[发明专利]气流处理方法

说明书

相关申请的交叉引用

本文为2010年4月8日提交的已表决的美国专利申请序号12/756,491，“Gas Stream Treatment Process”的部分继续申请，所述专利申请以引用的方式整体并入本文。

发明领域

本公开内容总体上涉及一种处理含有至少汞的气流的方法。更具体地说，本发明涉及包含金属或准金属组分、基于硫的组分以及任选的含有二氧化硅的组分的化合物。本发明具体涉及吸收汞或氧化存在于气流中的汞的此类化合物。

发明背景

汞排放控制被发电行业所希望。行业寻求控制从热发电系统排放汞的更容易的方式。目前实践中已建立的用于控制汞排放的方法为添加含卤化合物至燃料或烟道气以便增强汞的氧化，从而促进它被吸附剂和涤气液体所捕获(参见美国专利号6,808,692和美国专利号6,878,358，所述专利两者均以引用的方式并入本文)。

发明概述

本发明相应地提供了一种包含具有以下化学式(SiO₂)_x(OH)_yM_zS_aF的化合物的组合物，其中SiO₂为任选组分。M包括以下金属或准金属阳离子的至少一种：硼、镁、铝、钙、钛、钒、锰、铁、钴、镍、铜、锌、锆、钼、钯、银、镉、锡、铂、金以及铋。S包括选自以下的至少一种的基于硫的物质：硫化物盐、二硫代氨基甲酸盐、基于聚合物的二硫代氨基甲酸盐以及多硫化物盐。在实施方案中，S由至少一种此类基于硫的物质组成。F为任选组分并且包括处于约0.01%至约100%表面积覆盖下的以下的至少一种：含硫有机硅烷、含胺有机硅烷或含烷基的有机硅烷。在实施方案中，F由至少一种此类有机硅烷组成。在其中SiO₂组分存在的实施方案中，y/x的摩尔比等于约0.01至约0.5并且x/z的摩尔比等于约0.5至约300。在其中SiO₂组分不存在的实施方案中，y为0并且Z为1。a/z的摩尔比为约0.5至约5。

本发明还提供了一种包含化学式为(SiO₂)₁₅(OH)_y·Cu₁S₅的化合物的组合物，其中y为残余水分所测定的羟基物质的相对表面浓度。

本发明进一步提供了一种通过从包含所公开的化合物的组合物中过滤基于水性的材料而产生的产品。

在一个实施方案中，本发明还提供了一种在100℃至350℃的温度下由干燥所公开的组合物而产生的产品。

本发明还提供了一种形成含二氧化硅的产品/组合物的方法，所述方法包括：a.提供被包含在具有小于或等于pH约7的pH的溶液中的含二氧化硅的前体(SCP)；b.任选地用一种或多种金属物质掺杂SCP，其中所述掺杂发生在溶液具有小于或等于pH约7的pH时；c.调节溶液的pH至大于约7；d.添加有效量的盐至溶液以使得溶液的电导率大于或等于约4mS，其中所述添加发生在步骤1c中的pH调节之前、与此同时或在此之后；e.任选地过滤和干燥SCP；以及f.任选地使来自步骤e的干燥的产品与官能团反应并且任选地其中所得到的官能化的干燥的产品为以下的至少一种：官能化的金属氧化物掺杂的或金属硫化物掺杂的含二氧化硅的产品。

本发明还提供了一种形成含二氧化硅的产品/组合物的方法，所述方法包括：a.提供被包含在pH大于约7的溶液中的含二氧化硅的前体(SCP)；b.调节溶液的pH至小于或等于约7；c.任选地用一种或多种金属物质掺杂SCP，其中所述掺杂发生在溶液具有小于或等于pH约7的pH时；d.调节溶液的pH至大于约7；e.添加有效量的盐至溶液以使得溶液的电导率大于或等于约4mS，其中所述添加发生在步骤2d中的pH调节之前、与此同时或在此之后；f.任选地过滤和干燥SCP；以及g.任选地使来自步骤f的干燥的产品与官能团反应并且任选地其中所得到的官能化的干燥的产品为以下的至少一种：官能化的金属氧化物掺杂的或金属硫化物掺杂的含二氧化硅的产品。