用于污染物螯合的具有无定形卤素物种的吸附剂组合物的制作方法

文档序号:12147527阅读:298来源:国知局
本申请要求作为于2015年8月14日提交的美国专利申请系列号14/826,872的继续部分申请的优先权,其以其整体并入本文作为参考。
技术领域
本公开涉及用于从流体螯合(隔离,sequestration)污染物、例如用于从烟道气流(fluegasstream)螯合重金属的吸附剂组合物的领域。
背景技术
:用于减少来自例如燃煤锅炉的汞排放物的更严格的规定迫使开发改善的吸附剂材料,以螯合汞且将其从排放流除去到至少满足规定性界限所要求的水平。一种这样的吸附剂材料是基于粉末状活性炭(PAC)的,且存在改善所述吸附剂能力以实现从烟道气流更高水平的汞捕获的需要。关于该方面,将卤素与煤一起注入或者将卤素盐例如卤化物盐加入到吸附剂的表面已被证实增强了汞捕获。因此,卤素在吸附剂组合物中的应用是用于将汞氧化成可被捕获的形式的主流技术,例如公开于Wong等人的美国专利申请公布2013/0109562中,其以其整体并入本文作为参考。在一些情形中,吸附剂组合物包括10重量%或更多的卤素。在一些情形中,卤素独立于吸附剂加入,如在Pollack等人的美国专利No.8,309,046中那样,其也以其整体并入本文作为参考。技术实现要素:为了螯合汞而加入卤素盐(例如将卤化物盐加入到吸附剂组合物)大概增强单质气相汞向更强地被螯合于吸附剂的孔中的阳离子物种(物质,species)的氧化。然而,据信汞的氧化和螯合程度受到卤素盐的反应性的限制。据信卤素盐对汞氧化的反应性可受到所述盐的多个方面例如组成、微晶尺寸/表面积、挥发性、在吸附剂孔网络内的位置、受到烟道气成分例如酸性气体(比如SO3和NO2)的中毒和/或活性卤素部分对吸附剂表面的键合强度的限制。已经发现,与固体吸附剂结合的无定形的(例如,非晶的)卤素的使用产生不寻常的吸附剂组合物,其相比于用基本上结晶形式的卤化物盐处理的相同的基础吸附剂(basesorbent)展现出增强的从烟道气流的重金属除去。具体地,已经发现利用包括卤素物种和酸的酸性卤素溶液形成吸附剂组合物导致相比于使用常规方法制备的类似吸附剂组合物显著改善的重金属(例如汞)的螯合。该途径据信对大范围的酸、卤化物盐和吸附剂有效。在一种实施方式中,公开了吸附剂组合物的制造方法。该方法包括如下步骤:使固体吸附剂与酸性卤素溶液接触,该酸性卤素溶液包括酸和得自卤化物盐的卤素物种。接触步骤形成包括固体吸附剂和卤素物种的吸附剂组合物。许多表征(特征化,characterization)、改进和另外的特征适用于吸附剂组合物的制造方法的这种实施方式。这些表征、改进和另外的特征单独地或者以任何组合适用于吸附剂组合物的制造方法的这种实施方式。在一种表征中,酸性卤素溶液包括无机酸。例如,无机酸可选自硫酸、磷酸、硝酸、盐酸及其组合。在一种具体的表征中,无机酸包括硫酸。在另一具体的表征中,无机酸包括磷酸。在另一表征中,卤素物种包括选自溴、氯、碘及其组合的卤素。在进一步的表征中,卤化物盐包括卤素阴离子和选自锂、钠、钾、钙、镁、铵、烷基铵、氢及其组合的阳离子。例如,卤素物种可包括溴,且卤化物盐可选自溴化钠、溴化铵及其组合。固体吸附剂可选自二氧化硅、硅酸盐、碳质材料及其组合。在某些表征中,固体吸附剂包括碳质材料。在该表征的进一步改进中,碳质材料得自煤,且可得自褐煤。在一种改进中,固体吸附剂包括粉末状活性炭。在某些表征中,期望吸附剂组合物的(例如固体吸附剂的)中值平均粒度(D50)相对小。在一种表征中,固体吸附剂具有不大于约25μm的中值平均粒度(D50)。在另一表征中,固体吸附剂具有相对高的总孔体积。在一种表征中,固体吸附剂具有至少约0.2cc/g的总孔体积。在另一表征中,固体吸附剂具有相对高的总表面积。在一种表征中,固体吸附剂具有至少约350m2/g的表面积。使固体吸附剂与酸性卤素溶液接触的步骤可使用许多技术实施。在一种表征中,所述方法包括如下步骤:在使固体吸附剂与酸性卤素溶液接触之前,形成包括卤素物种的酸性卤素溶液。在一种表征中,形成酸性卤素溶液的步骤包括:将卤化物盐溶解于含水溶剂中以形成含水卤化物盐溶液,且之后将所述酸与所述含水卤化物盐溶液合并。在一种表征中,所述接触步骤包括将酸性卤素溶液喷雾(喷射,spray)到固体吸附剂上。无论如何,酸性卤素溶液中的卤素物种对酸的摩尔比可为不大于约10:1、例如不大于约8:1、例如不大于约5:1或者甚至不大于约2:1。在另一表征中,酸性卤素溶液中的卤素物种对酸的摩尔比为至少约1:2。在进一步的表征中,使固体吸附剂与酸性卤素溶液接触的步骤包括如下步骤:将卤化物盐分散到固体吸附剂上,且之后使卤化物盐和固体吸附剂与酸接触以在固体吸附剂上形成包含酸和卤素物种的酸性卤素溶液。在一种改进中,将所述卤化物盐分散到所述固体吸附剂上的步骤包括掺和卤化物盐的干燥粒子和固体吸附剂。在另一改进中,将所述卤化物盐分散到所述固体吸附剂上的步骤包括使卤化物盐的基本上非酸性的卤素溶液与固体吸附剂接触。在另一表征中,使固体吸附剂与酸性卤素溶液接触的步骤包括如下步骤:使固体吸附剂与酸接触以形成经酸处理的固体吸附剂,且将卤化物盐分散到经酸处理的固体吸附剂以形成酸性卤素溶液。在一种改进中,将卤化物盐分散到经酸处理的固体吸附剂的步骤包括掺和卤化物盐的干燥粒子和经酸处理的固体吸附剂。在另一改进中,将卤化物盐分散到经酸处理的固体吸附剂上的步骤包括使卤化物盐的基本上非酸性的卤素溶液与经酸处理的固体吸附剂接触。在另一表征中,所述方法进一步包括将至少第二卤化物盐加入到固体吸附剂的步骤。在另一表征中,吸附剂组合物包括不大于约30重量%的卤素物种。在又一表征中,吸附剂组合物包括至少约0.5重量%的卤素物种。在另一表征中,所述方法进一步包括将酸性气体试剂加入到吸附剂组合物的步骤。在另一表征中,所述方法进一步包括将流动助剂加入到所述吸附剂组合物的步骤。在另一实施方式中,公开了吸附剂组合物。吸附剂组合物包括固体吸附剂和与固体吸附剂结合的卤素物种,其中卤素物种以基本上无定形的形式在固体吸附剂上。许多表征、改进和另外的特征适用于吸附剂组合物的这种实施方式。这些特点、改进和另外的特征单独地或者以任何组合适用于吸附剂组合物的这种实施方式。在一种表征中,吸附剂组合物通过以上描述的方法形成。例如,卤素物种可通过使至少第一卤化物盐与酸接触而得到。在一种改进中,与固体吸附剂结合的卤素物种分散于所述酸中。在另一改进中,所述酸为无机酸,例如选自硫酸、磷酸、硝酸、盐酸及其组合的无机酸。在又一改进中,吸附剂组合物包括无机酸的共轭盐。在又一改进中,吸附剂组合物包括选自硫酸根、硫酸氢根、磷酸根、磷酸氢根、磷酸二氢根、硝酸根、氯根阴离子(chlorideanion)及其组合的阴离子。例如,无机酸可包括硫酸,且吸附剂组合物可包括选自硫酸根、硫酸氢根及其组合的多原子阴离子(polyatomicanion)。在另一实例中,无机酸包括磷酸,且吸附剂组合物包括选自磷酸根、磷酸氢根、磷酸二氢根及其组合的多原子阴离子。在另一表征中,卤素物种选自溴、氯、碘及其组合。例如,在一种表征中,当卤素物种通过使至少第一卤化物盐与酸接触而得到时,第一卤化物盐包括卤素阴离子和选自锂、钠、钾、钙、镁、铵、烷基铵、氢及其组合的阳离子。在另一表征中,卤素物种包括溴。例如,当卤素物种是通过使至少第一卤化物盐与酸接触而得到时,第一卤化物盐可选自溴化钠、溴化铵及其组合。在另一表征中,吸附剂组合物包括至少约0.5重量%的卤素物种。在一种改进中,吸附剂组合物包括至少约5重量%的卤素物种。在另一表征中,吸附剂组合物包括不大于约30重量%的卤素物种,且在一种改进中,吸附剂组合物包括不大于约15重量%的卤素物种。在另一表征中,吸附剂组合物包括至少约3重量%的水分,且在一种改进中,吸附剂组合物包括至少约8重量%的水分。在另一表征中,吸附剂组合物包括不大于约15重量%的水分。在吸附剂组合物的另一表征中,固体吸附剂选自氧化铝、二氧化硅、硅酸盐、碳质材料及其组合。在一种改进中,固体吸附剂包括碳质材料,例如,其中碳质材料得自煤。在一种具体的改进中,碳质材料得自褐煤。在另一改进中,固体吸附剂包括粉末状活性炭。在吸附剂组合物的另一表征中,固体吸附剂具有不大于约30μm的中值平均粒度(D50),且在该表征的进一步的改进中,固体吸附剂具有不大于约15μm的中值平均粒度。在吸附剂组合物的另一表征中,固体吸附剂具有至少约0.2cc/g的总孔体积。在吸附剂组合物的另一表征中,固体吸附剂具有至少约350m2/g的表面积。在又一表征中,吸附剂组合物进一步包括与固体吸附剂结合的至少第二卤素物种。在又一表征中,吸附剂组合物进一步包括酸性气体试剂。例如,酸性气体试剂选自氢氧化铝、氧化锌、硫酸铵、硫酸氢铵、碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化镁、碳酸镁、碳酸氢镁、尿素、尿素衍生物、金属氢氧化物、铵化合物及其组合。在一种具体的表征中,酸性气体试剂包括氢氧化铝。在一种改进中,吸附剂组合物包括至少约1重量%的酸性气体试剂且不大于约20重量%的酸性气体试剂。在另一表征中,吸附剂组合物进一步包括流动助剂。在一种改进中,流动助剂选自石墨、云母、滑石、二氧化硅、硬脂酸盐、粘土、硅藻土及其组合。在一种具体的改进中,流动助剂包括石墨。在另一具体的改进中,流动助剂包括云母。在另一实施方式中,公开了用于处理烟道气流以从烟道气流除去污染物的方法。所述方法可包括使燃料燃烧,所述燃料的燃烧产生包括包含于烟道气流中的至少一种污染物的烟道气流。使所述烟道气流与固体吸附剂组合物接触,其中所述接触将所述至少一种污染物的至少一部分氧化以形成氧化的污染物。在接触步骤之后,将固体吸附剂组合物从烟道气流分离。固体吸附剂组合物包括固体吸附剂和与固体吸附剂结合的卤素物种,其中所述卤素物种以基本上无定形的形式在固体吸附剂上,且其中固体吸附剂螯合氧化的污染物。许多表征、改进和另外的特征适用于用于处理烟道气流以从烟道气流除去污染物的方法的这种实施方式。这些特点、改进和另外的特征单独地或者以任何组合适用于用于处理烟道气流以从烟道气流除去污染物的方法的这种实施方式。在一种表征中,卤素物种通过使至少第一卤化物盐与酸接触而形成。在一种改进中,与固体吸附剂结合的卤素物种分散于所述酸中。所述酸可为无机酸,例如选自硫酸、磷酸、硝酸、盐酸及其组合的无机酸。在这方面,吸附剂组合物可包括无机酸的共轭盐。在另一表征中,吸附剂组合物包括选自硫酸根、硫酸氢根、磷酸根、磷酸氢根、磷酸二氢根、硝酸根、氯根及其组合的阴离子。在一种具体的改进中,无机酸包括硫酸。在该改进中,吸附剂组合物可包括选自硫酸根、硫酸氢根及其组合的多原子阴离子。在另一表征中,无机酸包括磷酸。在该改进中,吸附剂组合物可包括选自磷酸根、磷酸氢根、磷酸二氢根及其组合的多原子阴离子。在用于处理烟道气流以从烟道气流除去污染物的方法的另一表征中,卤素物种选自溴、氯、碘及其组合。当卤素物种通过使至少第一卤化物盐与酸接触而形成时,第一卤化物盐可包括卤素阴离子和选自锂、钠、钾、钙、镁、铵、烷基铵、氢及其组合的阳离子。在另一表征中,卤素物种包括溴。当卤素物种通过使至少第一卤化物盐与酸接触而形成时,第一卤化物盐可选自溴化钠、溴化铵及其组合。在另一表征中,吸附剂组合物包括至少约0.5重量%的卤素物种,且在一种具体的改进中,吸附剂组合物包括至少约5重量%的卤素物种。在另一表征中,吸附剂组合物包括不大于约30重量%的卤素物种,在一种具体的改进中,吸附剂组合物包括不大于约15重量%的卤素物种。在用于处理烟道气流以从烟道气流除去污染物的方法的另一表征中,吸附剂组合物包括至少约3重量%的水分,且在一种具体的改进中,吸附剂组合物包括至少约8重量%的水分。在另一表征中,吸附剂组合物包括不大于约15重量%的水分。在用于处理烟道气流以从烟道气流除去污染物的方法的另一表征中,固体吸附剂选自氧化铝、二氧化硅、硅酸盐、碳质材料及其组合。在一种具体的改进中,固体吸附剂包括碳质材料。在另一具体的改进中,碳质材料得自煤,例如得自褐煤。在一种改进中,固体吸附剂包括粉末状活性炭。在用于处理烟道气流以从烟道气流除去污染物的方法的进一步表征中,固体吸附剂具有不大于约30μm的中值平均粒度,且在该表征的进一步改进中,固体吸附剂具有不大于约15μm的中值平均粒度。在吸附剂组合物的另一表征中,固体吸附剂具有至少约0.2cc/g的总孔体积。在吸附剂组合物的另一表征中,固体吸附剂具有至少约350m2/g的表面积。在又一表征中,吸附剂组合物进一步包括与固体吸附剂结合的至少第二卤素物种。在又一表征中,吸附剂组合物进一步包括酸性气体试剂。例如,酸性气体试剂可选自氢氧化铝、氧化锌、硫酸铵、硫酸氢铵、碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化镁、碳酸镁、碳酸氢镁、尿素、尿素衍生物、金属氢氧化物、铵化合物及其组合。在一种具体的表征中,酸性气体试剂包括氢氧化铝。在一种改进中,吸附剂组合物包括至少约1重量%的酸性气体试剂且不大于约20重量%的酸性气体试剂。在另一表征中,吸附剂组合物进一步包括流动助剂。在一种改进中,流动助剂选自石墨、云母、滑石、二氧化硅、硬脂酸盐、粘土、硅藻土及其组合。在一种具体的改进中,流动助剂包括石墨。在另一具体的改进中,流动助剂包括云母。在又一改进中,所述至少一种污染物为汞。当参阅以下描述和所附的权利要求书时,另外实施方式以及这些实施方式的表征和改进对于本领域技术人员将为明显的。附图说明图1说明根据本公开的一种实施方式的用于处理烟道气以除去污染物的烟道气装置(联动装置,train)和方法的示意图。图2说明常规的吸附剂组合物和根据本公开的吸附剂组合物的x-射线衍射图案。图3是说明本文公开的某些吸附剂组合物从烟道气流除去汞的效能的数据图。具体实施方式在一种实施方式中,公开了吸附剂组合物的制造方法。所述方法可包括如下步骤:使固体吸附剂与酸性卤素溶液(其中酸性卤素溶液包括酸和得自卤化物盐的卤素物种)接触,以形成包括固体吸附剂和卤素物种的吸附剂组合物。公知的是,卤素(例如溴)在通过吸附剂(例如粉末状活性炭)捕获和螯合汞期间促进汞的氧化。然而,卤素可对加工设备有一些有害的影响。因此,期望在使用尽可能合理地少的卤素的同时获得卤素的氧化益处。已经令人意想不到地发现,当卤素物种得自卤化物盐且卤素物种是在酸存在下时,卤素物种的氧化性能增大。在酸存在下的卤素物种在本文中有时称为酸活化的卤素物种,应理解术语“酸活化的”不是指卤素物种增大的氧化性能背后的任何特定的机理或理论。按照前述方法可采用许多酸。所述酸可为有机酸或无机酸。当使用有机酸时,有机酸应该是相对强的酸(即具有相对低的酸离解常数),如pKa<2,例如草酸(pKa=1.2)。尽管有机酸可能是有用的,但是据信更期望使用无机酸(即矿物酸(inorganicacid))作为所述酸,且很多种无机酸在本方法中可为有用的。例如,无机酸可选自但不限于硫酸(H2SO4)、磷酸(H3PO4)、硝酸(HNO3)、盐酸(HCl)、以及这些酸和其它无机酸的混合物。该方法的尤其有用的酸包括硫酸和磷酸。在一种具体的表征中,所述酸包括磷酸。多种卤素可在该方法中使用。例如,卤素物种可包括选自但不限于溴、氯和碘(包括其组合)的卤素。在一种表征中,溴作为所述卤素可为尤其有效的。在另一表征中,采用碘作为所述卤素。在可能的组合中,采用溴和碘两者作为所述卤素可为尤其有效的。术语卤素物种包括这些元素的简单离子形式(例如卤化物盐)以及卤素的复杂形式例如含氧阴离子(oxyanion)盐(例如溴酸盐)。如以上指出的,酸活化的卤素物种得自卤素盐、例如得自包括卤素阴离子和阳离子的化合物。所述阳离子可为单一元素,例如其中阳离子选自锂、钠、钾、钙、镁、氢和这些阳离子的组合。所述阳离子也可为复杂的阳离子,例如其中阳离子包括铵或烷基铵。在一种具体的表征中,酸活化的卤素物种包括溴,且卤化物盐选自溴化钠(NaBr)和溴化铵(NH4Br)和这两种的组合。在另一具体的表征中,所述酸活化的卤素物种包括碘,且所述卤化物盐包括碘化钾(KI)。固体吸附剂可选自二氧化硅、硅酸盐和碳质材料以及这些吸附剂材料的组合。在具体的实施方式中,固体吸附剂包括碳质材料。例如,碳质材料可得自煤,且特别地,可得自褐煤。在另一表征中,固体吸附剂可包括粉末状活性炭(PAC)。PAC可由多种碳源(例如木材、椰子壳等)形成。在一种具体的实施方式中,固体吸附剂包括已经得自煤的PAC。得自煤的PAC可具有很多有利的形态(morphological)性质,例如高的表面积、高的总孔隙度和期望的孔尺寸特性,其对于汞螯合是有利的。固体吸附剂的中值平均粒度(D50)可相对小,尤其是当吸附剂组合物设计成用于从烟道气流捕获汞或其它重金属污染物时。在一种表征中,固体吸附剂的中值平均粒度不大于约50μm、例如不大于约30μm、或者甚至不大于约25μm。尤其是对于从烟道气流螯合汞,可期望采用具有不大于约20μm、不大于约15μm和甚至不大于约12μm的中值平均粒度。用另一种方式表征时,中值粒度可为至少约5μm、例如至少约6μm或者甚至至少约8μm。D50中值平均粒度可使用技术例如光散射技术(例如使用可从MicromeriticsInstrumentCorporation,Norcross,GA获得的SaturnDigiSizerII)测量。在一种表征中,固体吸附剂(例如PAC)具有相对高的总孔体积和良好控制的孔分布,特别是在介孔(即从宽度)和微孔(例如不大于宽度)中。良好控制的微孔和介孔分布对于从烟道气流有效地除去汞是期望的。尽管不希望受到任何理论的限制,但是据信介孔是用于将氧化的汞物种捕获和转移到微孔的主要结构,而微孔是用于螯合氧化的汞物种的主要结构。在该方面,固体吸附剂的总孔体积(微孔体积+介孔体积+大孔体积之和)可为至少约0.10cc/g,例如至少0.20cc/g、至少约0.25cc/g或者甚至至少约0.30cc/g。吸附剂的微孔体积可为至少约0.10cc/g、例如至少约0.15cc/g。此外,吸附剂的介孔体积可为至少约0.10cc/g、例如至少约0.15cc/g。在一种表征中,微孔体积对介孔体积的比率可为至少约0.7、例如0.9,且可为不大于约1.5。微孔体积相对于介孔体积的这样的水平可有利地使得能够通过所述固体吸附剂有效地捕获和螯合氧化的汞物种。孔体积可使用仪器例如TriStarIISurfaceAreaAnalyzer3020或者ASAP2020(MicromeriticsInstrumentsCorporation,Norcross,GA,USA)利用气体吸附技术(例如N2吸附)而测量。在另一表征中,固体吸附剂具有相对高的表面积。例如,固体吸附剂可具有至少约350m2/g、例如至少约400m2/g或者甚至至少约500m2/g的表面积。表面积可使用如下的Brunauer-Emmett-Teller(BET)理论而计算:其以在固体表面上物理吸附单层氮气分子为模型且充当用于测量材料的比表面积的分析技术的基础。BET表面积可使用MicromeriticsTriStarII3020或者ASAP2020(MicromeriticsInstrumentCorporation,Norcross,GA)而测量。按照所述吸附剂组合物的制造方法,使包括酸和卤素物种的酸性卤素溶液与固体吸附剂接触以形成吸附剂组合物。可以多种方式使酸性卤素溶液与固体吸附剂接触。例如,酸性卤素溶液可在与固体吸附剂接触之前形成,或者酸性卤素溶液可例如通过将酸和卤素物种单独加入到吸附剂而形成于固体吸附剂上。因此,在一种表征中,包括卤素物种的酸性卤素溶液在使酸性卤素溶液与吸附剂接触的步骤之前形成。在一种表征中,形成酸性卤素溶液的步骤包括:将卤化物盐溶解于含水溶剂(例如水)中以形成含水卤化物盐溶液,且之后将所述酸和卤化物盐溶液合并以形成酸性卤素溶液。替代地,可首先形成空白的(barren)酸性溶液(即基本上不含卤素的酸性溶液),且然后可向所述空白的酸性溶液加入卤化物盐以形成包括卤素物种的酸性卤素溶液。可使如此形成的酸性卤素溶液与吸附剂接触,例如用酸性卤素溶液涂覆吸附剂且将卤素物种分散到吸附剂上。例如,可将吸附剂浸在酸性卤素溶液中一段时间且然后将其从溶液分离,或者可将酸性卤素溶液喷雾到吸附剂上。据信控制酸和卤素物种在酸性卤素溶液中的相对量是有益的。例如,酸性卤素溶液中的卤素物种对酸的摩尔比可为不大于约10:1,例如不大于约8:1、不大于约5:1或者甚至不大于约2:1。然而,酸性卤素溶液中的卤素物种对酸的摩尔比可为至少约1:2。在另一实施方式中,使固体吸附剂与酸性卤素溶液接触的步骤可包括:将卤化物盐分散到固体吸附剂上,且然后使卤化物盐和固体吸附剂与酸(例如,没有卤素物种)接触以在固体吸附剂上形成包括酸和卤素物种的酸性卤素溶液。例如,可通过掺和卤化物盐的基本上干燥的粒子和固体吸附剂而将卤化物盐分散到固体吸附剂上。替代地,可使卤化物盐的溶液(例如其中使卤化物盐在水溶液中完全或者部分地溶解)与固体吸附剂接触以将卤化物盐分散到吸附剂上。在另一实施方式中,使固体吸附剂与酸性卤素溶液接触的步骤包括首先使固体吸附剂与酸接触以形成经酸处理的固体吸附剂,且然后将卤化物盐分散到经酸处理的固体吸附剂上以在固体吸附剂上形成包含酸和卤素物种的酸性卤素溶液。在该实施方式中,将卤化物盐分散到经酸处理的固体吸附剂上的步骤可包括掺和卤化物盐的干燥粒子和经酸处理的固体吸附剂,或者可包括使卤化物盐的溶液(例如基本上非酸性的水溶液)与经酸处理的固体吸附剂接触。可单独地或者以任何组合应用用于使固体吸附剂与酸性卤素溶液接触的前述途径的任意者。例如,可使包括卤素物种的酸性卤素溶液与已经具有一定浓度的与吸附剂结合(例如分散于吸附剂上)的卤化物盐的固体吸附剂接触。在这样的实例中,酸性卤素溶液中的卤素物种可与包含于卤化物盐中的卤素相同,或者可为不同的卤素。在另一实例中,所述方法也可包括例如在使包括卤素物种的酸性卤素溶液与固体吸附剂接触之前或之后向固体吸附剂中加入至少第二卤化物盐。在一种实施方式中,使酸性卤素溶液与吸附剂接触以将第一卤素物种沉积到吸附剂上。之后,使不同于第一卤素物种的第二卤素物种与酸活化的吸附剂接触,其中使所述第二卤素物种溶解于酸中、或者溶解于基本上非酸性的溶液中。在一个实例中,使吸附剂与酸性卤素溶液(例如在磷酸中的溴化钠溶液)接触,且之后使所述吸附剂与未经酸活化的第二卤素物种的溶液(例如在水中的溴化钾溶液)接触。在前述方法的一种改进中,所述方法可包括干燥吸附剂组合物、例如在使固体吸附剂与酸性卤素溶液接触之后干燥吸附剂组合物。例如,可施加该干燥步骤以将水分水平减少至期望范围。在一种表征中,干燥步骤包括干燥吸附剂组合物以实现不大于约8重量%的水分水平。无论如何,本文公开的方法和组合物的优点在于:吸附剂组合物可在相对低的卤素物种浓度下具有足够的效能(例如从烟道气流除去汞)。用另一种方式表征为,在相同的卤素物种浓度下,本文公开的吸附剂组合物相对于已知吸附剂(即其中尚未将卤化物盐暴露于酸的吸附剂)可具有改善的效能。在一个实例中,所述方法形成包括不大于约30重量%的卤素物种、例如不大于约20重量%的卤素物种、不大于约15重量%的卤素物种、和甚至不大于约12重量%的卤素物种、例如不大于约10重量%的卤素物种的吸附剂组合物。然而,对于大多数应用,所述方法将形成包括至少约0.5重量%的卤素物种、例如至少约1.0重量%的卤素物种、至少约2.0重量%的卤素物种、或者甚至至少约3.0重量%的卤素物种的吸附剂组合物。在一种实施方式中,卤素包括碘,且吸附剂组合物包括不大于约5重量%的碘,例如不大于约4重量%的碘和甚至不大于约3重量%的碘。已经发现,碘、尤其是如本文公开的酸活化的碘在吸附剂中即使以如此低的浓度也可具有高程度的效能。由于卤素物种的类型和性质可不同,因此考虑卤素物种的以卤素的摩尔浓度计的浓度也是有用的。在该方面,所述方法可形成包括不大于约0.375摩尔%的卤素物种、例如不大于约0.250摩尔%的卤素物种、不大于约0.188摩尔%的卤素物种、和甚至不大于约0.150摩尔%的卤素物种例如不大于约0.125摩尔%的卤素物种的吸附剂组合物。然而,在大多数应用中,吸附剂组合物将包括至少约0.00625摩尔%的卤素物种、例如至少约0.0125摩尔%的卤素物种、至少约0.025摩尔%的卤素物种、或者甚至至少约0.0375摩尔%的卤素物种。所述方法可包括向吸附剂组合物中加入其它添加剂例如以增强吸附剂组合物的其它特性。例如,所述方法可包括向吸附剂组合物中加入酸性气体试剂。替代地,或者除酸性气体试剂之外,还可向吸附剂组合物加入流动助剂。此外,可向吸附剂组合物加入催化性组分例如催化性金属。这样的酸性气体试剂、流动助剂和催化性组分将在下文更详细地进行讨论。本公开还涉及这样的吸附剂组合物:其对于从流体流螯合污染物例如重金属是尤其有用的,尤其是其中污染物通过卤素而氧化以促进其除去时、例如在从烟道气流除去汞中。所述吸附剂组合物包括固体吸附剂和与固体吸附剂结合的卤素物种,其中卤素物种以基本上无定形的(例如非结晶的)形式在固体吸附剂上。尽管本文公开的吸附剂组合物可通过前述方法、例如其中卤素物种通过使卤化物盐与酸接触而形成来制备,但是应理解这里所公开和主张的吸附剂组合物不限于通过该特定方法所制备的那些。如本文所使用的,术语无定形是指卤素物种在固体吸附剂上不具有清楚定义的形状或形式。这与在固体吸附剂上具有清楚定义的形式(例如形态)、尤其是使用技术例如X-射线衍射(XRD)可容易检测的基本上结晶形式的卤素物种形成对比。因此,当使用XRD对根据本公开的吸附剂组合物进行分析时,衍射图案不显示作为包括卤素的结晶固体的特征的相对尖锐的衍射峰。例如,如果卤素物种为溴且溴得自溴化钠,则XRD图案将不包含与结晶溴化钠的存在相关的相对尖锐的峰。如以上讨论的,吸附剂组合物可通过以上公开的方法而制备。即,卤素物种可通过使一种或多种卤化物盐与酸、例如与酸性溶液接触而形成。当卤素物种通过使卤化物盐与酸接触而形成时,卤素物种可在卤素物种与固体吸附剂结合时被分散于酸中。例如,卤素物种可分散于部分或者基本上完全涂覆固体吸附剂的酸中。如以上讨论的,酸可为有机酸或者无机酸,且在具体的实施方式中,酸为无机酸。无机酸可选自硫酸、磷酸、硝酸和盐酸以及这些酸的组合。在这些之中,硫酸和磷酸可为尤其有用的。因此,卤素物种可与无机酸组合分散于固体吸附剂的表面上。当将卤素物种与无机酸组合分散时,吸附剂组合物也可包括无机酸的共轭盐,即可包括由酸贡献(给出)的阴离子。这样的由酸贡献的阴离子可包括多原子或单原子离子,例如硫酸根(SO42-)、硫酸氢根(HSO4-)、磷酸根(PO43-)、磷酸氢根(HPO42-)、磷酸二氢根(H2PO4-)、硝酸根(NO3-)和氯根(Cl-)阴离子。例如,当无机酸包括硫酸(H2SO4)时,吸附剂组合物可包括硫酸根和/或硫酸氢根阴离子。在另一实例中,当无机酸包括磷酸(H3PO4)时,吸附剂组合物可包括磷酸根、磷酸氢根和/或磷酸二氢根阴离子。卤素物种可包括卤素元素例如氟、氯、溴和/或碘。在一个实例中,卤素物种选自溴、氯、碘及其组合。溴在本文所公开的吸附剂组合物中可为尤其有用的,例如对于氧化重金属污染物。在其它实例中,碘在吸附剂组合物中可为尤其有用的,尤其以相对低的浓度。如以上指出的,卤素物种可通过使一种或多种卤化物盐与酸接触而形成。这样的卤化物盐将典型地包括卤素阴离子和阳离子。例如,阳离子可选自锂、钠、钾、钙、镁、铵、烷基铵和/或氢。结果,这些阳离子也可存在于吸附剂组合物中、即在固体吸附剂上。在一个具体的实例中,卤素物种包括溴且卤素物种得自溴化钠和/或溴化铵。因此,当采用溴化钠时,卤素物种将包括溴且吸附剂组合物也将包括钠。当采用溴化铵时,卤素物种将包括溴且吸附剂组合物也将包括铵。在另一具体实例中,卤素物种包括碘且卤素物种得自碘化钾。如以上讨论的,本文所公开的吸附剂组合物的优点在于:所述组合物可在相对低的卤素物种浓度下具有足够的效能(例如从烟道气流除去汞)。用另一种方式表征为,在相同的卤素物种浓度下,本文公开的吸附剂组合物相对于已知吸附剂(即其中尚未将卤化物盐暴露于酸的吸附剂)可具有改善的效能。在一个实例中,吸附剂组合物包括不大于约30重量%的卤素物种、例如不大于约20重量%的卤素物种、不大于约15重量%的卤素物种、和甚至不大于约12重量%的卤素物种。然而,在大多数应用中,吸附剂组合物将包括至少约0.5重量%的卤素物种、例如至少约1.0重量%的卤素物种、至少约2.0重量%的卤素物种、或者甚至至少约5.0重量%的卤素物种。如以上指出的,当卤素物种包括碘时,吸附剂组合物可有利地包括不大于约5重量%的碘、例如不大于约4重量%的碘且甚至不大于约3重量%的碘。由于卤素物种的类型和性质可不同,因此考虑卤素物种的以卤素的摩尔浓度计的浓度也是有用的。在这方面,吸附剂组合物可包括不大于约0.375摩尔%的卤素物种、例如不大于约0.250摩尔%的卤素物种、不大于约0.188摩尔%的卤素物种、和甚至不大于约0.150摩尔%的卤素物种、例如不大于约0.125摩尔%的卤素物种。然而,在大多数应用中,吸附剂组合物将包括至少约0.00625摩尔%的卤素物种、例如至少约0.0125摩尔%的卤素物种、至少约0.025摩尔%的卤素物种、或者甚至至少约0.0375摩尔%的卤素物种。吸附剂组合物也可包括在固体吸附剂表面上的水分(例如水)。据信一定水平的水分对于帮助使氧化的汞溶解和促进其向吸附剂孔中的转移是期望的。在这方面,当卤素物种通过使卤化物盐与酸接触而得到时,水分可为酸性的(即酸性溶液)。在这方面,保证吸附剂组合物包括至少约3重量%的水分、例如至少约8重量%的水分可为有利的。然而,据信多于约15重量%的水分水平可对总的吸附剂行为、例如吸附剂组合物在吸附剂组合物输送期间的流动有害。所述水分水平可通过在已经使固体吸附剂与卤素物种由其得到的酸性卤素溶液接触之后采用干燥步骤、以及控制该干燥步骤的时间和/或温度而控制。固体吸附剂可选自对于污染物从流体流的螯合有用的已知吸附剂。按照本公开可使用的这样的固体吸附剂的具体实例包括氧化铝、二氧化硅、硅酸盐和碳质材料。在具体的实施方式中,固体吸附剂包括碳质材料,例如得自煤的碳质材料。在一个实例中,碳质材料得自褐煤,且在另一具体的实例中,固体吸附剂包括粉末状活性炭。如以上讨论的,固体吸附剂的中值平均粒度(D50)可相对小,尤其是当吸附剂组合物设计成用于从烟道气流捕获汞或者其它重金属污染物时。在一种表征中,固体吸附剂的中值平均粒度不大于约50μm、例如不大于约30μm、或者甚至不大于约25μm。对于一些应用,例如汞从烟道气流的螯合,可期望采用具有不大于约20μm、不大于约15μm、和甚至不大于约12μm的中值平均粒度的固体吸附剂。用另一种方式表征时,中值粒度可为至少约5μm、例如至少约6μm、或者甚至至少约8μm。增大的表面积可带来很多益处,其包括但不限于:增大汞对于与固体吸附剂表面结合的卤素物种的暴露、增加反应发生可利用的面积、和因此总体改善反应动力学。通常而言,卤素物种的存在将基本上不改变固体吸附剂的粒度,且固体吸附剂的中值粒度可认为等于吸附剂组合物的中值粒度。固体吸附剂(例如PAC)也可具有相对高的总孔体积和良好控制的孔分布、尤其是在介孔(即宽度)和微孔(即不大于宽度)中。良好控制的微孔和介孔分布对于从烟道气流有效除去汞是期望的。尽管不希望受到任何理论的限制,但是据信介孔是用于将氧化的汞物种捕获和转移到微孔的主要结构,而微孔是用于螯合氧化的汞物种的主要结构。在这方面,固体吸附剂的总孔体积(微孔体积+介孔体积+大孔体积之和)可为至少约0.10cc/g、例如至少0.20cc/g、至少约0.25cc/g、或者甚至至少约0.30cc/g。吸附剂的微孔体积可为至少约0.10cc/g、例如至少约0.15cc/g。此外,吸附剂的介孔体积可为至少约0.10cc/g、例如至少约0.15cc/g。在一种表征中,微孔体积对介孔体积的比率可为至少约0.7、例如0.9,且可为不大于约1.5。微孔体积相对于介孔体积的这样的水平可有利地使得能够通过固体吸附剂有效地捕获和螯合氧化的汞物种。在另一表征中,固体吸附剂具有相对高的表面积。例如,固体吸附剂可具有至少约350m2/g、例如至少约400m2/g或者甚至至少约500m2/g的表面积。表面积可使用如下的Brunauer-Emmett-Teller(BET)理论进行计算:其以在固体表面上物理吸附单层氮气分子为模型且充当用于测量材料的比表面积的分析技术的基础。按照前述内容,吸附剂组合物包括与固体吸附剂结合的至少一种卤素物种,其中该至少一种卤素物种以基本上无定形形式在固体吸附剂上。在一些实例中,吸附剂组合物包括在固体吸附剂上的多于一种的卤素物种。因此,除以基本上无定形的形式的第一卤素物种之外,吸附剂组合物还可包括在固体吸附剂上的至少第二卤素物种。第二卤素物种也可是以基本上无定形形式的,即其中第二卤素物种也通过使包含第二卤素的卤化物盐(例如第二卤化物盐)与酸接触而得到。在另一实例中,第二卤素物种以结晶或者部分结晶的形式存在于固体吸附剂上。例如,可形成包括如以上讨论的以基本上无定形的形式在固体吸附剂上的卤素物种的吸附剂组合物。之后,可将第二卤素物种例如通过将该吸附剂组合物与第二卤化物盐干式掺和而引入到吸附剂组合物。因此,吸附剂组合物将包括无定形的卤素物种,且也将包括以第二卤化物盐形式的第二卤素物种。本文公开的吸附剂组合物可包括其它添加剂,例如用于改善吸附剂组合物在不同操作条件下施加时的效能的添加剂。仅举例来说,吸附剂组合物也可包括这样的酸性气体试剂:其被选择成改善吸附剂组合物在酸性气体(例如可在从燃煤锅炉散发出的烟道气流中发现的那些)存在下的效能。例如,酸性气体试剂可包括以下的一种或多种:氢氧化铝、氧化锌、硫酸铵、硫酸氢铵、碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化镁、碳酸镁、碳酸氢镁、尿素、尿素衍生物、金属氢氧化物和铵化合物。在一个具体的实例中,吸附剂组合物包括作为酸性气体试剂的氢氧化铝。吸附剂组合物可包括例如至少约1重量%的酸性气体试剂且不大于约20重量%的酸性气体试剂。在另一实例中,吸附剂组合物也包括这样的流动助剂:其被选择成改善吸附剂组合物例如在吸附剂组合物的气动输送期间的流动性。示例性的流动助剂包括石墨、云母、滑石、二氧化硅、硬脂酸盐、粘土和硅藻土。在具体的实例中,流动助剂包括石墨和/或云母。在另一实例中,吸附剂组合物可包括辅助催化剂组分,其包括至少一种选自催化性金属、催化性金属的前体、催化性金属化合物、催化性金属化合物的前体及其组合的成分。例如,催化剂组分可包括催化性金属或者催化性金属的前体,其中所述催化性金属选自Fe、Cu、Mn、Pd、Au、Ag、Pt、Ir、V、Ni、Zn、Sn、Ti、Ce及其组合。在一种具体的表征中,催化性金属可选自Fe、Cu、Mn、Zn及其组合。催化性金属可以约0.001重量%-约20重量%的范围存在于吸附剂组合物中。本领域技术人员已知的吸附剂组合物的其它添加剂可包括于本文公开的吸附剂组合物中,而不偏离本公开的范围。本文公开的吸附剂组合物对于处理烟道气流以从烟道气流除去污染物是尤其有用的。吸附剂组合物对于从包含汞的烟道气流螯合汞是尤其有用的。因此,本公开还涵盖这样的方法:其通过使烟道气流与固体吸附剂组合物(例如本文中公开的那些)接触而处理烟道气流以从烟道气流除去污染物。例如,所述方法可包括使燃料燃烧,其中所述燃料的燃烧产生包括包含于烟道气流中的至少一种污染物的烟道气流。使所述烟道气流与固体吸附剂组合物接触,其中固体吸附剂组合物在与烟道气流接触时将至少一部分污染物氧化而形成氧化的污染物。在使烟道气流与固体吸附剂组合物接触之后,将固体吸附剂组合物从烟道气流分离。固体吸附剂组合物包括固体吸附剂和与固体吸附剂结合的卤素物种,其中卤素物种以基本上无定形的形式在固体吸附剂上,且其中固体吸附剂螯合氧化的污染物。具体地,固体吸附剂组合物可通过以上详细描述的固体吸附剂组合物而具体化(体现)。举例来说,图1示意性地说明了使用活性炭注射(ACI)以使吸附剂组合物与烟道气流接触而从由燃煤发电厂产生的烟道气流除去重金属例如汞的烟道气装置和方法。将煤101和其它燃料源引入到锅炉102中,且煤101的燃烧产生烟道气流103。烟道气流103离开锅炉102且然后继续通过包括其中使烟道气流103的温度降低且保存整个系统内的热值的空气加热器单元(AH)104的烟道气装置。烟道气装置可包括烟道气流103横穿其以从烟道气除去颗粒物的分离单元105。例如,分离单元105可包括用于在经处理的烟道气离开烟囱106之前除去颗粒物的静电沉降器(ESP)和/或织物过滤器。例如,可使用冷侧的(即在空气加热器单元之后的)静电沉降器,如图1中所说明的。本领域技术人员将认识到,烟道气装置可包括在图1中未说明的其它器件,例如选择性催化还原单元(SCR)等,且可具有很多其它构造。为了从烟道气螯合和除去重金属,可将如本文公开的吸附剂组合物在空气加热器单元104之前的107A或之后的107B但是在将固体吸附剂组合物从烟道气除去的分离单元105之前引入(例如注入)烟道气流103。尽管分离单元105可选自许多器件(包括ESP或织物过滤器袋滤室),但是本文公开的吸附剂组合物对于当采用ESP作为分离单元105时将汞从烟道气流103除去是尤其有用的。例如,分离单元105可为冷侧的ESP。尽管ESP单元通常具有比织物过滤器袋滤室单元低的基建成本,但是常常采用织物过滤器袋滤室单元以增加吸附剂组合物和烟道气流之间的接触时间,因为所述单元捕集吸附剂组合物并且烟道气继续通过过滤器上的吸附剂组合物直至过滤器被敲击(rap)以除去吸附剂和其它被捕集的材料。这样的保留(停留)时间通常被认为对于在小于约350°F温度的情况下从烟道气流中充分地捕获汞是必须的。然而,采用本文公开的可提供汞物种的快速氧化的吸附剂组合物,甚至非常短的烟道气流和吸附剂组合物之间的保留时间(例如接触时间)对于从烟道气除去至少约85%的汞、例如从烟道气除去至少约90%的汞可为足够的。在这方面,吸附剂组合物在烟道气流中的停留时间可不大于约5秒、例如不大于约3秒或者甚至不大于约1秒。实施例对比例1第一种对比样品(对比样品A)是为了与本文公开的吸附剂组合物进行对比而获得的。样品A是由ADACarbonSolutions,LLCLittleton,CO以商标销售的商品吸附剂。样品A包括得自褐煤原料的粉末状活性炭(PAC)。样品A具有约15μm的中值粒度(D50)、约50重量%的固定碳含量、约40重量%的无机物含量和至少约0.25cc/g的总孔体积。对比例2第二种对比样品(对比样品B)为溴化的PAC吸附剂,其中使用溴化钠(NaBr)的水溶液经由浸渍将溴加入到PAC中。对比样品B已知对从烟道气流除去汞是有效的。对比样品B是通过在使PAC在混合容器中流体化的同时将溴化钠溶液以约5分钟的时间段喷雾到50g的对比样品A上而制备的。在约5分钟的总混合时间段之后,将所述组合物在150℃下进行干燥直至达到约8重量%的水分水平。测得对比样品B上的溴浓度为约5.6重量%。对比例3第三种对比样品(对比样品C)为溴化的PAC吸附剂,其中使用溴化铵的水溶液经由浸渍将溴加入到PAC。这样的组合物已知对从烟道气除去汞是有效的。对比样品C是通过在使碳在混合容器中流体化的同时将溴化铵溶液以约5分钟的时间段喷雾到50g的对比样品A上而制备的。测得对比样品C上的溴浓度为约5.1重量%。实施例4以如下方式制备按照本公开的样品D。将溴化钠溶解于去离子(DI)水中而形成溴化钠溶液。之后,在搅拌的情况下向溴化钠溶液中缓慢地加入85重量%的磷酸(H3PO4)。所得的酸性卤素溶液包含22.4重量%的溴且具有约1:1的磷酸对溴化钠摩尔比。在使对比样品A在混合容器中流体化的同时将约14g的所述酸性卤素溶液以约5分钟的时间段喷雾到约50g的对比样品A上。在进一步混合5分钟之后,将吸附剂组合物在约150℃下干燥直至达到约8重量%的水分水平。测得样品D上的溴浓度为约5.3重量%。实施例5以如下方式制备按照本公开的样品E。将溴化铵(NH4Br)溶解于DI水中而形成溴化铵溶液。在搅拌的情况下向溴化铵溶液中缓慢地加入85重量%的磷酸。所得的酸性卤素溶液包含约21.1重量%的Br且具有约1:1的磷酸对溴化铵摩尔比。在使对比样品A在混合容器中流体化的同时将约15g的所述酸性卤素溶液以约5分钟的时间段喷雾到约50g的对比样品A上。在另外混合5分钟之后,将吸附剂组合物在约150℃下干燥直至达到约8%的水分水平。测得样品E上的溴浓度为约5.4重量%。实施例6以如下方式制备按照本公开的样品F。将溴化钠溶解于DI水中而形成溴化钠溶液。在搅拌的情况下向溴化钠溶液中缓慢地加入85重量%的磷酸。所得的酸性卤素溶液包含约27.8重量%的Br且具有约1:2的磷酸对溴化钠摩尔比。之后,在使对比样品A在混合容器中流体化的同时将约10.2g的所述酸性卤素溶液以约5分钟的时间段喷雾到约50g的对比样品A上。在另外混合5分钟之后,将吸附剂组合物在约150℃下干燥直至达到约8%的水分水平。测得样品F上的溴浓度为约5重量%。实施例7以如下方式制备按照本公开的样品G。将溴化铵溶解于DI水中。在搅拌的情况下向该溴化铵溶液中缓慢地加入85重量%的磷酸。所得的酸性卤素溶液包含27.1重量%的溴且具有约1:2.25的磷酸对溴化铵摩尔比。之后,在使对比样品A在混合容器中流体化的同时将约11g的所述酸性卤素溶液以约5分钟的时间段喷雾到约50g的对比样品A上。在另外混合~5分钟之后,将吸附剂组合物在约150℃下干燥直至达到约8%的水分水平。测得样品G上的溴浓度为约5.3重量%。实施例8以如下方式制备按照本公开的样品H。将溴化钠溶解于DI水中而形成溴化钠溶液。在搅拌的情况下向溴化钠溶液中缓慢地加入85重量%的磷酸。所得的酸性卤素溶液包含约30.8重量%的Br且具有约1:4的磷酸对溴化钠摩尔比。在使对比样品A在混合容器中流体化的同时将约9.2g的所述酸性卤素溶液以约5分钟的时间段喷雾到约50g的对比样品A上。在另外混合~5分钟之后,将吸附剂组合物在约150℃下干燥直至达到约8%的水分水平。测得样品H上的溴浓度为约5重量%。实施例9以如下方式制备按照本公开的样品I。将溴化钠溶解于DI水中而形成溴化钠溶液。在搅拌的情况下向溴化钠溶液中缓慢地加入50体积%的硫酸(H2SO4)。所得的酸性卤素溶液包含约21重量%的溴且具有约1:1的硫酸对溴化钠摩尔比。在使对比样品A在混合容器中流体化的同时将约17.7g的所述酸性卤素溶液以约5分钟的时间段喷雾到约50g的对比样品A上。在另外混合~5分钟之后,将吸附剂组合物在约150℃下干燥直至达到约8%的水分水平。测得样品I上的溴浓度为约6.3重量%。实施例10以如下方式制备按照本公开的样品J。将溴化铵溶解于DI水中而形成溴化铵溶液。在搅拌的情况下向该溴化铵溶液中缓慢地加入50体积%的硫酸。所得的酸性卤素溶液包含约19.4重量%的溴且具有约1:1的硫酸对溴化铵摩尔比。在使对比样品A在混合容器中流体化的同时将约30g的所述酸性卤素溶液以约5分钟的时间段喷雾到约50g的对比样品A上。在另外混合~5分钟之后,将所述吸附剂组合物在约150℃下干燥直至达到约8%的水分水平。测得样品J上的溴浓度为约10.2重量%。捕获汞的能力可通过由ADACarbonSolutions,LLC开发的且测量在升高的温度下在流动的载有汞的气流中每克吸附剂组合物捕获的以汞(Hg)的微克数计的Hg(μgHg/g吸附剂组合物)的动态汞指数(DMI)试验而测量。提高或较高的DMI或者所捕获的μgHg/g碳(μg/g)是吸附剂较高的汞捕获效率的指示。DMI试验模拟了燃煤设施的烟道气流中的条件。试验系统包括预热器、吸附剂进料、汞进料和反应室。将汞与吸附剂组合物一起进料到反应室中,其中它们被夹带。对未捕获的汞进行分析且计算DMI。所夹带的汞和吸附剂的温度保持于约325°F(163℃)。维持约1-约5lb./MMacf(每一百万实际立方英尺的吸附剂磅数)的注射速率和空气夹带使得吸附剂在反应室中的保留时间为约1秒以模拟发电单元(EGU)设施条件。系统中的汞浓度近似为10μg/m3。测量各样品A-J以确定其DMI,且结果列于表I中。表I汞捕获性能发现由经酸处理的卤化物盐溶液制备的吸附剂组合物的性能在总的汞螯合方面比由相同来源和浓度的卤化物盐施加到相同的基础吸附剂构成的而没有受益于酸预处理的组合物高至少25%-50%。实施例11通过使用x射线衍射(XRD)对样品进行评价而将现有技术的溴化的PAC吸附剂组合物与按照本公开的吸附剂组合物进行对比。样品K通过将约50g的对比样品A用约25.5g的包含约1:1摩尔比(酸对溴化钠)的磷酸和溴化钠的酸性卤素溶液进行喷雾而形成。在使对比样品A在混合器中流体化的同时将所述酸性卤素溶液喷雾到对比样品A上。然后将所得的吸附剂组合物在约150℃下干燥约2小时。对比样品L是通过将溴化钠溶液喷雾到约50g的对比样品A上的现有技术方法而制成的。这是通过在使对比样品A在混合器中流体化的同时将溴化钠溶液喷雾到对比样品A上而实现的。然后将所得的组合物在约150℃下干燥约两小时。测得样品的溴含量为约10.8重量%(对于样品K)和约11.9重量%(对于对比样品L)。通过XRD对样品K和样品L进行分析以检测在固体PAC吸附剂上结晶溴化钠的存在。图2显示样品K和样品L两者的XRD谱图。由指示结晶溴化钠的存在的尖锐峰的数量明晰的是在对比样品L中存在结晶溴化钠。作为对比,在样品K的XRD谱图中基本上不存在结晶溴化钠的峰,表明由酸和得自卤化物盐的卤素物种的酸性卤素溶液所获得的样品K吸附剂组合物中的卤素物种是基本上非结晶的(例如无定形的)形式。实施例12为了进一步展示本文公开的吸附剂组合物的优点,进行水浸出性试验且对卤素(例如溴)浸出的程度进行测量。对于浸出性试验,将样品K和对比样品L在约150℃下干燥约2小时。对比样品L是以和以上关于对比样品B描述的方式相似的方式制造的常规溴化的PAC。然后,将约10g的各经干燥的样品在约250ml的DI水中浆化,并以约200rpm搅拌约1小时。然后将两个样品从含水淤浆中过滤且在约150℃干燥约2小时。在两个样品上进行X-射线荧光法(XRF)以测量浸出前和浸出后的浓度。数据总结于表II中。表II吸附剂浸出试验样品浸出前Br浓度浸出后Br浓度Br损失%对比样品L11.92重量%0.92重量%92样品K10.79重量%3.75重量%65相比于对比样品L,样品K显示出显著较少的由于浸出引起的溴损失。尽管不希望受到任何理论的限制,但是这些结果表明两个样品中的卤素物种(例如Br)是经由不同的机理附着于下面的固体吸附剂的。这些结果表明对比样品L中的卤素物种(例如,NaBr微晶)可为水溶性的且容易从所述吸附剂浸出,而在样品K中的卤素物种(例如Br的无定形形式)可与固体吸附剂表面更强地连接(键联,bind)或者以其它方式更持久地结合,且因此不那么易于浸出。卤素从吸附剂的浸出可为顾虑,尤其是当从具有飞灰的烟道气流收集吸附剂时。实施例13为了证实使用碘作为酸活化的卤素物种的效能,制备了包括单独的或与溴组合的碘的若干样品。为了制备这些样品,形成包括约37.2重量%的碘化钾(28.4重量%的碘)、约21.8重量%的磷酸和约41重量%的去离子水的溶液。所述溶液包括约1:1摩尔比的碘化钾和磷酸且具有约-0.55的pH,并且分析显示所述溶液包括HI以及少量的I2。在使对比样品A在混合容器中流体化的同时将该溶液喷雾到对比样品A上。将吸附剂组合物在约150℃干燥以降低水分水平。制备具有约1重量%、2重量%、3重量%和5重量%的碘浓度的三个样品。X-射线衍射分析显示在碳上没有可检测的结晶碘形式的存在。进行如上所述的DMI试验且结果以图的方式示于图3(三角形数据点)中。如在图3中看到的,在即使1重量%碘的非常低的浓度下,也捕获了几乎600μgHg/g吸附剂。浓度提高至2重量%或3重量%将吸附剂的效能增大至约950~约1000μgHg/g吸附剂。图3中还呈现了其中用1重量%碘和2重量%碘类似地处理具有约5重量%Br的溴化PAC的两个样品(圆形数据点)。具有1重量%碘的样品显示出刚超过600μgHg/g吸附剂的DMI值,且具有2重量%碘的样品显示出约800μgHg/g吸附剂的DMI值。尽管已经详细描述了吸附剂组合物、吸附剂组合物的制造方法和使用吸附剂组合物的方法的多种实施方式,但明晰的是本领域技术人员会想到对那些实施方式进行变更和修改。然而,应明确认识到这样的变更和修改在本公开的精神和范围内。当前第1页1 2 3 
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