CN104955563A - 使用经处理的吸附剂从烟道气物流除汞 - Google Patents

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Abstract

改进吸附剂性质的方法，包括：将吸附剂用洗涤溶液洗涤以在所述吸附剂和所述洗涤溶液之间实现离子交换，和将卤素化合物施加至已经用所述洗涤溶液洗涤的所述吸附剂以在所述吸附剂上实现预定的卤素浓度。

Description

使用经处理的吸附剂从烟道气物流除汞
优先权要求
本申请要求2013年1月28日提交的美国临时申请61/757,555的优先权，将其全部内容引入本文作为参考。
技术领域
本公开内容涉及除汞和更具体地涉及使用经处理的吸附剂从烟道气物流除汞。
背景技术
公用事业工厂(utility plant)经常寻求从废气物流除汞以符合环境规章。将活性炭引入到废气物流中是用于除汞的常见方法。一旦活性炭已经除去汞，其则被工厂所俘获，经常在俘获颗粒物或飞灰的相同装置中被俘获。
由于各种成本原因，公用事业工厂可寻求将所收集的飞灰作为各种建筑材料中的添加剂或组分再循环。例如，飞灰可用作混凝土添加剂。经常地，公用事业工厂寻求再循环的飞灰还含有用于除汞的活性炭。某些活性炭可保持高度活性的并且已知有些活性炭危害混凝土的完整性。特别地，各种活性炭可具有对于吸附被添加至混凝土以提高其耐久性的空气夹带剂而言的亲合性。
发明内容
根据本公开内容的实施方式，可减少或消除与吸附剂的性能相关的缺点和问题。
根据一种实施方式，改进吸附剂性质的方法包括将吸附剂用洗涤溶液洗涤以在所述吸附剂和所述洗涤溶液之间实现离子交换，和将卤素化合物施加至已经用所述洗涤溶液洗涤的所述吸附剂以在所述吸附剂上实现预定的卤素浓度。
根据另一实施方式，最初所叙述的改进吸附剂性质的方法，其中所述吸附剂选自矿物沸石、合成沸石、浮石、珍珠岩、飞灰、氧化铝、硅藻土、硅酸盐、硅铝酸盐、页硅酸盐、粘土、泥煤、木头、木质纤维素材料、生物质、废弃物、轮胎、橄榄核、桃核、谷壳、稻壳、暗色褐煤(褐煤，lignite)、土状褐煤(柴煤，brown coal)、无烟煤、烟煤、次烟煤、椰子壳、山核桃壳、和胡桃壳。
根据另一实施方式，最初所叙述的改进吸附剂性质的方法，其中所述吸附剂为沸石并且所述沸石选自菱沸石、丝光沸石、毛沸石、八面沸石、斜发沸石、方沸石、钙十字沸石、沸石A、沸石X、沸石Y、沸石L、沸石Ω、和ZSM-5。
根据另一实施方式，最初所叙述的改进吸附剂性质的方法，其中所述洗涤溶液为包含溶质的水溶液并且所述溶质选自硝酸铵、溴化铵、碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、高氯酸铵、氢氧化铵、硫酸铵、碘化铵、磷酸铵、和季铵阳离子。
根据另一实施方式，最初所叙述的改进吸附剂性质的方法，其中所述洗涤溶液包括大于或等于0.001M的硝酸铵或溴化铵溶液。
根据另一实施方式，最初所叙述的改进吸附剂性质的方法，其中将粒状沸石用洗涤溶液洗涤包括重复所述洗涤使得所述吸附剂受到多次用所述洗涤溶液的洗涤，而在任意的所述多次洗涤之间未将所述洗涤溶液再度使用。
根据另一实施方式，最初所叙述的改进吸附剂性质的方法，其中所述卤素化合物选自溴、氯、碘、溴化钠、溴化钙、溴化镁、溴化铜(II)、溴化亚铁(II)、溴化铁(III)、溴化锌、溴化钾、氯化亚铜(I)、氯化铜(II)、氯化亚铁(II)、氯化铁(III)、和氯化锌。
根据另一实施方式，最初所叙述的改进吸附剂性质的方法，其中将所述卤素化合物施加至所述吸附剂以在所述吸附剂上实现预定的卤素浓度包括施加包含至少20重量％溴化钠的水溶液以实现至少0.05重量％的最终溴根(溴化物)浓度。
根据另一实施方式，最初所叙述的改进吸附剂性质的方法，其中将所述卤素化合物施加至所述吸附剂以在所述吸附剂上实现预定的卤素浓度包括将水溶液喷射到所述吸附剂上。
根据另一实施方式，最初所叙述的改进吸附剂性质的方法，进一步包括研磨所述吸附剂。
根据另一实施方式，以上所叙述的改进吸附剂性质的方法，其中经研磨的吸附剂具有基于体积的大约20微米的中值粒径。
根据另一实施方式，最初所叙述的改进吸附剂性质的方法，进一步包括研磨所述吸附剂且进一步包括将经研磨的吸附剂与第二吸附剂共混，其中所述第二吸附剂为活性炭。
根据另一实施方式，最初所叙述的改进吸附剂性质的方法，进一步包括，在将所述吸附剂用洗涤溶液洗涤之前，将所述吸附剂用预洗涤溶液预洗涤以实现所述吸附剂的具有大于或等于2纳米的孔径的孔的体积的增加。
根据另一实施方式，以上所叙述的改进吸附剂性质的方法，其中所述预洗涤溶液为包含溶质的水溶液并且所述溶质选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化镁、和氢氧化铵。
根据另一实施方式，最初所叙述的改进吸附剂性质的方法，进一步包括，在将所述吸附剂用洗涤溶液洗涤之前，将所述吸附剂用预洗涤溶液预洗涤以实现所述吸附剂的具有大于或等于2纳米孔径的孔的体积的增加且其中所述预洗涤溶液包括大于或等于0.05M的氢氧化钠溶液。
根据另一实施方式，用于从气态烟道物流除汞的吸附剂，其通过包括如下的工艺制备：将吸附剂用洗涤溶液洗涤以在所述吸附剂和所述洗涤溶液之间实现离子交换，和将卤素化合物施加至已经用所述洗涤溶液洗涤的所述吸附剂以在所述吸附剂上实现预定的卤素浓度。
根据另一实施方式，用于从气态烟道物流除汞的吸附剂，其通过最初所叙述的工艺制备，其中所述吸附剂选自矿物沸石、合成沸石、浮石、珍珠岩、飞灰、氧化铝、硅藻土、硅酸盐、硅铝酸盐、页硅酸盐、粘土、泥煤、木头、木质纤维素材料、生物质、废弃物、轮胎、橄榄核、桃核、谷壳、稻壳、暗色褐煤、土状褐煤、无烟煤、烟煤、次烟煤、椰子壳、山核桃壳、和胡桃壳。
根据另一实施方式，用于从气态烟道物流除汞的吸附剂，其通过最初所叙述的工艺制备，其中所述吸附剂为沸石并且所述沸石选自菱沸石、丝光沸石、毛沸石、八面沸石、斜发沸石、方沸石、钙十字沸石、沸石A、沸石X、沸石Y、沸石L、沸石Ω、和ZSM-5。
根据另一实施方式，用于从气态烟道物流除汞的吸附剂，其通过最初所叙述的工艺制备，其中所述洗涤溶液为包含溶质的水溶液并且所述溶质选自硝酸铵、溴化铵、碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、高氯酸铵、氢氧化铵、硫酸铵、碘化铵、磷酸铵、和季铵阳离子。
根据另一实施方式，用于从气态烟道物流除汞的吸附剂，其通过最初所叙述的工艺制备，其中所述洗涤溶液包括大于或等于0.001M的硝酸铵或溴化铵溶液。
根据另一实施方式，用于从气态烟道物流除汞的吸附剂，其通过最初所叙述的工艺制备，其中将粒状沸石用洗涤溶液洗涤包括重复所述洗涤使得所述吸附剂受到多次用所述洗涤溶液的洗涤，而在任意的所述多次洗涤之间未将所述洗涤溶液再度使用。
根据另一实施方式，用于从气态烟道物流除汞的吸附剂，其通过最初所叙述的工艺制备，其中所述卤素化合物选自溴、氯、碘、溴化钠、溴化钙、溴化镁、溴化铜(II)、溴化亚铁(II)、溴化铁(III)、溴化锌、溴化钾、氯化亚铜(I)、氯化铜(II)、氯化亚铁(II)、氯化铁(III)、和氯化锌。
根据另一实施方式，用于从气态烟道物流除汞的吸附剂，其通过最初所叙述的工艺制备，其中将所述卤素化合物施加至所述吸附剂以在所述吸附剂上实现预定的卤素浓度包括施加包含至少20重量％溴化钠的水溶液以实现至少0.05重量％的最终溴根浓度。
根据另一实施方式，用于从气态烟道物流除汞的吸附剂，其通过最初所叙述的工艺制备，其中将所述卤素化合物施加至所述吸附剂以在所述吸附剂上实现预定的卤素浓度包括将水溶液喷射到所述吸附剂上。
根据另一实施方式，用于从气态烟道物流除汞的吸附剂，其通过最初所叙述的工艺制备，所述工艺进一步包括研磨所述吸附剂。
根据另一实施方式，用于从气态烟道物流除汞的吸附剂，其通过以上所叙述的工艺制备，其中经研磨的吸附剂具有基于体积的大约20微米的中值粒径。
根据另一实施方式，用于从气态烟道物流除汞的吸附剂，其通过最初所叙述的工艺制备，所述工艺进一步包括研磨所述吸附剂且进一步包括将经研磨的吸附剂与第二吸附剂共混，其中所述第二吸附剂为活性炭。
根据另一实施方式，用于从气态烟道物流除汞的吸附剂，其通过最初所叙述的工艺制备，所述工艺进一步包括，在将所述吸附剂用洗涤溶液洗涤之前，将所述吸附剂用预洗涤溶液预洗涤以实现所述吸附剂的具有大于或等于2纳米孔径的孔的体积的增加。
根据另一实施方式，用于从气态烟道物流除汞的吸附剂，其通过以上所叙述的工艺制备，其中所述预洗涤溶液为包含溶质的水溶液并且所述溶质选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化镁、和氢氧化铵。
根据另一实施方式，用于从气态烟道物流除汞的吸附剂，其通过最初所叙述的工艺制备，所述工艺进一步包括，在将所述吸附剂用洗涤溶液洗涤之前，将所述吸附剂用预洗涤溶液预洗涤以实现所述吸附剂的具有大于或等于2纳米孔径的孔的体积的增加且其中所述预洗涤溶液包括大于或等于0.05M的氢氧化钠溶液。
根据另一实施方式，从气态烟道物流除汞的方法包括：将吸附剂引入至气态烟道物流，其中所述气态烟道物流含有汞；和通过汞吸附到吸附剂上而促进从所述气态烟道物流除汞，其中所述吸附剂包括这样的吸附剂：其用洗涤溶液洗涤以在所述吸附剂和所述洗涤溶液之间实现离子交换，用卤素化合物处理以在所述吸附剂上实现预定的卤素化合物浓度，和研磨至适合用于注入到所述气态烟道物流中的尺寸。
本公开内容的某些实施方式可提供一个或多个技术优点。一种实施方式的技术优点可包括使用经处理的吸附剂从烟道气物流减少或除去汞的能力。技术优点还可包括将在烟道气物流的处理期间收集的飞灰(其含有根据具体实施方式处理的添加剂)用于其它应用中例如作为混凝土的添加剂的能力。含有经处理的吸附剂的飞灰可为相对更稳定的添加剂，并且可展现出对于在混凝土中经常发现的空气夹带剂的吸附而言降低的或者最小的亲合性。将含有经处理的吸附剂的飞灰以此方式再循环可容许公用事业工厂和其它烧煤的单位从该副产物的销售得益并且避免将其在填埋场中处置的成本。在某些实施方式中，经处理的吸附剂与各种未经处理的吸附剂相比可表现得一样好或者更好，导致额外的环境和经济优点。此外，适合用于根据具体实施方式的处理的某些吸附剂，例如某些沸石，与其它吸附剂相比可更容易采购，因此将它们用于该意图可存在经济、环境和后勤优点。
本公开内容的某些实施方式可包括以上优点的一些、全部、或者没有一个。对于本领域技术人员来说，从本文中所包括的附图、说明书和权利要求，一个或多个其它技术优点可为容易明晰的。
附图说明
为了本公开内容、其特征和优点的更彻底理解，现在介绍结合附图考虑的以下描述，其中：
图1说明根据具体实施方式的将吸附剂添加至烟道气的系统；
图2说明根据具体实施方式的改进吸附剂性质的方法；
图3说明在根据具体实施方式的实验室试验中各种吸附剂的性能；
图4说明在根据具体实施方式的实地试验中各种吸附剂的性能；和
图5也说明在根据具体实施方式的实地试验中各种吸附剂的性能。
具体实施方式
通过参照附图的图1-5，更好地理解本公开内容的实施方式和其优点。
公用事业工厂经常处理烟道气以减少或除去各种致污物(致污物)，例如硫氧化物(SOx)、颗粒物(PM)、和重金属，以便符合与环境和健康有关的规章。将吸附剂引入到烟道气物流中可容许通过各种化学吸附和物理吸附现象减少或者除去汞、重金属。这些吸附剂经常在被公用事业工厂用于俘获PM(其经常以飞灰的形式存在)的颗粒收集装置中被俘获。由于飞灰的凝硬性(pozzolanic)和粘结性(cementitious)性质，例如，飞灰展现出在水和各种水凝水泥存在下的粘合特性的能力，公用事业工厂可考虑将所收集的飞灰再循环。参见Dwight K.Smith,Cementing 7-17,38-40(5th prtg.2003)；WellCementing 61-63(Erik B.Nelson&Dominique Guillot编辑,第2版2006)。再循环的一个选择涉及将所收集的飞灰作为各种建筑材料中的添加剂例如作为混凝土添加剂使用。由于吸附剂与飞灰一起被俘获，因此被再循环的内容物经常必然包括飞灰和吸附剂。
活性炭是用于从烟道气物流除汞的常见吸附剂。然而，即使在吸附汞和/或其它致污物之后，某些活性炭可仍然能够吸附。特别地，当存在于用作混凝土添加剂的再循环内容物中时，某些活性炭可吸附空气夹带剂，所述空气夹带剂经常被添加至混凝土，尤其是在气候寒冷的地方中，以提高在结冰和解冻循环期间的耐久性。结果，这些活性炭在用作添加剂时可危害混凝土的完整性。例如，在使用含有这些活性碳的添加剂的情况下制成的混凝土可经历结冰和解冻循环较大的负面作用，例如开裂。开发如下的吸附剂一直是挑战性的：其能够具有足够的汞吸附速率，其还具有最小的对于空气夹带剂的吸附的亲合性。
沸石是一类硅铝酸盐。沸石是包括通过共享氧离子而连接的AlO4和SiO4四面体复杂的、结晶性的无机聚合物结构体。已知的沸石包括合成沸石和矿物沸石，其是在地球的许多地表上面形成的。沸石典型地是微孔性的，即，具有大约0-2纳米的孔径，并且可不展现出被认为对于从烟道气除汞而言有利的空隙性，特别是中孔性，即大约2-50纳米的孔径，和/或大孔性，即大于大约50纳米的孔径。本公开内容提供用于对沸石进行处理以增强它们在吸附汞方面的性能的方法。在多种实施方式中，所公开的处理工艺可还或者替代地用于处理任何吸附剂，使得其可用于从其它被污染的/致污的流体例如工业流体、废气、发电厂排放物、血液或者其它生物流体除去、减少和/或降低致污物、有害物质、和/或污染物(polluant)例如汞、飞灰、酸气、二英、呋喃、含汞化合物、重金属化合物、和/或生物毒素的水平。
图1说明根据具体实施方式的将吸附剂添加至烟道气的系统。系统100提供烟道气处理工艺的简化纵览。
烟道气101得自原材料例如煤的燃烧。在美国和许多其它国家中，煤的燃烧是动力的重要来源。由于空气品质和排放规章，烧煤的公用事业工厂必须经常处理任何烟道气以保证其包含仅一定水平的管制化合物，如汞。
在注入点120处将吸附剂110注入到烟道气101的物流中。吸附剂110可为细粉状材料。在多种实施方式中，吸附剂110可为在结合图2描述的工艺中处理的沸石。在某些实施方式中，吸附剂110可基于碳，例如为基于暗色褐煤的活性炭，并且可在与结合图2描述的工艺类似的工艺中处理。
当注入时，吸附剂110吸附烟道气101中含有的汞。在多种处理工艺中，可存在空气预热器。吸附剂注入点可在空气预热器的上游或下游，或者在某些处理工艺中，可存在多个注入点。
在注入点120的下游，烟道气101进入颗粒收集装置130。颗粒收集装置130从烟道气101将以飞灰形式存在的颗粒物过滤出来。颗粒收集装置130还可收集存在于烟道气物流中的其它物质，包括吸附剂110。颗粒收集装置130可为适合于收集颗粒物例如飞灰、和/或失效的吸附剂即载满从烟道气物流吸附的杂质或污染物的吸附剂的任何收集装置，包括，例如，静电除尘器或织物过滤器(即，袋滤室)应用或者由美国环境保护署在其在“Air Pollutantsand Control Techniques”中的模块(module)中所列出的装置。参见Module 6:Air Pollutants and Control Techniques–Particulate Matter-Characteristics,U.S.Environmental Protection Agency,http://www.epa.gov/apti/bces/module6/matter/control/control.htm(最后访问，2013年1月11日)。烟道气101一旦通过颗粒收集装置130进行了涤气就被排放至大气。在某些处理工艺中，该排放可通过烟囱发生。
收集物140含有被颗粒收集装置130俘获的飞灰和吸附剂110。将收集物140从颗粒收集装置130除去和再循环。在某些实施方式中，可将收集物140作为用于混凝土或其它建筑材料的添加剂再循环。在多种实施方式中，如果吸附剂110是经处理的吸附剂例如沸石，则收集物140更有可能被作为混凝土添加剂再循环，因为沸石可不太可能在混凝土内造成不稳定性。该再循环可从被再循环的材料的市场价值方面和/或从避免任何处置费方面为公用事业供应商提供经济效益。其还可通过增加合适混凝土添加剂的供应而为混凝土和/或其它建设行业提供总体经济效益。此外，再循环收集物140可通过避免额外的填埋体积而产生环境和土地使用效益。进一步地，当再循环比确定合适的处置场所容易时，将从颗粒收集装置收集的材料再循环可产生后勤效益。在其中收集物140未被再循环的实施方式中，其可被处置或者丢弃。
图2说明根据具体实施方式的改进吸附剂性质的方法。特别地，方法200包括改进沸石的性质以改善其从烟道气物流除汞的能力的步骤。
如上所述，沸石是包括连接的AlO4和SiO4四面体的骨架的结晶性硅铝酸盐。沸石具有多孔结构并且存在各种各样的已知结构类型。沸石具有对各种空气夹带剂(包括在混凝土工业中商业使用的试剂中的许多)的吸附而言的低的亲合性，其可使得它们在其中飞灰将被作为混凝土添加剂再循环的应用中有价值。在它们的天然状态下，沸石主要具有微孔，即，测量为大约2纳米或更小的孔，并且常常缺少可用于促进以高的除去速率吸附汞的表面官能团。对于使用静电除尘器作为它们的颗粒收集装置的公用事业工厂，注入到烟道气物流中的粉末状吸附剂和汞蒸气之间的接触时间可为非常有限的，范围为1-10秒，并且特别是1-2秒。由于该有限的停留时间，从吸附剂表面向吸附部位的快速扩散是关键的。即使在其中接触时间可延长超过在静电除尘器中容许的时间的袋滤室或者袋式过滤器应用中，如果沸石不含合适的表面官能团和孔径分布，则从烟道气物流吸附汞可为相当有挑战性的。方法200详述了如下步骤：改进沸石性质以改变其孔分布和促进中孔和大孔的发展，以改善其表面反应性，和以提高其氧化电位使得其可更好地从烟道气物流吸附、氧化和最终除汞。
在步骤210中，将粒状沸石装载于容器中。在具体实施方式中，所述粒状沸石可为沸石，例如，菱沸石、丝光沸石、毛沸石、八面沸石、斜发沸石、方沸石、或钙十字沸石，或者可为合成沸石，例如沸石A、沸石X、沸石Y、沸石L、沸石Ω、或者ZSM-5。在多种实施方式中，所述容器可为玻璃柱或者其它适合用于高温、碱洗的器皿。在某些实施方式中，所述容器将适合于连续地接受和洗涤所述粒状沸石和将经洗涤的沸石排放至下游加工步骤。
在步骤220中，将所述粒状沸石在氢氧化钠水溶液中洗涤。在某些实施方式中，所述氢氧化钠溶液的摩尔浓度可为0.05M-3.0M、并且特别是0.1M-0.2M。在具体实施方式中，所述溶液可为至少0.05M的氢氧化钠溶液和在某些实施方式中，其可为大约0.1M的氢氧化钠溶液。在多种实施方式中，所述洗涤溶液可为具有替代的苛性试剂溶质例如某些碱性溶质(包括氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化镁或氢氧化铵)的水溶液。在某些实施方式中，该洗涤可发生2小时-24小时、特别是2小时-6小时、和进一步地2小时-5小时、和2小时-3小时的持续时间。洗涤所述粒状沸石可包括将所述氢氧化钠溶液以足以使所述粒子流化的流速进料和再流通。在一些实施方式中，可将所述粒状沸石在如下器皿中洗涤：其容许搅动，例如通过桨叶式搅动器，或者容许搅拌，例如通过连续搅拌釜式反应器。在具体实施方式中，该洗涤可发生在可适合于将所述沸石浸泡在所述苛性试剂中的器皿中或者任何适合于容许所述沸石和所述苛性试剂之间接触的器皿中。在某些实施方式中，步骤220可称作预先洗涤或预洗涤步骤。
根据步骤220洗涤或预洗涤所述粒状沸石从所述沸石除去二氧化硅。除去二氧化硅起到打开沸石孔，即，改变或者变更孔结构，从而产生多孔性和增加所述沸石的孔径分布的作用。特别地，除去二氧化硅或者可产生或者增强所述沸石的中孔性或大孔性或两者。在多种实施方式中，该多孔性有利于在与结合图1描述的工艺类似的应用中从烟道气除汞。
在步骤230中，将所述粒状沸石用蒸馏水冲洗。冲洗所述粒子容许它们的中性化并且可一直持续至冲洗水的pH已经下降至在大约6和8之间的值、和特别是下降至大约7。在方法200中，冲洗发生在对于步骤210和220使用的相同容器中。在某些实施方式中，冲洗可发生在任何合适的器皿中。进一步地，在多种实施方式中，所述粒状沸石可不用蒸馏水冲洗，并且替代地，可用不同纯度水平的水例如饮用水或蒸汽冷凝物冲洗。
在步骤240中，将所述粒状沸石用硝酸铵(NH4NO3)水溶液洗涤；将该洗涤重复另外的两次，使得所述沸石用硝酸铵溶液洗涤三次。在某些实施方式中，所述硝酸铵溶液的摩尔浓度可为0.001M-6.0M、和特别是0.001M-0.05M、0.05M-1.0M、1.0M-1.5M、1.5M-2.0M、2.0M-2.5M、2.5M-3.0M、3.0M-3.5M、或者3.5M-4.0M。在具体实施方式中，所述溶液可为至少0.001M。各洗涤使用新鲜的或者未使用的溶液。进一步地，在多种实施方式中可修改步骤240以增加或者减少所述粒子洗涤的次数。洗涤次数可与所述溶液的浓度有关。例如，可将所述粒子在1.0M硝酸铵溶液中洗涤三次，或者在1.5M溶液中洗涤两次，或者在3.0M溶液中洗涤一次。在某些实施方式中，各洗涤可发生大约为30分钟-24小时、和特别是1小时-6小时、和进一步地1小时-2小时的持续时间。据信，步骤240从所述粒状沸石提取钙。即，离子例如钙用所述洗涤溶液交换。离子交换或者其它沸石加工的程度据信部分地取决于动力学现象并且是所述洗涤溶液的温度和浓度、洗涤循环的次数、和各循环的持续时间的函数。在一些实施方式中，当调节所述洗涤溶液的浓度、用于各洗涤循环的洗涤溶液的体积、以及洗涤循环数的任一个时，应调节另外两个变量使得步骤240采用期望的、优选0.1-1、例如0.1-0.3、0.3-0.5、0.5-0.7、或者0.7-1的硝酸铵(或者如以下所描述的其它溶质)对沸石的质量比。所述洗涤溶液的温度可为在所述洗涤溶液的冰点、例如冰点以上至少1℃或至少5℃和沸点例如所述沸点以下至少1℃或至少5℃之间、15-20℃、20-25℃、25-30℃、30-35℃、35-40℃、40-60℃、或者60-80℃。在一些实施方式中，不调节所述洗涤溶液的温度；相反，将所述洗涤溶液“原样”使用。本领域技术人员将理解，越高的温度将导致越快的动力学；此外，温度应高到足以将所述溶质溶解在所述洗涤溶液中。
洗涤所述粒状沸石可包括将所述硝酸铵溶液以足以使所述粒子流化的流速进料和再流通。在方法200中，用硝酸铵洗涤发生在对于步骤210和220使用的容器中。在一些实施方式中，可将所述粒状沸石在容许搅动、搅拌或者浸泡的器皿中或者在任何适合容许所述沸石和所述洗涤溶液之间接触的器皿中洗涤。
在多种实施方式中，所述洗涤溶液可为包含溶质的水溶液，其中所述溶质为硝酸铵(如结合图2描述的)、溴化铵、碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、高氯酸铵、氢氧化铵、硫酸铵、碘化铵、磷酸铵、或者季铵阳离子。
洗涤所述粒子可通过离子或者阳离子交换(即从所述沸石除去钠离子并且将它们用铵离子替代)而改善所述粒子的吸附性质。可发生在所述粒子的表面上或者可发生在所述粒子的结晶结构内的该离子交换可通过增强所述粒子的表面反应性而改善所述沸石的吸附性质。另外或者替代地，根据步骤240洗涤所述粒子可产生或者增强所述沸石的中孔性或大孔性或两者，例如，其可增加具有大约2nm-50nm尺寸的孔和/或具有大约50nm或更大的尺寸的孔的体积。
在步骤250中，将所述粒状沸石从所述容器移除。一旦移除，就在步骤260中将所述粒状沸石干燥。干燥可在范围从室温到500℃的任何合适的温度下进行。在多种实施方式中，干燥可发生在对流烘箱中，所述对流烘箱可被加热例如至105℃-120℃的温度。在某些实施方式中，可将所述粒状沸石留在所述对流烘箱中以过夜干燥。在某些实施方式中，可采用用于辅助所述干燥过程的任何合适手段。干燥容许所述粒状沸石在后续步骤中改善的操作。例如，当如施加溴化钠(在步骤270中所描述的)时，所述粒状沸石的充分干燥可容许溴化钠的浓度的更精确的计算和/或所述溴化钠向所述粒状沸石的更均匀施加。
在步骤270中，将溴化钠施加至所述粒状沸石。在某些实施方式中，可通过将溴化钠水溶液喷射到所述粒子上而施加溴化钠。所述溶液中的溴化钠的浓度可在具体实施方式中变化，并且可范围为20重量％-60重量％、和特别是35％-50％。在某些实施方式中，溴化钠的浓度可为大约45重量％。在具体实施方式中，将溴化钠添加至所述粒状沸石以实现以重量计溴根(溴化物)期望的最终浓度，其可范围为0.05％-16％、和特别是4％-12％。
将所述粒状沸石用溴化钠处理容许氧化，其可改善所述沸石作为吸附剂的性能。高温例如在烟道气物流中发现的温度，使溴蒸发，容许元素汞转化为形成物种的(speciated)形式。
溴化钠可以任何合适的方式施加并且可施加至一批粒子或者可以连续工艺施加。在某些实施方式中，可使用溴化钠雾化成液滴的雾化器或喷射器施加溴化钠。所述雾化器的喷射角度应宽到足以将溴化钠分布至基本上所有的沸石粒子。
在具体实施方式中，可使用锥形混合室(也称作锥体)的混合器皿施加溴化钠。具有锥形混合室的混合器皿可具有：顶部部分，其为圆柱形室；底部部分，其为锥形室；和朝着在所述混合器皿的顶端设置的一个或多个雾化器。所述具有锥形混合室的混合器皿的形状可容许湍流形成，这可改善所述粒状沸石与溴化钠的雾化液滴的混合效率。并且在某些实施方式中，可使用适合于容许溴化钠被均匀地施加至所述粒状沸石的任何器皿，包括例如旋转干燥器。
在多种实施方式中，在步骤270中可用其它可用于提高所述沸石对一种或多种致污物的吸附效率的化学试剂代替溴化钠。适合于处理所述粒状沸石的具体的化学试剂可具有高的对致污物的亲合性，并且在一些实施方式中，可进一步地可用于吸附、化学结合、俘获、和/或选择性地结合致污物。这些试剂的非限制性实例可包括卤素、硫、银、或阳离子例如铝、锰、锌、铁、锂、钙、镁、钠、和钾。在一些实施方式中，所述粒状沸石可用卤素处理。在水相中的实例性的卤素可包括氟、氯、溴和碘。卤素化合物可包括：酸，例如，但不限于盐酸；碱；或者与以上讨论的溴化钠类似的盐，没有限制地包括溴化钙、溴化镁、溴化铜(II)、溴化亚铁(II)和溴化铁(III)、溴化锌、溴化钾、氯化亚铜(I)和氯化铜(II)、氯化亚铁(II)和氯化铁(III)、和氯化锌。在使用溴化铵作为步骤240中的处理剂的多种实施方式中，可省略步骤270或者可降低步骤270中的化学试剂的浓度或量，因为溴化铵可改善所述沸石的氧化性质。
在步骤280中，将所述粒状沸石过夜干燥。干燥可在范围从室温到500℃的任何合适的温度下进行。在多种实施方式中，干燥可发生在对流烘箱中，所述对流烘箱可被加热例如至105℃-120℃的温度。在某些实施方式中，可将所述粒状沸石留在所述对流烘箱中以过夜干燥。在某些实施方式中，可采用辅助所述干燥过程的任何合适的手段。干燥容许改善所述粒状沸石在研磨期间的操作。
一旦干燥，就在步骤290中将所述粒状沸石研磨。可将所述粒子进料到磨机中并且研磨或碾磨至任何合适的尺寸。可使用球磨机、环磨机或者任何能够减小粒度的磨机。如结合图1描述的，吸附剂常常以细粉状形式注入到烟道气物流中。在某些实施方式中，可将所述粒子研磨至适合用于注入到烟道气物流中的粒度，例如，粒子可范围为基于体积5微米(μm)-35μm、和特别是15μm-30μm、和进一步地20μm-25μm的中值粒径。在多种实施方式中，可在施加溴化钠或者其它卤素化合物之前将所述粒状沸石研磨。
这些处理步骤可产生这样的沸石：其具有增强的孔径分布(包括提高的中孔性和大孔性)、经由阳离子交换而改善的表面反应性(这容许改善的汞吸附)、和氧化电位的增加，使得所述沸石在从烟道气物流吸附、氧化和最终除汞时是高度有效的。在具体实施方式中，这些步骤将产生能够在需要吸附大分子量杂质或者增强的反应性的其它工业应用例如水纯化和泄漏物清除中除去或者减少杂质的吸附剂。在多种实施方式中，该处理工艺可应用于任何吸附剂基质和/或任何固体载体例如，矿物合成沸石、浮石、珍珠岩、飞灰、氧化铝、硅藻土、硅酸盐(包括硅铝酸盐和页硅酸盐)、粘土、各种聚合物、和某些活性炭(没有限制地包括由泥煤、木头、木质纤维素材料、生物质、废弃物、轮胎、谷壳、稻壳、各种煤(例如暗色褐煤、土状褐煤、无烟煤、烟煤、和次烟煤)、核果(例如椰子壳、橄榄核和桃核)、和各种坚果壳(例如山核桃壳和胡桃壳)产生的活性炭)。
在步骤295中，将经研磨的沸石与另外的吸附剂共混。例如，在某些实施方式中，可将经研磨的沸石与活性炭共混。将所述沸石与另外的吸附剂例如基于暗色褐煤或烟煤的活性炭共混可改善产物在注入到烟道气物流期间的输送。具有经处理的沸石和活性炭的吸附剂共混物可包括1重量％-75重量％、和特别是10％-50％的活性炭，并且优选地在与飞灰一起被收集并且作为混凝土添加剂使用时未展现出任何不利的效果，例如吸附混凝土中的空气夹带添加剂和/或导致混凝土开裂。在某些实施方式中，可将所述粒状沸石与另外的吸附剂共混，然后将所述共混物研磨。
吸附剂(包括经处理的沸石与活性炭的这些共混物)对混凝土的潜在影响可通过相对泡沫指数试验度量。在一种示例性的泡沫指数试验中，将飞灰和水混合，然后添加空气夹带剂直至实现稳定的泡沫。所述飞灰为已经被纯化并且已经从其除去任何未燃烧的碳的来自发电厂的C类飞灰。所述空气夹带剂为来自BASF Construction Chemicals的MB-VR Standard(浓缩的温沙(vinsol)-树脂控制夹带掺加物)。空气夹带剂的滴数为该试验的基线数。为了评价吸附剂，将吸附剂与飞灰以及水混合，然后添加空气夹带剂直至实现稳定的泡沫。从所述基线数扣除对于稳定的泡沫所必要的滴数提供与作为混凝土添加剂的吸附剂的可能的稳定性关联的度量：差值越大，则混凝土有可能越不稳定。6或更高的结果与空气夹带物的不可接受的吸附关联。使用该试验，沸石，类似于图2中描述的工艺用0.1M氢氧化钠溶液在60℃下洗涤5小时、冲洗、干燥、用0.1M硝酸铵溶液连续洗涤三次、干燥、用45％溴化钠水溶液喷射以实现12重量％的最终溴根(溴化物)浓度、干燥、和研磨的沸石展现出0的泡沫指数(即，没有来自纯飞灰和水混合物的差值)，而新鲜的基于暗色褐煤的活性炭，即，尚未暴露于烟道气物流的，展现出7-10的泡沫指数，其高于对于用作混凝土添加剂而言可接受的极限。作为50重量％的经处理的沸石和50％的基于暗色褐煤的活性炭的吸附剂共混物展现出2-3的泡沫指数。这表明，包括50重量％活性炭的吸附剂共混物也可展现出可接受的泡沫指数结果，并且因此可适合作为混凝土添加剂。
使用根据方法200制备的沸石可提供许多技术优点。沸石是天然存在的材料，其可以当与其它吸附剂相比时提供经济效益的价格采购。由于某些沸石广泛地大量出现，因此如下是可能的：可在适合于进行本文中所公开的处理工艺的设备附近开采特定的沸石，从而降低后勤和运输成本。将沸石以与活性炭的共混物使用可通过如下而提供优点：对于基于当前供应的处理设备和各种产品的需求，提供灵活性。进一步地，如上所述，使用经处理的沸石作为用于从烟道气除汞的吸附剂容许将所得飞灰作为混凝土添加剂再循环或者出售，而较少担心所述吸附剂对混凝土的性能和随时间的稳定性可具有的影响。
在多种实施方式中，方法200可包括其它或者另外的步骤。在某些实施方式中，用于处理沸石的方法可将步骤重新排序或者消除。例如，在某些实施方式中，适合用于汞吸附的沸石可用步骤类似于240-280的步骤即省略了步骤220中描述的碱洗的工艺制备。而且，步骤295可为任选步骤并且在具体实施方式中可被省略。在正面或者最小影响的情况下，可省略本文中描述的其它或者另外的步骤。
图3说明在根据具体实施方式的实验室试验中各种吸附剂的性能。如结合图1和2讨论的，根据多种实施方式处理的沸石可容许将含有所述沸石的飞灰作为混凝土添加剂再循环。当考虑是否将经处理的沸石用于烟道气应用中时，其吸附汞的容量也是重要的。
图300提供随着时间的六种吸附剂样品的总汞容量的测量结果。样品310和320是工业中常用的基于暗色褐煤的活性炭，其通过传统的热活化工艺(即，不是通过结合图2公开的处理方法)活化。样品330和340为这样的非碳沸石吸附剂：将其以与结合图2描述的步骤270类似的工艺用溴卤化，即，向所述沸石吸附剂喷射大约45％溴化钠的水溶液以实现12重量％的最终溴根(溴化物)浓度，干燥，和研磨。样品350和360为这样的非碳沸石吸附剂：其以与结合图2描述的步骤210-280类似的工艺制备，即将所述沸石吸附剂用0.1M氢氧化钠溶液在60℃下洗涤5小时，冲洗，干燥，用0.1M硝酸铵溶液洗涤两小时，连续三次(即，总计6小时)，干燥，用大约45％溴化钠的水溶液喷射以实现12重量％的最终溴根(溴化物)浓度，干燥和研磨。
为了产生图300的数据，使用固定床实验室设备测量各吸附剂样品的总汞吸附容量。通常，该实验室设备包括固定床反应器，其是通过将2.5毫克粉末形成的吸附剂样品与5克经分级的(一定大小的，sized)和经纯化的沙子混合并且填充到玻璃管反应器中而产生的。为了更准确地预测沸石的可能的吸附，选择该固定床设备和载有元素汞的空气的温度成以精密地模拟沸石有可能被注入到烟道气物流中时的条件。在该试验中，将该设备保持在大约325°F。
使该床暴露于使用实验室纯化的空气作为载气的含有已知浓度的元素汞(Hg0)的模拟空气物流。将空气出口物流中的汞通过在大约1400°F的温度下操作的热汞转化器转化为元素汞。通过可用于测量元素汞浓度的分析仪连续地测量入口和出口元素汞浓度。
将出口物流中的元素汞与入口物流中的元素汞相比较，通过将吸附剂通过使用梯形规则将入口和出口元素汞浓度之间的差值对时间进行积分，可计算吸附剂所吸附的元素汞的总量或累积量。该累计值也称作平衡吸附容量。
图300呈现使用该固定床设备和计算方法测量的总汞容量对时间。x-轴提供以分钟计的时间，范围从0到500分钟。y轴提供每克吸附剂(g吸附剂)所吸附的以微克汞(μgHg)计的总汞容量。
如所图示的，样品310和320(常用的基于暗色褐煤的活性炭)的总汞容量在350分钟之后大于或等于4000μgHg/g吸附剂。在500分钟之后，总汞俘获为大约4200μgHg/g吸附剂(仅有来自样品310的数据可用)。
样品330和340(用溴卤化的沸石)的总汞容量在500分钟之后平均为大约1000μgHg/g吸附剂。
样品350和360(以与方法200的步骤210-280类似的方式制备的沸石)各自展现出在500分钟之后大于6000μgHg/g吸附剂的总汞容量，平均值为大约7000μgHg/g吸附剂。
分析这些结果表明，用热的苛性氢氧化钠洗涤、硝酸铵离子交换、和溴施加(如结合图2描述的)处理的沸石吸附剂可吸附足够量的汞而使其成为对于烟道气应用或者其它其中需要汞吸附的应用而言合适的吸附剂。特别地，样品350以及360(所述经处理的沸石样品)与样品330以及340相比显示出在汞吸附方面的显著增加。将在500分钟时样品350和360的平均值与样品330和340的平均值比较展现了在总汞容量方面大约700％的增加。
样品350和360在与基于暗色褐煤的活性炭相比时也显示出在总汞容量方面的增加。将在500分钟时样品350和360的平均值与样品310相比展现了多达67％的在总汞容量方面的增加。
在另一实施例中，除了如下以外，以与用于制备样品350的方式类似的方式制备沸石样品：使用0.3M溴化铵溶液代替所述硝酸铵溶液。使用各自三小时的两个洗涤循环，并且调节洗涤循环的体积，使得溴化铵对沸石的总比率以质量计为0.75。将所述样品使用用于产生图300的数据的固定床实验室设备进行试验。500分钟时的汞容量为7483μg Hg/g吸附剂。作为比较，500分钟之后，基于暗色褐煤的活性炭的汞容量为5484μg Hg/g吸附剂。
在另一实施例中，除了如下以外，以与用于制备样品350的方式类似的方式制备沸石样品：在样品之间改变硝酸铵的总比率，也改变硝酸铵溶液的浓度。各样品进行两次三小时洗涤，导致总计6小时的洗涤时间。在改变硝酸铵溶液的浓度的情况下，也改变沸石的量以保持硝酸铵对沸石的质量比。下表1给出了生产条件以及在结合图300描述的固定床实验室设备中的试验在500分钟之后的汞容量。与结合以上溴化铵处理描述的基于暗色褐煤的活性炭的吸附相比，结果显示，可改变硝酸铵对沸石的比率以及洗涤溶液的浓度两者，同时保持根据本发明各种实施所处理的沸石组合物的出色的汞吸附容量。
表 1
图4说明在根据具体实施方式的实地试验中各种吸附剂的性能。图400将吸附剂的除汞效率对注入比率作图。
为了更好地理解经处理的沸石的性能，除了结合图3描述的实验室试验之外还进行实地试验。该实地试验场所包括具有大约20,000立方英尺/分钟的流速的来自发电厂的烟道气物流。该试验场所包括空气预热器和用于颗粒物控制的静电除尘器(“ESP”)。预热器在ESP的上游。烟道气以大约673°F进入预热器和以大约305°F的温度离开预热器。烟道气以大约该温度进入ESP，和以大约288°F离开ESP。
对于该实地试验，将吸附剂在预热器和ESP的上游注入，这导致在进入ESP之前大约2秒的停留时间。为了保证精确的注入，采用Norit PORTA注入单元来控制所述吸附剂的输送和流动。
使用连续监测系统，测量烟道气中的汞含量。该系统测量在静电除尘器的上游和下游两者中的烟道气的汞。如结合图1描述的，吸附剂与飞灰一起被收集在静电除尘器中。因此，在静电除尘器的下游将不发生另外的汞吸附。因此，通过测量和比较烟道气上游(即，通常为吸附前)和下游(即，通常为吸附后)中的汞含量，可测定吸附剂的除汞效率。
为了产生图400的数据，在各种吸附剂注入比率处计算除汞效率。x轴提供吸附剂注入比率，其以注入到烟道气中的吸附剂的磅数/百万实际立方英尺烟道气进行度量。y轴提供以百分数计的吸附剂的除汞效率，即，进入系统并且被吸附剂除去的汞的百分数，或者换而言之，被吸附剂吸附的汞的总量(汞吸附前和吸附后之间的差值)与汞吸附前的量之比。
样品410为工业中常用的基于暗色褐煤的活性炭。样品420包括如下的沸石：将其类似于结合图2描述的步骤用0.1M硝酸铵溶液洗涤大约1小时，硝酸铵洗涤连续发生3次，干燥，用45％溴化钠水溶液喷射以实现最终12重量％的溴根(溴化物)浓度，干燥，和研磨。样品420包括与大约10重量％活性炭共混的大约90重量％经处理的沸石。样品430也包括如下的沸石：将其类似于结合图2描述的步骤用0.1M硝酸铵溶液洗涤大约1小时，硝酸铵洗涤连续发生3次，干燥，用45％溴化钠水溶液喷射以实现最终12重量％的溴根(溴化物)浓度，干燥，和研磨。样品430包括大约50重量％的经处理的沸石和50重量％的活性炭。
在大约2磅吸附剂/百万实际立方英尺(“MMacf”)烟道气处，样品410具有超过70％的除汞效率。除汞效率随着吸附剂注入比率增加而增加，使得样品410在大约13磅/MMacf烟道气处具有超过85％的效率。
样品420在大约2磅吸附剂/MMacf烟道气处也具有超过70％的除汞效率，并且随着吸附剂注入比率增加而增加，使得样品420在大约12.0磅/MMacf烟道气处具有几乎85％的效率。
样品430展现出类似趋势。在大约4磅吸附剂/MMacf烟道气的注入比率处，样品430实现了大约75％的除汞效率，其与在相同注入比率的样品410和420类似。在大约11磅吸附剂/MMacf烟道气的注入比率处，样品430实现了大约84％的效率。在相同的吸附剂注入比率处，样品410和420提供类似结果。
图5也说明在根据具体实施方式的实地试验中各种吸附剂的性能。图500将吸附剂的除汞效率对注入比率作图。
该试验也是在结合图4描述的实地试验场所处进行的。该场所在包括烟道气具有大约20,000立方英尺/分钟的流速的类似情况下操作。烟道气以大约673°F进入预热器，以大约305°的温度离开预热器，以大约该温度进入ESP，并且以大约288°F离开ESP。将吸附剂在预热器和ESP的上游注入，导致在进入ESP之前大约2秒的停留时间。连续监测系统测量在静电除尘器的上游和下游两者中的烟道中的汞含量。由于吸附剂与飞灰一起被收集在静电除尘器中，在静电除尘器的下游将不发生另外的汞吸附。因此，通过测量和比较烟道气上游(即，通常为吸附前)和下游(即，吸附后)中的汞含量，可测定吸附剂的除汞效率。
为了产生图500的数据，在各种吸附剂注入比率处计算除汞效率。x轴提供吸附剂注入比率，其以注入到烟道气中的吸附剂的磅数/百万实际立方英尺烟道气进行度量。y轴提供以百分数计的吸附剂的除汞效率，即，进入系统并且被吸附剂除去的汞的百分数，或者换而言之，被吸附剂吸附的汞的总量(汞吸附前和吸附后之间的差值)与汞吸附前的量之比。
样品510为工业中常用的基于暗色褐煤的活性炭。样品520包括如下的沸石：将其类似于结合图2描述的步骤用0.15M硝酸铵溶液洗涤3小时、连续两次，干燥，用45％溴化钠水溶液喷射以实现12重量％的最终溴根(溴化物)浓度，干燥，和研磨。样品520包括与大约12％活性炭共混的大约88％的经处理的沸石。
在所有所测量的吸附剂注入比率处，样品510和样品520两者具有超过75％的除汞效率，即进入烟道气中的汞的75％被吸附剂吸附。
在大约2磅吸附剂/MMacf烟道气处，样品510具有大约77％的除汞效率。除汞效率通常随着吸附剂注入比率增加而增加，使得样品510在大约12磅/MMacf烟道气处具有约87％的效率。
在大约4磅吸附剂/MMacf烟道气处，样品520具有刚刚超过75％的除汞效率。除汞效率也随着吸附剂注入比率增加而增加，使得样品520在大约14磅/MMacf烟道气处具有几乎95％的效率。
在4磅/MMacf烟道气处，样品510和520两者的除汞效率为大约75％到刚刚超过80％。在8磅/MMacf烟道气和更高处，样品520始终如一地展现出更大的除汞效率。这可表明，包括87％的根据多种实施方式处理(即，类似于结合图2描述的步骤用0.15M硝酸铵溶液洗涤3小时、连续两次，干燥，用45％溴化钠水溶液喷射以实现12重量％的最终溴根(溴化物)浓度，干燥，和研磨)的沸石的样品520展现出与某些活性炭相比相当的和/或出色的吸附性能。
如前所述，具有6或更高的相对泡沫指数试验值的在结合图2描述的相对泡沫指数试验中试验的吸附剂不适合作为混凝土添加剂，因为它们吸附空气夹带剂，这可在混凝土中导致开裂。样品510具有5的试验值，而样品520具有0的值。该数据表明，样品520与样品510相比更少可能吸附空气夹带剂，并且因此，是更好的混凝土添加剂。
该数据展现，在从烟道气除汞方面，经处理的沸石提供与基于暗色褐煤的活性炭相当的性能。当将性能连同抵抗与空气夹带剂反应的能力一道考虑时，经处理的沸石可为优选的用于从烟道气除汞的吸附剂。经处理的沸石的技术优点因此包括从烟道气除汞和容许将所收集的飞灰作为混凝土添加剂再循环。这可导致经济效益、后勤效益、采购效益、环境效益、安全性效益、和其它或者另外的效益。
虽然已经用若干实施方式描述了本发明，但是无数的变化、变型、变更、转换和修改可被暗示给本领域技术人员，并且意图是，本发明涵盖落在所附权利要求范围内的这样的变化、变型、变更、转换和修改。

Claims (31)

1.改进吸附剂性质的方法，包括：
将吸附剂用洗涤溶液洗涤以在所述吸附剂和所述洗涤溶液之间实现离子交换；和
将卤素化合物施加至已经用所述洗涤溶液洗涤的所述吸附剂以在所述吸附剂上实现预定的卤素浓度。
2.权利要求1的方法，其中所述吸附剂选自矿物沸石、合成沸石、浮石、珍珠岩、飞灰、氧化铝、硅藻土、硅酸盐、硅铝酸盐、页硅酸盐、粘土、泥煤、木头、木质纤维素材料、生物质、废弃物、轮胎、橄榄核、桃核、谷壳、稻壳、暗色褐煤、土状褐煤、无烟煤、烟煤、次烟煤、椰子壳、山核桃壳、和胡桃壳。
3.权利要求1的方法，其中所述吸附剂为沸石并且所述沸石选自菱沸石、丝光沸石、毛沸石、八面沸石、斜发沸石、方沸石、钙十字沸石、沸石A、沸石X、沸石Y、沸石L、沸石Ω、和ZSM-5。
4.权利要求1的方法，其中所述洗涤溶液为包含溶质的水溶液并且所述溶质选自硝酸铵、溴化铵、碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、高氯酸铵、氢氧化铵、硫酸铵、碘化铵、磷酸铵、和季铵阳离子。
5.权利要求1的方法，其中所述洗涤溶液包括大于或等于0.001M的硝酸铵或溴化铵溶液。
6.权利要求1的方法，其中将粒状沸石用洗涤溶液洗涤包括重复所述洗涤使得所述吸附剂受到多次用所述洗涤溶液的洗涤，而在任意的所述多次洗涤之间未将所述洗涤溶液再度使用。
7.权利要求1的方法，其中所述卤素化合物选自溴、氯、碘、溴化钠、溴化钙、溴化镁、溴化铜(II)、溴化亚铁(II)、溴化铁(III)、溴化锌、溴化钾、氯化亚铜(I)、氯化铜(II)、氯化亚铁(II)、氯化铁(III)、和氯化锌。
8.权利要求1的方法，其中将所述卤素化合物施加至所述吸附剂以在所述吸附剂上实现预定的卤素浓度包括施加包含至少20重量％溴化钠的水溶液以实现至少0.05重量％的最终溴根浓度。
9.权利要求1的方法，其中将所述卤素化合物施加至所述吸附剂以在所述吸附剂上实现预定的卤素浓度包括将水溶液喷射到所述吸附剂上。
10.权利要求1的方法，进一步包括研磨所述吸附剂。
11.权利要求10的方法，其中经研磨的吸附剂具有基于体积的大约20微米的中值粒径。
12.权利要求10的方法，进一步包括将经研磨的吸附剂与第二吸附剂共混，其中所述第二吸附剂为活性炭。
13.权利要求1的方法，进一步包括，在将所述吸附剂用洗涤溶液洗涤之前，将所述吸附剂用预洗涤溶液预洗涤以实现所述吸附剂的具有大于或等于2纳米孔径的孔的体积的增加。
14.权利要求13的方法，其中所述预洗涤溶液为包含溶质的水溶液并且所述溶质选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化镁、和氢氧化铵。
15.权利要求13的方法，其中所述预洗涤溶液包括大于或等于0.05M的氢氧化钠溶液。
16.用于从气态烟道物流除汞的吸附剂，其通过包括如下的工艺制备：
将吸附剂用洗涤溶液洗涤以在所述吸附剂和所述洗涤溶液之间实现离子交换；和
将卤素化合物施加至已经用所述洗涤溶液洗涤的所述吸附剂以在所述吸附剂上实现预定的卤素浓度。
17.权利要求16的吸附剂，其中所述吸附剂选自矿物沸石、合成沸石、浮石、珍珠岩、飞灰、氧化铝、硅藻土、硅酸盐、硅铝酸盐、页硅酸盐、粘土、泥煤、木头、木质纤维素材料、生物质、废弃物、轮胎、橄榄核、桃核、谷壳、稻壳、暗色褐煤、土状褐煤、无烟煤、烟煤、次烟煤、椰子壳、山核桃壳、和胡桃壳。
18.权利要求16的吸附剂，其中所述吸附剂为沸石并且所述沸石选自菱沸石、丝光沸石、毛沸石、八面沸石、斜发沸石、方沸石、钙十字沸石、沸石A、沸石X、沸石Y、沸石L、沸石Ω、和ZSM-5。
19.权利要求16的吸附剂，其中所述洗涤溶液为包含溶质的水溶液并且所述溶质选自硝酸铵、溴化铵、碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、高氯酸铵、氢氧化铵、硫酸铵、碘化铵、磷酸铵、和季铵阳离子。
20.权利要求16的吸附剂，其中所述洗涤溶液包括大于或等于0.001M的硝酸铵或溴化铵溶液。
21.权利要求16的吸附剂，其中将粒状沸石用洗涤溶液洗涤包括重复所述洗涤使得所述吸附剂受到多次用所述洗涤溶液的洗涤，而在任意的所述多次洗涤之间未将所述洗涤溶液再度使用。
22.权利要求16的吸附剂，其中所述卤素化合物选自溴、氯、碘、溴化钠、溴化钙、溴化镁、溴化铜(II)、溴化亚铁(II)、溴化铁(III)、溴化锌、溴化钾、氯化亚铜(I)、氯化铜(II)、氯化亚铁(II)、氯化铁(III)、和氯化锌。
23.权利要求16的吸附剂，其中将所述卤素化合物施加至所述吸附剂以在所述吸附剂上实现预定的卤素浓度包括施加包含至少20重量％溴化钠的水溶液以实现至少0.05重量％的最终溴根浓度。
24.权利要求16的吸附剂，其中将所述卤素化合物施加至所述吸附剂以在所述吸附剂上实现预定的卤素浓度包括将水溶液喷射到所述吸附剂上。
25.权利要求16的吸附剂，进一步包括研磨所述吸附剂。
26.权利要求25的吸附剂，其中经研磨的吸附剂具有基于体积的大约20微米的中值粒径。
27.权利要求25的吸附剂，进一步包括将经研磨的吸附剂与第二吸附剂共混，其中所述第二吸附剂为活性炭。
28.权利要求16的吸附剂，进一步包括，在将所述吸附剂用洗涤溶液洗涤之前，将所述吸附剂用预洗涤溶液预洗涤以实现所述吸附剂的具有大于或等于2纳米孔径的孔的体积的增加。
29.权利要求28的吸附剂，其中所述预洗涤溶液为包含溶质的水溶液并且所述溶质选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化镁、和氢氧化铵。
30.权利要求28的吸附剂，其中所述预洗涤溶液包括大于或等于0.05M的氢氧化钠溶液。
31.从气态烟道物流除汞的方法，包括：
将吸附剂引入至气态烟道物流，其中所述气态烟道物流含有汞；和
通过汞吸附到所述吸附剂上而促进从所述气态烟道物流除汞；
其中所述吸附剂包括这样的吸附剂：其用洗涤溶液洗涤以在所述吸附剂和所述洗涤溶液之间实现离子交换，用卤素化合物处理以在所述吸附剂上实现预定的卤素浓度，和研磨至适合用于注入到所述气态烟道物流中的尺寸。
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