ICP光i昝发射
分析方法，已经确定了这些沉积物的组成和测定了它们的形成速率。在火焰气体中和在探针上收集的汞的量的校准指示，气体 原子汞非常有效地沉积。事实上，该测定令人惊奇地显示，汞的沉积 速率基本上与火焰中的碱金属盐相同。在所研究的火焰中，与表面的 一种相互作用除去了气相汞的大部分。当硫存在于系统中时，形成了 光滑的黄色或白色沉积物。现在参考图1,火焰产生的沉积物的傅立叶变换拉曼光 谦，光镨(a)与純汞化合物的几种市购样品的类似光镨比较。在用平焰 燃烧器燃烧的C3H8/02/N2 (0. 9/5/16)火焰的燃烧气体中，在下游收集 沉积物6毫秒，在未燃烧的气流中含有25ppmv Hg, 75ppmv S(h和50ppmv Cl2。圆筒形探针内部用水冷却，并保持在60X:。它在两个小时内被收 集，因此指示了高的收集效率(30% )。沉积物是均匀的，平滑的粉 末层，颜色是微黄色的或白色的。沉积物说明了基本上纯的硫酸汞的
形成o因此，当该沉积物的傅立叶变换拉曼光语与已知的市购汞 化合物样品的那些光镨比较时，可以看出是硫酸汞的纯沉积物。现在参考图2，举例说明了用Bruker D8粉末X-射线衍 射仪获得的各种2-6模谱。光镨(a)是在未燃烧气流中含有25ppmvHg 和75ppmv CL的C3H8/02/N2 (0. 9/5/16)火焰的燃烧气体中在下游收集 约6毫秒的沉积物的光谦。圆筒形探针内部用水冷却，并保持在60'C。 它在两个小时内被收集，因此指示了非常高的收集效率。沉积物是均 匀平滑的粉末层，颜色是褐色的。光镨(b)是类似收集的沉积物的光镨，只是仅仅将汞加入 到火焰中和探针保持在55t:。它的性质是相似的，但褐色更深。沉积 量也是更大的。这些与购买的氧化汞和二氯化汞样品的相应光镨比较。 所有样品在相同条件下分析。这说明了在两种情况下形成了氧化汞。 在没有硫的情况下，这种褐色氧化汞沉积物总是明显的。光i普(a)还指示少量二氯化汞在样品中的存在，证明了它在表面上的形成。存在于光镨中的铂线由来自样品位于其上的铂长条 基材的散射所导致。显然，与碱金属沉积一样，汞可以采用有效的非均相机理。 类似地，如在前面的计划中所看到的那样，金属元素(在这种情况下 是汞)不难形成分子化合物。在达到表面时，然而，对于所形成的物 质，没有优先的排序。如果硫存在于气体中，它将形成硫酸汞。如果 不存在，它将形成氧化物。它不能以其元素状态沉积和保留在表面上。表面的重要性是极为重要的。首先，它降低了化学物系 (chemical system)的维数。在三维气相中即使不彼此碰撞的物质现在 具有在二维表面上相互碰到的明显更高的可能性。更重要的是，如在 该情况下，它改变了从气相到冷凝相的化学性质。汞的固相化学性质也比大多数元素更有限。然而，汞显示 了两种化合价，亚汞(1)和汞(2)，并且明显不同于气相。以下固 相已经被表征 Hg 高挥发性液体，沸点3571C。蒸汽压1托(125匸)， 7. 5托(175匸》，75托(250"€ ) ， 760托等于大气压。在排气中， 痕量的汞(ppbv)暗示条件总是在露点以上。因此，汞蒸汽冷凝到温 表面上不能发生，如果不用极快速的化学过程将它转化和以分子形式 结合于表面上。 HgO 在大约500X:的其熔点下非常快速地离解。目前的 热解重量测定显示，少量具有在375匸下约15小时，在400X:下8小 时，在4251C下2小时和在450匸下不到1小时的热半衰期。这些值应 该仅仅被认为是近似值，因为它们不确切地是零级相关性， 一定程度 取决于样品的大小和性质。 Hg2Cl2升华和在3821C下离解成Hg + HgCl2。
HgCl2 熔点277t:，沸点3041C，稳定，易挥发，无变化 地蒸发，蒸汽压IO托() ， 50托(230r) ( Bernard等人，J. Phys. III France 7:311 (1997))。目前的测定指示样品在相对静止 的空气中在150r下在大约1小时或更短的时间内，在175匸下在大约20分钟内以及在200X:下在数分钟内蒸发。 HgS04 稳定至大约475X:(半衰期大约30小时)，此时， 它开始离解为元素汞。它的半衰期热稳定性在525C下是约15小时， 在550匸下6小时，在575X:下是2小时和在600t:下是大约30分钟。 HgS辰砂是在自然中存在的一种矿物。它具有584匸的 沸点，但在热空气中不稳定，分解为Hg + S02。 Hg2(N03)2在70 - 100*€下分解(仅仅可以作为二水合物 购买)。 Hg(N03)2熔点79n，被光分解和不被认为具有高的热稳 定性(仅能够作为一水合物盐购买并且是非常吸湿的)。氩化物是未知的，但乙酸盐、草酸盐和氰化物可以购买。
所提到的所有经典无机教科书均指出，硫酸汞和氧化汞非 常容易与氯化氢或分子氯反应，产生二氯化汞(Mellor， J.W., A Comprehensive Treatise on Inorganic and Theoretical Chemistry, 第4巻，John Wiley(1960))。由于其高挥发性，二氯化汞被称为腐 蚀性升华物。因此，在排气中所发生的不象以前所认为的那样复杂。当 热气体冷却时，汞最终能够与在所遇到的任何表面上的硫或氧反应。
这甚至可以是飞尘颗粒或恰好是流动限制管道。如以上在各种汞分子 的特性中所看到的那样，温度太高的话，可能形成的任何物质将从任 何表面上立即重新离解为作为元素汞的流动气体。因此，取决于特定系统和流动环境，直到温度低于约600 X:(在含硫系统中)和低于约450"C (在无硫系统中)才预期可发生 具有某些类型的平均寿命的汞沉积。在硫酸汞沉积物的情况下，实验 表明，猛烈地攻击表面上的沉积物并将其转化为二氯化汞的是排气中 的氯化氩而非分子氯。偶然发现，固体二氯化汞是高挥发性的，在277C下熔融和在304X:下沸腾。如上所述，最近的测定暗示，在200匸或200t:以
上，它在数分钟或更短的时间内重新汽化到气流中。在氧化汞沉积物 的情况下，它们被氯化氢和分子氯攻击，并转化为二氯化物。然而， 在大多数燃烧系统中，在燃料中的所有氯主要被转化为氯化氢，在后 期的冷却排气中仅形成了少量的分子氯。在本方法的特定应用中可利用的特定实际条件将一定程
度控制操作温度。虽然如此，较高温度将首先促进沉积物形成并确保 快速转化和重新汽化到流体中。通过检查燃烧火焰气体中下游不远处的沉积物(5-15毫
秒)，有可能提高形成速率和推定可以发生的化学过程。例如，图2 示出了下游不远处的燃烧气体中在冷却到601C的探针表面上收集的 氧化汞沉积物。分析显示，与氧化汞一道，具有二硫化物的强X射线 镨线特性。在本实验中，因为表面的温度低，看到了少量的二硫化物 在表面上的形成、转化以及保留。在这些沉积物的任何一种中，没有明显见到其它汞化合
物。这提供了该机理的另外的非常有力的证明。该化学过程似乎有利 于二价汞化合物
对于所有市购的汞化合物，已经取得了 FT拉曼光镨和X 射线粉末衍射光谱。如上所述，它们的一些在图l和2中示例说明。 这些图显示了各分子的性质和使用这些结合技术鉴定的容易性。该机理是简单的和极其精美的。它直到温度下降到低于约
600x:(携带硫的气流)和大约45ox:(无硫的气流)为止才开始的事
实在目前运行的实际排放系统中施加了时间限制。这解释了已经记录 到的原子汞对二硫化物的易变的转化。它还解释了如果存在如在某些 一氧化氮对照方法中使用的其它催化表面时所报道的增加。它还解释
了对于另外添加硫和氯所报道的可能效果。基于汞似乎偏爱的该不均匀化学过程的这种新颖而独创 的理解，现在可以设计减少汞排放物水平的解决办法。如果可以诱使 原子汞完全转化为其二氯化物，那么该二氯化物可以容易地从排气中被排出和随后排放所消除的汞。根据本发明，将具有大表面积的流动改性器插入到排气系 统中，在那里，气体温度开始达到特定温度范围的上限。据设想，在 大多数燃烧系统中，除了该基本的管道改造以外，不需要任何增加。 借此，使排气流动，所以在气体冷却时，它们在规定工艺温度范围内 尽可能多次地遇到表面。在大多数燃料中的硫和氯的天然含量的数量级大于汞的 含量，并且在大多数情况下足以驱动该机理。在没有燃料氯的系统中， 有必要将氯化氢添加到燃烧气体中，其量使得在流动设备表面区域的 排气含有浓度为几ppmv的氯化氢。在无硫系统中，添加痕量的二氧化硫还可以被认为产生了 所观察到的更宽的硫酸盐沉积物形成的温度范围。而且，如果排气太 冷，那么该机理可以通过将设备区段或在该区域中的排气加热到适当 水平来诱发。所插入的流动改性器或阻流板的材料及其表面结构不是 严格要求的。它可以是金属或陶瓷性质的。它的设计同样不是严格要 求的。它仅仅用于改变流动方式和提供增加的表面积来确保在气体冷 却的同时，所有排气可以与某一表面接触多次。使气体漩流和混合， 同时迫使它们在表面上撞击，没有产生明显的流动限制的通过是优选 的。流动改性器或阻流板在系统中的定位是重要的。在煤燃烧 器应用中，有必要采用其中排气的温度位于适当的操作范围的那些区 段。对于煤，这似乎是在150到300n的大致范围或稍微更高，取决 于排气的当量比和组成。温度太低，不会形成硫酸盐或氧化物。温度 太高，该沉积物可以重新被还原为原子汞。这通常不是通过热离解， 而是更可能通过化学还原。这来源于痕量的潜在还原的气体比如一氧 化碳或氢，它们仍然可以保留在贫油燃烧器的排气中。因为汞附着在表面上并在其上形成了分子，然后转化和重 新从表面上升华，可以预期保养是最小的。该表面仅仅提供了介质，通过该介质，不均匀机理允许汞达到其热力学优选的气体二氯化汞状 态。在某种意义上，它用作促进转化的催化剂。然而，因为在某些情 况下流动改性设备可能是在静电式除尘器之前， 一些轻微的飞尘沉积 物的积聚可以需要偶尔除去。本研究是定性和定量调查来自排气的低浓度水平的气体 汞在固体表面上的沉积化学现象的第一次研究。已经确定，在由含有痕量的汞化合物的燃料的燃烧产生的 排气中，汞以气体原子态存在。在任何高温系统，比如金属冶炼中情 况也是如此，其中类似的痕量的汞可以存在于该方法中。汞最通常以 液态遇到。以上列举了它在各种温度下的蒸汽压，并说明了它的高挥 发性。可能是因为该事实，在这种排气系统中的汞浓度在其露点以下 总是高的，沉积化学现象的可能性以前从未被考虑。仅仅基于冷凝概 念，汞应该不会保留在此类系统的任何表面上。然而，如在用碱金属化合物火焰沉积到表面上的最近的研 究中所发现，露点可以失去其一般含义。化学驱动的沉积物形成可以 不顾任何此类考虑。表面亲合力和非常快速的化学过程的结合可以将 原子控制在表面上，时间足以使它转化为稳定的分子形式。这似乎在 比原子从表面上正常动力学弹回更短的时间内发生。已经注意到，在实际排气系统中，原子汞是不反应的，其 大部分通过流管，并作为环境危害放出到大气中。然而，还已知的是， 小部分通过不能被任何现有技术阐明的化学过程转化为气体二卣化 汞。该转化还没有被弄清，但极其重要。虽然极难从排气中除去原子汞，但二氯化汞容易溶于水 中，并且可有效被控制。因为气体原子汞和气体二氯化汞似乎构成了 此类系统中的汞质量平衡，所以该化学过程总是根据气相来分析。然 而，这种化学方案不能充分解释任何现有技术表明了其它机理起了重 要作用。本研究已经确定，该其它机理是其不均匀的性质。在适当温度范围内的任何表面可以起暂时介质的作用， 通过冷凝相，促进对二面化物的这种转化。这种新的认识深度是目前概述的有效控制汞排放的方法的基础。汞沉积化学过程已经使用明确的火焰/燃烧气体系统来 检验。火焰燃烧器和相关系统在以前公开的著作中有述(Steinberg and Schofield， Twenty-Sixth Symposium (International) on Combustion, The Combustion Institute, Pittsburgh, PA， 1835(1996), Schofield， Combustion & Flame, in press, volume 132 (2003))。该燃烧器产生了一维圆柱形大气压火焰。已经在贫燃料和富燃料当量比的范围内检验了丙烷、氧、 氮气火焰。用超声喷雾器，将汞作为的精细的含水气溶胶引入到未燃 烧的气流中。使用浓度0. 008 - 0. 05N的硝酸汞和乙酸汞的溶液，产生 了至多大约30ppmv的原子汞在火焰燃烧过的气体中的浓度。这获得了 几毫克汞/小时的可测定的探针沉积速率。通过改变溶液浓度，可以研 究不同火焰浓度。使用在N2中的0. 1%S02，在&中的51化pmvCl2和在 &中的1000ppmvHCl的检定钢瓶混合物，还可以添加小而可变量的硫 或氯。校准的电子质量计控制所有气流。釆用几个圆筒形收集探针。它们具有大约12咖直径，并 基本上与所有接种燃烧气流相互作用。火焰基本上是含有添加剂的内 圃筒形层流，并且^皮不含添加剂的同向流动相同火焰所包围。这种外 屏蔽火焰造成了内部火焰的均匀横断面并有助于稳定它。在燃烧器顶 部的下游的一定距离，各位置同时后燃烧，并且在性质上是类似的。 这在检验下游时间相关性，比如由不平衡火焰效应所导致的那些的研
究中是有价值的。探针是具有用于气冷或水冷的中心通道的Inconel-600 不锈钢，并且在厚壁内具有内置热电偶以监控表面温度。每一个用2 微米厚的铂的箔片的表面非常紧密地包覆。这些探针水平地安装在垂 直热气体火焰流中，该燃烧器通过计算机控制的步进电动机升高或降 低。这样，样品可以在不同的下游时间收集。在目前用这些特定探针 检验的丙烷火焰中，这些时间一般是在5-15毫秒的范围内。探针温 度在55 - 375匸范围内改变。
重要的附加实验已经采用了可以内部加热的探针。它也 是Inconel-600不锈钢，具有内部加热元件，用于气冷的通道和内置 热电偶。此类探针可用于实施更真实模拟冷却器排气化学性质的许多 实验。它们在大约0. l秒的下游时间用于燃烧过的火焰气体，到此时， 气体已经明显冷却，自然的火焰原子和基团已经广泛地衰变。通过加热探针，用于在冷却器排气中形成氧化物和硫酸 盐的真实下阈值温度可以与任何硫相关性的检验一起评价。还有，通
过首先获得已知量的在这种探针上的硫酸汞或氧化汞沉积物，然后可 以熄灭火焰，用痕量分子氯或氯化氢在氮气中的冷流来代替。该探针 然后可以加热到各种温度。这样，测定随氯类型(分子氯或氯化氢)， 它的浓度和表面温度而变的氧化物或疏酸盐沉积物的转化率。分析技术的强力组合提供了该沉积和转化过程的基本上 的总体分析。使用Nicolet Magna 850 Series II傅立叶变换拉曼光 谱计来获得白色或黄色的任何沉积物的光谱。图l说明了它在这方面 的值。对于深色和用傅立叶变换拉曼光镨计(FT Raman)仅产生了黑 体连续光谱的样品，采用X射线分析。如图2所示，使用BruckerD8 高温粉末X射线衍射仪。X射线衍射仪不仅记录了如图2所示的光谱， 而且还能够观察随时间而变的样品，如果它被逐渐加热到其它温度。在表面保持在极低温度下的火焰研究中，还使用Orion 氯离子电极来测定可能保留在表面上的任何氯化汞。在排气和表面处 于200X:以上的正常情况下，二氯化汞几乎立即从表面上升华掉。为了评价氧化汞、硫酸汞和二卣化汞的热稳定性，多个实验已经采用了 Mettler TGA/sDTA 851e热重量分析仪。它能够通过 规定的温度程序或在一个等温条件下检查材料的稳定性。这粗略地指 示了这些分子在相对静止的流动环境中的预期寿命。相对于实际流动系统，它们构成了上限值，并且可以用 排气流速的实际数值来一定程度改变。虽然如此，它们可用于设计实 验来确定硫酸盐或氧化物形成通道的操作范围的最高温度。然而，已 经发现，上限操作温度一般不通过硫酸盐或氧化物的热稳定性所控制。 在许多燃烧系统中，剩余的痕量的未燃烧的一氧化碳和氢可以与沉积 物反应，将它再还原为具有控制作用的元素汞。就是这种在对二氯化 物的转化和还原为元素汞的速率之间的动态竟争控制了可能的温度范 围的上限的确切值。在煤燃烧器中，烟道气一般可以含有1 - 20ppbv的原子 汞，10-100ppmv的氯化氢和大约300 - 3000ppmv的二氧化多充。这些 水平显然是很近似的。但说明，浓度次序通常是硫的浓度比氯高得多， 氯的浓度比汞高得多。而且，燃料氯转化成大约90%氯化氢和在附近 燃烧过的气体中的10%原子氯。到这时，这达到了冷却排气，它几乎 全部是氯化氢，仅有大约l。/。的分子氯。在200 - 25or;下使痕量的这两种气体在石危酸汞和氯的
沉积物上流过的实验证实氯化氢起了主要的作用。该硫酸盐不受分子 氯影响，由该反应的热动力学所预测的事实。因此，在该方法在偶然 无氯的系统中的任何替代应用中，在进行这些低水平的添加之前，需 要在氯化氢和分子氯添加之间的适当选择，以有利于转化化学过程。本研究的结果指示，对于氧化物和硫酸盐形成来说，汞 的沉积速率以线性分数相关性随汞的添加量(一级)而改变。测定的 速率(按在沉积物中的汞的重量/小时计)与表面材料(不锈钢或铂) 无关，并且无论是形成氧化物还是硫酸盐，均是相同的。原子汞流入 到表面显然是主要控制参数之一。事实上，按分子基准的汞的沉积速 率与碱金属的沉积速率非常相似，虽然它具有高得多的原子量。没有在该表面上直接形成了二氯化汞的指征。它很可能是由用作它的前体的硫酸盐或氧化物在表面上形成的二级产物。这很 可能是它们的更高热稳定性的结果，提供了在对于挥发性很高的二氯 化物来说太高的温度下在表面上的延长寿命。 —般，在大约5-15毫秒的下游时间下插入未加热的探 针。虽然火焰气体在这些时间下接近化学平衡，但这些实验不严格地 是温度仅仅为大约几百度的正常排气的有效评价，并且是在更长的下 游时间下。因此，虽然采用在反应区下游不远的火焰气体确定了化 学机理，但用更冷的排气运行该方法的温度不得不通过另外的实验来
测定。虽然在贫燃料丙烷火焰中在60x:的探针上在io毫秒下游时间 时获得了氧化物和硫酸盐的沉积，但这在更冷的排气中可能不会发生。 在较冷的排气中，较高的表面温度是必要的，以便克服该形成化学过 程可能具有的任何表面能障。在这方面，已经在冷排气中用位于大约
0. 1秒下游的加热探针进行试验。与让痕量的氯化氢或分子氟在硫酸盐或氧化物在相同加 热的探针上的沉积物上方流过的那些实验一道，这些实验是及其重要 的，构成了实际系统的近似模拟。它们精确地确定了其中为了获得最 佳性能必须位于排气流中的流动设备的必要温度范围。在诱发硫酸汞沉积的系统中，存在比氧化物(无硫的情 况)更大的操作范围。下限通过该形成化学过程来控制，需要大约150
x:的温度来克服形成活化能。能够将硫酸盐沉积物再化学还原为元素 汞的两个方面，即热离解速率和潜在反应速率控制了上限。在来自贫 燃料的燃烧器的冷却排气中，似乎仍然包含了相当低的痕量浓度的一 氧化碳和分子氧。在所测试的本系统中，这些痕量的潜在还原剂比与 热离解速率有关的问题更需要加以控制。因此，在快速将硫酸盐转化
二氯化物的氯化氢和将该沉积物复原为元素汞的这些还原反应之间存
在动力学竟争。这控制了温度上限，其在本实验系统中似乎接近约300 1C。在150 - 3001C的该范围内，热离解速率可忽略。燃烧当量比的富 氧度越高，该上限温度可以升高得越多。用来自富燃料火焰的更还原的排气的实验清楚地说明了这方面。在这些条件下，对于任何收集温
度，硫酸盐或氧化物的沉积不是明显的。用150 - 300C的起效范围， 二氯化汞形成和汽化是快速的，并且不是速度控制参数。如果因为任 何原因该系统缺乏燃料氯，在该设备的前面可以添加痕量的氯化氢， 以促进该转化。在不含^L的系统中，可以产生氧化汞沉积。氧化物沉积 同样似乎不通过它们的热稳定性而是通过它们的被可以存在于排气中 的任何痕量还原气体还原的容易性来控制。虽然在上游燃烧过的气体 中可以容易地获得沉积，但对于它在下游排气中在较冷的温度下的形 成具有化学能阈。结果，在目前测试的系统中，氧化物沉积可得到的 起效范围似乎较窄。这集中在200X:士大约25"C的范围。因此，在某 些情况下，具有潜在更宽的温度范围的硫酸盐通路是更有吸引力的， 即使在无硫系统中。因此，本发明包括了可以有效地从任何燃烧或高温过程 的冷却烟道排气中除去痕量的气体汞的方法和装置。汞被转化为气体 二氯化汞。由于是水溶性的，后者的排放可以通过洗涤来控制或减少。 该方法通过第一次确定和认识到可以在这些系统中将气体原子汞转化 为气体二氯化汞的不均匀化学过程而得到。现在可以提出关于该排放问题的工程解决办法。这包括 插入到排气系统的一定位置的流动改性器，在该位置，在含有痕量的 硫的气流中，温度已经降低到低于约300X:，在无硫排气中，低于约 250匸，但仍然等于或高于约150X:。它被设计成具有相对于该气流的
大的表面积并且搅动该气流以确保在通过气流道的过程中烟道气的所 有组分与其表面相互作用几次。气体原子汞已经表明在含有痕量硫的系统中作为硫酸 汞，或者如果无硫的话，作为氧化汞，有效地沉积在这些表面上。这 些沉积物的任何一种然后受到痕量的氟化氢，以及在后一种情况下的 氯，即通常存在于此类烟道气中的气体的猛烈攻击。这将该沉积物转 化为二氯化汞，易挥发的化合物，后者快速地升华到气流中。如上所述，流动改性器材料的性质不是严格要求的。至二氯化物的转化及其升华的速率取决于烟道气温度以 及氯化氢和分子氯气体的痕量浓度水平。在以上提出的温度范围内， 它们正常不是控制参数。优化该转化所需的该阻流板的必要表面积、 尺寸、位置和长度将取决于特定应用及其操作温度。对于煤、生物质，油页岩，泥煤，木材，城市和医院废 物和火葬场燃烧器，在烟道中通常存在足够的氯来转化汞沉积物。在
无氯的某些高温工艺比如金属熔炉中，有必要添加痕量的氯化氢或分 子氯，使得它们的浓度刚好在该设备的上游在烟道气区域中处于ppm 水平。在其中希望调用硫酸盐中间体的更宽的温度范围的无硫 系统中，同样地，可以刚好在该设备的上游添加痕量的二氧化硫。在 排气比起效温度范围更冷的系统中，有必要将插入的阻流板或气体加 热到所需的温度。除了定期除去任何潜在的飞尘积聚物以外，该系统 预期可以无维修运行。现在参考图3，烟囱31排放来自燃烧器、锅炉、加热器、 蒸汽发生器等的排气。此类排气包括汞和/或汞化合物，氯和/或氯化 合物以及硫和/或硫化合物。将阻流板32安置在烟囱的排气流中。该阻流板32优选
以便于促进气体分子在其上撞击的方式设计。也就是说，该阻流板优 选具有与排气接触的大量表面积。此类阻流板可以根据公知原理来制造。如上所述，排气中的汞和/或汞化合物，氯和/或氯化合 物以及硫和/或硫化合物推动了二氯化汞在阻流板32的表面上的形 成。二氯化汞然后从阻流板32上升华，再度进入排气流中。因为二氯化汞是水溶性的，所以设置在烟囱31内的阻流 板32下游的水洗器33从排气中洗出二氯化汞，从而减少了排气中的
不希望有的汞排放物。在不偏离本发明的精神和范围的情况下，本领域的普通技术人员可以做出许多变化和改良。因此，必须要理解的是，示例性 实施方案仅仅为了举例的目的而给出，不应当作限制由以下的权利要 求书所定义的本发明。例如，虽然权利要求的要素以下按一定的组合 阐明，但必须明确理解的是，本发明包括了更少、更多或不同要素的 其它组合，它们在本文中被公开，即使最初没有以这种组合来要求。在本说明书中用于描述本发明及其各种实施方案的词语 不仅以通常定义的含义来理解，而且通过在本说明书中的特殊定义包 括了超出了通常确定的含义的范围的结构、材料或作用。因此，如果 在本说明书中一个要素能被理解为包括一个以上的含义，那么它在权 利要求中的使用 一定被理解为对于由说明书和词语本身所支持的所有 可能含义是通用的。因此，以下权利要求书的词语或要素的定义在本说明书 中定义为不仅包括按照字面阐明的要素的组合，而且包括了以基本相 同的方式，完成了基本相同的功能，从而获得了基本相同结果的所有 同等结构、材料或作用。在该意义上，因此预期，对于在以下权利要 求书中的任何一个要素，可以进行两个或多个要素的同等替代，或者， 在一个权利要求中， 一个要素可以替代两个或多个要素。虽然要素在 本文可以被描述为以某些组合起作用和甚至最初照此来要求，但要明 确理解的是，所要求的组合的一个或多个要素在某些情况下可以从该 组合中被除去，以及所要求的组合可以涉及子组合或子组合的变型。如由本领域的普通技术人员所观察到的，现在已知的或 者后来设计的所要求的主题的非实质性变化被特意地考虑，同样是在 权利要求书的范围内。因此，本领域的普通技术人员现在或后来已知 的明显替代被确定为在所定义的要素的范围内。该权利要求书因此被认为包括了在本文具体地举例说明 和描述了的内容，概念上等同的内容，可以明显替代的内容以及基本
上引入了本发明的实质理念的内容。因此，这些和其它改变和增加是本领域的技术人员所显 而易见的，可以用来使本发明适用于各种不同应用。不用说，在不偏离本发明的精神的情况下，在权利要求书的范围内可以对所述特定结 构做出改变。应该理解的是，本文所述和在附图中所示的用于减少排 气中的汞排放物的示例性方法和装置仅仅代表了本发明的目前优选的 实施方案。固然，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以对这 些实施方案做出各种改变和增加。例如，可以发现可通过洗涤或类似 方法除去的除了二氯化汞以外的中间体汞化合物。此外，本发明的原 理可以延伸到废气排放物的各种其它组分的去除等等。因此，这些和其它改变和增加是本领域的技术人员所显 而易见的，可以用来使本发明适用于各种不同应用。不用说，在不偏 离本发明的精神的情况下，在权利要求书的范围内可以对所述特定结 构做出改变。
权利要求
1、用于减少排气中的汞排放物的设备，该设备包括设计用于布置在排气流内以便促进汞化合物在其上形成以及设计成有利于汞化合物的升华的表面，其中该表面是排气流动改性器的表面，设置在与该排气接触的排气流内，并且具有足够大的面积以有效地使来自排气中的大部分汞沉积在表面上，其中该表面包括金属和陶瓷材料的至少一种，并且其中流动改性器被设计成增强气流中汞原子的气体-表面碰撞频率。
2、 如权利要求1所述的设备，其中表面被设计成有利于硫酸汞在 其上的沉积。
3、 如权利要求1所述的设备，其中表面被设计成有利于硫酸汞在 其上的沉积和沉积的硫酸汞随后至二氯化汞的转化。
4、 如权利要求1所述的设备，其中表面被设计成有利于氧化汞在 其上的沉积。
5、 如权利要求1所述的设备，其中表面被设计成有利于氧化汞在 其上的沉积以及沉积的氧化汞随后至二氯化汞的转化。
6、 如权利要求1所述的设备，其中表面至少部分由阻流板来确定， 该阻流板被设计成增强气流中汞原子的气体-表面碰撞频率。
7、 如权利要求l所述的设备，进一步包括氯和/或硫注射系统， 它被设计成在排气接触表面之前将分子氯或原子氯或氯化氢或二氧化 硫气体注入到排气中。
8、 如权利要求1所述的设备，进一步包括用于从排气中除去升华 的二氯化汞的洗涤器。
9、 如权利要求1所述的设备，进一步包括用于从排气中除去升华 的二氯化汞的水洗器。
10、 用于减少排气中的汞的排气系统，该排气系统包括 排气烟道；设计成促进汞化合物在其上沉积的在排气烟道内的表面，该表面 被设计成有利于二氯化汞的升华，其中该表面是排气流动改性器的表 面，设置在与该排气接触的排气流内，并且具有足够大的面积以有效 地使来自排气中的大部分汞沉积在表面上，其中该表面包括金属和陶 瓷材料的至少一种，并且其中流动改性器被设计成增强气流中汞原子 的气体-表面碰撞频率；和被设计成有利于从排气中洗涤掉升华的汞的洗涤器。
11、 以从排气中有效除去汞的比例将排气中的汞连续地转化为二 氯化汞的方法，该方法包括在大约150到300r的温度下，使大部分排气接触一个或多个钢 二维阻流板表面，其中汞化合物沉积在钢表面上并且从表面上升华为 挥发性二氯化汞回到排气中；以及洗涤排气以除去二氯化汞。
12、 如权利要求11所述的方法，其中使大部分排气接触包括使大 部分排气接触由不需要再生的材料组成的钢二维阻流板表面。
13、 如权利要求11所述的方法，其中使大部分排气接触包括使大 部分排气接触一个或多个流动改性表面以增强气体/表面接触，并且该 表面设置在排气流内的固定位置上，其中排气保持一个或多个钢表面在大约150到300X:的温度。
14、 如权利要求11所述的方法，其中使大部分排气接触包括使大部分排气接触一个或多个流动改性阻流板，其中相应的一个或多个钢表面的温度被冷却到大约150到3001C的温度。
15、 如权利要求11所述的方法，其中使大部分排气接触包括使大 部分排气接触一个或多个流动改性阻流板，其中钢表面的温度被加热 到大约150到300匸的温度。
16、 如权利要求11所述的方法，当硫没有以超过汞浓度的浓度存 在于气流中时，所述方法进一步包括在接触步骤之前将硫以其化学形 式的一种加入到排气中的步骤。
17、 如权利要求11所述的方法，当氯没有以超过汞浓度的浓度存 在于气流中时，所述方法进一步包括在接触步骤之前将氯以其化学形 式的一种加入到排气中的步骤。
18、 如权利要求11所述的方法，其中洗涤步骤包括水洗或化学干洗。
19、 如权利要求11所述的方法，其中使大部分排气接触包括使大 部分排气接触一个或多个设置在排气流内的固定的钢二维阻流板表 面，以便提高表面和排气之间的分子相互作用的频率。
20、 如权利要求19所述的方法，其中使大部分排气接触包括使基 本上所有排气流动到一个或多个空间上固定的钢二维阻流板表面上。
21、 以有效比例将排气中的汞连续地转化为二氯化汞的方法，该方法包括以下步骤使大部分排气与至少一个具有大约150到300C温度的钢二维阻 流板表面接触；在至少一个固定的钢表面上沉积汞化合物；使沉积的汞化合物转化为二氯化汞；以及使在至少一个钢表面上的二氯化汞升华回到排气中。
全文摘要
排气中的汞排放物被减少。在表面上由排气中的大部分汞形成二氯化汞。该二氯化汞从表面上升华，以及随后从排气流中除去升华的二氯化汞。
文档编号B01D53/64GK101549232SQ20091013885
公开日2009年10月7日 申请日期2004年4月14日 优先权日2003年5月1日
发明者K·斯克菲尔德 申请人:加利福尼亚大学董事会