與相關(guān)申請的交叉引用本申請要求2012年6月11日提交的題為“用于除汞的吸附劑”(sorbentsforremovalofmercury)的美國臨時申請no.61/658,258和2013年3月15日提交的題為“用于除汞的吸附劑”(sorbentsforremovalofmercury)的美國專利申請no.13/841,315的優(yōu)先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容通過參考并入本文。政府利益不適用。聯(lián)合研究協(xié)議的參與方不適用。在光盤上遞交的通過參考并入的材料不適用。
背景技術(shù)：
：汞是已知的環(huán)境危害，并且對人類和非人類動物物種兩者造成健康問題。在美國，每年約50噸汞被釋放到大氣中，并且該釋放的顯著部分來自于例如電力部門的燃煤設(shè)施的排放。為了保護(hù)公眾健康并保護(hù)環(huán)境，電力工業(yè)連續(xù)不斷地開發(fā)、測試并實施降低其工廠的汞排放水平的系統(tǒng)。在含碳材料的燃燒中，在燃燒階段后捕獲并持留汞和其他不期望的化合物以使它們不被釋放到大氣中的過程，是合乎需要的。從煙道氣除汞的最有希望的解決方案之一是活性炭注入(aci)?；钚蕴渴歉叨榷嗫住o毒性、容易獲得的對汞蒸氣具有高親和性的材料。已經(jīng)建立了與都市垃圾焚化爐一起使用的這種技術(shù)。盡管aci技術(shù)對于除汞有效，但活性炭與煙道氣流之間的短接觸時間導(dǎo)致活性炭的全部吸附能力的利用率不足。當(dāng)炭隨著來自于鍋爐的飛灰在煙道氣流中運送時，汞被吸附。然后通過例如靜電除塵器(esp)的顆粒物捕獲裝置或袋濾室除去炭和飛灰。發(fā)明簡述各種實施方式涉及汞吸附材料，其包含體積碘值高于450mg/cc的吸附材料，所述體積碘值基于使用標(biāo)準(zhǔn)測試方法(astm)d-4607或其等同方法測定的重量碘值和使用(astm)d-2854或其等同方法測定的表觀密度。在某些實施方式中，所述體積碘值為約500mg/cc至約650mg/cc。所述吸附材料可以是本領(lǐng)域中已知的任何材料，包括但不限于活性炭、再生活性炭、石墨、石墨烯、炭黑、沸石、二氧化硅、硅膠、粘土及其組合。在某些實施方式中，所述吸附材料具有約1μm至約30μm的平均粒徑(mpd)。在特定實施方式中，所述汞吸附材料可以包括一種以上氧化劑，例如但不限于氯、溴、碘、溴化銨、氯化銨、次氯酸鈣、次溴酸鈣、次碘酸鈣、氯化鈣、溴化鈣、碘化鈣、氯化鎂、溴化鎂、碘化鎂、氯化鈉、溴化鈉、碘化鈉、三氯化鉀、三溴化鉀、三碘化鉀及其組合，并且所述一種以上氧化劑可以為總吸附材料的約5wt.％至約50wt.％。在一些實施方式中，所述汞吸附材料可以包括一種以上氮源，例如含銨化合物、含氨化合物、含胺化合物、含酰胺化合物、含亞胺化合物、含季銨化合物及其組合，并且所述一種以上氮源可以為總吸附材料的約5wt.％至約50wt.％。在某些實施方式中，所述一種以上氮源可以是碘化銨、溴化銨、或氯化銨、胺鹵化物、季銨鹵化物、有機鹵化物及其組合。在其他實施方式中，所述汞吸附材料可以包括堿劑，例如但不限于碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣、碳酸鎂、氫氧化鎂、氧化鎂、碳酸鈉、碳酸氫鈉、二水二碳酸氫三鈉及其組合，并且所述堿劑可以以大于或等于每100克吸附材料約0.15當(dāng)量的濃度提供。其他實施方式涉及用于從煙道氣除汞的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含體積碘值高于450mg/cc的吸附材料，所述體積碘值基于使用標(biāo)準(zhǔn)測試方法(astm)d-4607或其等同方法測定的重量碘值和使用(astm)d-2854或其等同方法測定的表觀密度。在某些實施方式中，所述體積碘值為約500mg/cc至約650mg/cc。所述系統(tǒng)可以是本領(lǐng)域中已知的任何材料，包括但不限于活性炭、再生活性炭、石墨、石墨烯、沸石、二氧化硅、硅膠、粘土及其組合。在某些實施方式中，所述吸附材料具有約1μm至約30μm的平均粒徑(mpd)。在特定實施方式中，所述系統(tǒng)可以包括一種以上氧化劑，例如但不限于氯、溴、碘、溴化銨、氯化銨、次氯酸鈣、次溴酸鈣、次碘酸鈣、氯化鈣、溴化鈣、碘化鈣、氯化鎂、溴化鎂、碘化鎂、氯化鈉、溴化鈉、碘化鈉、三氯化鉀、三溴化鉀、三碘化鉀及其組合，并且所述一種以上氧化劑可以為總吸附材料的約5wt.％至約50wt.％。在一些實施方式中，所述系統(tǒng)可以包括一種以上氮源，例如含銨化合物、含氨化合物、含胺化合物、含酰胺化合物、含亞胺化合物、含季銨化合物及其組合，并且所述一種以上氮源可以為總吸附材料的約5wt.％至約50wt.％。在某些實施方式中，所述一種以上氮源可以是碘化銨、溴化銨、或氯化銨、胺鹵化物、季銨鹵化物、有機鹵化物及其組合。在其他實施方式中，所述系統(tǒng)可以包括堿劑，例如但不限于碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣、碳酸鎂、氫氧化鎂、氧化鎂、碳酸鈉、碳酸氫鈉、二水二碳酸氫三鈉及其組合，并且所述堿劑可以以大于或等于每100克吸附材料約0.15當(dāng)量的濃度提供。其他實施方式涉及用于除汞的方法，所述方法包括將體積碘值高于450mg/cc的吸附材料注射到煙道氣流中的步驟，所述體積碘值基于使用標(biāo)準(zhǔn)測試方法(astm)d-4607或其等同方法測定的重量碘值和使用(astm)d-2854或其等同方法測定的表觀密度。在某些實施方式中，所述吸附材料可以具有約500mg/cc至約650mg/cc的體積碘值。所述吸附材料可以是例如活性炭、再生活性炭、石墨、石墨烯、沸石、二氧化硅、硅膠、粘土及其組合，并且可以具有約1μm至約30μm的平均粒徑(mpd)。所述吸附材料還可以包括上面描述的任何添加劑。附圖描述在下面的具體實施方式中，參考了對形成描述的一部分的附圖。在附圖中，除非上下文明確指明，否則相同的符號一般表示相同的組分。在具體實施方式、附圖和權(quán)利要求書中描述的說明性實施方式不意味是限制性的。在不背離本文中提出的主題內(nèi)容的精神或范圍的情況下，可以利用其他實施方式并且可以做出其他改變。應(yīng)該容易地理解，在本文中一般性描述并在附圖中圖示的本公開的各個方面，可以以大量各種不同的構(gòu)造排列、替換、組合、分離和設(shè)計，所有這些都在本文中明確考慮到。圖1是示出了重量碘值與汞的吸附之間的關(guān)系的圖。圖2是示出了吸附劑的體積碘值與汞的吸附之間的關(guān)系的圖。具體實施方式在描述本發(fā)明的組合物和方法之前，應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于所描述的具體過程、組合物或方法，因為它們可以改變。還應(yīng)該理解，在本說明書中使用的術(shù)語僅僅是出于描述具體形式或?qū)嵤┓绞降哪康模⒎侵荚谙拗票景l(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍將僅受隨附的權(quán)利要求書限制。除非另有定義，否則在本文中使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所通常理解的相同的意義。盡管與本文中所描述的相似或等同的任何方法和材料可用于本發(fā)明的實施方式的實踐或測試，但現(xiàn)在描述優(yōu)選的方法、裝置和材料。本文中提到的所有出版物以其全部內(nèi)容通過參考并入本文。本文中的任何內(nèi)容不應(yīng)被理解為承認(rèn)沒有權(quán)利通過在先發(fā)明而使本發(fā)明早于這樣的公開物。還必須指出，除非上下文明確說明，否則當(dāng)在本文中以及隨附的權(quán)利要求書中使用時，沒有具體數(shù)量的指稱“該”和“所述”等包括其復(fù)數(shù)指稱物。因此，例如，對“燃燒室”的指稱是對“一個以上燃燒室”及其本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的等同物的指稱等。當(dāng)在本文中使用時，術(shù)語“約”意味著正在使用的數(shù)字的數(shù)值的加或減10％。因此，約50％意味著在45％-55％的范圍內(nèi)。本發(fā)明的實施方式涉及在煙道氣流中具有提高的除汞能力的汞吸附劑。這樣的汞吸附劑包括碘值高于300mg/g的汞吸附材料，并且在其他實施方式中，汞吸附材料可以具有約700mg/g至約1500mg/g的碘值。在其他實施方式中，這些汞吸附劑可以包含一種以上添加劑，該添加劑可以進(jìn)一步提高汞吸附材料的有效性。各種實施方式的吸附劑組合物的汞吸附材料可以包含對汞具有親和性的任何材料。例如，在某些實施方式中，汞吸附材料可以是對汞具有親和性的多孔吸附劑，包括但不限于活性炭、再生活性炭、石墨、石墨烯、沸石、二氧化硅、硅膠、粘土及其組合，并且在特定實施方式中，汞吸附材料可以是活性炭。汞吸附材料可以具有任何平均粒徑(mpd)。例如，在某些實施方式中，汞吸附材料的mpd可以為約0.1μm至約100μm，并且在其他實施方式中，mpd可以為約1μm至約30μm。在其他實施方式中，汞吸附材料的mpd可以小于約15μm，并且在某些特定實施方式中，mpd可以為約2μm至約10μm、約4μm至約8μm或約5μm或約6μm。在一些實施方式中，汞吸附材料可以具有小于約12μm的mpd或者在某些實施方式中具有小于7μm的mpd，這可以為汞的氧化提供提高的選擇性。在一些實施方式中，汞吸附劑可以具有高活性，正如由具有高于300mg/g的碘值所確定的。碘值被用于根據(jù)從溶液吸附的碘來表征吸附材料的性能。這提供了吸附材料的孔眼容積的指示。更具體來說，碘值被定義為當(dāng)殘留濾液中的碘濃度為0.02當(dāng)量時被1克炭所吸附的碘的毫克數(shù)。被吸附的碘的量越大，表明活性炭具有越大的吸附面積和越高程度的活化活性水平。因此，較高的“碘值”指示較高的活性。當(dāng)在本文中使用時，術(shù)語“碘值”可以是指重量碘值或體積碘值。重量碘值可以使用標(biāo)準(zhǔn)測試方法(astm)d-4607或其等同方法來測定，標(biāo)準(zhǔn)測試方法以其全部內(nèi)容通過參考并入本文。體積碘值是活性炭的重量碘值(每克炭吸附的碘的mg數(shù))和表觀密度(每cc炭的炭的克數(shù))之積，表觀密度可以使用以其全部內(nèi)容通過參考并入本文的astmd-2854或其等同方法來測定。在其他實施方式中，顆?；蚍勰钐炕虿荒苓m合地使用astm表觀密度測試的任何其他形式的炭，其表觀密度可以使用汞孔隙度測量測試astm4284-12來測定，以通過在1磅每平方英寸的真實壓力下汞的侵入體積來確定空隙容積。這種侵入體積定義了炭樣品的空隙容積，允許計算炭粒子密度，然后通過用緊密堆積的炭樣品容器中的空隙分?jǐn)?shù)校正該粒子密度，來計算表觀密度。對于樣品粒子尺寸的通常3倍的范圍來說，空隙分?jǐn)?shù)為40％。因此，計算的表觀密度(g.炭/cc.炭容器)＝粒子密度(g.炭/cc.炭粒子體積)*(100％-40％空隙)/100％。結(jié)果為基于體積的活性，單位為每cc炭吸附的碘的mg。通常用于汞吸附的吸附材料具有以重量碘值計約300mg/g至約400mg/g的碘值，其被認(rèn)為在汞吸附特性中提供了與具有更高碘值的吸附材料等同的性能。本發(fā)明的各種實施方式涉及汞吸附劑，該汞吸附劑包含具有高于400mg/g、高于500mg/g、高于600mg/g、高于700mg/g、高于800mg/g、高于900mg/g等的重量碘值或其間的任何重量碘值的吸附材料。在其他實施方式中，吸附材料可以具有約500mg/g至約1500mg/g、約700mg/g至約1200mg/g或約800mg/g至約1100mg/g的碘值或這些示例性范圍之間的任何重量碘值。在其他實施方式中，表現(xiàn)出這些示例性范圍之內(nèi)的碘值的汞吸附劑，可以是活性炭或碳質(zhì)炭。當(dāng)使用體積碘值方法測定時，用于汞吸附的吸附材料可以具有約350mg/cc至約800mg/cc的體積碘值。在本文中描述的發(fā)明的實施方式中，體積碘值可以高于400mg/cc、高于500mg/cc、高于600mg/cc、高于700mg/cc等，或者是其間的任何體積碘值。在其他實施方式中，吸附材料可以具有約350mg/cc至約650mg/cc、約400mg/cc至約600mg/cc、約500mg/cc至約600mg/cc、約500mg/cc至約700mg/cc的體積碘值，或這些范圍之間的任何體積碘值。在其他實施方式中，表現(xiàn)出這些示例性范圍之內(nèi)的碘值的汞吸附劑，可以是活性炭或碳質(zhì)炭，并且在一些實施方式中，這些表現(xiàn)出400mg/cc以上的體積碘值的活性炭或碳質(zhì)炭，可以與表現(xiàn)出低于400mg/cc的體積碘值的活性炭和碳質(zhì)炭組合。不希望受到理論的限制，具有這些示例性范圍之內(nèi)的碘值的吸附材料與具有約300mg/g至約400mg/g的常用范圍之內(nèi)的重量碘值的吸附材料相比，可以提供提高的吸附性。例如，在一些實施方式中，為了吸附被常規(guī)活性炭所吸附的汞的量，可能需要約一半量的重量碘值在約700mg/g至約1200mg/g之間或體積碘值在約500mg/cc至約2200mg/cc之間的活性炭。因此，一些實施方式涉及下述方法，在該方法中，約5lbs/hr至約10lbs/hr的具有約700mg/g至約1200mg/g的碘值或約500mg/cc至約2200mg/cc的體積碘值的活性炭，可以與約15lbs/hr的具有約500mg/g的重量碘值的活性炭吸附等同量的汞(參見實施例1)。在其他實施方式中，可以將上面描述的任何吸附材料用一種以上增強汞吸附的氧化劑處理。例如，在某些實施方式中，氧化劑可以是鹵鹽，包括無機鹵鹽，其對于溴來說可以包括溴化物、溴酸鹽和次溴酸鹽，對于碘來說可以包括碘化物、碘酸鹽和次碘酸鹽，對于氯來說可以是氯化物、氯酸鹽和次氯酸鹽。在一些實施方式中，無機鹵鹽可以是含有堿金屬或堿土金屬的鹵鹽，其中無機鹵鹽與堿金屬例如鋰、鈉和鉀或堿土金屬例如鎂和鈣平衡離子結(jié)合。包含堿金屬和堿土金屬平衡離子的無機鹵鹽的非限制性實例包括次氯酸鈣、次溴酸鈣、次碘酸鈣、氯化鈣、溴化鈣、碘化鈣、氯化鎂、溴化鎂、碘化鎂、氯化鈉、溴化鈉、碘化鈉、三氯化鉀、三溴化鉀、三碘化鉀等。氧化劑可以以任何濃度包含在組合物中，并且在某些實施方式中，在本發(fā)明呈現(xiàn)的組合物中可以不包含氧化劑。在包含氧化劑的實施方式中，氧化劑的量可以為總吸附劑的約5wt.％以上、約10wt.％以上、約15wt.％以上、約20wt.％以上、約25wt.％以上、約30wt.％以上、約40wt.％以上，或者為約5wt.％至約50wt.％、約10wt.％至約40wt.％、約20wt.％至約30wt.％或其間的任何量。在其他實施方式中，可以將上面描述的任何吸附材料用一種以上氮源處理。這樣的試劑的氮源可以是本領(lǐng)域中已知的任何氮源，并且可以包括例如銨、氨、胺類、酰胺類、亞胺類、季銨等。在某些實施方式中，試劑可以是例如氯、溴、碘、鹵化銨例如碘化銨、溴化銨或氯化銨、胺的鹵化物、季銨的鹵化物或有機鹵化物及其組合。在某些實施方式中，含氮試劑可以是鹵化銨、胺的鹵化物或季銨的鹵化物，并且在某些實施方式中，試劑可以是鹵化銨例如溴化銨。在各種不同實施方式中，含氮試劑可以以總吸附劑的約5wt.％以上、約10wt.％以上、約15wt.％以上、約20wt.％以上、約25wt.％以上、約30wt.％以上、約40wt.％以上，或者約5wt.％至約50wt.％、約10wt.％至約40wt.％、約20wt.％至約30wt.％或其間的任何量提供。在某些實施方式中，鹵化銨、胺的鹵化物或季銨的鹵化物可以不存在，在其他實施方式中，鹵化銨、胺的鹵化物或季銨的鹵化物可以是吸附劑組合物中包含的唯一添加劑，并且在其他實施方式中，鹵化銨、胺的鹵化物或季銨的鹵化物可以與其他試劑例如鹵化物鹽、鹵化物金屬鹽、堿劑等組合，以制備本發(fā)明所涵蓋的組合物或吸附劑。在特定實施方式中，吸附劑可以包括至少一種鹵鹽例如溴化鈉(nabr)、溴化鉀(kbr)或溴化銨(nh4br)。在某些實施方式中，吸附材料可以與酸性氣體抑制劑例如堿劑組合。大量堿劑在本領(lǐng)域中是已知的，并且目前被用于從煙道氣除去硫氧化物物質(zhì)，任何這樣的堿劑都可用于本發(fā)明。例如，在各種不同實施方式中，堿添加劑可以是堿金屬氧化物、堿土金屬氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、碳酸氫鹽、磷酸鹽、硅酸鹽、鋁酸鹽及其組合，并且在一些實施方式中，堿劑可以是碳酸鈣(caco3；石灰石)、氧化鈣(cao；石灰)、氫氧化鈣(ca(oh)2；熟石灰)、碳酸鎂(mgco3；白云石)、氫氧化鎂(mg(oh)2)、氧化鎂(mgo)、碳酸鈉(na2co3)、碳酸氫鈉(nahco3)、二水二碳酸氫三鈉(na3h(co3)2·2h2o；天然堿)及其組合。在各種不同實施方式中，堿劑可以以大于或等于每100克吸附材料約0.15當(dāng)量的濃度提供，其中堿劑的一個當(dāng)量被定義為產(chǎn)生1摩爾氫氧根離子或與1摩爾氫離子反應(yīng)所需的量。在特定實施方式中，這樣的堿劑可以具有相對高的表面積，例如對于純凈材料來說大于100m2/g。高表面積材料可以為酸性氣體或sox減除提供改進(jìn)的動力學(xué)和能力，同時補充鹵素化合物和其他添加的氧化劑以提供元素汞的氧化。由于堿劑是高度極性材料，其可能與水結(jié)合或鍵合，因此在各種不同實施方式中，堿劑可以與主要汞吸附劑作為物理混合物組合，并且一般可以不存在于吸附劑表面上或不包含在吸附劑孔眼結(jié)構(gòu)中。在其他實施方式中，可以將汞吸附材料用一種以上妨礙水的吸收和運輸?shù)氖杷栽鰪妱┗驅(qū)崿F(xiàn)類似結(jié)果的其他吸附劑處理方法進(jìn)行處理，以增強吸附材料的疏水性。實施方式不限于被處理的汞吸附材料的類型或用疏水性增強劑處理汞吸附材料的方式。例如，在某些實施方式中，可以將汞吸附材料用一定量的可以與表面形成永久鍵合的一種以上元素鹵素進(jìn)行處理。元素鹵素可以是任何鹵素例如氟(f)、氯(cl)或溴(br)，并且在一些實施方式中，元素鹵素可以是氟(f)。在其他實施方式中，汞吸附材料可以用疏水性增強劑例如氟鹽、有機氟化合物或含氟聚合物例如處理。在這樣的實施方式中，可以通過將汞吸附材料與有機氟化合物或含氟聚合物一起研磨，來實行處理。在其他實施方式中，可以將用作汞吸附材料的炭吸附劑用無機酸例如但不限于鹽酸、硝酸、硼酸和硫酸，在高溫例如高于約400℃或高于600℃或高于800℃下進(jìn)行處理。對于這樣的處理來說，酸的濃度不是關(guān)鍵的，并且可以使用低至1.0重量百分?jǐn)?shù)以下的濃度。不希望受到理論限制，這樣的處理可以增強疏水性并降低在氧和水存在下二氧化硫向硫酸的催化氧化的活性。這樣的處理的跡象，可以在高的接觸ph以及單獨的炭與未經(jīng)這樣的處理的相同炭相比分解過氧化氫的趨勢減少中發(fā)現(xiàn)。吸附材料可以以本領(lǐng)域中已知的任何方式與氧化劑、含氮化合物、疏水劑、酸性氣體抑制劑或其他除汞劑(合稱為“添加劑”)組合。例如，在某些實施方式中，可以通過浸漬將一種以上添加劑導(dǎo)入到吸附材料的表面上，在浸漬中，將吸附材料浸泡在添加劑的液體混合物中，或者將添加劑的液體混合物噴灑或以其他方式涂覆到吸附材料。這樣的浸漬過程產(chǎn)生添加劑被分散在吸附材料表面上的吸附材料。在各種其他實施方式中，吸附材料的處理可以與一種以上添加劑作為干燥混合物合并，其中吸附劑粒子被分開并與具有基本上相同尺寸的添加劑粒子脫離。例如，在某些實施方式中，可以通過將活性炭與一種以上添加劑共同粉碎至小于或等于約12μm、小于或等于約10μm或小于約7μm的平均粒徑(mpd)來提供。不希望受到理論限制，通過共同粉碎來減小吸附劑和添加劑的平均粒徑，允許吸附劑和添加劑緊鄰，但是添加劑不被包含在吸附劑孔眼結(jié)構(gòu)內(nèi)。已發(fā)現(xiàn)這些干燥混合物在促進(jìn)快速和選擇性的汞吸附中驚人地有效。已顯示，當(dāng)將吸附劑的所有組分合并并共同粉碎或以其他方式減小尺寸至小于或等于約12μm的平均粒徑時，這種效應(yīng)特別有效。共同粉碎可以通過任何手段來進(jìn)行。例如，在各種不同實施方式中，共同粉碎可以使用碗磨機、滾磨機、球磨機、噴磨機或其他磨機或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的用于減小干燥固體粒徑的任何粉碎裝置來進(jìn)行。盡管不希望受到理論限制，但小的mpd可以在鹵化物有效地氧化汞的同時提高汞吸附的選擇性。因此，吸附材料和添加劑的干燥混合物可以允許在注入的吸附劑中包含更高百分率的活性鹵化物和堿劑。通過用添加劑的水性溶液進(jìn)行處理而用添加劑浸漬的汞吸附劑，例如可商購的含溴炭吸附劑、特別是用元素溴浸漬的炭吸附劑，可以只在吸附劑的表面上保留低百分率的添加劑，并且浸漬傾向于堵塞多孔汞吸附劑的孔眼，減少可用于汞吸附的表面積。相反，干燥混合物中的添加劑百分率可以高于約10wt.％、高于約15wt.％、高于約20wt.％或高于約30wt.％并且高達(dá)約50wt.％、高達(dá)約60wt.％或高達(dá)約70wt.％，并且不表現(xiàn)出汞吸附效率的降低。盡管在某些實施方式中共同粉碎是有用的，但吸附材料和添加劑可以通過任何方法合并。例如，在某些實施方式中，吸附材料和一種以上添加劑可以通過將材料摻混或混合成單一汞吸附劑來合并，然后可以將其注入到煙道氣流中。在其他實施方式中，合并可以在使用期間進(jìn)行，以便將吸附材料和一種以上添加劑承裝在不同儲料器中并同時注入到煙道氣流中。其他實施方式涉及通過將包括上述汞吸附劑的汞吸附劑注入到煙道氣流中，從煙道氣除汞的方法，汞吸附劑包含吸附材料和一種以上氧化劑、含氮化合物、疏水劑、酸性氣體抑制劑或其他除汞劑。本文中描述的吸附劑可用于吸附任何煙道氣流中的汞。例如，各種實施方式的吸附劑可用于沒有或具有極低so3含量的煙道氣流或含有高濃度的其他酸性氣體例如hcl、hf或nox物質(zhì)的煙道氣流中。在某些實施方式中，汞吸附材料和一種以上添加劑可以在注入到煙道氣流中之前，通過例如將汞吸附材料與一種以上添加劑混合或摻混來合并。在其他實施方式中，可以將汞吸附材料和一種以上添加劑分開地注入到煙道氣流中并在煙道氣流本身中混合。在其他實施方式中，可以將汞吸附材料和一種以上添加劑在煙道氣流的不同部分中導(dǎo)入到煙道氣流中。例如，在某些實施方式中，可以將吸附材料和添加劑同時并在煙道氣流的同一部分處導(dǎo)入到煙道氣流中。在其他實施方式中，可以將添加劑例如鹵化物鹽導(dǎo)入到鍋爐或煙道氣流的上游部分中，并且可以將吸附劑和一種以上其他添加劑同時或分開地在煙道氣流的一個以上下游部分中導(dǎo)入到煙道氣流中。實施例盡管已參考某些優(yōu)選實施方式對本發(fā)明進(jìn)行了相當(dāng)詳細(xì)的描述，但其他變化形式是可能的。因此，隨附的權(quán)利要求書的精神和范圍不應(yīng)被限制于本說明書中包含的描述和優(yōu)選形式。本發(fā)明的各個方面將參考下面的非限制性實施例來說明。實施例1調(diào)查了各種不同活性水平的活性炭從煙道氣除汞的能力?；钚允腔谥亓康庵?astmd-4607)和體積碘值，使用顆粒材料的密度(astmd2854)將重量碘值轉(zhuǎn)變成體積碘值。炭都具有約7um的尺寸，并且單獨地或作為與30％w/w的溴化銨的干燥混合物注入到靜電除塵器(esp)上游的測試煙道氣中。結(jié)果根據(jù)除去煙道氣流中90％的汞所需的lbs/hr量來報告。圖1和2示出了基本炭(無添加劑)和基本炭(basecarbon)與30％w/w的溴化銨的干燥混合物的性能曲線。圖1示出了重量碘值(mg/g)與達(dá)到90％除汞所需的吸附劑的量的關(guān)系，圖2示出了體積碘值(mg/cc)與90％除汞所需的吸附劑的量之間的關(guān)系。表1示出了用于計算體積碘值的表觀密度和重量碘值。表1表觀密度重量碘值體積碘值(g/cc)(mg/g)(mg/cc)0.784903820.638505360.531150610如圖1和2中所示，為了從煙道氣流中除去90％的汞，需要15.4lbs/hr的具有462mg/g的重量碘值和約382mg/cc的體積碘值的炭。相反，為了從煙道氣流中除去90％的汞，需要使用約8.3lbs/hr的具有1150mg/g的重量碘值和約610mg/cc的體積碘值的活性炭。這提供了從煙道氣流中除去90％的汞所需的活性炭的量的約45％的減少，同時通過碘值測定的活性提高40％。圖1和2還示出了包含30％w/w添加劑(溴化銨)的炭的性能曲線，該添加劑在被注入到esp上游的煙道氣之前與活性炭合并成干燥混合物。開始時，通過向具有462mg/g的重量碘值的活性炭添加溴化銨，觀察到從煙道氣流除去90％的汞所必需的活性炭的量減少40％(從15.4lbs/hr到6.2lbs/hr)。通過導(dǎo)入以碘值計具有更高活性的吸附劑，將汞的吸附進(jìn)一步提高。具體來說，當(dāng)使用具有1150mg/g的重量碘值和約610mg/cc的體積碘值的活性炭時，從煙道氣中除去90％汞需要1.8lbs/hr的活性炭。這表示為了將整個氣流中汞的量減少90％所必需的活性炭的量減少60％。此外，從活性炭-溴化銨混合物產(chǎn)生的性能曲線表現(xiàn)出非線性關(guān)系，其可能指示了溴化銨添加與體積和重量碘活性兩者之間的協(xié)同相互作用。圖2還示出了當(dāng)溴化銨作為混合物存在時，當(dāng)體積碘值高于約500mg/cc時所需的炭量的非線性降低。此外，在圖2中，基本炭的體積碘值的增加對該材料的性能沒有大的影響。當(dāng)前第1頁12