适用作水泥添加剂的水银吸附剂制造技术

本发明专利技术涉及固体吸附剂，及其用于从废气中除去水银的用途，这并不干扰加气添加剂（诸如表面活性剂）加入到含有所述吸附剂的粉煤灰时形成稳定气泡的能力。加热制造吸附剂所使用到的材料使得氢氧化镁和／或一种或多种碱化合物与所述材料中存在的多价阳离子相结合从而排除所述干扰，否则所述多价阳离子会干扰表面活性剂活性，所述一种或多种碱化合物含有一个或多个硅酸盐、铝酸盐和／或磷酸盐部分，并且加入到或已经存在于所述材料中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术 一般涉及可用于从废气流中除去水银的改进催化吸附剂。a、p存在不干扰粉煤灰用作水泥添加剂的用途。本专利技术还涉及该催化吸附'j的制造和使用
技术介绍
从可能将水银排放到大气的气流，例如在燃烧中排出的废气中除 去水银的需求目前已逐渐广为所知。一些从废气中除去水银的尝试采用加入到废气流中的固体吸附 剂。水银从废气气体中除去并附到吸附剂上，然后通过设备将携带有 水银的吸附剂从废气中分离，所述设备同样将诸如粉煤灰的其他固体 材料在废气排入大气之前从中分离。从诸如燃煤火电厂等工业燃烧运行的废气中回收的粉煤灰通常 可用作水泥成分。所希望的是即使当粉煤灰含有以上所述曾用于从废 气中除去水银的固体吸附剂时也能按此方式使用粉煤灰。水泥成分与水以及其他成分相混合以形成混合物，该混合物可经 倾倒或者形成为在水泥固化时成为固体产品的东西，此时经常将表面 活性剂或其他加气剂加入到水泥中以使得在水泥混合物中形成气泡。 气泡在固化产品中形成空隙，由此渗透到固体产品中的任何水在冻结 时将膨胀到空隙中，从而不会危及固体产品本身的整体性。然而，总所周知的是在粉煤灰中存在的用于从废气中移除水银的 PAC(粉末活性碳)吸附剂将干扰加气添加剂在水泥组合物中形成所需 气泡的能力。因此，需要找到排除该干扰的用于去除水银的固体吸附 剂，及其制造方法。
技术实现思路
本专利技术的一个方面是一种在高温下从废气流中除去水银的催化 吸附剂组合物，所述催化吸附剂组合物包括其上分散有卣素或卣化化 合物的活性碳，诸如包括阳离子和阴离子的卣盐，并且所述催化吸附剂组合物在其用于在高温下从废气流中吸附水银后具有小于45的发泡指数。本专利技术的另一个方面是由碳质原料、卣盐和一种或多种式Ia和/ 或Ib的化合物制造上述组合物的方法<formula>formula see original document page 15</formula>其中每出现M，其为硅、铝或磷，每出现Alk，其为钠或钟，并 且a、 n和p是正整数。所述整数经选择使得式Ib的化合物不带有净 电荷，其根据任何存在的硅原子的价数为(+4)，任何存在的氯原子的 价数为，任何存在的磷原子的价数为(+5),任何存在的氧原子的价数 为(-2),任何存在的钠原子的价数为(+l)。式Ib的化合物的优选例子 包括原硅酸钠、偏硅酸钠、铝硅酸钠、正磷酸钠和偏磷酸钠及其混合 物。在一些方法中，所述成分与PAC吸附剂在能形成具有所需吸附剂 性质的条件下相混合，并且将所得吸附剂进行加热，所述加热能有效 地使混合物均质化并且通过存在的一种或多种式Ia和/或Ib的化合物 促进在吸附剂中存在的多价阳离子(诸如钓离子)的结合。在其他方法 中，混合形成所希望的具有小于45的发泡指数的吸附剂所必需的成 分，然后将该组合置于能形成具有所需吸附剂性质的条件下，包括进 行充分地加热，其中加热同时将碳质材料形成为PAC并通过存在的 一种或多种式Ia和/或Ib的化合物促进在吸附剂中存在的多价阳离子 的结合。在其他方法中，由碳质材料和卣盐制备PAC吸附剂，而无 需加入更多的式Ia和/或Ib的材料，但经过加热有效地通过已经在起 始材料中存在的一种或多种式Ia和/或Ib的化合物促进在吸附剂中存 在的多价阳离子的结合。本专利技术提供了催化吸附剂，其中卣素或卣化化合物诸如囟盐分散 在含有活性碳的吸附剂上。所述催化吸附剂的氧化催化活性促进卣化汞的形成，而在同时催化吸附剂的吸附特性保持住了形成的离化汞。 由于鹵盐在室温是稳定无害的，这些掺杂活性碳在废气流中常见的高 温和废气中常见的反应性成分的存在下能形成水银卣素化合物。这些 水银卣素化合物保持在催化吸附剂表面。此外，提高的吸附能力和更 快的吸附速率导致相比由相同起始材料形成的未掺杂活性碳而言需 要更少量的吸附剂。本专利技术的用于从废气流中除去水银的催化吸附剂组合物因此包 括(除了在本文中所讨论的低发泡系数之外)其上分散有囟素或卣化物 的活性碳。在卣化物以自盐存在的实施方式中，卣盐的阳离子可以是碱金属、碱土金属或过渡金属(例如Na、 Ca、 Mg、 Cu和K)而所涉及 的阴离子可以是溴或氯。特别优选的囟盐包括但不限于NaCl、 CaCl2、 CuCl2、 CuBr2、 NaBr、 KBr、 CaBr2和MgBr2。卣盐在室温对水银和活性碳是惰性的。在高温(例如，200°-570°F) 并在常见废气组合物的存在下，形成水银卣素化合物并被吸附剂保 持。不希望受限于任何理论，可认为可能发生以下的任一条或全部或 其组合。氧化剂(例如，来自废气的氧气或活性碳上的氧化剂)氧化水 银，而掺杂物的阴离子提供了被氧化剂氧化时的水银离子的反离子。 替换性地或附加性地，氧化剂氧化盐中的阴离子，而被氧化的阴离子 再氧化水银从而在活性碳上形成水银卣素化合物。附加性地或替代性 地，在废气中存在的酸性气体与掺杂盐反应形成囟化氢。卣化氩然后 被氧化剂氧化并形成卣素物种。卣素物种然后再与水银反应形成水银 卣素化合物，随之被吸附剂吸附。本专利技术的吸附剂在其用于从废气中吸附水银后所表现出的所希 望的低发泡指数据认为是由于加热促进的式Ia和/或Ib的化合物的分 散和多价阳离子主要是钙与以上一种或多种式Ia和/或Ib的化合物的 结合。本专利技术还提供了如此的在使用后表现出小于45的发泡指数的掺 杂活性炭吸附剂的制造方法，该方法既经济又安全。本专利技术的催化吸 附剂也可由多种方法制得，所有这些方法均包括在某时刻进行充分地 加热以有效地促进式ia和/或lb的化合物的分散和吸附剂中的多价阳 离子与上述一种或多种式Ia和/或Ib的化合物的结合。因此，在一个实施方式中，可如下形成催化吸附剂，将活性碳放入含有卣盐和含有一种或多种式Ia和/或Ib的化合物的水溶液中形成 混合物，搅拌所述混合物直至形成均相浆体，并干燥活性碳使得水溶 液中的水蒸发而卣盐和一种或多种式Ia和/或lb的化合物分散在活性碳的表面上。所得产物然后经过加热以有效地促进吸附剂中的多价阳 离子与存在的一种或多种式ia和/或lb的化合物结合。在另一个示例性制造方法中，可如下制造催化吸附剂，将预先浸 透并干燥的碳质原料、卣盐和一种或多种式Ia和/或Ib的化合物的混 合物，或者卣盐、 一种或多种式Ia和/或Ib的化合物的干燥混合物和 碳质原料与活性气流一并投入反应室。当使用卣盐、 一种或多种式Ia 和/或Ib的化合物和碳质原料的(预先浸透并干燥的，或干燥的)混合物 时，所述活性气流可含有空气和/或蒸汽、02、 C02、 N2、 CO或其混 合物。碳质原料、卣盐、 一种或多种式Ia和/或Ib的化合物以及活性 气体在反应室中，其所处的条件和驻留时间足以形成在粉末活性碳的 表面上分散有具有阳离子和阴离子的卣盐的粉末活性碳，并且其中发 生材料中的多价阳离子与所述一种或多种式Ia和/或Ib的化合物的结 合。在该方法中，反应室可以是间歇式反应器诸如管式炉，混合室或 者经设计用于连续模式运行的反应器(例如，流化床反应器、燃烧器 等)。卣化化合物优选为选自碱金属、碱土金属和过渡金属(例如Na、 K、 Mg、 Ca和Cu)的阳离子和选自溴和氯的阴离子的盐。在一些实施 方式中，盐选自NaCl、 KC1、 CaCl2、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在高温下从废气流中除去水银的催化吸附剂组合物，所述催化吸附剂组合物包括其上分散有卤盐的活性碳，所述卤盐包括阳离子和阴离子，并且所述催化吸附剂组合物在其用于在高温下从废气流中吸附水银后具有小于４５的发泡指数。

【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：C朝，DR汤普森，J布拉德利，SJ蓬托尼奥，
申请(专利权)人：普莱克斯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]