專利名稱：用過(guò)的吸附劑的再生工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及去除化石燃料燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣氣流中的汞和其它種類污染物。特別的，本發(fā)明描述了再生用過(guò)的吸附劑或改進(jìn)新鮮吸附劑的工藝和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
燃燒化石燃料如煤炭會(huì)產(chǎn)生含污染物的廢氣，所述污染物包括汞和其它痕量元素。另外，廢氣中含有硫和氮的氧化物(酸性氣體排放)及顆粒物，這些物質(zhì)向環(huán)境排放必須通過(guò)使用吸附劑、滌氣器、過(guò)濾器、沉淀器和其它去除技術(shù)進(jìn)行控制。以汞為例，燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的汞是元素形態(tài)的汞。鍋爐的下游，在燃燒系統(tǒng)的管道和煙囪中，部分元素形態(tài)的汞被氧化。被氧化的汞量取決于廢氣中存在的鹽酸(HCl)和其它氣體的量。氣流中汞的含量因煤的不同而不同，但燃燒氣體氣流中典型的汞的濃度為約十億分之五(ppb)。因此，在一些應(yīng)用中，排放的汞量可能是每天幾磅。
已經(jīng)有人研究了多種類型控制廢氣中汞的方法，包括往廢氣管道中注入細(xì)粒吸附劑顆粒物，使廢氣流經(jīng)吸附劑床。在這些類型的控制汞的方法中，汞與吸附劑接觸附著到其表面，汞能夠在袋慮室或靜電沉淀器(ESP)隨飛灰一起聚集。這些現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的一個(gè)缺點(diǎn)是吸附劑只能使用一次，然后廢棄。吸附劑不再生和重復(fù)利用。這些現(xiàn)有技術(shù)還產(chǎn)生固體廢棄物處置的問(wèn)題，用過(guò)的吸附劑可能污染聚集的灰，該灰可用于各種應(yīng)用。
另一種控制汞的方法是使用碳床來(lái)捕集廢氣中的汞。在這些類型的系統(tǒng)中，用過(guò)的吸附劑典型的是被燃燒，而不再生。一些現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)使用循環(huán)碳床，其中汞隨酸性氣體(作為銨鹽)一起被去除，碳在高溫下再生，而硫酸銨被分解為SO2和N2，汞從吸附劑上脫附。吸附劑磨損使得這種類型控制方法中具有明顯的吸附劑成本。
另一種類型的控制汞的方法包括向廢氣氣流中注入氧化錳吸附劑顆粒。例如，美國(guó)專利6,579,507所述的方法。在這個(gè)專利中，再生是通過(guò)從反應(yīng)區(qū)去除用過(guò)的氧化物顆粒和用稀釋含水酸沖洗來(lái)實(shí)現(xiàn)的。使用氧化錳吸附劑的一個(gè)問(wèn)題是，當(dāng)吸附劑氧化并去除廢氣中元素汞的時(shí)候，反應(yīng)速率遠(yuǎn)小于用活性炭時(shí)的速率。這意味著，同注入炭吸附劑相比，MnO2吸附劑不能處理高流量的廢氣。而且，酸洗MnO2吸附劑不能使吸附劑完全恢復(fù)到其最初的活性。在所述的MnO2吸附劑系統(tǒng)中，酸洗處理的目的實(shí)際上是從吸附劑表面以溶解鹽的形式去除中毒和用過(guò)的錳。這會(huì)破壞部分催化劑。溶解鹽污染了洗液，很難經(jīng)濟(jì)的分離并回收錳和汞。
設(shè)計(jì)汞控制工藝的興趣在于在顆?？刂圃O(shè)備下游使用吸附劑，使得吸附劑不被灰顆粒明顯稀釋。然后吸附劑可以更容易的再生和循環(huán)?，F(xiàn)有技術(shù)討論了許多這種類型的構(gòu)造和吸附劑處理的例子。
美國(guó)專利號(hào)5,607,496描述了在金屬氧化物吸附劑床上氧化汞，而后吸附到吸附劑。吸附劑床在顆粒去除設(shè)備后面，因而氣體仍然含有SOx和NOx，它們與金屬氧化物吸附劑反應(yīng)生成金屬硫酸鹽，金屬硫酸鹽會(huì)使床中毒。高溫的目的是再生床。然而汞在溫度高達(dá)500攝氏度時(shí)只有部分從吸附劑上去除。而且，吸附劑在再生后不能有效工作。原因可能是在吸附循環(huán)過(guò)程中形成的硫酸錳不能完全分解回到活性的氧化錳形式。美國(guó)專利6,383,981描述從烴流中去除汞的MnO2或Fe2O3固定床，但不包括再生的方法。
美國(guó)專利6,596,661描述了由過(guò)渡金屬氧化物組成的平板或蜂窩狀材料的再生，所述材料用于吸附廢氣中的汞。所要求保護(hù)的工藝包括加熱還原氣流中的吸附劑以去除毒物，然后用包含催化活性成分的形成多功能絡(luò)合物的試劑浸漬，恢復(fù)捕獲汞的能力。這些步驟的第一步能去除汞，但不清楚是否實(shí)際去除硫酸鹽毒物。這些步驟的第二步非常昂貴，因?yàn)閷?shí)際上是在吸附劑上重新構(gòu)筑了試劑。
其它類型使用包括固體載體上的汞氧化試劑的多孔床的控制汞的方法用于從氣流中去除汞，該類方法在許多專利中描述過(guò)。例如，美國(guó)專利1,984,164描述了使用活性炭或浸漬有鹵素的其它固體，以空氣中去除汞。浸漬方法沒(méi)有特定。沒(méi)有要求再生。
例子包括過(guò)氧一硫酸鹽(例如，美國(guó)專利4,786,483)，三碘化物或其它混合鹵素(例如，美國(guó)專利3,194,629和3,662,523)，和硫(例如，美國(guó)專利3,194,629；4,101,631；4,708,853和6,258,334)。在這些例子中，試劑材料或者在吸附過(guò)程中與廢氣反應(yīng)而被破壞，或者在嘗試再生吸附劑的過(guò)程中被破壞。因而，這些吸附劑不再生，除了通過(guò)再浸漬昂貴的試劑。在適合載體上的混汞貴金屬(金，銀)能夠通過(guò)微波加熱再生(例如，美國(guó)專利6,136,072)，但是很昂貴，且在廢氣吸附中不是非常具有活性。
發(fā)明概述通過(guò)將用過(guò)的吸附劑暴露給溶液的方法去除聚集在吸附劑上的污染物，提供了用于再生用過(guò)的吸附劑的裝置和方法。通過(guò)將吸附劑暴露給提高吸附劑效率的溶液，還提供了提高吸附劑效率的裝置和方法。在一個(gè)實(shí)施例中，使用的溶液是含水酸性溶液。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將從附圖和以下的詳細(xì)描述中體現(xiàn)出來(lái)。
附圖概述本發(fā)明通過(guò)舉例的方法來(lái)描述，不局限于附圖的圖形，其中相同的附圖標(biāo)記代表類似的元素，其中

圖1是描述本發(fā)明吸附劑再生技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)實(shí)施例的框圖。
圖2是描述本發(fā)明吸附劑再生技術(shù)應(yīng)用的另一個(gè)實(shí)施例的框圖。
圖3是描述提高吸附劑效率的工藝的框圖。
詳細(xì)描述本發(fā)明涉及去除在化石燃料燃燒過(guò)程中，如煤燃燒的應(yīng)用，產(chǎn)生的廢氣氣流中的汞和其它種類污染物的工藝。這個(gè)去除工藝使用吸附劑來(lái)去除廢氣氣流中的污染物，同時(shí)吸附劑與其它廢氣成分相互作用，所述其它廢氣成分使吸附劑中毒或去活性并降低其吸附能力或與多種污染物的反應(yīng)速率。本發(fā)明通過(guò)使用工藝再生吸附劑的反應(yīng)性和吸附能力提供了捕獲污染物的成本有效的方法。
通常，本發(fā)明的工藝包括使用試劑沖洗用過(guò)的吸附劑，選擇所述試劑來(lái)去除在吸附劑暴露在廢氣中的過(guò)程中聚集的陰離子，所述陰離子使汞或其它污染物的結(jié)合位置中毒。所述工藝還用試劑浸漬吸附劑，該試劑能促進(jìn)吸附劑下一使用周期中對(duì)汞和其它污染物的化學(xué)吸附。該工藝的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)以下事實(shí)，在去除硫酸鹽或其它污染物之后或過(guò)程中，用恢復(fù)吸附劑對(duì)汞或其它污染物的吸附效率的試劑來(lái)沖洗吸附劑。
在一些實(shí)施例中，本發(fā)明應(yīng)用于再生粉末形式的吸附劑，所述吸附劑注入顆粒物質(zhì)被去除并且在過(guò)濾設(shè)備或ESP設(shè)備上被聚集的廢氣氣流。吸附劑組成的例子包括活性炭，金屬氧化物或多種金屬氧化物，貴金屬，或任何它們的組合物。在使用活性炭的一個(gè)實(shí)施例中，吸附劑可能采取粉末、顆?；蚶w維碳的形式。其它實(shí)施例也可以。在其它實(shí)施例中，吸附劑以吸附劑床使用，而不是被注入。吸附劑床可以是固定床、流化床或流化纖維過(guò)濾器。在以上兩種任何類型中，來(lái)自廢氣的有毒污染物被去除，并加入促進(jìn)劑來(lái)恢復(fù)汞吸附活性。這個(gè)促進(jìn)碳活性工藝本身就和以前往吸附劑加入試劑(如過(guò)氧化物，金，三碘化物等)的更昂貴的工藝形成對(duì)比。
為了幫助理解本發(fā)明，理解吸附劑怎樣失去對(duì)污染物吸附的能力是有幫助的。廢氣產(chǎn)生的酸性組分間的反應(yīng)毒害了吸附劑用于氧化汞的堿性結(jié)合位，所述氧化汞是路易斯酸。其它金屬離子，如硼、錫、砷、鎵、Sb、Pb、Bi、Cd、Ag、Cu、Zn或其它也可能是Lewis酸的污染物的結(jié)合將受內(nèi)在碳?jí)A性位的減少而損失。
為獲得再生效果，去除占據(jù)吸附劑上堿性結(jié)合位的污染物物質(zhì)是必要的。典型的，有幾種酸性物質(zhì)占據(jù)的這些結(jié)合位遠(yuǎn)多于結(jié)合的汞離子數(shù)量。對(duì)結(jié)合位最嚴(yán)重的競(jìng)爭(zhēng)者是硫酸，所述硫酸形成于廢氣中的SO2和SO3。硫酸與堿性吸附位反應(yīng)形成的硫酸鹽能夠通過(guò)用含水鹽酸(HCl)或過(guò)量氯離子沖洗，交換硫酸鹽或硫酸氫鹽離子來(lái)從吸附劑上去除。用酸或鹽溶液沖洗比用水沖洗更有效，因?yàn)殛庪x子交換結(jié)合在吸附位的硫酸鹽。其它酸或試劑也可能交換這些離子。用鹽酸和/或其它酸沖洗也具有促進(jìn)在吸附劑回用時(shí)隨后對(duì)元素汞的氧化。從酸向碳邊緣結(jié)構(gòu)上的堿性碳烯位加質(zhì)子形成碳陽(yáng)離子，該碳陽(yáng)離子接受來(lái)自中性汞原子的電子，所述汞原子形成氧化汞物質(zhì)結(jié)合到吸附劑表面。
有多種溶液可以用于本發(fā)明來(lái)再生和/或改善吸附劑。在第一個(gè)實(shí)施例中，溶液包括一種或多種無(wú)機(jī)酸，如鹽酸(HCl)、氫溴酸(HBr)和氫碘酸(HI)。在另一個(gè)實(shí)施例中，溶液包括一種或多種鹽溶液。鹽溶液可以包括鹵化鹽，含有相關(guān)的陽(yáng)離子，如銨、鈉、鉀、鐵、鋁、硼、鋅、錳、鎂、鈣。在另一個(gè)實(shí)施例中，溶液包括有機(jī)酸，如檸檬酸、酒石酸、草酸、丙二酸、順丁烯二酸、蟻酸和醋酸。在另一個(gè)實(shí)施例中，溶液包括有機(jī)鹽溶液。有機(jī)鹽溶液可能包括至少一個(gè)陰離子，所述陰離子來(lái)自檸檬酸、酒石酸、草酸、丙二酸、順丁烯二酸、蟻酸和醋酸中的至少一個(gè)，和至少一個(gè)相關(guān)的陽(yáng)離子，如銨、鈉、鉀、鐵、鋁、硼、鋅、錳、鎂或鈣。
在另一個(gè)實(shí)施例中，溶液包括由鹵素與V族或VI族元素如磷、氧、硫、硒、氮等組成的化合物。在一個(gè)實(shí)施例中，化合物包括亞硫酰(二)氯、磺酰氯、三氯化磷、氯氧化磷、次氯酸和氯中的一種或多種。在另一個(gè)實(shí)施例中，化合物包括亞硫酰(二)溴、磺酰溴、三溴化磷、溴氧化磷、次溴酸和溴中的一種或多種。
在另一個(gè)實(shí)施例中，可以用水從碳吸附劑沖洗下許多硫酸和硫酸鹽。然而，如果在用氫鹵酸(HX)執(zhí)行預(yù)處理或在前的碳再生循環(huán)過(guò)程中，鹵素已經(jīng)結(jié)合到碳中，那么這個(gè)處理只能對(duì)恢復(fù)吸附劑捕獲元素汞的活性才有效。
本發(fā)明可以還包括在污染物去除劑的溶液中沖洗回收的粉末吸附劑或床材料，所述污染物去除劑例如酸試劑。用污染物去除劑沖洗將從吸附劑的結(jié)合位交換來(lái)自廢氣的硫酸鹽離子和其它污染物。本發(fā)明還包括用試劑浸漬吸附劑以促進(jìn)吸附活性。這可以通過(guò)使用促進(jìn)劑如質(zhì)子氫鹵酸HX或Lewis酸MeXn來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些試劑通過(guò)在碳邊緣結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生陽(yáng)離子特性吸引汞原子并從所述汞原子吸收電子來(lái)提高金屬氧化活性。類似的機(jī)理應(yīng)用于還原的砷和其它污染物質(zhì)的氧化和捕獲。在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明可以使用通過(guò)氯化吸附劑表面來(lái)促進(jìn)氧化的試劑，如SOCl2，SO2Cl2，PCl3，POCl3，HOCl，NaOCl，Cl2和相應(yīng)的溴化物(或其它鹵化物)試劑。這些試劑可以是液體、氣體或溶液試劑，取決于它們的穩(wěn)定性。
處理過(guò)的吸附劑顆粒漿料提供給脫水步驟(例如，基于離心、重力或過(guò)濾的方法)來(lái)從含水酸中去除吸附劑顆粒。最后，在返回使用前，吸附劑通過(guò)溫和的熱處理進(jìn)一步干燥。吸附劑脫水有許多原因。通過(guò)提高流動(dòng)特性，這個(gè)步驟使粉末狀或流動(dòng)顆粒吸附劑在管道注入過(guò)程中或在接觸單元中更容易處理。濕氣還可能阻塞氣孔，阻礙元素汞的氣相擴(kuò)散，或可能促進(jìn)SO2的吸附和隨后的SO2氧化成硫酸。
在另一個(gè)實(shí)施例中，脫水步驟產(chǎn)生的水可以在沉淀池中用Ca或Mg鹽處理，產(chǎn)生不溶的CaSO4或MgSO4，或其它污染物的不溶鹽，這些鹽作為污泥或固體被去除。適合的Ca或Mg鹽的例子包括石灰，鹵化物或來(lái)自樹(shù)脂再生步驟的用過(guò)的溶液。處理過(guò)的水還可以用質(zhì)子形式的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂進(jìn)一步處理，來(lái)去除來(lái)自沉淀池的水中的任何過(guò)量的Ca或Mg，并用氫離子置換。然后，得到的溶液基本符合碳再生步驟的要求(交換出污染物并加入促進(jìn)劑酸)。在這個(gè)工藝中，來(lái)自該工藝的用過(guò)的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂用質(zhì)子酸，如HCl，處理，可再生為質(zhì)子形式的樹(shù)脂，并產(chǎn)生溶解的Ca或Mg鹽。該工藝可以包括將來(lái)自樹(shù)脂再生單元的Ca和Mg鹽水加到沉淀容器，來(lái)輔助沉淀不溶的污染物Ca或Mg鹽。該工藝還可以包括，根據(jù)需要向來(lái)自樹(shù)脂處理步驟的循環(huán)水中加入酸或鹽，將濃度增加到污染物去除和促進(jìn)吸附劑活性的所屬濃度。
在另一個(gè)實(shí)施例中，來(lái)自脫水步驟的廢水溶液可以簡(jiǎn)單的通過(guò)填加到滌氣器漿料(如果有的話)中，或使用其它的處理方法處理。如滌氣器的設(shè)計(jì)目的，這將使污染物轉(zhuǎn)化為不溶的鈣鹽。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在再生吸附劑注入到廢氣氣流之前，可以通過(guò)使用添加劑與吸附劑混合使再生或改善的吸附劑得到改進(jìn)。在一個(gè)實(shí)施例中，添加劑可以是鈣基添加劑，其功能在于中和酸。
雖然再生失活的吸附劑的工藝適合于多種形式的吸附劑，以下給出根據(jù)本發(fā)明(包括測(cè)試結(jié)果)的再生工藝的詳細(xì)實(shí)施例。在這個(gè)實(shí)施例中，使用活性碳吸附劑。測(cè)定了多種碳吸附劑的再生，包括粉末狀Norit FGD吸附劑，氣凝膠碳膜吸附劑和由嵌在聚合纖維基質(zhì)上的細(xì)粒碳顆粒物構(gòu)成的碳過(guò)濾器。
碳吸附劑開(kāi)始在加熱床中測(cè)定，含有元素汞(11μg./m3)的合成廢氣氣流通過(guò)該床。廢氣中總的和元素汞的濃度通過(guò)使用PSI SirGalahad汞連續(xù)發(fā)射監(jiān)控器(CEM)測(cè)定。測(cè)試過(guò)程中，粉末吸附劑由石英過(guò)濾器承載，其它吸附劑以三倍厚的層測(cè)定。比較原始的FGD粉末狀碳吸附劑和通過(guò)0.1N HBr沖洗通過(guò)離心聚集粉末，然后干燥，再生的吸附劑，結(jié)果表明汞捕獲能力從最初的入口約50％捕獲效率增加到100％的捕獲能力。比較吸附劑在第二次使用周期后再次用HBr再生表明，在測(cè)試開(kāi)始時(shí)的汞捕獲能力還是100％，并且能夠在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里維持較高的捕獲效率。用0.1N HCl再生的碳膜和碳纖維吸附劑得到類似的結(jié)果。
圖1是說(shuō)明本發(fā)明的吸附劑再生技術(shù)的應(yīng)用的一個(gè)實(shí)施例框圖。圖1不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是限制性的，而是描述結(jié)合該技術(shù)的一個(gè)示范性系統(tǒng)。
圖1說(shuō)明的工藝是圍繞吸附劑再生和處理工藝10展開(kāi)的，最簡(jiǎn)單的情況下(as a minimum)，吸附劑材料與含水化學(xué)試劑接觸。這個(gè)步驟還可以包括更強(qiáng)的攪拌或磨球以露出新鮮表面。新鮮吸附劑和用過(guò)的吸附劑從分開(kāi)的儲(chǔ)存?zhèn)}12和14填加，并以速率計(jì)量，取決于來(lái)自處理過(guò)的廢氣的汞控制反饋。接觸反應(yīng)器接受新鮮吸附劑和用過(guò)的吸附劑的混合物，并利于吸附劑再生和處理工藝10。在一個(gè)實(shí)施例中，混合物包括約80％用過(guò)的吸附劑和20％新鮮的吸附劑。當(dāng)然，也可以使用其它比率。在一個(gè)實(shí)施例中，用過(guò)的吸附劑被再生不需要使用新鮮吸附劑。在接觸反應(yīng)器里，吸附劑混合物暴露在含水酸性溶液中來(lái)恢復(fù)用過(guò)的吸附劑對(duì)汞的吸附效率，如上所述。在吸附劑再生和處理工藝10后，得到的漿料通過(guò)最初的脫水工藝16(例如，通過(guò)水力旋流器，真空過(guò)濾，沉淀容器，熱交換器或其它設(shè)備)來(lái)從含水酸性溶液中去除吸附劑顆粒物。脫水工藝16之后跟隨的是最終干燥工藝18，其使用熱工藝氣體使再生吸附劑達(dá)到明顯干燥的程度來(lái)允許隨后的處理和注入用于汞控制的粉末系統(tǒng)。大部分來(lái)自脫水工藝16的含水溶液隨補(bǔ)償氣流22送回再生反應(yīng)器(通過(guò)箭頭20所示的路徑)，所述補(bǔ)償氣流由水和新鮮化學(xué)試劑組成。部分含水溶液24也送回到系統(tǒng)26，在回用前該系統(tǒng)通過(guò)往沉淀容器28中填加石灰和離子交換(通過(guò)離子交換器30)來(lái)去除硫酸鹽。對(duì)于一些應(yīng)用，從經(jīng)濟(jì)性考慮可能更傾向于用簡(jiǎn)單的排出流并增加使用新鮮含水化學(xué)試劑(如以下所述)來(lái)取代硫酸鹽去除步驟。在另一個(gè)實(shí)施例中，作為脫水和干燥的替代方案，濕吸附劑可能被注回到廢氣流，在氣流中濕吸附劑幾乎立即就干燥了。
圖2是說(shuō)明本發(fā)明的吸附劑再生技術(shù)的應(yīng)用的另一個(gè)實(shí)施例。圖2類似于圖1所示的框圖，只有很小的區(qū)別。首先，圖2給出了灰分離系統(tǒng)32，它可以從用過(guò)的吸附劑中分離出飛灰。
與圖1所示的框圖相同，圖2給出了儲(chǔ)存?zhèn)}12和14，其用來(lái)給接觸反應(yīng)器提供新鮮和用過(guò)的吸附劑。接觸反應(yīng)器接受新鮮和用過(guò)的吸附劑的混合物，并利于吸附劑再生和處理工藝10。在吸附劑再生和處理工藝10后，得到的漿料通過(guò)脫水工藝16和干燥工藝18。部分來(lái)自脫水工藝16的含水溶液隨補(bǔ)償氣流22送回再生反應(yīng)器(通過(guò)箭頭20所示的路徑)，如上所述。部分含水溶液24也送回到系統(tǒng)26，在回用前該系統(tǒng)通過(guò)往沉淀容器28中填加石灰和離子交換(通過(guò)離子交換器30)來(lái)去除硫酸鹽。如上所述，對(duì)于一些應(yīng)用，從經(jīng)濟(jì)性考慮可能更傾向于用簡(jiǎn)單的排出氣流(圖2中所示“選項(xiàng)A”)并增加使用新鮮含水化學(xué)試劑來(lái)取代硫酸鹽去除步驟34。
本發(fā)明還引用于改善新吸附劑的效率。圖3說(shuō)明了用于改善吸附劑的效率的框圖。圖3類似于圖2，但沒(méi)有用過(guò)的吸附劑來(lái)源。圖3給出了用于給接觸反應(yīng)器提供新鮮吸附劑的儲(chǔ)存?zhèn)}12。接觸反應(yīng)器接收新鮮吸附劑，并利于吸附劑處理工藝10，該工藝將提高吸附劑的效率。圖3的其余部分和圖2相同。
在前面的詳細(xì)描述中，本發(fā)明參考其中特定的示范性實(shí)施方案來(lái)說(shuō)明?？梢宰霾煌男薷暮透淖兌黄x權(quán)利要求所陳列的本發(fā)明的更大的精神和范圍。因而，說(shuō)明書(shū)和附圖可被看作是說(shuō)明性的，而不具有限制意義。
權(quán)利要求
1.再生用過(guò)的吸附劑的方法，包括產(chǎn)生含有用過(guò)的吸附劑和未用過(guò)的吸附劑的吸附劑混合物；將吸附劑混合物暴露給溶液以去除聚集到用過(guò)的吸附劑上的污染物，以恢復(fù)吸附劑的汞吸附效率；使吸附劑混合物脫水來(lái)從溶液中去除吸附劑顆粒；和干燥脫水的吸附劑混合物。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在吸附劑混合物暴露給溶液之前從用過(guò)的吸附劑中分離灰。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中溶液包括無(wú)機(jī)酸溶液。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，無(wú)機(jī)酸溶液包括鹽酸(HCl)，氫溴酸(HBr)和氫碘酸(HI)中的至少一種。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中溶液溶液是鹽溶液。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，鹽溶液包括鹵化物鹽，含有相關(guān)的陽(yáng)離子，如銨、鈉、鉀、鐵、鋁、硼、鋅、錳、鎂、鈣。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中溶液包括有機(jī)酸。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，有機(jī)酸溶液包括檸檬酸、酒石酸、草酸、丙二酸、順丁烯二酸、蟻酸和醋酸中的至少一種。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中溶液包括有機(jī)鹽溶液。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中有機(jī)鹽溶液包括至少一個(gè)陰離子，所述陰離子來(lái)自檸檬酸、酒石酸、草酸、丙二酸、順丁烯二酸、蟻酸和醋酸中的至少一個(gè)；和至少一個(gè)相關(guān)的陽(yáng)離子，如銨、鈉、鉀、鐵、鋁、硼、鋅、錳、鎂或鈣。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中溶液只含有水。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中用過(guò)的吸附劑含有來(lái)自廢氣氣流的成分。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中吸附劑是活性碳。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中污染物包括硫酸。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其中吸附劑的汞吸附效率可通過(guò)去除聚集在用過(guò)的吸附劑上的陰離子來(lái)恢復(fù)。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其中吸附劑的汞吸附效率通過(guò)從吸附劑去除硫酸來(lái)恢復(fù)。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括攪拌吸附劑混合物和溶液。
18.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括在注入再生吸附劑到廢氣氣流之前，混合添加劑與再生吸附劑。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中添加劑中和酸。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其中添加劑是鈣基添加劑。
21.再生用過(guò)的吸附劑的方法，包括將用過(guò)的吸附劑暴露給溶液以去除聚集到用過(guò)的吸附劑上的污染物，以恢復(fù)吸附劑的汞吸附效率；使吸附劑脫水來(lái)從溶液中去除吸附劑顆粒；和干燥脫水的吸附劑混合物。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中溶液包括無(wú)機(jī)酸溶液。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，其中溶液是鹽溶液。
24.如權(quán)利要求21所述的方法，其中溶液包括有機(jī)酸。
25.如權(quán)利要求21所述的方法，其中溶液包括有機(jī)鹽溶液。
26.如權(quán)利要求21所述的方法，其中吸附劑是活性炭。
27.再生用過(guò)的吸附劑的方法，包括產(chǎn)生含有用過(guò)的吸附劑和未用過(guò)的吸附劑的吸附劑混合物；通過(guò)將吸附劑混合物暴露給溶液以去除聚集到用過(guò)的吸附劑上的污染物，以恢復(fù)吸附劑的汞吸附效率來(lái)再生該用過(guò)的吸附劑；和將再生吸附劑暴露給廢氣氣流。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其中通過(guò)將再生吸附劑注入到廢氣氣流，使再生吸附劑暴露給廢氣氣流。
29.如權(quán)利要求27所述的方法，其中使用吸附劑固定床使再生吸附劑暴露給廢氣氣流。
30.如權(quán)利要求27所述的方法，其中使用吸附劑流化床使再生吸附劑暴露給廢氣氣流。
31.如權(quán)利要求27所述的方法，其中使用流化纖維過(guò)濾器使再生吸附劑暴露給廢氣氣流。
32.如權(quán)利要求27所述的方法，其中溶液包括無(wú)機(jī)酸溶液。
33.如權(quán)利要求27所述的方法，其中溶液是鹽溶液。
34.如權(quán)利要求27所述的方法，其中溶液是有機(jī)酸。
35.如權(quán)利要求27所述的方法，其中溶液包括有機(jī)鹽溶液。
36.如權(quán)利要求27所述的方法，其中吸附劑是活性碳。
37.改善吸附劑效率的方法，包括將吸附劑暴露給提高吸附劑效率的溶液；使吸附劑脫水來(lái)從溶液中去除吸附劑顆粒；和干燥脫水的吸附劑。
38.如權(quán)利要求37所述的方法，其中溶液包括無(wú)機(jī)酸溶液。
39.如權(quán)利要求37所述的方法，其中溶液是鹽溶液。
40.如權(quán)利要求37所述的方法，其中溶液包括有機(jī)酸。
41.如權(quán)利要求37所述的方法，其中溶液包括有機(jī)鹽溶液。
42.如權(quán)利要求37所述的方法，其中吸附劑是活性碳。
43改善吸附劑效率的方法，包括通過(guò)將吸附劑暴露給提高吸附劑效率的溶液來(lái)改善吸附劑；和將改善的吸附劑暴露給廢氣氣流。
44.如權(quán)利要求43所述的方法，其中通過(guò)將改善的吸附劑注入到廢氣氣流，使改善吸附劑暴露給廢氣氣流。
45.如權(quán)利要求43所述的方法，其中使用吸附劑固定床使改善的吸附劑暴露給廢氣氣流。
46.如權(quán)利要求43所述的方法，其中使用吸附劑流化床使改善的吸附劑暴露給廢氣氣流。
47.如權(quán)利要求43所述的方法，其中使用流化纖維過(guò)濾器使改善的吸附劑暴露給廢氣氣流。
48.如權(quán)利要求43所述的方法，其中溶液包括無(wú)機(jī)酸溶液。
49.如權(quán)利要求43所述的方法，其中溶液是鹽溶液。
50.如權(quán)利要求43所述的方法，其中溶液包括有機(jī)酸。
51.如權(quán)利要求43所述的方法，其中溶液包括有機(jī)鹽溶液。
52.如權(quán)利要求43所述的方法，其中溶液包括由鹵素與V族或VI族元素結(jié)合組成的化合物。
53.如權(quán)利要求52所述的方法，其中化合物包括亞硫酰(二)氯、磺酰氯、三氯化磷、氯氧化磷、次氯酸和氯中的一個(gè)或多個(gè)。
54.如權(quán)利要求52所述的方法，其中化合物包括亞硫酰(二)溴、磺酰溴、三溴化磷、溴氧化磷、次溴酸和溴中的一個(gè)或多個(gè)。
55.如權(quán)利要求43所述的方法，其中吸附劑是活性碳。
56.去除燃燒化石燃料過(guò)程中廢氣氣流中的汞或其它污染物的方法，包括將吸附劑暴露給廢氣氣流以去除廢氣氣流中的污染物；將用過(guò)的吸附劑與新鮮吸附劑混合，并將混合物暴露給溶液以去除聚集到用過(guò)的吸附劑上的污染物，以恢復(fù)吸附劑的汞吸附效率；使混合物脫水來(lái)從溶液中去除吸附劑顆粒；干燥吸附劑顆粒物；和將干燥的吸附劑顆粒物暴露給廢氣氣流以去除廢氣氣流中的額外的污染物。
57.如權(quán)利要求56所述的方法，其中吸附劑是活性碳。
58.如權(quán)利要求56所述的方法，其中溶液包括無(wú)機(jī)酸溶液。
59.如權(quán)利要求56所述的方法，其中溶液是鹽溶液。
60.如權(quán)利要求56所述的方法，其中溶液包括有機(jī)酸。
61.如權(quán)利要求56所述的方法，其中溶液包括有機(jī)鹽溶液。
62.再生吸附劑的裝置，包括用于接收并包含用過(guò)的吸附劑和未用過(guò)的吸附劑的混合物的接觸反應(yīng)器，其中，接觸反應(yīng)器中的混合物被暴露給含水酸溶液來(lái)恢復(fù)吸附劑對(duì)汞的吸附效率；用于去除含水酸溶液中的吸附劑顆粒的脫水設(shè)備；和干燥吸附劑顆粒的干燥器。
63.如權(quán)利要求62所述的裝置，其中接觸反應(yīng)器進(jìn)一步包括一種或多種攪拌混合物的方法。
64.如權(quán)利要求62所述的裝置，其中脫水設(shè)備由水力旋流器組成。
65.如權(quán)利要求62所述的裝置，其中脫水設(shè)備由沉淀容器或稠化器組成。
66.如權(quán)利要求62所述的裝置，其中脫水設(shè)備由過(guò)濾設(shè)備組成。
67.如權(quán)利要求62所述的裝置，其中干燥器由熱交換器組成。
68.如權(quán)利要求62所述的裝置，其中干燥器由流化室組成。
69.如權(quán)利要求62所述的裝置，進(jìn)一步包括吸附劑灰分離器，其用于在由接觸反應(yīng)器接收前，從灰中分離用過(guò)的吸附劑。
全文摘要
用于再生被廢氣中成分毒害的吸附劑的方法和裝置。吸附劑用試劑處理來(lái)去除有毒組分，并向吸附劑引入促進(jìn)劑。該方法和裝置還可以用于提高新吸附劑的效率。
文檔編號(hào)B01J38/48GK1826175SQ200480017704
公開(kāi)日2006年8月30日 申請(qǐng)日期2004年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月23日
發(fā)明者E·奧爾森, M·霍爾姆斯, J·帕夫利什 申請(qǐng)人:能源及環(huán)境研究中心基金會(huì)