使用经处理的吸附剂从烟道气物流除汞的制作方法
【专利说明】
[0001] 优先权要求
[0002] 本申请要求2013年1月28日提交的美国临时申请61/757, 555的优先权，将其全 部内容引入本文作为参考。
技术领域
[0003] 本公开内容涉及除汞和更具体地涉及使用经处理的吸附剂从烟道气物流除汞。
【背景技术】
[0004] 公用事业工厂（utility plant)经常寻求从废气物流除汞以符合环境规章。将活 性炭引入到废气物流中是用于除汞的常见方法。一旦活性炭已经除去汞，其则被工厂所俘 获，经常在俘获颗粒物或飞灰的相同装置中被俘获。
[0005] 由于各种成本原因，公用事业工厂可寻求将所收集的飞灰作为各种建筑材料中的 添加剂或组分再循环。例如，飞灰可用作混凝土添加剂。经常地，公用事业工厂寻求再循环 的飞灰还含有用于除汞的活性炭。某些活性炭可保持高度活性的并且已知有些活性炭危害 混凝土的完整性。特别地，各种活性炭可具有对于吸附被添加至混凝土以提高其耐久性的 空气夹带剂而言的亲合性。
【发明内容】
[0006] 根据本公开内容的实施方式，可减少或消除与吸附剂的性能相关的缺点和问题。
[0007] 根据一种实施方式，改进吸附剂性质的方法包括将吸附剂用洗涤溶液洗涤以在所 述吸附剂和所述洗涤溶液之间实现离子交换，和将卤素化合物施加至已经用所述洗涤溶液 洗涤的所述吸附剂以在所述吸附剂上实现预定的卤素浓度。
[0008] 根据另一实施方式，最初所叙述的改进吸附剂性质的方法，其中所述吸附剂选自 矿物沸石、合成沸石、浮石、珍珠岩、飞灰、氧化铝、硅藻土、硅酸盐、硅铝酸盐、页硅酸盐、粘 土、泥煤、木头、木质纤维素材料、生物质、废弃物、轮胎、橄榄核、桃核、谷壳、稻壳、暗色褐煤 (褐煤，lignite)、土状褐煤（柴煤，brown coal)、无烟煤、烟煤、次烟煤、椰子壳、山核桃壳、 和胡桃壳。
[0009] 根据另一实施方式，最初所叙述的改进吸附剂性质的方法，其中所述吸附剂为沸 石并且所述沸石选自菱沸石、丝光沸石、毛沸石、八面沸石、斜发沸石、方沸石、钙十字沸石、 沸石A、沸石X、沸石Y、沸石L、沸石Ω、和ZSM-5。
[0010] 根据另一实施方式，最初所叙述的改进吸附剂性质的方法，其中所述洗涤溶液为 包含溶质的水溶液并且所述溶质选自硝酸铵、溴化铵、碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、高氯酸 铵、氢氧化铵、硫酸铵、碘化铵、磷酸铵、和季铵阳离子。
[0011] 根据另一实施方式，最初所叙述的改进吸附剂性质的方法，其中所述洗涤溶液包 括大于或等于0.0 OlM的硝酸铵或溴化铵溶液。
[0012] 根据另一实施方式，最初所叙述的改进吸附剂性质的方法，其中将粒状沸石用洗 涤溶液洗涤包括重复所述洗涤使得所述吸附剂受到多次用所述洗涤溶液的洗涤，而在任意 的所述多次洗涤之间未将所述洗涤溶液再度使用。
[0013] 根据另一实施方式，最初所叙述的改进吸附剂性质的方法，其中所述卤素化合物 选自溴、氯、碘、溴化钠、溴化钙、溴化镁、溴化铜（II)、溴化亚铁（II)、溴化铁（III)、溴化 锌、溴化钾、氯化亚铜（I)、氯化铜（II)、氯化亚铁（II)、氯化铁（III)、和氯化锌。
[0014] 根据另一实施方式，最初所叙述的改进吸附剂性质的方法，其中将所述卤素化合 物施加至所述吸附剂以在所述吸附剂上实现预定的卤素浓度包括施加包含至少20重量％ 溴化钠的水溶液以实现至少0. 05重量％的最终溴根（溴化物）浓度。
[0015] 根据另一实施方式，最初所叙述的改进吸附剂性质的方法，其中将所述卤素化合 物施加至所述吸附剂以在所述吸附剂上实现预定的卤素浓度包括将水溶液喷射到所述吸 附剂上。
[0016] 根据另一实施方式，最初所叙述的改进吸附剂性质的方法，进一步包括研磨所述 吸附剂。
[0017] 根据另一实施方式，以上所叙述的改进吸附剂性质的方法，其中经研磨的吸附剂 具有基于体积的大约20微米的中值粒径。
[0018] 根据另一实施方式，最初所叙述的改进吸附剂性质的方法，进一步包括研磨所述 吸附剂且进一步包括将经研磨的吸附剂与第二吸附剂共混，其中所述第二吸附剂为活性 炭。
[0019] 根据另一实施方式，最初所叙述的改进吸附剂性质的方法，进一步包括，在将所述 吸附剂用洗涤溶液洗涤之前，将所述吸附剂用预洗涤溶液预洗涤以实现所述吸附剂的具有 大于或等于2纳米的孔径的孔的体积的增加。
[0020] 根据另一实施方式，以上所叙述的改进吸附剂性质的方法，其中所述预洗涤溶液 为包含溶质的水溶液并且所述溶质选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化镁、和氢氧 化铵。
[0021] 根据另一实施方式，最初所叙述的改进吸附剂性质的方法，进一步包括，在将所述 吸附剂用洗涤溶液洗涤之前，将所述吸附剂用预洗涤溶液预洗涤以实现所述吸附剂的具有 大于或等于2纳米孔径的孔的体积的增加且其中所述预洗涤溶液包括大于或等于0. 05M的 氢氧化钠溶液。
[0022] 根据另一实施方式，用于从气态烟道物流除汞的吸附剂，其通过包括如下的工艺 制备：将吸附剂用洗涤溶液洗涤以在所述吸附剂和所述洗涤溶液之间实现离子交换，和将 卤素化合物施加至已经用所述洗涤溶液洗涤的所述吸附剂以在所述吸附剂上实现预定的 卤素浓度。
[0023] 根据另一实施方式，用于从气态烟道物流除汞的吸附剂，其通过最初所叙述的工 艺制备，其中所述吸附剂选自矿物沸石、合成沸石、浮石、珍珠岩、飞灰、氧化铝、硅藻土、硅 酸盐、硅铝酸盐、页硅酸盐、粘土、泥煤、木头、木质纤维素材料、生物质、废弃物、轮胎、橄榄 核、桃核、谷壳、稻壳、暗色褐煤、土状褐煤、无烟煤、烟煤、次烟煤、椰子壳、山核桃壳、和胡桃 壳。
[0024] 根据另一实施方式，用于从气态烟道物流除汞的吸附剂，其通过最初所叙述的工 艺制备，其中所述吸附剂为沸石并且所述沸石选自菱沸石、丝光沸石、毛沸石、八面沸石、斜 发沸石、方沸石、钙十字沸石、沸石A、沸石X、沸石Y、沸石L、沸石Ω、和ZSM-5。
[0025] 根据另一实施方式，用于从气态烟道物流除汞的吸附剂，其通过最初所叙述的工 艺制备，其中所述洗涤溶液为包含溶质的水溶液并且所述溶质选自硝酸铵、溴化铵、碳酸 铵、碳酸氢铵、氯化铵、高氯酸铵、氢氧化铵、硫酸铵、碘化铵、磷酸铵、和季铵阳离子。
[0026] 根据另一实施方式，用于从气态烟道物流除汞的吸附剂，其通过最初所叙述的工 艺制备，其中所述洗涤溶液包括大于或等于〇. OOlM的硝酸铵或溴化铵溶液。
[0027] 根据另一实施方式，用于从气态烟道物流除汞的吸附剂，其通过最初所叙述的工 艺制备，其中将粒状沸石用洗涤溶液洗涤包括重复所述洗涤使得所述吸附剂受到多次用所 述洗涤溶液的洗涤，而在任意的所述多次洗涤之间未将所述洗涤溶液再度使用。
[0028] 根据另一实施方式，用于从气态烟道物流除汞的吸附剂，其通过最初所叙述的工 艺制备，其中所述卤素化合物选自溴、氯、碘、溴化钠、溴化钙、溴化镁、溴化铜（II)、溴化亚 铁（II)、溴化铁（III)、溴化锌、溴化钾、氯化亚铜（I)、氯化铜（II)、氯化亚铁（II)、氯化铁 (III)、和氯化锌。
[0029] 根据另一实施方式，用于从气态烟道物流除汞的吸附剂，其通过最初所叙述的工 艺制备，其中将所述卤素化合物施加至所述吸附剂以在所述吸附剂上实现预定的卤素浓度 包括施加包含至少20重量％溴化钠的水溶液以实现至少0. 05重量％的最终溴根浓度。
[0030] 根据另一实施方式，用于从气态烟道物流除汞的吸附剂，其通过最初所叙述的工 艺制备，其中将所述卤素化合物施加至所述吸附剂以在所述吸附剂上实现预定的卤素浓度 包括将水溶液喷射到所述吸附剂上。
[0031] 根据另一实施方式，用于从气态烟道物流除汞的吸附剂，其通过最初所叙述的工 艺制备，所述工艺进一步包括研磨所述吸附剂。
[0032] 根据另一实施方式，用于从气态烟道物流除汞的吸附剂，其通过以上所叙述的工 艺制备，其中经研磨的吸附剂具有基于体积的大约20微米的中值粒径。
[0033] 根据另一实施方式，用于从气态烟道物流除汞的吸附剂，其通过最初所叙述的工 艺制备，所述工艺进一步包括研磨所述吸附剂且进一步包括将经研磨的吸附剂与第二吸附 剂共混，其中所述第二吸附剂为活性炭。
[0034] 根据另一实施方式，用于从气态烟道物流除汞的吸附剂，其通过最初所叙述的工 艺制备，所述工艺进一步包括，在将所述吸附剂用洗涤溶液洗涤之前，将所述吸附剂用预洗 涤溶液预洗涤以实现所述吸附剂的具有大于或等于2纳米孔径的孔的体积的增加。
[0035] 根据另一实施方式，用于从气态烟道物流除汞的吸附剂，其通过以上所叙述的工 艺制备，其中所述预洗涤溶液为包含溶质的水溶液并且所述溶质选自氢氧化钠、氢氧化钾、 氢氧化妈、氢氧化镁、和氢氧化按。
[0036] 根据另一实施方式，用于从气态烟道物流除汞的吸附剂，其通过最初所叙述的工 艺制备，所述工艺进一步包括，在将所述吸附剂用洗涤溶液洗涤之前，将所述吸附剂用预洗 涤溶液预洗涤以实现所述吸附剂的具有大于或等于2纳米孔径的孔的体积的增加且其中 所述预洗涤溶液包括大于或等于〇. 05M的氢氧化钠溶液。
[0037] 根据另一实施方式，从气态烟道物流除汞的方法包括：将吸附剂引入至气态烟道 物流，其中所述气态烟道物流含有汞；和通过汞吸附到吸附剂上而促进从所述气态烟道物 流除汞，其中所述吸附剂包括这样的吸附剂：其用洗涤溶液洗涤以在所述吸附剂和所述洗 涤溶液之间实现离子交换，用卤素化合物处理以在所述吸附剂上实现预定的卤素化合物浓 度，和研磨至适合用于注入到所述气态烟道物流中的尺寸。
[0038] 本公开内容的某些实施方式可提供一个或多个技术优点。一种实施方式的技术优 点可包括使用经处理的吸附剂从烟道气物流减少或除去汞的能力。技术优点还可包括将在 烟道气物流的处理期间收集的飞灰（其含有根据【具体实施方式】处理的添加剂）用于其它应 用中例如作为混凝土的添加剂的能力。含有经处理的吸附剂的飞灰可为相对更稳定的添加 剂，并且可展现出对于在混凝土中经常发现的空气夹带剂的吸附而言降低的或者最小的亲 合性。将含有经处理的吸附剂的飞灰以此方式再循环可容许公用事业工厂和其它烧煤的单 位从该副产物的销售得益并且避免将其在填埋场中处置的成本。在某些实施方式中，经处 理的吸附剂与各种未经处理的吸附剂相比可表现得一样好或者更好，导致额外