管理用于从流体流中吸着痕量污染物的流通式整体型吸着剂的使用的方法技术

一种管理用于从流体流中吸着痕量污染物的流通式整体型吸着剂（４０８，４１０，４１４）的使用的方法，该方法包括：提供两个或更多个具有痕量污染物吸着在其上的流通式整体型吸着剂（４０８，４１０），其中，将流通式整体型吸着剂设置在初始序列中，以使流体流从该序列的上游进口端向该序列的下游出口端流动；从该序列的进口端位置移出进口端部分的流通式整体型吸着剂（４０８）；使下游部分的流通式整体型吸着剂（４１０）从该序列的下游位置向该序列的进口端位置移动；将用于替换的流通式整体型吸着剂部分（４１４）放入该序列下游位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及管理用于从流体流中吸着痕量污染物(例如汞)的流通式整体型吸着 齐Ll (flow-through monolithic sorbents)的使用的方法。背景有害污染物排放已经成为日益受到关注的环境问题，因为它们威胁人类健康。 例如，燃煤发电厂和医疗废弃物焚烧是与人类活动相关的排放到大气中的汞的主要来 源。元素汞及其变体如甲基汞是全球性污染物。据报道，人吸入元素汞会对肾和中枢神经系统(CNS)造成严重影响，例如中度 瞬时蛋白尿、急性肾衰竭、震颤、过敏、失眠、失忆、神经肌肉变化、头痛、感觉-运 动神经功能迟缓和认知功能减退。急性吸入元素汞可影响胃肠和呼吸系统，导致胸痛、 呼吸困难、咳嗽、肺功能损害和间质性肺炎。研究还表明，长期接触元素汞可能导致对 肾和CNS的负面影响，包括异常兴奋(兴奋度增加)、过敏、过度害羞、失眠、严重流涎 症、龈炎、震颤和形成蛋白尿。人接触甲基汞的主要途径是食物，例如通过吃鱼接触甲基汞。急性接触甲基汞 可能导致CNS反应，例如失明、耳聋和意识模糊。慢性接触甲基汞导致以下症状例如 感觉异常(皮肤刺痛感)、视力模糊、抑郁、语言障碍和视野缩小。据估计，每年从美国燃煤发电厂排放的汞有48吨。DOE-能量信息管理年度能 量展望(DOE-Energy Information Administration annual energyoutlook)提出,随着燃煤发电 容量的增加，用于发电的煤消耗将从2002年的9亿7600万吨增加到2025年的14亿7700 万吨。但是，对燃煤发电厂还没有严格地执行汞排放控制法规。主要原因在于缺乏能以 合理成本操作的有效控制技术，特别是对于元素汞的控制。目前用于控制元素汞以及氧化的汞的技术是活性炭注入(ACI)。ACI方法涉及 将活性炭粉末注入到废气流中，使用织物纤维或静电沉淀器来收集带有吸着的汞的活性 炭粉末。ACI技术通常需要高C Hg比来实现所需的汞去除水平(> 90% )，这导致 吸着材料占据很大一部分成本。高C Hg比表明ACI没有充分利用碳粉末的汞吸着能 力。活性炭填充床可实现高汞去除水平，更有效地利用吸着材料。但是，典型的粉 末或颗粒填充床具有极高的压降，这将明显降低能效。此外，这些固定床通常是一种中 断型技术，因为它们需要根据材料的吸着能力频繁地更换吸着材料。US 2007/0261557中揭示的活性炭蜂窝体也可用于实现对毒性金属之类的痕量污 染物的高去除水平。但是，仍然需要更有效地利用这些蜂窝体，特别是在用于从流体流中除去汞之类的痕量污染物的系统层面的设计中。更具体地，燃煤发电厂留给汞补救系统的空间有限。发电厂还希望在通常每年 一次的计划停车时间以外不需要对该系统进行维护。因此，低维护成本的小尺寸汞消除 反应器是有利的。尽管可使用具有高表面积和丰富位点的活性炭蜂窝体吸着剂吸着汞，但是包含 这些蜂窝体的反应器的主体部分在用于汞吸着时通常只部分地被汞填充。例如，在实验 室实验中，在广泛用于汞去除后，反应器中只有约三分之一长度的可用蜂窝体吸着剂基 本被饱和。反应器中饱和部分的蜂窝体吸着材料位于蜂窝体床进口附近，其余下游部分 通常只有极低浓度的汞。本专利技术人已经发现一种管理流通式整体型吸着剂的使用的方法，该方法能更好 地利用吸着剂材料。反过来，通过更好地利用吸着剂材料，可以减少实现所需痕量污染 物去除水平所需的吸着剂的总体积，并且降低痕量污染物去除系统的成本。附图简要说明可单独通过以下详述或通过以下详述并结合附图理解本专利技术。包括的附图提供 了对本专利技术的进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图说明 了本专利技术的一个或多个实施方式，并与说明书一起用来解释本专利技术的原理和操作。图1显示适用于实施本专利技术的流通式整体型吸着剂的一个例子。图2显示适用于实施本专利技术的蜂窝体吸着剂列的一个例子。图3显示以相互并行的方式排列的四个蜂窝体吸着剂序列。图4A-4E显示本专利技术的几个实施方式实例。专利技术实施方式描述本专利技术的一个实施方式是一种管理用于从流体流中吸着痕量污染物的流通式整 体型吸着剂的使用的方法，该方法包括提供两个或更多个具有痕量污染物吸着在其上的流通式整体型吸着剂，其中， 将流通式整体型吸着剂设置在初始序列中，以使流体流从该序列的上游进口端向该序列 的下游出口端流动；从该序列的进口端位置移出进口端部分的流通式整体型吸着剂；将下游部分的流通式整体型吸着剂从该序列的下游位置向该序列的进口端位置 移动；将用于替换的流通式整体型吸着剂部分放入该列下游位置。本专利技术的另一个实施方式是一种管理用于从流体流中除去痕量污染物的流通式 整体型吸着剂的使用的方法，该方法包括使包含痕量污染物的流体流从两个或更多个流通式整体型吸着剂的初始序列的 上游进口端流向该序列的下游出口端，以将痕量污染物吸着在该流通式整体型吸着剂序 列中；通过调整方法周期性地调整流通式整体型吸着剂序列，该调整方法包括从该序列的进口端位置移出进口端部分的流通式整体型吸着剂；将下游部分的流通式整体型吸着剂从该序列的下游位置向该序列的进口端位置 移动；将用于替换的流通式整体型吸着剂部分放入该序列下游位置。与ACI相比，流通 式整体型吸着剂如蜂窝体能更有效地利用吸着剂材料。另 夕卜，上述实施方式代表了一种新的系统方法，该方法能保持对痕量污染物(例如，汞之 类的毒性金属)的高去除效率，同时又能减少用于吸着的流通式整料型吸着剂材料的总量。本专利技术可用于吸着流体流中的任何痕量污染物。流体流的形式可以为气体或液 体。气体或液体还可包含其它相，例如在气体或液体流中的固体微粒，或者在气体流中 的液滴。气体流的例子包括燃煤废气(例如来自烟煤和亚烟煤类或褐煤)，以及在煤的气 化过程中产生的合成气流。术语“吸着” “吸着性”和“吸着的”指吸附、吸收或其它以物理、化学或物理和化学方式在吸附剂上捕集痕量污染物。待吸着的痕量污染物包括例如在流体流中等于或小于3重量％的污染物，例如 等于或小于2重量％，或者等于或小于1重量％。痕量污染物还可包括例如在流体流中 等于或小于10,000微克/米3的污染物。痕量污染物的例子包括金属，包括毒性金属。 文中使用的术语“金属”和对具体金属或其它痕量污染物的任何指称包括金属或其它痕 量污染物的元素形式以及氧化态。因此，金属的吸着包括吸着元素形式的金属，以及吸 着包含该金属的任何有机或无机化合物或组合物。毒性金属的例子包括镉、汞、铬、铅、钡、铍，以及包含这些元素的化学化合 物或组合物。在一个实施方式中，毒性金属是元素形式(Hg。)或氧化态形式(Hg+或Hg2+) 的汞。氧化的汞的例子包括HgO和卤代汞，例如Hg2Cl2和HgCl2。其它示例性金属含 量污染物包括镍、钴、钒、锌、铜、锰、锑、银和铊，以及包含它们的有机或无机化合 物或组合物。其它痕量污染物包括元素和任何氧化态形式的砷和硒，包括包含砷或硒的 有机或无机化合物或组合物。挥发性有机化合物(“VOCs” )也是示例性的痕量污染 物。痕量污染物可以是能吸着在流通式整体型吸着剂上的任何相。因此，例如，痕 量污染物可以作为在气体流体流中的液体存在，或者作为在液体流体流中的液体存在。 或者，痕量污染物可以作为在气体或液体流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管理用于从流体流中吸着痕量污染物的流通式整体型吸着剂的使用的方法，该方法包括：提供两个或更多个具有痕量污染物吸着在其上的流通式整体型吸着剂，其中，将流通式整体型吸着剂设置在初始序列中，以使流体流从该序列的上游进口端向该序列的下游出口端流动；从该序列的进口端位置移出进口端部分的流通式整体型吸着剂；使下游部分的流通式整体型吸着剂从该序列的下游位置向该序列的进口端位置移动；将用于替换的流通式整体型吸着剂部分放入该序列下游位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2008-4-2 12/080,3501.一种管理用于从流体流中吸着痕量污染物的流通式整体型吸着剂的使用的方法， 该方法包括提供两个或更多个具有痕量污染物吸着在其上的流通式整体型吸着剂，其中，将流 通式整体型吸着剂设置在初始序列中，以使流体流从该序列的上游进口端向该序列的下 游出口端流动；从该序列的进口端位置移出进口端部分的流通式整体型吸着剂；使下游部分的流通式整体型吸着剂从该序列的下游位置向该序列的进口端位置移动；将用于替换的流通式整体型吸着剂部分放入该序列下游位置。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述痕量污染物是金属。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述痕量污染物选自镉、汞、铬、铅、 钡、铍、砷和硒。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述痕量污染物是元素形式或氧化态形式的汞。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用于替换的流通式整体型吸着剂部分 包含一个或多个完全没有或基本没有吸着的痕量污染物的吸着剂。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用于替换的流通式整体型吸着剂部分 包含一个或多个从该序列的进口端位置移出的流通式整体型吸着剂。7.如权利要求1所述的方法，所述用于替换的流通式整体型吸着剂部分包含总长度与 从该序列的进口端位置移出的进口部分的流通式整体型吸着剂相同的流通式整体型吸着 剂。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用于替换的流通式整体型吸着剂部分 的长度是流通式整体型吸着剂初始序列长度的10% -50%。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，一个或多个流通式整体型吸着剂包含活性炭。10.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：KP加德卡里，DL莫斯，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US