基于有机抗氧化剂的过滤设备和方法技术

一种包括活性炭、支承体和有机抗氧化剂的过滤器设备，所述支承体优选由陶瓷、玻璃或玻璃-陶瓷制备，所述有机抗氧化剂置于所述支承体上或结合在所述支承体中。所述抗氧化剂优选是抗坏血酸和/或谷胱甘肽。所述过滤器设备的一个优选的实施方式涉及夹在所述支承体和有机抗氧化剂层之间的活性炭层。所述过滤器设备用于从气体中去除金属，特别是去除汞。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及有机抗氧化剂的应用，例如有机抗氧化剂在从流体物流中去除有毒金属的应用。背景有毒金属的排放已经成为日益受到关注的环境问题，因为他们威胁人类健康。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有毒金属的主要来源。但是，对燃煤发电厂还没有严格地执行排放控制法规。一个主要原因是缺乏成本合理的有效可用控制技术。目前用于控制燃煤发电厂汞排放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，使用织物过滤器或静电沉淀器来收集吸附了汞的活性炭粉末。ACI技术通常需要高C:Hg比来实现所需的汞去除水平，这导致吸附材料的高成本。高C:Hg比表明ACI没有充分利用碳粉末的汞吸附能力。活性炭填充床可实现高汞去除水平，更有效地利用吸附材料。另一方面，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，因为他们需要频繁地更换吸附材料。可以使用流通型基材如蜂窝体来实现气体物流中有毒金属的高去除水平，同时具有较低的压降。但是，一些气体物流可能包含能抑制有毒金属吸附在吸附剂如活性炭蜂窝体和其他吸附组合物和结构上的试剂。
技术实现思路
本文公开了包括有机抗氧化剂的新的制品和方法，用于改进吸附材料的有毒金属吸附性能。本文公开的实施方式涉及一种过滤器设备，其包括支承体和有机抗氧化剂，其中所述有机抗氧化剂以固相存在，并且所述有机抗氧化剂置于所述支承体上或者结合在所述支承体中。还公开了制备这种过滤器设备的方法。还公开了一种含有毒金属的流体物流的处理方法，所述方法包括:将流体物流与过滤器设备相接触，所述过滤器设备包括支承体和有机抗氧化剂，其中所述有机抗氧化剂以固相存在，并且所述有机抗氧化剂置于所述支承体上或者结合在所述支承体中，抑制所述流体物流中含硫化合物的氧化并从所述流体物流中去除至少部分有毒金属。在以下的详细描述中给出了本专利技术的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言是容易理解的，或通过实施文字描述和其权利要求书以及附图中所述实施方式而被认识。应理解，上面的一般性描述和下面的详细描述都仅仅是示例性的，用来提供理解权利要求书的性质和特点的总体评述或框架。所附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各种实施方式的原理和操作。附图简要说明图1是各实施方式孔隙率的曲线图。图2是接触时间对各实施方式孔隙率的影响的曲线图。图3是对照样和一个实施方式的汞俘获效率的曲线图。具体实施例方式本文公开的实施方式包括一种过滤器设备，该过滤器设备包括支承体和有机抗氧化剂，其中所述有机抗氧化剂以固相存在，并且所述有机抗氧化剂置于所述支承体上或者结合在所述支承体中。所述支承体可以是非多孔性的，或者是具有适当孔隙率水平的多孔性的。本文公开的任意实施方式中示例性的支承体是包含玻璃、玻璃-陶瓷、陶瓷、无机水泥、金属、活性炭、或聚合物及其组合的支承体。支承体材料的一些例子包括堇青石、富铝红柱石、粘土、氧化镁、金属氧化物、滑石、锆石、氧化锆、锆酸盐、氧化锆-尖晶石、铝-硅酸镁、尖晶石、沸石、氧化铝、二氧化硅、硅酸盐、硼化物、氧化铝-钛酸盐、铝-硅酸盐(例如瓷)、铝硅酸锂、氧化铝-二氧化硅、长石、二氧化钛、熔融石英、氮化物(例如氮化硅)、硼化物、碳化物(例如碳化娃)、氮化娃、金属碳酸盐、金属磷酸盐，其中所述金属可以是例如Ca, Mg, Al, B, Fe, Ti, Zn,或其组合。本文公开的任意实施方式中示例性的支承体也可以包括聚合物基材。所述聚合物基材可以是线性的或者交联的，可以包括例如有机聚合物，例如环氧树脂，聚酰胺，聚酰亚胺或酚醛树脂，或者硅酮聚合物，例如甲基或苯基硅酮，以及他们的组合。在一些实施方式中，所述支承体具有蜂窝体形状，其包括入口端、出口端以及从所述入口端延伸到所述出口端的内部通道。在一些实施方式中，所述蜂窝体形的支承体包括从入口端延伸到出口端的多条孔道，所述孔道由交叉的孔道壁限定。蜂窝体形支承体可任选地包括一个或多个选择性堵塞的孔端，以提供能使流体物流和孔壁之间更紧密地接触的壁流通型结构。任意实施方式的示例性支承体可以通过挤出、压缩、注塑和浇铸制备。例如，可以通过以下方式制备支承体:制备批料混合物，通过模头对所述混合物进行挤出，形成蜂窝体形状，干燥，任选地对所述支承体进行烧制。在一些示例性实施方式中，包含活性炭的支承体可以通过以下方法制备:提供包含活性炭颗粒以及有机或无机粘结剂的批料混合物，对所述批料混合物进行成形，和任选地对所述支承体进行热处理。在其他示例性实施方式中，包含活性炭的支承体可以通过以下方法制备:提供包含碳前体的批料混合物，对所述批料混合物进行成形，任选地固化所述组合物，碳化所述组合物以及对所述经碳化的组合物进行活化。碳前体包括合成的含碳聚合材料、有机树脂、木炭粉、煤焦油浙青、石油浙青、木粉、纤维素及其衍生物、天然有机材料如小麦粉、木粉、玉米粉、坚果壳粉、淀粉、焦炭、煤炭或其中任何两种或多种的混合物或组合。在一些实施方式中，所述批料组合物包含有机树脂作为碳前体。示例性的有机树脂包括热固性树脂和热塑性树脂(例如聚偏二氯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇等)。可使用合成的聚合物材料，例如酚醛树脂或糠醇基树脂，如呋喃树脂。合适的酚醛树脂的例子是可熔酹醒树脂(resole resin),例如普力芬(plyophen)树脂。一种合适的呋喃液体树脂的例子是美国印第安纳州QO化学品公司的Furcab-LP (Furcab-LP, QO Chemicals Inc., IN,U.S.A.)。示例性的固体树脂是固体酚醛树脂或酚醛清漆树脂。所述批料组合物也可以任选地包含惰性无机填料、(可碳化或不可碳化的)有机填料以及/或者粘结剂。无机填料可以包括氧化物玻璃、氧化物陶瓷或其他耐火材料。可以使用的示例性无机填料包括含氧矿物质或其盐，如粘土、沸石、滑石等，碳酸盐如碳酸钙，铝硅酸盐如高岭土(铝硅酸盐粘土)、飞灰(发电厂中煤燃烧后获得的铝硅酸盐灰)、硅酸盐如硅灰石(偏硅酸钙)、钛酸盐、锆酸盐、氧化锆、氧化锆尖晶石(zirconia spinel)、硅酸镁铝、莫来石、氧化铝、三水合氧化铝、软水铝石、尖晶石、长石、硅镁土和铝硅酸盐纤维、堇青石粉末、莫来石、堇青石、二氧化硅、氧化铝、其他氧化物玻璃、其他氧化物陶瓷或者其他耐火材料。可以使用其他的填料，例如可以在碳化过程中被烧掉而留下孔隙或者可以从形成的支承体被浸提出来而留下孔隙的短效填料。所述填料的例子包括聚合物珠粒、蜡、淀粉以及本领域已知的各种天然材料或合成材料。示例性的有机粘结剂包括纤维素化合物。纤维素化合物包括纤维素醚，例如甲基纤维素、乙基羟基乙基纤维素、羟丁基纤维素、羟丁基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠和他们的混合物。甲基纤维素粘结剂的一个例子是陶氏化学公司(DowChemical Company)出售的METHOCEL A0羟丙基甲基纤维素粘结剂的例子包括也由陶氏化学公司出售的METH0CEL E, F，J，K。同样由陶氏化学公司出售的METH0C本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.30 US 61/378,0511.一种过滤器设备，包括: 支承体；和 有机抗氧化剂， 其中所述有机抗氧化剂以固相存在，以及 所述有机抗氧化剂置于所述支承体上或结合在所述支承体中。2.按权利要求1所述的过滤器设备，其特征在于，所述支承体是蜂窝体形状的。3.按权利要求1所述的过滤器设备，其特征在于，所述支承体包含吸附材料。4.按权利要求1所述的过滤器设备，其特征在于，所述支承体包含活性炭。5.按权利要求1所述的过 滤器设备，所述过滤器设备还包括涂覆在所述支承体上的活性炭层。6.按权利要求5所述的过滤器设备，其特征在于，所述有机抗氧化剂以有机抗氧化剂层的形式存在，所述活性炭层夹在所述有机抗氧化剂层和所述支承体之间。7.按权利要求4，5或6所述的过滤器设备，其特征在于，所述活性炭包括孔直径尺寸为0.001-100微米的孔。8.按权利要求4，5或6所述的过滤器设备，其特征在于，所述活性炭包括微孔、介孔和大孔。9.按权利要求4，5或6所述的过滤器设备，其特征在于，所述过滤器设备包括具有孔的表面，所述孔直径尺寸为0.001-100微米。10.按权利要求4，5或6所述的过滤器设备，其特征在于，所述过滤器设备包括具有微孔、介孔和大孔的表面。11.按权利要求1所述的过滤器设备，其特征在于，所述支承体包括玻璃、陶瓷或玻璃_陶瓷。12.按权利要求1所述的过滤器设备，其特征在于，所述支承体基本上不含硫。13.按权利要求1所述的过滤器设备，其特征在于，所述有机抗氧化剂以层的形式存在。14.按权利要求1所述的过滤器设备，其特征在于，所述有机抗氧化剂分布在整个支承体中。15.按权利要求1所述的过滤器设备，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·B·道斯，B·Y·约翰逊，W·J·瓦尔扎克，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：
国别省市：