製備一種吸著劑的方法,一種用該方法獲取的吸著劑,和一種清洗熱氣流的方法
2024-04-05 10:51:05
專利名稱：製備一種吸著劑的方法,一種用該方法獲取的吸著劑,和一種清洗熱氣流的方法
技術領域：
本發明涉及一種製備吸著劑的方法，該吸著劑適於從一熱氣流中提取金屬，源於一種含鈣和高嶺土的基料，諸如造紙時和綜合加工再生用廢紙時釋出的殘餘物。在本發明範圍內，熱氣流應理解為一種氣流，其中那些待提取的金屬或金屬化合物則均作為蒸汽存在於該氣流中。
從已有技術可知，紙或在綜合加工再生用廢紙時釋出的殘餘物包含礦物成分例如鈣和高嶺土。還可知，相應地使用高嶺土或氫氧化鈣來提取一氣流中的一些重金屬。因此確實有人提出過生產一種吸著劑，該吸著劑源於含鈣和高嶺土的基料，特別是源於綜合加工再生用紙時釋出的殘餘物。有利的可能在於使人能有效地利用高嶺土，但只有在有限用量時才有效，而且確實是昂貴的。
為此按本發明提出的一種方法，具特徵在於，該基料是在一流化床內被熱處理的，該流化床上方有一床緣高度，其中該流化床是在720和850℃之間溫度下工作的，而該床緣高度則是被保持在850℃或850℃以下，因而該基料就大體上轉換成一含偏高嶺土、形成該吸著劑的物質。
業已意外地表明本發明的情況和已知一些吸著劑混合物大不相同，這些已知吸著劑混合物大體上都是各自有針對地提取某些金屬，諸如高嶺土和氫氧化鈣，按本發明獲取的吸著劑不僅足以提取一些金屬，諸如有鉛、鈣，和鈣中的鉛，而且還能有效地提取鉛中的鈣。正如已知的那樣，在一待清洗的氣流中有一種以上金屬通常對某已有技術吸著劑所針對那些金屬其中一種的金屬提取效率有負面作用。這和按本發明吸著劑的情況是不一樣的，因此該按本發明的吸著劑可以極為廣泛地應用。此外還已表明，按本發明的吸著劑是充分起作用的，因其結合是經由一反應吸收歷程而不是按不太理想的孔擴散歷程來提取。和那些已知起吸著劑作用的高嶺土和氫氧化鈣的混合物大不相同，當氣流中有含氯成分時該按本發明的附著劑還可認為是有效的。
若將床緣高度的溫度保持在800℃或800℃以下則可使本發明的效果達到特別有效。特別理想的是將該床緣高度的溫度保持在低於該流化床的溫度。
有利的是將具有直徑在0.5至2毫米範圍內的砂粒連同該基料一起導入到該流化床中。這些砂粒可以促進換熱，使得流化床內和床緣高度內的溫度能快速而正確地調整。此外，這些砂粒可在獲取吸著劑的顆粒中起到支承作用，由於所述顆粒的芯都配有一砂粒，該顆粒具有直徑至少為0.5毫米。這些較重的顆粒在流化床過程中都是作為實際粉狀吸著劑的副產物來形成的，但這些較重顆粒在極為簡單的氣體清洗應用中都適於用作吸著劑。可以很容易將這些重顆粒導入到氣流中，並在使用後再加以提取，而無需複雜的導入和提取器械。
由按本發明方法所獲取的吸著劑最好是這樣來形成，使其至少有80％的顆粒具有直徑至少為2微米。這對該粉狀吸著劑是足夠大的可以充許的直徑，在其被用作提取氣流中的金屬以後，藉助於標準集塵技術由該氣流中來提取，這樣可使成本保持低廉。
按本發明的吸著劑最好包含至少大致為20％按重量計的偏高嶺土。按這些發明人的意見，這一成分可促進按本發明吸著劑的反應吸收質量。
按本發明的特徵在於該粉狀吸著劑存在於每個含偏高嶺土顆粒中是不易覺察的，還有微量的含鈣化物。這一情況是由於用配有X射線分析(EDX)的電子顯微鏡來檢測而示出的，據此意味著鈣、鋁和矽是可以分析的。這一檢測表明在一個含偏高嶺土的顆粒中不能區分鈣化合物和偏高嶺土的範圍。人們相信，關於活度這方面或是在有或是在沒有諸如氯化物陰離子的情況下，由於同時截留一熱氣流中不同金屬，使按本發明的吸著劑和已知吸著劑有區別，這樣對所有這些金屬來說就有一個良好的金屬提取效率。
這些含鈣化合物，特別是碳酸鈣和氫氧化鈣都是有利的，當在高氣體溫度(例如約為1000℃)下使用該吸著劑時，分解所述鈣化合物引起這些吸著劑顆粒分裂，因而可使該吸著劑的金屬提取效率增加。而且業已表明，該按本發明的吸著劑具有膠接特性，甚至在使用後仍能保持該特性，此外，該吸著劑的這些瀝濾特性在使用後是特別有利的，因此看來還是有可能在建造行業中再使用。
該按本發明的吸著劑其顯著的特性在該吸著劑通常被用作清洗氣流時變得更為明顯。該吸著劑因而特別適用於至少是部分地提取該氣流中的SOx，還適用於至少是部分地提取該氣流中的二噁英。如上所述該吸著劑在提取陰離子上也是有效的。
現結合一些示例性實施例來對本發明作進一步的闡明，在這些實施例中所用的都是按本發明的吸著劑，還有一種吸著劑成分則是按已有技術的。
實例1使被包含在一氣流中的各種金屬和一些重金屬的組合進行清洗過程用下列吸著劑單獨的高嶺土，單獨的氫氧化鈣，高嶺土結合氫氧化鈣，和按本發明的吸著劑。各種吸著劑顯示下列活度。
表A
*=未檢測出進一步地表明，和已有技術不太相同的在於該按本發明的吸著劑對所有的金屬顯示一所謂反應吸收歷程，該吸著劑的作用有利於瀝濾特性。重複檢測上表所示的吸收結果，在那時該氣體還包括含氯的成分。甚至在那樣情況下按本發明的吸著劑仍顯示出是有活性的。
實例2該按本發明的吸著劑被用來提取一氣流中的陰離子，例如可由該氣流形成一些陽離子SOx。該氣流每標準立方米(Nm3)廢氣含有4000毫米SOx(以SO2計)。對該氣流加入90克/標準立方米的按本發明吸著劑。在吸收SOx後，乾淨廢氣中的SOx濃度每標準立方米廢氣小於10毫克。這樣使其提取效率比99％還高。
該帶有SOx的吸著劑已表明比其他介質能更強地阻塞該化合物瀝濾出。這些結果表示使用本發明的吸著劑時和使用矽酸鹽水泥(OPC)時對比其硫酸鹽的可瀝濾性。為此目的將含硫的飄塵加到一按本發明帶SOx的吸著劑中，此後檢測硫酸鹽的可瀝濾性。作為對比將一相似量的含硫飄塵加到一市場上可購到的矽酸鹽水泥試樣中。然後，在一轉盤中對兩個試樣加水以獲取溼的丸粒，這些丸粒得以硬化分別為7或28天。因此來獲得下列硫酸鹽可瀝濾性結果。
表B
實例3按本發明的吸著劑也用於截留氣流中的二噁英。因此這一氣流與按本發明的吸著劑是在濃度為90克/標準立方米中接觸的。該氣體與該吸著劑接觸不到10秒鐘，此後藉助於一集塵室過濾器使該吸著劑從該氣流中分離出。被導入的二噁英濃度為1.909毫微克/標準立方米。其中1.863毫微克/標準立方米(也就是大於97％)被該吸著劑所截留而被收集在該集塵室過濾器內。0.037毫微米/標準立方米(約為2％)存在於吸著劑顆粒上，這是在該集塵過濾器後面被發現的，而0.009毫微克/標準立方米(也即小於0.5％)沒有被該吸著劑所截留，而且仍存在於該氣流中。
權利要求
1．一種製備吸著劑的方法，該吸著劑適於提取一熱氣流中的金屬，源於一含鈣和高嶺土的基料，例如紙或在造紙時和綜合加工再生用廢紙時釋出的殘餘物，其特徵在於，該基料是在一流化床內熱處理的，其上有一床緣高度，其中該硫化床是在720和850℃之間的溫度下工作的，而該床緣高度的溫度則被保持在850℃或850℃以下，由此該基料轉換成一大致上含有偏高嶺土、形成該吸著劑的物質。
2．按權利要求1所述的一種方法，其特徵在於，該床緣高度的溫度保持在800℃或800℃以下。
3．按權利要求1或2所述的一種方法，其特徵在於，該床緣高度的溫度保持在低於該流化床的溫度。
4．按權利要求1-3其中任一項所述的一種方法，其特徵在於，具有直徑在0.5至2.00毫米範圍內的砂粒連同該基料被導入到該硫化床中。
5．一種吸著劑是按相當於權利要求1-4其中任一項所述的方法獲取的，其特徵在於，至少80％顆粒具有一直徑至少為2微米。
6．一種吸著劑是按相當於權利要求1-4其中任一項所述的方法獲取的，其特徵在於，上述顆粒包含具有直徑至少為0.5毫米的顆粒。
7．按權利要求6所述的一種吸著劑，其特徵在於，所述顆粒的芯都配有一砂粒。
8．按權利要求5、6或7所述的一種吸著劑，其特徵在於，所述吸著劑包含至少20％按重量計的偏高嶺土。
9．按權利要求5和8所述的一種吸著劑，該吸著劑還包含一含鈣化合物，其特徵在於，存在於每個偏高嶺土顆粒中是不易覺察的，還有微量的含鈣化合物。
10．一種按權利要求5-9其中任一項所述的用吸著劑清洗氣流的方法，其特徵在於，該吸著劑被用作至少局部地提取該氣流中的SOx。
11．按權利要求5-9其中任一項所述的一種用吸著劑清洗氣流的方法，其特徵在於，該吸著劑被用作至少局部地提取該氣流中的二噁英。
12．按權利要求5-9其中任一項所述的一種用吸著劑清洗氣流的方法，其特徵在於，該吸著劑被用作至少局部地提取氣流中的陰離子。
全文摘要
本發明涉及一種製備吸著劑的方法,該吸著劑適於用含鈣和高嶺土的原料來提取熱氣流中的金屬,該原料例如有紙或由造紙或廢紙再循環形成的殘餘物。該原料在一具有床緣高度的流化床中被熱處理,因此使該流化床是在720至850℃的溫度下工作,而該床緣高度的溫度則是在850℃或850℃以下,這樣就使該料轉換成一含有偏高嶺土、形成該吸著劑的物質。
文檔編號B09B3/00GK1312735SQ99809610
公開日2001年9月12日 申請日期1999年7月7日 優先權日1998年8月14日
發明者尼古拉斯·伏格特, 約瑟夫·捷·彼德·皮爾曼 申請人:Cdem荷蘭B.V.