[发明专利]基于有机抗氧化剂的过滤设备和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119要求2010年8月30日提交的美国临时申请系列第61/378,051号的优先权，本文以该申请的内容为基础并将其完整地结合于此。

发明领域

本发明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。

发明内容

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发明的其他特征和优点，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发明的进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图说明了本发明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(例如碳化硅)、氮化硅、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。