專利名稱：管理用于從流體流中吸著痕量污染物的流通式整體型吸著劑的使用的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及管理用于從流體流中吸著痕量污染物(例如汞)的流通式整體型吸著 齊Ll (flow-through monolithic sorbents)的使用的方法。背景有害污染物排放已經(jīng)成為日益受到關(guān)注的環(huán)境問題，因?yàn)樗鼈兺{人類健康。 例如，燃煤發(fā)電廠和醫(yī)療廢棄物焚燒是與人類活動(dòng)相關(guān)的排放到大氣中的汞的主要來 源。元素汞及其變體如甲基汞是全球性污染物。據(jù)報(bào)道，人吸入元素汞會對腎和中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)造成嚴(yán)重影響，例如中度 瞬時(shí)蛋白尿、急性腎衰竭、震顫、過敏、失眠、失憶、神經(jīng)肌肉變化、頭痛、感覺-運(yùn) 動(dòng)神經(jīng)功能遲緩和認(rèn)知功能減退。急性吸入元素汞可影響胃腸和呼吸系統(tǒng)，導(dǎo)致胸痛、 呼吸困難、咳嗽、肺功能損害和間質(zhì)性肺炎。研究還表明，長期接觸元素汞可能導(dǎo)致對 腎和CNS的負(fù)面影響，包括異常興奮(興奮度增加)、過敏、過度害羞、失眠、嚴(yán)重流涎 癥、齦炎、震顫和形成蛋白尿。人接觸甲基汞的主要途徑是食物，例如通過吃魚接觸甲基汞。急性接觸甲基汞 可能導(dǎo)致CNS反應(yīng)，例如失明、耳聾和意識模糊。慢性接觸甲基汞導(dǎo)致以下癥狀例如 感覺異常(皮膚刺痛感)、視力模糊、抑郁、語言障礙和視野縮小。據(jù)估計(jì)，每年從美國燃煤發(fā)電廠排放的汞有48噸。DOE-能量信息管理年度能 量展望(DOE-Energy Information Administration annual energyoutlook)提出,隨著燃煤發(fā)電 容量的增加，用于發(fā)電的煤消耗將從2002年的9億7600萬噸增加到2025年的14億7700 萬噸。但是，對燃煤發(fā)電廠還沒有嚴(yán)格地執(zhí)行汞排放控制法規(guī)。主要原因在于缺乏能以 合理成本操作的有效控制技術(shù)，特別是對于元素汞的控制。目前用于控制元素汞以及氧化的汞的技術(shù)是活性炭注入(ACI)。ACI方法涉及 將活性炭粉末注入到廢氣流中，使用織物纖維或靜電沉淀器來收集帶有吸著的汞的活性 炭粉末。ACI技術(shù)通常需要高C Hg比來實(shí)現(xiàn)所需的汞去除水平(> 90% )，這導(dǎo)致 吸著材料占據(jù)很大一部分成本。高C Hg比表明ACI沒有充分利用碳粉末的汞吸著能 力?；钚蕴刻畛浯部蓪?shí)現(xiàn)高汞去除水平，更有效地利用吸著材料。但是，典型的粉 末或顆粒填充床具有極高的壓降，這將明顯降低能效。此外，這些固定床通常是一種中 斷型技術(shù)，因?yàn)樗鼈冃枰鶕?jù)材料的吸著能力頻繁地更換吸著材料。US 2007/0261557中揭示的活性炭蜂窩體也可用于實(shí)現(xiàn)對毒性金屬之類的痕量污 染物的高去除水平。但是，仍然需要更有效地利用這些蜂窩體，特別是在用于從流體流中除去汞之類的痕量污染物的系統(tǒng)層面的設(shè)計(jì)中。更具體地，燃煤發(fā)電廠留給汞補(bǔ)救系統(tǒng)的空間有限。發(fā)電廠還希望在通常每年 一次的計(jì)劃停車時(shí)間以外不需要對該系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)。因此，低維護(hù)成本的小尺寸汞消除 反應(yīng)器是有利的。盡管可使用具有高表面積和豐富位點(diǎn)的活性炭蜂窩體吸著劑吸著汞，但是包含 這些蜂窩體的反應(yīng)器的主體部分在用于汞吸著時(shí)通常只部分地被汞填充。例如，在實(shí)驗(yàn) 室實(shí)驗(yàn)中，在廣泛用于汞去除后，反應(yīng)器中只有約三分之一長度的可用蜂窩體吸著劑基 本被飽和。反應(yīng)器中飽和部分的蜂窩體吸著材料位于蜂窩體床進(jìn)口附近，其余下游部分 通常只有極低濃度的汞。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一種管理流通式整體型吸著劑的使用的方法，該方法能更好 地利用吸著劑材料。反過來，通過更好地利用吸著劑材料，可以減少實(shí)現(xiàn)所需痕量污染 物去除水平所需的吸著劑的總體積，并且降低痕量污染物去除系統(tǒng)的成本。附圖簡要說明可單獨(dú)通過以下詳述或通過以下詳述并結(jié)合附圖理解本發(fā)明。包括的附圖提供 了對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，附圖被結(jié)合在本說明書中并構(gòu)成說明書的一部分。


了本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，并與說明書一起用來解釋本發(fā)明的原理和操作。圖1顯示適用于實(shí)施本發(fā)明的流通式整體型吸著劑的一個(gè)例子。圖2顯示適用于實(shí)施本發(fā)明的蜂窩體吸著劑列的一個(gè)例子。圖3顯示以相互并行的方式排列的四個(gè)蜂窩體吸著劑序列。圖4A-4E顯示本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方式實(shí)例。發(fā)明實(shí)施方式描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式是一種管理用于從流體流中吸著痕量污染物的流通式整 體型吸著劑的使用的方法，該方法包括提供兩個(gè)或更多個(gè)具有痕量污染物吸著在其上的流通式整體型吸著劑，其中， 將流通式整體型吸著劑設(shè)置在初始序列中，以使流體流從該序列的上游進(jìn)口端向該序列 的下游出口端流動(dòng)；從該序列的進(jìn)口端位置移出進(jìn)口端部分的流通式整體型吸著劑；將下游部分的流通式整體型吸著劑從該序列的下游位置向該序列的進(jìn)口端位置 移動(dòng)；將用于替換的流通式整體型吸著劑部分放入該列下游位置。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式是一種管理用于從流體流中除去痕量污染物的流通式 整體型吸著劑的使用的方法，該方法包括使包含痕量污染物的流體流從兩個(gè)或更多個(gè)流通式整體型吸著劑的初始序列的 上游進(jìn)口端流向該序列的下游出口端，以將痕量污染物吸著在該流通式整體型吸著劑序 列中；通過調(diào)整方法周期性地調(diào)整流通式整體型吸著劑序列，該調(diào)整方法包括從該序列的進(jìn)口端位置移出進(jìn)口端部分的流通式整體型吸著劑；將下游部分的流通式整體型吸著劑從該序列的下游位置向該序列的進(jìn)口端位置 移動(dòng)；
將用于替換的流通式整體型吸著劑部分放入該序列下游位置。與ACI相比，流通 式整體型吸著劑如蜂窩體能更有效地利用吸著劑材料。另 夕卜，上述實(shí)施方式代表了一種新的系統(tǒng)方法，該方法能保持對痕量污染物(例如，汞之 類的毒性金屬)的高去除效率，同時(shí)又能減少用于吸著的流通式整料型吸著劑材料的總量。本發(fā)明可用于吸著流體流中的任何痕量污染物。流體流的形式可以為氣體或液 體。氣體或液體還可包含其它相，例如在氣體或液體流中的固體微粒，或者在氣體流中 的液滴。氣體流的例子包括燃煤廢氣(例如來自煙煤和亞煙煤類或褐煤)，以及在煤的氣 化過程中產(chǎn)生的合成氣流。術(shù)語“吸著” “吸著性”和“吸著的”指吸附、吸收或其它以物理、化學(xué)或物
理和化學(xué)方式在吸附劑上捕集痕量污染物。待吸著的痕量污染物包括例如在流體流中等于或小于3重量％的污染物，例如 等于或小于2重量％，或者等于或小于1重量％。痕量污染物還可包括例如在流體流中 等于或小于10,000微克/米3的污染物。痕量污染物的例子包括金屬，包括毒性金屬。 文中使用的術(shù)語“金屬”和對具體金屬或其它痕量污染物的任何指稱包括金屬或其它痕 量污染物的元素形式以及氧化態(tài)。因此，金屬的吸著包括吸著元素形式的金屬，以及吸 著包含該金屬的任何有機(jī)或無機(jī)化合物或組合物。毒性金屬的例子包括鎘、汞、鉻、鉛、鋇、鈹，以及包含這些元素的化學(xué)化合 物或組合物。在一個(gè)實(shí)施方式中，毒性金屬是元素形式(Hg。)或氧化態(tài)形式(Hg+或Hg2+) 的汞。氧化的汞的例子包括HgO和鹵代汞，例如Hg2Cl2和HgCl2。其它示例性金屬含 量污染物包括鎳、鈷、釩、鋅、銅、錳、銻、銀和鉈，以及包含它們的有機(jī)或無機(jī)化合 物或組合物。其它痕量污染物包括元素和任何氧化態(tài)形式的砷和硒，包括包含砷或硒的 有機(jī)或無機(jī)化合物或組合物。揮發(fā)性有機(jī)化合物(“VOCs” )也是示例性的痕量污染 物。痕量污染物可以是能吸著在流通式整體型吸著劑上的任何相。因此，例如，痕 量污染物可以作為在氣體流體流中的液體存在，或者作為在液體流體流中的液體存在。 或者，痕量污染物可以作為在氣體或液體流體流中的氣相污染物存在。在一個(gè)實(shí)施方式 中，痕量污染物是煤燃燒產(chǎn)生的廢氣或合成氣流中的汞蒸汽。示例性的流通式整體型吸著劑包括例如任何整體型結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括允許流體 流流過該整體型結(jié)構(gòu)的通道或多孔網(wǎng)。圖1顯示適用于實(shí)施本發(fā)明的流通式整體型吸著 劑的一個(gè)示例性實(shí)施方式。圖1所示的流通式整體型吸著劑是蜂窩體吸著劑100，其包 括長度L、進(jìn)口端102、出口端104和多個(gè)從進(jìn)口端延伸到出口端的孔106，這些孔由交 叉的多孔壁108限定。適用于實(shí)施本發(fā)明的這種和其它流通式整體型吸著劑的長度可以 為1-6英寸。蜂窩體吸著劑可任選地包括一個(gè)或多個(gè)選擇性堵塞的蜂窩體孔端，以提供 能使流體流和孔壁之間更緊密地接觸的壁流通式結(jié)構(gòu)。用于本發(fā)明實(shí)施方式中的流通式整體型吸著劑可以設(shè)置在初始序列中，從而使 流體流從該序列的上游進(jìn)口端向該序列的下游出口端流動(dòng)。在圖2所示的例子中，序列 200包括6個(gè)串聯(lián)的蜂窩體吸著劑202，這樣流體流204可從該序列的上游進(jìn)口端206通 向該序列的下游出口端208。所述序列可包括兩個(gè)或更多個(gè)流通式整體型吸著劑，例如流通式整體型序列可包括至少2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多個(gè)流通式整體型吸著 劑，例如蜂窩體吸著劑。在一些實(shí)施方式中，所述序列中的流通式整體型吸著劑具有相 同的長度。在其它實(shí)施方式中，所述序列中的至少一個(gè)流通式整體型吸著劑的長度與該 序列中另一個(gè)流通式整體型吸著劑的長度不同。本發(fā)明的實(shí)施方式包括從序列的進(jìn)口端位置移出進(jìn)口端部分的流通式整體型吸 著劑。進(jìn)口端部分的流通式整體型吸著劑包括設(shè)置在該序列進(jìn)口端處的流通式整體型吸 著劑。進(jìn)口端部分可包括兩個(gè)或更多個(gè)流通式整體型吸著劑，例如設(shè)置在該序列進(jìn)口端 的流通式整體型吸著劑和相鄰的流通式整體型吸著劑，以及任選的一個(gè)或多個(gè)與該序列 的續(xù)接下游相鄰的流通式整體型吸著劑。本發(fā)明的實(shí)施方式還包括將下游部分的流通式整體型吸著劑從該序列的下游位 置向該序列的進(jìn)口端位置移動(dòng)。該序列下游部分的流通式整體型吸著劑包括設(shè)置在初始 序列進(jìn)口端下游的任何流通式整體型吸著劑，可包括在初始序列的出口端的流通式整體 型吸著劑。下游部分的流通式整體型吸著劑可包括兩個(gè)或多個(gè)流通式整體型吸著劑，例如 設(shè)置在該序列進(jìn)口端下游的流通式整體型吸著劑，以及相鄰的流通式整體型吸著劑和任 選的一個(gè)或多個(gè)與該序列的續(xù)接下游相鄰的流通式整體型吸著劑。向進(jìn)口端位置移動(dòng)的 下游部分的流通式整體型吸著劑的總長度可與從該序列的進(jìn)口端位置移出的流通式整體 型吸著劑的總長度相同，也可以不相同。因此，移動(dòng)的下游部分最終占據(jù)的長度可以大 于或小于從進(jìn)口端部分移出的長度。本發(fā)明的實(shí)施方式還包括將用于替換的流通式整體型吸著劑部分放入該序列下 游位置。將用于替換的流通式整體型吸著劑部分中的一個(gè)或多個(gè)用于替換的流通式整體 型吸著劑放置在該序列中原來被一個(gè)或多個(gè)初始序列中的流通式整體型吸著劑占據(jù)的位 置。用于替換的流通式整體型吸著劑部分可以放置在該序列端部，這樣它包括在所得序 列的出口端的流通式整體型吸著劑。用于替換的流通式整體型吸著劑部分可包括一個(gè)或 多個(gè)(例如兩個(gè)或多個(gè))流通式整體型吸著劑。在用于替換的蜂窩體吸著劑部分中的一個(gè)或多個(gè)流通式整體型吸著劑可完全沒 有或基本沒有吸著的痕量污染物。這種流通式整體型吸著劑可以是之前從未用于吸著痕 量污染物的新的流通式整體型吸著劑，或者可以是在之前用于吸著痕量污染物后經(jīng)過再 生的流通式整體型吸著劑?；蛘?，用于替換的流通式整體型吸著劑部分可包括一個(gè)或多 個(gè)具有吸著的痕量污染物的流通式整體型吸著劑。例如，用于替換的流通式整體型吸著 劑部分可包括一個(gè)或多個(gè)從該序列的進(jìn)口端位置移出的、包括在進(jìn)口端部分中的流通式 整體型吸著劑。對痕量污染物具有殘余吸著能力的流通式整體型吸著劑可以例如單獨(dú)或 與一個(gè)或多個(gè)其它流通式整體型吸著劑一起包括在用于替換的流通式整體型吸著劑部分 中。這種流通式整體型吸著劑可以例如存在于從該序列進(jìn)口端位置移出的流通式整體型 吸著劑的進(jìn)口端部分中。在其它實(shí)施方式中，用于替換的流通式整體型吸著劑部分不包 括存在于初始序列中的任何吸著劑。用于替換的流通式整體型吸著劑部分可以包括或不包括與從該序列進(jìn)口端位置 移出的流通式整體型吸著劑的進(jìn)口部分具有相同總長度的流通式整體型吸著劑。例如， 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式包括從進(jìn)口端移出總長度為1、2或3英尺的流通式整體型吸著齊U，將用于替換的總長度分別為1、2或3英尺的流通式整體型部分放入該序列的下游部 分。這種方案可以保持序列的長度不變。但是，即使保持序列的長度不變，長度為L的 一個(gè)流通式整體型吸著劑可從該序列的進(jìn)口部分移出，而例如兩個(gè)長度各為L的一半的 用于替換的流通式整體型吸著劑可設(shè)置在該序列的下游。在一些實(shí) 施方式中，用于替換的流通式整體型吸著劑部分的長度是流通式整體 型吸著劑初始序列的長度的10%-50%，例如至少10%，至少20%，至少30%，至少 40%,或者至少50%，可以相當(dāng)于從該序列進(jìn)口端位置移出的流通式整體型吸著劑的相 同長度。在其它實(shí)施方式中，用于替換的流通式整體型吸著劑部分的長度不超過流通 式整體型吸著劑初始序列的長度的10%-50%，例如不超過10%、20%, 30%, 40%或 50%,可以相當(dāng)于從該列進(jìn)口端位置移出的流通式整體型吸著劑的相同長度。所得的流通式整體型吸著劑序列可以這樣排列，使得在從該序列的進(jìn)口端到出 口端測量時(shí)，任何吸著的痕量污染物如毒性金屬的濃度降低。例如，所得序列可以這樣 排列，使得一個(gè)吸著劑上任何吸著的痕量污染物的濃度與在相鄰的下游吸著劑上吸著的 含量污染物的濃度相同，或者前者大于后者。這種排列可通過例如以下方法實(shí)現(xiàn)移出 初始序列的進(jìn)口端部分，將剩余的下游的初始序列部分向進(jìn)口端位置移動(dòng)，同時(shí)保持該 下游部分中流通式整體型吸著劑相互之間的相對位置，將用于替換的完全不包含或基本 不包含吸著的痕量污染物的流通式整體型吸著劑部分放在該序列的端部。任何流通式整體型吸著劑序列均可設(shè)置在適合實(shí)施本發(fā)明的任何環(huán)境中。例 如，可以將流通式整體型吸著劑序列設(shè)置在輸送管內(nèi)，或者設(shè)置在任何其它輸送流體流 (例如燃燒廢氣或合成氣)的封閉物內(nèi)?？梢栽诹黧w流流動(dòng)的路徑上，在流通式整體型吸 著劑序列的上游或下游設(shè)置一個(gè)或多個(gè)其它部件，例如微粒收集器。例如，可以在流通 式整體型吸著劑列的上游設(shè)置靜電沉淀器。流通式整體型吸著劑可以串聯(lián)設(shè)置，這樣在一個(gè)流通式整體型吸著劑的出口端 和緊接著在其下游的一個(gè)流通式整體型吸著劑的進(jìn)口端之間基本沒有空隙?；蛘撸梢?設(shè)置流通式整體型吸著劑，使得它們中的一個(gè)或多個(gè)與相鄰的流通式整體型吸著劑隔開 一段預(yù)定的距離。序列中的流通式整體型吸著劑之間可以存在一段預(yù)定的距離，例如，以提供更 佳的流體流混合，以及/或者降低序列中的壓降。流通式整體型吸著劑之間的距離可以 為任何所需的長度，例如ι毫米到100毫米，例如5毫米到50毫米。流通式整體型吸著劑之間的任何空隙可任選地包括其它材料，例如填充層，該 填充層可以例如加強(qiáng)對流體流中痕量污染物的去除，或者可以與流體流中的痕量污染物 發(fā)生化學(xué)作用。適用于這種填充層的材料包括例如活性炭顆粒、飛灰、堇青石、氧化鐵 或氧化鋁。本發(fā)明的實(shí)施方式可在例如用于吸著痕量污染物的一列流通式整體型吸著劑上 進(jìn)行。但是，本發(fā)明還包括管理兩列或更多列并聯(lián)的流通式整體型吸著劑的使用。并聯(lián) 的構(gòu)造包括相對于另一個(gè)流通式整體型吸著劑序列水平或垂直設(shè)置的一個(gè)流通式整體型 吸著劑序列。圖3顯示以并聯(lián)結(jié)構(gòu)設(shè)置在堆疊的吸著劑基質(zhì)中的多個(gè)蜂窩體吸著劑序列。蜂 窩體吸著劑序列302與序列304并聯(lián)，序列304相對于序列302水平設(shè)置。圖3還顯示蜂窩體吸著劑序列302與序列306并聯(lián)，序列306相對于序列302垂直設(shè)置。還顯示了 序列308，序列308與該系統(tǒng)中的任何其它序列都并聯(lián)。在圖3的實(shí)施方式中，所示蜂窩體吸著劑序列設(shè)置為在各序列之間基本沒有空 隙。該序列也可以設(shè)置為一個(gè)或多個(gè)序列與并聯(lián)的序列隔開一段預(yù)定的距離。一個(gè)或多個(gè)序列，例如并聯(lián)的每個(gè)序列，可具有依據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式管理的流 通式整體型吸著劑。在每個(gè)這樣的序列中，流通式整體型吸著劑的更換可以在大致相同 或在不同的時(shí)間進(jìn)行。因此，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式包括例如從各序列的進(jìn)口端位置移 出進(jìn)口端部分，例如如圖3所示，使各序列中下游部分的流通式整體型吸著劑從相同或 不同的下游位置向各序列的進(jìn)口端位置移動(dòng)，將用于替換的流通式整體型吸著劑部分放 在各序列相同或不同的下游位置。依據(jù)本發(fā)明使用的任何流通式整體型吸著劑無論是相互串聯(lián)還是并聯(lián)設(shè)置，都 可設(shè)計(jì)為在任何一種或多種物理和/或化學(xué)性質(zhì)上并不完全相同。例如，兩個(gè)或更多個(gè) 相鄰或不相鄰的流通式整體型吸著劑可包括不同的整體型結(jié)構(gòu)、不同的組成，并且在例 如蜂窩體的情況中，具有不同的孔密度、不同厚度的多孔通道壁或具有不同尺寸或截面 幾何形狀的孔道。蜂窩體吸著劑的示例性孔幾何形狀可包括圓形、方形、三角形、矩 形、六邊形、正弦形或它們的任意組合。相鄰或不相鄰的蜂窩體還可以設(shè)置為蜂窩體的 孔相互之間錯(cuò)開。這種構(gòu)造可促進(jìn)流體流從一個(gè)蜂窩體吸著劑的孔中分開進(jìn)入該序列中 另一個(gè)蜂窩體吸著劑的兩個(gè)或更多個(gè)孔中。為了有助于序列中流通式整體型吸著劑的移出、移動(dòng)或替換，可以將一個(gè)或多 個(gè)流通式整體型吸著劑設(shè)置在能容納吸著劑的相同或不同的盒子中。盒子可以配備輥 輪、軸承或軌道，用于盒子(和其裝載的流通式整體型吸著劑)從流通式整體型吸著劑序 列中的輸入和輸出。盒子的長度可以例如相當(dāng)于或大于所攜帶的流通式整體型吸著劑的 長度。在使用一段時(shí)間后，序列中的一個(gè)或多個(gè)流通式整體型吸著劑被消耗，因此它 們不能再對痕量污染物提供所需水平的吸著效率。為此，可以在該序列的任何位置或者 在該序列的出口端或出口端附近設(shè)置一個(gè)或多個(gè)痕量污染物檢測器或傳感器，用于檢測 痕量污染物的含量。檢測器或傳感器可提供反饋，指示在該序列中任何給定位置或序列 出口端或出口端附近的流體流中痕量污染物的濃度。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，合適的 汞傳感器可以是由PS分析公司(PS Analytical)(型號PSA 10.680)或日本儀器公司(Nippon Instruments)(型號DM_6)制造的連續(xù)檢測汞分析儀。因此，當(dāng)流體流中痕量污染物的濃度超過預(yù)定水平，即指示吸著效率等于或低 于一定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可以使用上述技術(shù)更換流通式整體型吸著劑。來自檢測器或傳感器的 反饋信息還可用于選擇要更換的流通式整體型吸著劑的合適長度?？梢罁?jù)任何合適的時(shí)間安排更換流通式整體型吸著劑序列。例如，這種更換可 以每年進(jìn)行一次，在每年發(fā)電設(shè)備停工保養(yǎng)期間進(jìn)行。而且，在對流通式整體型吸著劑 序列進(jìn)行調(diào)整時(shí)，可停止對該序列供應(yīng)流體流，或者不停止流體流的供應(yīng)。流通式整體型吸著劑可以具有適合實(shí)施本發(fā)明的任何組成、結(jié)構(gòu)和尺寸。一個(gè) 或全部流通式整體型吸著劑可以是蜂窩體吸著劑的形式。一個(gè)或全部流通式整體型吸著 劑可包含活性炭，例如，一個(gè)或全部流通式整體型吸著劑可具有連續(xù)的活性炭體，在活性炭基質(zhì)中包含或不包含其它材料。在其它實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)流通式整體型吸著 劑包含吸著痕量污染物的涂層。這種吸著劑可以是例如玻璃、玻璃-陶瓷、陶瓷或涂布 了例如活性炭或其它吸著劑的金屬蜂窩體。流通式整體型吸著劑(例如含活性炭的吸著劑)還可包含硫和/或?qū)牧黧w流中 吸著痕量污染物有催化作用的催化劑。硫和/或催化劑可存在于用于形成流通式整體型 吸著劑的批料混合物中，或者可以使用例如洗涂技術(shù)(wash-coating technique)涂布到已 經(jīng)形成的吸著劑上。術(shù)語“硫”既包括元素硫，也包括任何氧化 態(tài)的硫，包括包含硫的 化合物和組合物。實(shí)施例1圖4A-4E顯示本發(fā)明的不同實(shí)施方式。圖4A顯示蜂窩體吸著劑初始序列400a，該序列包括在該序列中的進(jìn)口端部分 408和下游部分410的蜂窩體吸著劑，該圖顯示了其進(jìn)口端面。在將進(jìn)口端部分408移 出并且將下游部分410向進(jìn)口端位置移動(dòng)時(shí)，將用于替換的蜂窩體部分414添加到該序列 中，得到新的蜂窩體吸著劑序列500a。圖4B、4C、4D和4E顯示本發(fā)明的其它實(shí)施方式，顯示更換初始序列400b、 400c、400d和400e的蜂窩體吸著劑，分別得到序列500b、500c、500d和500e。每一個(gè) 初始序列包含從進(jìn)口端位置移出的進(jìn)口端部分408，同時(shí)下游部分410和/或412向進(jìn)口 端移動(dòng)，將用于替換的部分408或414添加到該序列的下游位置。實(shí)施例2在長度為6英寸、寬度和高度為數(shù)英尺的盒子中組裝一定長度(例如各1-6英 寸)的蜂窩體吸著劑。將幾個(gè)這樣的盒子組裝，得到3英尺或更長的蜂窩體吸著劑序列。在接觸包含汞的流體流一年后，蜂窩體序列中最開始的1英尺吸著劑或者頭兩 個(gè)盒子中的吸著劑被汞飽和，而最后2英尺的吸著劑只吸著了低濃度的汞。在每年更換 的過程中，只移出頭兩個(gè)盒子，接下來的四個(gè)盒子向前朝向該序列的進(jìn)口端移動(dòng)，將兩 個(gè)包含新鮮蜂窩體吸著劑的盒子設(shè)置在下游列出口端的位置。該循環(huán)周期性重復(fù)，例如 每年一次。應(yīng)當(dāng)理解，雖然就某些說明性實(shí)施方式詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該認(rèn)為本發(fā) 明不限于這些具體實(shí)施方式
，在不背離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明精神和范圍的前 提下，可以對列舉的實(shí)施方式進(jìn)行各種可能的修改。
權(quán)利要求
1.一種管理用于從流體流中吸著痕量污染物的流通式整體型吸著劑的使用的方法， 該方法包括提供兩個(gè)或更多個(gè)具有痕量污染物吸著在其上的流通式整體型吸著劑，其中，將流 通式整體型吸著劑設(shè)置在初始序列中，以使流體流從該序列的上游進(jìn)口端向該序列的下 游出口端流動(dòng)；從該序列的進(jìn)口端位置移出進(jìn)口端部分的流通式整體型吸著劑；使下游部分的流通式整體型吸著劑從該序列的下游位置向該序列的進(jìn)口端位置移動(dòng)；將用于替換的流通式整體型吸著劑部分放入該序列下游位置。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述痕量污染物是金屬。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述痕量污染物選自鎘、汞、鉻、鉛、 鋇、鈹、砷和硒。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述痕量污染物是元素形式或氧化態(tài)形式的汞。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述用于替換的流通式整體型吸著劑部分 包含一個(gè)或多個(gè)完全沒有或基本沒有吸著的痕量污染物的吸著劑。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述用于替換的流通式整體型吸著劑部分 包含一個(gè)或多個(gè)從該序列的進(jìn)口端位置移出的流通式整體型吸著劑。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，所述用于替換的流通式整體型吸著劑部分包含總長度與 從該序列的進(jìn)口端位置移出的進(jìn)口部分的流通式整體型吸著劑相同的流通式整體型吸著 劑。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述用于替換的流通式整體型吸著劑部分 的長度是流通式整體型吸著劑初始序列長度的10% -50%。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，一個(gè)或多個(gè)流通式整體型吸著劑包含活性炭。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，一個(gè)或多個(gè)流通式整體型吸著劑包含硫 和/或?qū)牧黧w流中吸著痕量污染物有催化作用的催化劑。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，一個(gè)或多個(gè)流通式整體型吸著劑是蜂窩 體吸著劑。
12.—種管理用于從流體流中除去痕量污染物的流通式整體型吸著劑的使用的方法， 該方法包括使包含痕量污染物的流體流從兩個(gè)或更多個(gè)流通式整體型吸著劑的初始序列的上 游進(jìn)口端流向該序列的下游出口端，以將痕量污染物吸著在該流通式整體型吸著劑序列 中；通過調(diào)整方法周期性地調(diào)整流通式整體型吸著劑序列，該調(diào)整方法包括從該序列的進(jìn)口端位置移出進(jìn)口端部分的流通式整體型吸著劑；使下游部分的流通式整體型吸著劑從該序列的下游位置向該序列的進(jìn)口端位置移動(dòng)；將用于替換的流通式整體型吸著劑部分放入該序列下游位置。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述痕量污染物是金屬。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述痕量污染物選自鎘、汞、鉻、鉛、 鋇、鈹、砷和硒。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述痕量污染物是元素形式或氧化態(tài)形 式的汞。
16.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述流體流選自燃煤廢氣和合成氣流。
17.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，該方法包括大約每年一次周期性調(diào)整流 通式整體型吸著劑序列。
18.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，一個(gè)或多個(gè)流通式整體型吸著劑包含活 性炭。
19.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，一個(gè)或多個(gè)流通式整體型吸著劑包含硫 和/或?qū)牧黧w流中吸著痕量污染物有催化作用的催化劑。
20.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，一個(gè)或多個(gè)流通式整體型吸著劑是蜂窩 體吸著劑。
全文摘要
一種管理用于從流體流中吸著痕量污染物的流通式整體型吸著劑(408，410，414)的使用的方法，該方法包括提供兩個(gè)或更多個(gè)具有痕量污染物吸著在其上的流通式整體型吸著劑(408，410)，其中，將流通式整體型吸著劑設(shè)置在初始序列中，以使流體流從該序列的上游進(jìn)口端向該序列的下游出口端流動(dòng)；從該序列的進(jìn)口端位置移出進(jìn)口端部分的流通式整體型吸著劑(408)；使下游部分的流通式整體型吸著劑(410)從該序列的下游位置向該序列的進(jìn)口端位置移動(dòng)；將用于替換的流通式整體型吸著劑部分(414)放入該序列下游位置。
文檔編號B01D53/08GK102015068SQ200980116568
公開日2011年4月13日 申請日期2009年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月2日
發(fā)明者D·L·莫斯, K·P·加德卡里 申請人:康寧股份有限公司