[发明专利]烟气吸着剂、其生产方法及其用于从气体流中去除汞的用途

说明书

公开了特别是在半干(CDS)、高含水量(SDA)和全湿式SO₂洗涤器中用作吸着剂时，具有优良的水可浸出性性能特征的吸着剂。还公开了用于生产此类性能增强型吸着剂的方法，及使用此类吸着剂从各种气体流中去除汞和可能地一种或多种其它重金属或其它污染物的方法。所述吸着剂是经含溴化合物特别是气态溴和经含有至少一个烯烃双键的至少一种有机化合物处理的含碳基质。

技术领域

本发明涉及特别是在半干(CDS)、高含水量(SDA)和全湿式SO₂洗涤器中用作汞吸着剂时具有优良的性能特征的吸着剂，以及用于生产此类性能增强型吸着剂的方法，及此类新颖吸着剂从气体流和水溶液或水流中去除汞和可能地一种或多种其它重金属的用途。

背景

气相溴化粉末状活性碳(例如，由Albemarle Corporation生产的B-PAC)是在含汞气体流中用于汞排放控制的有效吸着剂。Nelson，Jr.的美国专利第6,953,494号是对溴化粉末状活性碳吸着剂的合成和用法的各种参考之一。

可商购获得的溴化含碳吸着剂中约70％至约100％的溴是水可浸出(WL)的。因为吸着剂再循环到系统中，所以这种可浸出的溴在半湿式SO₂洗涤器(例如循环吸附洗涤器(CDS))、高含水量洗涤器(例如喷雾干燥吸附器(SDA))和全湿式SO₂洗涤器中对溴化含碳吸着剂的性能有负面影响。同样，溶解的溴类物质可对从这些SO₂洗涤器排出的废水有负面影响。

如果可以找到一种有效增加溴化含碳吸着剂中在暴露于水或含水悬浮液或水溶液之后仍存在于吸着剂中的水不可浸出(NWL)组分和/或物质的量的方式，即减少在处理和/或使用期间通过暴露于水或含水体系或在暴露于水或含水体系之后从吸着剂中去除的最初存在于吸着剂中的含溴组分和/或物质的量的方式，将具有相当大的优势。如果可以实现这个目标，则这样将增强此类吸着剂在半干式CDS、高含水量SDA和全湿式SO₂洗涤器中的实用性。另外，此类吸着剂将用于装备有作为颗粒控制设备的湿式静电除尘器(WESP)的车间中。

据信本发明已经以有效且经济高效的方式成功地实现了前述目标。

发明的非限制性概述

本发明在其中一个实施方案中提供了一种用于增加溴化含碳吸着剂的表面上水不可浸出(NWL)溴类物质的分数的方法。依据该实施方案，在溴化(优选气相溴化)之前、期间和/或之后按足以增加吸着剂对溴类物质水浸出的抗性的量，用分子内含有至少一个烯烃双键的有机化合物处理(接触)含碳基质。当进行含碳基质的溴化时，这些物质之间的接触时间应足够长以达到所需溴化水平。这继而帮助防止由于吸着剂溴含量的水浸出引起的吸着剂的效力丧失。

在以上操作方法中，烯烃处理剂被含碳吸着剂吸附并且变成以某种方式与含碳吸着剂牢固缔合或键合，不管吸着剂本身在用烯烃处理剂处理之前、期间和/或之后是否被溴化。令人惊讶地，在溴化之前、期间和/或之后的此类处理增加了溴化含碳吸着剂表面上耐水(抗水萃取)溴类物质的量。实现这种有利结果的实际机制目前未知。已知的是溴阴离子(Br^-)和物理吸附的Br₂物质是水可浸出的，而可能涉及共价、化学吸附和/或其它机制的其它形式不可被水浸出并且依据本发明用烯烃处理剂处理导致溴化含碳吸着剂对由于水浸出引起的溴和/或含溴组分和/或物质损失的抗性更高。

正如下文将要更详细地显示那样，本发明已经使得能够形成其中水可浸出性溴类物质的量从70％降低到低于10％的溴化含碳吸着剂。而且，这样处理的NWL溴化粉末状活性碳吸着剂的汞捕获性能与尚未经受此类处理的溴化粉末状活性碳吸着剂(即，商用B-PAC)类似。因此在迄今为止进行的实验工作中用烯烃处理剂本身处理对由溴化产生的汞螯合效力尚无显著不良影响。如本文(包括权利要求)所使用，术语“螯合、螯合性和螯合的”中的每一个以及术语“捕获”意指或是指去除。