煙氣吸著劑、其生產(chǎn)方法及其用于從氣體流中去除汞的用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及特別是在半干（⑶S)、高含水量（SDA)和全濕式S02洗滌器中用作汞吸 著劑時具有優(yōu)良的性能特征的吸著劑，以及用于生產(chǎn)此類性能增強(qiáng)型吸著劑的方法，及此 類新穎吸著劑從氣體流和水溶液或水流中去除汞和可能地一種或多種其它重金屬的用途。
[0002] 背景
[0003] 氣相溴化粉末狀活性碳（例如，由AlbemarleCorporation生產(chǎn)的B-PAC)是在含 汞氣體流中用于汞排放控制的有效吸著劑。Nelson，Jr.的美國專利第6, 953, 494號是對 溴化粉末狀活性碳吸著劑的合成和用法的各種參考之一。
[0004] 可商購獲得的溴化含碳吸著劑中約70%至約100%的溴是水可浸出（WL)的。因 為吸著劑再循環(huán)到系統(tǒng)中，所以這種可浸出的溴在半濕式so2洗滌器（例如循環(huán)吸附洗滌 器（⑶S))、高含水量洗滌器（例如噴霧干燥吸附器（SDA))和全濕式S02洗滌器中對溴化含 碳吸著劑的性能有負(fù)面影響。同樣，溶解的溴類物質(zhì)可對從這些S02洗滌器排出的廢水有 負(fù)面影響。
[0005] 如果可以找到一種有效增加溴化含碳吸著劑中在暴露于水或含水懸浮液或水溶 液之后仍存在于吸著劑中的水不可浸出（NWL)組分和/或物質(zhì)的量的方式，即減少在處理 和/或使用期間通過暴露于水或含水體系或在暴露于水或含水體系之后從吸著劑中去除 的最初存在于吸著劑中的含溴組分和/或物質(zhì)的量的方式，將具有相當(dāng)大的優(yōu)勢。如果可 以實(shí)現(xiàn)這個目標(biāo)，則這樣將增強(qiáng)此類吸著劑在半干式CDS、高含水量SDA和全濕式502洗 滌器中的實(shí)用性。另外，此類吸著劑將用于裝備有作為顆?？刂圃O(shè)備的濕式靜電除塵器 (WESP)的車間中。
[0006] 據(jù)信本發(fā)明已經(jīng)以有效且經(jīng)濟(jì)高效的方式成功地實(shí)現(xiàn)了前述目標(biāo)。
[0007] 發(fā)明的非限制性概述
[0008] 本發(fā)明在其中一個實(shí)施方案中提供了一種用于增加溴化含碳吸著劑的表面上水 不可浸出（NWL)溴類物質(zhì)的分?jǐn)?shù)的方法。依據(jù)該實(shí)施方案，在溴化（優(yōu)選氣相溴化）之前、 期間和/或之后按足以增加吸著劑對溴類物質(zhì)水浸出的抗性的量，用分子內(nèi)含有至少一個 烯烴雙鍵的有機(jī)化合物處理（接觸）含碳基質(zhì)。當(dāng)進(jìn)行含碳基質(zhì)的溴化時，這些物質(zhì)之間 的接觸時間應(yīng)足夠長以達(dá)到所需溴化水平。這繼而幫助防止由于吸著劑溴含量的水浸出引 起的吸著劑的效力喪失。
[0009] 在以上操作方法中，烯烴處理劑被含碳吸著劑吸附并且變成以某種方式與含碳吸 著劑牢固締合或鍵合，不管吸著劑本身在用烯烴處理劑處理之前、期間和/或之后是否被 溴化。令人驚訝地，在溴化之前、期間和/或之后的此類處理增加了溴化含碳吸著劑表面上 耐水（抗水萃?。╀孱愇镔|(zhì)的量。實(shí)現(xiàn)這種有利結(jié)果的實(shí)際機(jī)制目前未知。已知的是溴陰 離子（Br)和物理吸附的Br2物質(zhì)是水可浸出的，而可能涉及共價、化學(xué)吸附和/或其它機(jī) 制的其它形式不可被水浸出并且依據(jù)本發(fā)明用烯烴處理劑處理導(dǎo)致溴化含碳吸著劑對由 于水浸出引起的溴和/或含溴組分和/或物質(zhì)損失的抗性更高。
[0010] 正如下文將要更詳細(xì)地顯示那樣，本發(fā)明已經(jīng)使得能夠形成其中水可浸出性溴 類物質(zhì)的量從70 %降低到低于10 %的溴化含碳吸著劑。而且，這樣處理的NWL溴化粉末 狀活性碳吸著劑的汞捕獲性能與尚未經(jīng)受此類處理的溴化粉末狀活性碳吸著劑（即，商用 B-PAC)類似。因此在迄今為止進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)工作中用烯烴處理劑本身處理對由溴化產(chǎn)生的汞 螯合效力尚無顯著不良影響。如本文（包括權(quán)利要求）所使用，術(shù)語"螯合、螯合性和螯合 的"中的每一個以及術(shù)語"捕獲"意指或是指去除。
[0011] 因此在本發(fā)明的另一個實(shí)施方案中，提供了一種在處理或使用期間暴露于水、水 溶液和/或水懸浮液時，對水浸出的抗性增加的溴化含碳吸著劑組合物，其中所述吸著劑 在溴化（優(yōu)選氣相溴化）之前、期間和/或之后與烯烴處理劑接觸。此類接觸使用一定量的 足以增加溴化吸著劑對溴類物質(zhì)水浸出的抗性的烯烴處理劑進(jìn)行。溴化優(yōu)選為氣相溴化。
[0012] 本發(fā)明的再一個實(shí)施方案是一種用于從含汞氣體流中去除汞和/或含汞化合物 和/或物質(zhì)，和/或用于從氣體流中去除一種或多種其它重金屬或其它污染物的方法，所述 方法包括以下步驟：
[0013] ?提供通過以下制備的溴化含碳吸著劑：用有效量的呈氣體或液體形式的含溴化 合物處理含碳基質(zhì)以增強(qiáng)含碳基質(zhì)吸附汞和/或含汞化合物和/或物質(zhì)的能力，并且在用 含溴化合物處理（溴化處理）之前、期間和/或之后，按足以增加吸著劑對溴和/或含溴組 分和/或物質(zhì)通過水的水浸出的抗性的量，用至少一種烯烴處理劑處理含碳基質(zhì)；
[0014] ?將已經(jīng)用呈氣體或液體形式的含溴化合物和至少一種烯烴處理劑處理的吸著 劑注入含有汞和/或一種或多種其它重金屬或其它污染物的氣體流中，由此一定量的所述 吸著劑按足以從這樣處理的氣體流中吸附汞和/或含汞化合物和/或物質(zhì)和/或一種或多 種其它重金屬或其它污染物的量廣泛分散于所述氣體流的至少一部分中；以及
[0015] ?從這樣處理的氣體流中收集并去除吸著劑。
[0016] 本發(fā)明的又一個實(shí)施方案是一種用于生產(chǎn)對溴類物質(zhì)水浸出的抗性增加的溴化 含碳吸著劑的方法，所述方法包括使含碳基質(zhì)與呈氣體或液體形式的含溴化合物接觸足夠 長時間，以增強(qiáng)含碳基質(zhì)吸附汞和/或含汞化合物和/或物質(zhì)的能力，并且使所述含碳基質(zhì) 與量足以增加溴化吸著劑對由于水浸出引起的溴類物質(zhì)損失的抗性的烯烴處理劑接觸。
[0017] 本發(fā)明的另一個實(shí)施方案是一種用于生產(chǎn)對溴類物質(zhì)水浸出的抗性增加的溴化 吸著劑的方法。所述方法包括使溴化含碳吸著劑與至少一種烯烴處理劑接觸。
[0018] 在其中供給本發(fā)明的含溴化合物或烯烴處理劑以與含碳基質(zhì)接觸形成本發(fā)明的 溴化含碳吸著劑的所有情況下，供給的含溴化合物和/或烯烴處理劑的總量應(yīng)足以達(dá)到提 供其正使用的功能的適合目標(biāo)量。即，要供給的含溴化合物的目標(biāo)總量應(yīng)至少足以提高所 得溴化的和經(jīng)烯烴處理的含碳基質(zhì)的汞去除效力。類似地，要供給的烯烴處理劑的總量應(yīng) 至少足以提高溴化的和經(jīng)烯烴處理的含碳基質(zhì)對溴類物質(zhì)水浸出的抗性。因此，應(yīng)該控制 含溴化合物和烯烴處理劑各自的供料速度，以致各自的供料時間具有足夠持續(xù)時間以在適 合時間段內(nèi)提供適合目標(biāo)量的各種物質(zhì)。因此供料速度越高，供料時間越短，并且相反，供 料速度越低，供料時間越長。
[0019] 從隨后的描述、所附權(quán)利要求和附圖看，本發(fā)明以上和其它實(shí)施方案和特征將變 得更加顯而易見。
[0020] 附圖簡述
[0021] 圖1是說明實(shí)驗(yàn)中水可浸出性溴（如果有的話）的程度的柱狀圖，其中4種不同 的溴化粉末狀活性碳組合物（由AlbemarleCorporation經(jīng)由氣相溴化生產(chǎn)）和4種不同 的溴化物鹽浸漬的粉末狀活性碳組合物，其中一種是自另一個生產(chǎn)商可商購獲得的產(chǎn)品， 并且其中三種是在實(shí)驗(yàn)室通過鹽浸漬方法制備而成。這些結(jié)果說明了在本發(fā)明之前的現(xiàn)有 技術(shù)。
[0022] 圖2是說明了比較幾種類型的溴化粉末狀活性碳組合物在裝備有捕獲微粒的織 物過濾器的SDA中的汞控制特征的全面汞控制試驗(yàn)的結(jié)果的圖表。在這些試驗(yàn)中，評價了 一種溴化粉末狀活性碳組合物，B-PAC(由AlbemarleCorporation經(jīng)由氣相溴化生產(chǎn)）和 兩種不同的溴化物鹽浸漬的粉末狀活性碳組合物，BrsaltPACB和BrsaltPACC，二者均 可商購獲得。用B-PAC獲得的更佳的汞減少結(jié)果歸因于B-PAC吸著劑中一些溴通過其再循 環(huán)和再利用而保留。這些結(jié)果也說明了在本發(fā)明之前的現(xiàn)有技術(shù)。
[0023] 圖3是說明了 6種不同的溴化粉末狀活性碳組合物中水可浸出性溴類物質(zhì)和水不 可浸出性溴類物質(zhì)的柱狀圖。在該柱狀圖中，實(shí)施例1、2、3和4是包括用氣態(tài)溴和烯烴處 理劑（環(huán)己烯）處理商用PAC的本發(fā)明的組合物，并且比較實(shí)施例1和2是非本發(fā)明的組 合物，因?yàn)殡m然用氣態(tài)溴和鹽相溴化物（NaBr)溴化，但是其未經(jīng)烯烴處理劑處理。圖3的 數(shù)據(jù)也在表1中出現(xiàn)。
[0024] 圖4是比較在水萃取之前和之后實(shí)施例1、2、3和4的萊吸附程度的柱狀圖。圖4 還顯示在水萃取之后比較實(shí)施例1和2的汞吸附程度下降。因?yàn)閹缀鯖]有溴留在表面上， 所以比較實(shí)施例2中吸著劑的汞去除降低至約普通PAC的水平。比較實(shí)施例1的汞吸附比 普通PAC高，大概是因?yàn)槠湓谒腿≈蟊Ａ袅似浼s30%的溴。同樣在該柱狀圖中，實(shí)施例 1、2、3和4說明了依據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的結(jié)果。比較實(shí)施例1和2是使用非本發(fā)明的溴化粉末 狀活性碳組合物實(shí)現(xiàn)的結(jié)果。圖3和4之間的差異在