用于从气体和液体中除去污染物的颗粒基系统技术方案

描述了用于从材料如气体或液体材料中除去一种或多种物质的系统、组合物和方法。组合物可包含复合脱除颗粒。在一些实施方案中，复合脱除颗粒可包含由便宜载体材料制备的载体颗粒和载于载体颗粒上的反应性颗粒。反应性颗粒与材料中的一种或多种物质反应。然后可将反应的复合脱除颗粒从材料中除去，这降低存在于材料中的一种或多种物质的量。该复合脱除颗粒用于从废气，例如来自电厂燃烧装置的烟道气中，以及从其它材料如天然气、液化天然气、燃料、烃、石油化学品和精炼厂料流中除去污染物，例如汞。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】用于从气体和液体中除去污染物的颗粒基系统相关申请交叉引用本申请要求2013年3月6日提交的美国临时专利申请No 61/773，550和2013年3月13日提交的美国临时专利申请N0.61/780，230的优先权利益。通过引用将这些申请的全部内容并入本文中。专利
本专利技术一般性地涉及使用复合纳米级/微米级颗粒和其它颗粒材料从气体和液体如烟道气中除去污染物如汞的系统、组合物和方法。专利技术背景燃煤发电厂是世界上重要的能源。世界电力供应的约41%由煤产生(参见 URLwww.worldcoal.0rg/coal/uses-of-coal/coal-electricity)ο 2010 年美 国电力的约45 %由煤产物，提供1.85万亿千瓦/小时能量(U.S.Energy Informat1nAdministrat1n，Annual Energy Review 2010)。煤燃烧产生大量污染物，控制这些污染物对公共卫生和环境保护而言是必要的。由于汞对人神经系统的破坏性影响以及它在环境中的积累和长停留时间，汞是由燃煤发电厂产生的特别显著的污染物。汞在357°C下沸腾，并且由于燃煤装置在高得多的温度下操作，汞以挥发形式从燃煤装置中排放。来自发电厂的汞排放通常由政府管制。美国设定了关于发电厂的汞排放的逐级降低水平的目标(Mercury and Air Toxics Standards)。在降低烟道气中的萊方面的努力包括将活性碳注入烟道气中，除去汞以及硫的湿烟道气脱硫(湿洗涤器)、碳过滤床、废盐水洗涤和砸过滤器。还使用在燃烧以前从煤中除去汞。取决于几个因素(煤的质量、已存在于发电厂中的其它控制技术等)，用于从烟道气中除去汞的系统可使操作电站锅炉的成本提高约 I %至 11% (U.S.Environmental Protect1n Agency, Mercury Study Reportto Congress，第 VIII 卷:An Evaluat1n of Mercury Control Technologies and Costs，1997)o因此，需要其它除汞技术以便以合理的成本满足越来越严格的规章要求。专利技术概述本专利技术实施方案提供用于从流体或流体料流中除去物质的复合脱除颗粒和包含复合脱除颗粒的组合物，其中流体或流体料流可以为气体、液体、气流或液流，以及使用复合脱除颗粒从流体或流体料流，即液体、气体、液流或气流中除去物质的系统和方法。在一个实施方案中，本专利技术包括复合脱除颗粒和包含复合脱除颗粒的组合物，其中复合脱除颗粒包含载体颗粒和反应性颗粒。载体颗粒可由金属氧化物、氧化铁(II)、氧化铁(III)、混合铁氧化物、氧化铜、二氧化钛、氧化铝、氧化猛、氧化铺、氧化钼、金属氮化物、氮化钛、氮化钼、金属碳化物、碳化铁、碳化钛、碳化钼、碳、无机氧化物、无机氮化物、二氧化硅、碳化硅、混合金属氧化物-氢氧化物、陶瓷、膨润土或沸石制造。在一个实施方案中，载体颗粒由二氧化娃制造。在另一实施方案中，载体颗粒由碳制造。在一个实施方案中，反应性颗粒可由材料如锌、金、银、锡、镁、铅、元素硫、砸、碲、铀或钯，或者其任何组合制造。当反应性颗粒包含多于一种材料时，两种材料可混合在一起地存在于反应性颗粒中，或者不同材料的反应性颗粒可粘附在相同的载体颗粒上，或者包含带有含有第一反应性材料的反应性颗粒的载体颗粒的第一复合脱除颗粒可与包含带有含有不同反应性材料的反应性颗粒的载体颗粒的其它复合脱除颗粒结合。在一个实施方案中，反应性颗粒由锌制造。在另一实施方案中，反应性材料由金制造。在另一实施方案中，载体颗粒的平均直径为约250nm至约500 μπι。在另一实施方案中，载体颗粒的平均直径为约500nm至约10 μπι。在另一实施方案中，反应性颗粒的平均直径为约0.5nm至约lOOnm。在另一实施方案中，反应性颗粒的平均直径为约Inm至约lOOnm。在另一实施方案中，反应性颗粒的平均直径为约3nm至约20nm。在另一实施方案中，本专利技术包括进一步包含活性碳除汞材料的复合反应性颗粒。在一个实施方案中，复合反应性颗粒附着于陶瓷或金属结构上。在另一实施方案中，陶瓷或金属结构具有蜂窝状结构。在另一实施方案中，复合反应性颗粒通过洗涂层(washcoat)附着于陶瓷或金属结构上。在另一实施方案中，本专利技术包括用于降低含汞烟道气中的汞含量的系统，所述系统包含复合脱除颗粒或者包含复合脱除颗粒的组合物，其中复合脱除颗粒包含载体颗粒和反应性颗粒，且其中复合脱除颗粒的反应性颗粒与烟道气中的汞结合以形成带汞复合脱除颗粒；和用于除去带汞复合脱除颗粒的捕集器，由此降低烟道气的汞含量。在系统的另一实施方案中，本专利技术包括用于降低含汞烟道气中的汞含量的系统，所述系统包含活性碳除汞材料，并且包含复合脱除颗粒或者包含复合脱除颗粒的组合物，其中复合脱除颗粒包含载体颗粒和反应性颗粒，且其中复合脱除颗粒的反应性颗粒与烟道气中的汞结合以形成带汞复合脱除颗粒，并且其中烟道气中的汞吸附到活性炭的表面上以形成带汞活性炭；和用于除去带汞复合脱除颗粒和带汞活性炭的捕集器，由此降低烟道气的汞含量。在另一实施方案中，本专利技术包括用于降低含汞材料如天然气、液化天然气或其它燃料中的汞含量的系统。在另一实施方案中，本专利技术包括用于降低含汞材料如烃、石油化学品或精炼厂料流中的汞含量的系统。含汞材料可以为气体形式或液体形式。系统包含复合脱除颗粒或者包含复合脱除颗粒的组合物，其中复合脱除颗粒包含载体颗粒和反应性颗粒，且其中复合脱除颗粒的反应性颗粒与含汞材料中的汞结合以形成带汞复合脱除颗粒；和用于除去带汞复合脱除颗粒的捕集器，由此降低含汞材料的汞含量。在系统的另一实施方案中，本专利技术包括用于降低含汞材料中的汞含量的系统，所述系统包含活性碳除汞材料，并且包含复合脱除颗粒或者包含复合脱除颗粒的组合物，其中复合脱除颗粒包含载体颗粒和反应性颗粒，且其中复合脱除颗粒的反应性颗粒与含汞材料中的汞结合以形成带汞复合脱除颗粒，并且其中含汞材料中的汞吸附到活性炭的表面上以形成带汞活性炭；和用于除去带汞复合脱除颗粒和带汞活性炭的捕集器，由此降低材料的汞含量。载体颗粒可由金属氧化物、氧化铁(II)、氧化铁(III)、混合铁氧化物、氧化铜、二氧化钛、氧化铝、氧化镁、氧化铺、氧化钼、金属氮化物、氮化钛、氮化钼、金属碳化物、碳化铁、碳化钛、碳化钼、碳、无机氧化物、无机氮化物、二氧化娃、碳化娃、混合金属氧化物-氢氧化物、陶瓷、膨润土或沸石制造。在一个实施方案中，载体颗粒由二氧化硅制造。在另一实施方案中，载体颗粒可由碳制造。在一个实施方案中，反应性颗粒可由材料如锌、金、银、锡、镁、铅、元素硫、砸、碲、铂或钯，或者其组合制造。在一个实施方案中，反应性颗粒由锌制造。在另一实施方案中，反应性材料由金制造。在另一实施方案中，载体颗粒的平均直径为约250nm至约500 μπι。在另一实施方案中，载体颗粒的平均直径为约500nm至约10 μπι。在另一实施方案中，反应性颗粒的平均直径为约0.5nm至约lOOnm。在另一实施方案中，反应性颗粒的平均直径为约Inm至约lOOnm。在另一实施方案中，反应性颗粒的平均直径为约3nm至约20nm。在系统的一个实施方案中，复本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于降低含汞烟道气流中的汞含量的系统，其包含：位于含汞烟道气流的路径中的复合脱除颗粒，其中复合脱除颗粒包含载体颗粒和反应性颗粒，其中复合脱除颗粒的反应性颗粒与烟道气流中的汞结合以形成带汞复合脱除颗粒；和用于除去带汞复合脱除颗粒的捕集器，其中烟道气流的汞含量降低。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·E·小雷曼，
申请(专利权)人：SDC材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US