CN107073395B - 净化流体的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种从流体中，特别是从燃烧设备的废气中除去物质的方法。在该方法中使用白榴火山灰(Puzzolanes)，在净化过程中普遍的条件下，原位溶解白榴火山灰中至少5％重量的硅/铝化合物。

Description

净化流体的方法
本申请涉及一种从流体中，特别是从燃烧设备的废气中除去物质的方法。
如今，化石燃料，例如天然气、石油和煤主要用于产生电能或热能、燃烧掉废物或用于转化或净化物质，特别是矿石。由于对电能的需求量不断增加，以及德国和日本等国家同时撤出运行的核电站，煤的吸引力增加，因为工业国家本身也有煤。
在燃烧化石特别是燃烧煤时，释放二氧化碳，但也释放其它有害物质，例如二氧化硫、二氧化氮、碳水化合物、盐酸、二噁英、呋喃、粉煤灰、炭黑，以及高毒性重金属，例如汞。垃圾焚烧设备中特别容易产生这些问题，垃圾焚烧设备中不同处置物品的不均匀混合物与化石燃料一起燃烧，使得材料中包含的或在燃烧期间产生的毒素被排放到环境中。
由于这些原因，不允许在没有复杂的净化系统的情况下运行燃烧设备，从而能够从燃烧气体中基本上完全去除有毒物质。然而，尽管采取了所有措施，环境中汞的含量还是在增加，这种增加主要是由于燃烧厂中煤炭的使用增加。
根据联合国环境规划署(UNEP)提供的资料，2005年排放到环境中的汞(Hg)总计约498吨，其中约6吨来自德国发电厂，约50吨来自美国发电厂，100多吨来自中国发电厂。
为了净化燃烧，通常使用气体除尘工艺，例如使用表面过滤器、电过滤器、气体净化器和离心力分离器。为了去除气态和流体物质，使用热燃烧、催化转化或吸附和吸收的方法。由于经济方面的原因，燃烧气体的净化集中在吸附和吸收方法上，其可以有效地减少所述燃烧气体中的毒素。
可以通过引导燃烧气体通过含有化学添加剂或吸收剂的水来简单地实现吸收。
在吸收期间，气体或液体分别被引导通过或穿过特定材料，该材料可以将流体中包含的物质保留到其表面上。吸收剂可以进行热再生，通过所述热再生，吸收的物质与吸收剂脱离，吸收剂可以再次使用。
选择适合作为吸附剂的材料的主要标准是其活性表面积，这使得活性炭(活性表面积为约300-1000m2/g)成为用于许多应用的合适材料。
然而，使用活性炭有许多缺点。例如，由于其固有的易燃性，活性炭可能仅仅出于安全原因而不能用于表现出较高温度的燃烧气体中。此外，热解吸还有一些问题，因为为热解吸而选择的温度可能不会很高，而这在另一方面也基本上防止了完全解吸。
此外，活性炭的使用可能损害在燃烧期间积聚的粉煤灰的工业应用。从发电厂过滤器收集的这些粉煤灰通常被认为是资产，其用处之一是被用作混凝土生产中的水泥的替代品。因此，将活性炭注入燃烧气体流可能会降低粉煤灰的质量并且可能损害粉煤灰在混凝土生产中的使用，因为由于活性炭的比表面积较高，它们倾向于吸收混凝土骨料，例如空气空隙形成剂，而这对于形成混凝土的抗冻特性是必不可少的。为此，需要采取许多昂贵的附加措施以从粉煤灰中去除活性炭。
为解决这一问题，DE-P 10 2012 012 367提出使用改进的火山灰(Trass)，通过用酸和/或水和表面活性剂的混合物进行处理而将火山灰的活性表面增加到BET值为40m2或更大。然而，其缺点在于所述火山灰必须在分别用于发电厂或燃烧设备之前进行预处理。
鉴于此，本发明要解决的一个问题就是提供一种用于净化流体，特别是发电厂的燃烧气体的简便且经济有效的方法，这种方法是多功能的并且不存在现有技术方法的缺点。
该问题已通过如下方法解决，即，一种净化流体的方法，其中使用白榴火山灰(Puzzolanes)，其显示出至少约5％重量的物质部分在普遍的工艺条件下可释放。
白榴火山灰通常是在加热条件下产生的石材，例如在火山活动中，其基本上由以下物质组成：氧化铝(Al2O3)、石灰石、氧化铁、碱性化合物以及硅化合物，即二氧化硅，例如硅胶、硅酸盐和/或沸石。原则上，天然白榴火山灰(pozzolana)和合成白榴火山灰例如地砖之间有区别。
在获得本发明的实验过程中，署名的发明人发现，特定的白榴火山灰即使没有表现出较大的表面积，也确实显示出，在没有任何预处理的情况下，在从气体和流体中原位去除有毒物质方面具有令人惊讶的高有效性。
本发明中提出的这些白榴火山灰显示，在某些条件下，至少约5％重量的一部分物质被溶解掉，所述一部分物质为硅/铝化合物，例如二氧化硅、硅胶、硅酸盐和/或沸石和/或其它组分，例如铝化合物，如Al2O3，通常在净化过程中存在所述条件。这样的条件是，例如增加的酸性环境、升高的温度和/或增加的湿度。
不希望受任何理论的束缚，目前认为在某些环境条件下，例如，增加的酸性环境和/或升高的温度和/或增加的湿度，白榴火山灰中存在的硅化合物，如以硅胶(SiO2)和/或硅酸盐(SiO4)和/或沸石形式存在的硅化合物，以及白榴火山灰中存在的铝化合物，例如Al2O3，会被溶解掉，即，会从白榴火山灰中除去。其结果是，一方面，白榴火山灰的活性表面将增加，并且可用于吸附待处理或净化的流体中存在的物质。另一方面，分别从白榴火山灰中溶解或去除的物质，即，硅化合物和/或铝化合物，似乎也参与有毒物质的去除。此外，由于仅添加所述硅/铝化合物的吸附能力和火山灰(Trass)的吸附能力并没有产生使用本发明的白榴火山灰所获得的效果，因此进一步预期，硅/铝化合物以特定的形式被溶解掉，使其适于清除组分。目前还设想，一旦特定量，即，约5％重量的材料被溶解掉，最初被硅/铝化合物封闭的白榴火山灰内的内部区域/通道就会被打开。
上述理论得到了实验结果的支持，其中不同的白榴火山灰，例如将BavarianTrass(BET比表面积为约22m2/g)和德国Hauri公司销售的白榴火山灰Vulkanit 500(BET比表面积为约11m2/g)在酸性环境条件下(水悬浮液，pH 5.0)处理一定时间。据此，已经发现含有Vulkanit 500的水悬浮液变成凝胶状物质，这表明水中存在硅化合物，而硅化合物又可能仅是发掘自白榴火山灰。Bavarian Trass中不能观察到这一现象。
当重复上述实验并向悬浮液中加入汞化合物时，还可以表明，与Bavarian Trass实验相比，在Vulcanit 500实验中，水溶液中剩余的汞量惊人地低得多，这表明随着硅和铝化合物的溶解，这种类型的白榴火山灰的净化能力显著增加。
另外进行的实验结果表明，有至少约5％重量的硅和/或铝化合物可以被发掘的白榴火山灰显示出的流体净化能力令人惊讶地远高于从Bavarian Trass观察到的净化能力，即使Bavarian Trass的表面积是白榴火山灰的两倍，或者观察到有小于约5％重量的物质被发掘出的材料。
此外，建议用于本发明方法的白榴火山灰与没有硅和/或铝化合物(例如SiO2，Na2SiO4和/或Al2O3)可以被溶解掉的Bavarian Trass的比较显示，即使增加BavarianTrass和上面列出的硅和铝化合物的净化能力也不能分别近似等于用于本发明方法的白榴火山灰的净化能力。
因此，在其最广泛的意义上，本发明涉及白榴火山灰的使用，其含有至少5％重量的硅化合物和/或铝化合物，它们可以在某些环境条件下被溶解掉，例如在用于净化流体(如从发电厂排放的燃烧气体或液体，例如水或乙醇)的方法中，酸性环境增加和/或温度升高和/或湿度增加的条件下，该方法包括如下步骤：将上述白榴火山灰与待净化的流体在能够从白榴火山灰中发掘硅和/或铝化合物的条件下相接触。
建议用于本发明的白榴火山灰可以是任何天然或合成的白榴火山灰，条件是至少约5％重量的物质，即硅和/或铝化合物可以从白榴火山灰中被溶解掉。优选地，至少约7％重量的物质可以从白榴火山灰中被溶解掉，或者至少约10％重量，更优选至少15％重量，甚至更优选至少约20％，甚至更优选至少约25％重量或30％重量，或甚至更优选至少约35％重量或40％重量的物质可以从白榴火山灰中被溶解掉，这是基于从其中发掘出该物质的白榴火山灰的重量。
如本文所定义，术语从白榴火山灰“溶解掉”或“发掘(excavated)”或“释放出”的物质包括硅化合物和/或铝化合物，例如硅胶、硅酸盐或沸石，或氧化铝，例如SiO2、Na2SiO4和/或Al2O3。
如本文所定义，术语“建议用于本发明/方法中的白榴火山灰”或“本发明中使用的白榴火山灰”应定义为白榴火山灰石，其中至少约5％重量的石材可根据以下方法发掘：称取待测量的给定体积的研磨石材(白榴火山灰，Blaine值为约2.500cm2/g或更高)，然后悬浮在4倍体积的水中，通过加入盐酸将其pH值调至5.0。将悬浮液在25℃的温度下搅拌3小时。随后，将石材分别与形成的液体和/或胶状物分离，并转移到烘箱中，在150℃下减压干燥3小时。称量干燥后的石材，并将其重量与初始重量进行比较。如果重量差大于约5％重量，则测试的白榴火山灰被认为适用于本发明。
如本文所定义，术语“酸性环境条件”或“增加的酸性条件”应将环境的pH值定为至少约为6.5或更小，优选约6.0或更小，更优选约5.5或更小，更优选约5或更小，或约4.5或约4.0或约3.5，或约3.0，或约2.5或约2.0，或甚至1.5或约1.0或约0.5。
如本文所定义，术语“环境温度”或“周围温度”应将温度定在约18℃至约25℃范围内，优选约20℃至约25℃，更优选21℃或22℃或23℃或24℃或25℃。
如本文所定义，术语“升高的温度”应将温度定在约25℃或更高，即温度在约25℃至约900℃范围内，或约25℃至约800℃，或约25℃至约700℃，或约25℃至约600℃，优选约30℃至约500℃，或约30℃至约400℃，或约30℃至约300℃，约30℃至约200℃，或约35℃至约150℃，其中每个单一温度应在上述区间中明确提及，例如36℃、37℃、38℃、39℃、40℃等，即50℃、60℃、70℃、80℃、90℃等。
如本文所定义，术语“环境含水量”或“环境湿度”应指定待处理流体(气体形式或液体状态)中的水的特定含量。该含量应在约5％至100％的范围内，约10％至100％，优选约15％至100％，更优选约20％至100％，甚至更优选约30％至100％或约35％至100％，或约40％至100％，或约45％至100％，或约50％至100％，或约55％至100％，或约60％至100％，或约65％至100％，或约70％至100％，或约75％至100％，或约80％至100％，或约85％至100％，或约90％至100％，或约95％至100％的范围内。
如本文所定义，术语“流体”或“液体流体”应表示如上文在“环境含水量”下所定义的含有至少约5％的含水量的液体或气体。
如本文所定义，除非另有说明，所有表示为“％”的量均指“重量％”。
如本文所定义，术语“废气”和“燃烧气体”在本描述中可互换使用，并且应表示通过燃烧化石燃料本身或当额外燃烧废物材料时产生和排放的气体。
如本文所定义，术语“毒素”、“有毒物质”和“污染物”可互换使用，并且指的是不希望被包含在待处理流体中的任何化合物或物质。不希望的状态通常取决于处理后流体的预期用途。不希望的物质的非限制性清单包括汞、重金属、一氧化氮、二噁英、氯化呋喃、氯代烃、芳香烃、一氧化碳、盐酸、二氧化硫、硫氢化物、细菌、真菌、生物碎片或其任意组合。
如本文所定义，术语“吸附”和“沉积”在本描述中可互换使用，并且应表示特定的化合物结合到本发明的白榴火山灰的表面上。
根据本发明，建议用于本发明的白榴火山灰包含至少5％重量的一部分或一定量的硅和/或铝化合物，其可以被溶解掉，即分别在净化过程期间或应用于净化过程的普遍(prevailing)的条件下从白榴火山灰中发掘出来，使得在净化过程中原位形成具有表面积增加的白榴火山灰和从其中发掘的硅/铝化合物的有效混合物。
根据一个实施方式，建议用于本发明的白榴火山灰可以在酸性环境条件或在中性环境条件下在室温和/或高温下与流体接触。
作为示例，待处理的气态流体可以被引导通过或穿过建议用于本发明的白榴火山灰，所述白榴火山灰可以放置在床或容器中。根据一个实施方式，建议用于本发明的白榴火山灰也可以直接引入发电厂的废气中，例如，通过将研磨的石材注入气流中。如本领域中众所周知的，废气固有地包含升高的酸含量。
根据另一个实施方式，可以在室温或高温下，使液体与建议用于本发明的白榴火山灰接触，例如，在约50℃至约90℃，或约60℃至约90℃的范围内，所述液体可以是固有酸性的，可以通过合适的酸例如HCl来制成酸性，或者可以显示中性pH。液体可以被引导通过含有建议用于本发明的白榴火山灰的床或容器，或者液体可以装在容器中并与白榴火山灰接触，如搅拌一段时间。
根据需要和环境条件以及取决于可从白榴火山灰中发掘的硅/铝化合物的部分，可以使用已知从待处理流体中吸收或吸附有毒成分的另外的化合物，特别是硅化合物，例如硅胶(SiO2)、硅酸盐(SiO4)和/或沸石，或粘土(Al2O3)或技术人员熟知的其它化合物。
本领域技术人员可以通过简单的实验并且在没有任何负担的情况下确定特定的白榴火山灰是否适合用作本发明中的白榴火山灰，即是否适用于流体(例如燃烧气体)的净化，和/或是否应使用额外的辅助成分来实现特定的预期效果。如上所述，可以通过将给定量/体积的待检测的白榴火山灰悬浮在水中，并使水与白榴火山灰在给定的时间段和允许溶解或发掘其中所包含的硅/铝化合物的条件下接触来确定白榴火山灰是否适用于本发明。适于允许发掘的条件可以是将水的pH调节至中性，例如，pH值为7.5或7.0，或酸性，pH值为约6.5或约6.0或者约5.5或约5.0或约4.5或约4或更小，并使白榴火山灰与水接触，例如，在室温和/或高温下搅拌给定的时间，在此期间石材与形成的液体/胶状物分离，将材料干燥并测定重量，并与所用材料的初始重量比较。
还发现，从白榴火山灰中溶解掉硅-铝化合物的容易程度，以及因此它们从待处理流体中快速去除有毒组分的固有效力也受到粒度的影响，粒度通常表示为“Blaine值”。
在导致本发明的实验中进一步发现，具有约2.500cm2/g或更大的“Blaine值”的白榴火山灰确实以良好的速率释放硅-/铝化合物(如果以可释放形式存在)，从而在合理的时间段内在净化过程中显示出良好的有效性。这可以在理论上解释为小粒度主要提供更大的外表面积，与用具有较小外表面积的材料开始相比，在环境条件(酸性环境、温度、湿度)下，硅/铝化合物通常以更高的量和更快的速度从中被发掘出来，因此还更快地形成具有增加的(内)表面积的白榴火山灰与硅/铝化合物的混合物。本领域技术人员应当理解，Blaine值低于2.500cm2/g的材料也可以使用，条件是需要延长与流体接触的时间以达到良好的净化效果。
通常，建议用于本发明的白榴火山灰的Blaine值为2.500cm2/g或更高，优选为5.000cm2/g或更高，更优选为约7.500cm2/g或更高，甚至更优选为约9.000cm2/g或更高，更优选约11.000cm2/g或更高，例如约14.000cm2/g或17.000cm2/g或更高。
普通技术人员还应当清楚的是，建议用于本发明的白榴火山灰的粒度可以通过适当的研磨进行适当地调节，从而根据使用的白榴火山灰和预期的应用提供所需的粒度。例如，在使用包含大量可以被溶解掉的硅/铝化合物的白榴火山灰的情况下，可以选择小的Blaine值，同样获得良好的效果，而当选择具有较低程度的可被溶解掉的硅/铝化合物的白榴火山灰时，可能需要更高的Blaine值，以在期望的时间段内获得效果。
建议用于本发明的白榴火山灰在净化发电厂的燃烧气体中是特别有用的，其中发电厂用煤炭燃烧发电。它们是优良的吸附剂，因为在燃烧气体的普遍条件下，即，在温度升高、具有一定程度的湿度和酸性环境的条件下，硅/铝化合物可以被原位发掘(excavatedin situ)，使得其中硅/铝化合物已经被溶解掉和现在表现出用于吸附的更高的活性(内)表面的白榴火山灰，和被溶解掉的化合物，即硅/铝化合物也在原位参与净化过程。
因此，建议用于本发明的白榴火山灰可以在没有任何预处理的情况下使用。
建议用于本发明的白榴火山灰的非排他性实例是例如Vulkanit 500、ZeominSP90和Zeomin SP100，它们均可从Fa.Hauri公司(
Figure BDA0001251527480000071
德国)购买。
由于白榴火山灰是石材，因此不是易燃的，可以将它们直接装入燃烧室或在燃烧室之后不久进入废气中，以便从废气中除去有毒物质。
建议用于本发明的白榴火山灰可直接单独使用，与活性炭或活性火山灰相比其具有成本更低的优点，特别是在净化发电厂的燃烧气体时。然而，根据需要，建议用于本发明的白榴火山灰也可以与其它已知的试剂一起使用，例如已知的活性炭、焦炭和/或粉煤灰。
建议用于本发明的白榴火山灰的另一个优点在于它们能够清除存在于待净化流体中的酸性成分，因为所述酸性成分导致硅/铝化合物的释放，并且至少是部分吸收。这在使用化石燃料运行的发电厂中或当燃烧废物材料时是尤其重要的，因为它们需要复杂的系统来捕获废气/燃烧气体中存在的酸性化合物。
如果需要并适当的话，建议用于本发明的白榴火山灰也可以与碱性试剂混合，例如，氢氧化钙、碳酸钙、生石灰、白云石、碳酸钠和/或碳酸氢钠，以使得待处理流体中存在的酸性组分得到更好的清除。
根据优选的实施方式，建议用于本发明的白榴火山灰与碳和白垩变体一起使用，例如，与碳酸钙、氢氧化钙、活性炭和/或焦炭。
根据另一个实施方式，本发明还涉及本发明的白榴火山灰与硫一起使用或作为载体用于另外的佐剂/添加剂，例如，硫化物、多硫化物、硫代硫酸盐和多硫酸盐(例如–O3S-Sn-SO3-)、四硫化钠或元素硫，这些成分有助于从流体中除去汞。或者，或另外，可将催化剂掺入本发明的白榴火山灰的表面区域，例如钒、钨、钛、钯、铑、铂、奥厄合金、雷尼镍、二氧化锰、五氧化二钒、钐(III)氧化物或霍加拉特(Hopcalite)。
这些化合物可以根据常规方法沉积在本发明的白榴火山灰的表面上，例如浸渍，优选使用可溶性盐浸渍，例如硝酸铜。因此，本发明的白榴火山灰可以用于流体的吸附净化，并且同时用于辅助催化净化，例如水泥炉的燃烧气体中氮氧化物的选择性催化还原或有机物和/或氯化烃和/或一氧化碳的氧化。
根据另一个优选实施方式，本发明的白榴火山灰可以与元素硫一起使用，其中所述硫可以以混合物形式存在，或者可以任选地用可溶性玻璃热熔涂覆或烧结熔融或胶合到本发明的白榴火山灰上，以便实现基本上完全去除汞。不希望受任何理论的束缚，目前预期从白榴火山灰发掘的硅/铝化合物对观察到的效果也有帮助，因为它们能够使得硫在载体上精细分布。
本发明的白榴火山灰的另一个优点在于它们对汞的高吸附能力，而不像例如活性炭是易燃的。如上所述，本发明的白榴火山灰可以直接引入燃烧室中或在其下游的任何阶段引入废气/燃烧气体中，并且可以在甚至约800℃的温度下使用而没有任何问题，温度不改变白榴火山灰的物理结构。考虑到有毒物质的吸附，在废气流下游的位置处引入可能是合适的，此处废气仍具有300℃或更高或约200℃或更高的温度。由于作为具有所需粒度的石头，本发明的白榴火山灰将被废气携带并与废气一起，并且可以与气体反应，直到被收集在电厂中使用的常规网或电过滤器上，在这里气体仍然流过所述物质并在此与其反应，直至除去所述物质。
白榴火山灰的另一个优点在于其通常是耐磨的并且不易于产生细粉尘。由于可以根据任何常规方法将白榴火山灰研磨至所需的粒度或粒度分布，因此它们可作为发电厂中活性炭的替代物直接用于气流方法中。它们可以以常规方式被注入废气流中并与废气流一起旋转，固体被收集在设置在下游的过滤器上。或者，本发明的白榴火山灰也可以在填充床中使用，即以粉末和/或颗粒的形式和/或胶合在载体上，而不减少待处理流体可接触的表面。
可以看出本发明的白榴火山灰相对于活性炭的另一个优点是它们表现出较高的吸水能力，这允许净化过程在接近露点运行，而不会使得过滤器胶结，在这些条件下使用活性炭时就会发生胶结。此外，本发明的白榴火山灰不会恶化用于生产混凝土的粉煤灰的性能。
以下实施例说明本发明而不限制本发明。
实施例
实施例1
使用天然白榴火山灰Vulkanit 500净化废气
27升具有以下预定组成的气体
Figure BDA0001251527480000091
以大约2.2升/分钟的速率在170℃下被引导通过含有150mg天然白榴火山灰(Vulkanit500，Hauri，德国；BET比表面积为约11；Blaine值为约14.000)的管中。在经过管后收集的气体中，可以发现0.931g汞，这对应于约78.9％的汞被吸附。
实施例2
对比实验
在与上述条件相同的条件下重复实施例1的实验，条件是使用以下材料：
A)150mg Vulkanit 500和150mg白垩(Chalk)；
B)150mg白垩；
C)150mg Bavarian Trass(BET比表面积为22m2/g)；
D)150mg SiO2
E)150mg Na2SiO4
F)150mg Al2O3
相应材料吸附汞的结果确定如下：
A)83.2％
B)4.7％
C)12％
D)10.6％
E)8.4％
F)26.4％
由此可以看出，实施例1中使用的白榴火山灰的汞沉积可以通过额外地混合使用白垩而大致增加。另一方面，表现出几乎是Vulkanit 500两倍的活性表面的BavarianTrass仅产生约12％的汞沉积。此外，可以从白榴火山灰中被溶解掉的物质(硅/铝化合物)并没有产生结果，可以通过加入这些物质获得单独使用Vulkanit 500获得的结果。
实施例3:
使用天然白榴火山灰Vulkanit 500与硫的混合物
27升具有以下预定组成的气体：
Figure BDA0001251527480000101
在170℃下被引导通过含有150mg混合物的管，所述混合物由125mg Vulkanit 500和25mg升华硫(对应比例为5：1)组成。在通过管之后的气体中可以发现0.079g汞，这对应于约98.21％的汞沉积。
实施例4:
使用天然白榴火山灰Vulkanit 500与硫和白垩的混合物
27升具有以下预定组成的气体：
Figure BDA0001251527480000102
Figure BDA0001251527480000111
在170℃下被引导通过含有150mg混合物和150mg白垩(
Figure BDA0001251527480000114
Zement，哈尔堡，德国)的管，所述组合物由125mg Vulkanit 500和25mg升华硫(对应比例为5：1)组成。在通过管之后的气体中，仅可发现0.001g汞，这对应于约99.98％的汞沉积。
实施例5:
使用天然白榴火山灰SP 90
27升具有以下预定组成的气体：
Figure BDA0001251527480000112
在170℃下被引导通过含有150mg由150mg SP 90(Hauri，德国，Blaine值约9000)(对应比例为5：1)组成的混合物的管。在通过管之后的气体中，可发现1.204g汞，这对应于约72.8％的汞沉积。
实施例6:
使用天然白榴火山灰SP 90与硫的混合物
27升具有以下预定组成的气体：
Figure BDA0001251527480000113
在170℃下被引导通过含有150mg混合物的管，所述混合物由125mg SP 90(Hauri，德国，Blaine值为约9000)和25mg升华硫(对应比例为5:1)组成。在通过管之后的气体中，可发现0.191g汞，这对应于约95.69％的汞沉积。
实施例7:
在水净化中使用天然白榴火山灰Vulkanit 500
将Vulkanit V500转移到量筒至200ml并用水调节体积至1升，显示pH为7.5(实验：(A1，A2，A3，A4，A5，A6)和6.0(实验：B1，B2，B3，B4)和pH 3.0(实验：C1，C2，C3，C4)(用1N HCl调节pH)，进行不同的对比实验。将液体转移到搅拌烧瓶中，并进行如下处理：
(A1)在25℃下搅拌1小时；
(A2)在90℃下搅拌回流1小时
(A3)在25℃下搅拌6小时
(A4)在90℃下搅拌回流6小时
(A5)在25℃下搅拌24小时
(A6)在90℃下搅拌回流24小时
(B1)在25℃下搅拌1小时
(B2)在90℃下搅拌回流1小时
(B3)在25℃下搅拌6小时
(B4)在90℃下搅拌回流6小时
(C1)在25℃下搅拌1小时
(C2)在90℃下搅拌回流1小时
(C3)在25℃下搅拌6小时
(C4)在90℃下搅拌回流6小时
在实验A1-A6、B1-B4和C1-C4中，测定了溶解掉的物质的量。获得以下结果：
(A1)0.4％
(A2)1.8％
(A3)1.3％
(A4)4.7％
(A5)3.4％
(A6)5.9％
(B1)6.7％
(B2)9.4％
(B3)13.6％
(B4)27.8％
(C1)17.4％
(C2)24.6％
(C3)31.2％
(C4)36.3％
可以进一步确定(结果未示出)，在给定温度下，处理时间段的延长和/或pH值的降低确实导致材料的发掘增加到某一上限水平。
重复上述实验，条件是溶液含有2g HgCl2。确定各处理后水中剩余的汞量，并获得以下结果(以溶液中测定的“g”和与白榴火山灰结合的百分比表示)。
Figure BDA0001251527480000131
Figure BDA0001251527480000141
从上述结果可以看出，当大约5％或更多重量的硅/铝化合物已经从材料中被溶解掉时，白榴火山灰显示出令人惊讶地增加的吸附能力。理论上，这可以部分地解释为，去除这样一定量的可释放物质使得到目前为止封闭和隐藏的内表面区域现在可以吸附。

Claims (16)

1.一种净化流体的方法，包括以下步骤：
将含有一部分硅/铝化合物的白榴火山灰与待净化的流体在允许从所述白榴火山灰中发掘出硅/铝化合物的条件下相接触，在净化过程中溶解掉至少5％重量的所述硅/铝化合物，使得在净化过程中原位形成具有表面积增加的白榴火山灰和从其中发掘的硅/铝化合物的有效混合物。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述净化条件包括待净化流体的pH值为6.0或更低和/或升高的温度。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其中所述白榴火山灰呈现出至少2.500cm2/g的Blaine值。
4.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其中所述白榴火山灰与硅化合物和/或铝化合物混合使用，所述硅化合物选自硅胶、硅酸盐和/或沸石。
5.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其中所述白榴火山灰与元素硫混合使用。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述硫被浸渍或烧结到所述白榴火山灰上。
7.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其中所述白榴火山灰与选自下组的成分相混合和/或浸渍：硫化物、多硫化物、硫代硫酸盐和多硫酸盐，和/或催化活性物质或它们的任意组合；或者装载有选自下组的成分：元素硫、水玻璃或其任意组合；或者与活性火山灰(Trass)混合。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述多硫化物包括四硫化钠。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述催化活性物质包含钒、钨、钛、钯、铑、铂、奥厄合金、雷尼镍、氧化锰、五氧化二钒、钐(III)氧化物和/或霍加拉特或其任意组合。
10.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其中所述白榴火山灰与焦炭、活性炭和/或碱性成分或其任意组合相混合。
11.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，所述方法用于净化废气。
12.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其中所述净化包括从所述流体中除去污染物，所述污染物选自重金属、一氧化氮、二噁英、氯化呋喃、氯代烃、芳香烃、一氧化碳、盐酸、二氧化硫、硫氢化物、细菌、真菌、生物碎片或其任意组合。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述重金属包括汞。
14.白榴火山灰在净化流体和/或从流体中除去污染物中的用途，其中所述白榴火山灰包含一部分硅/铝化合物，可以在净化过程中应用的条件下溶解掉至少5％重量的所述硅/铝化合物，使得在净化过程中原位形成具有表面积增加的白榴火山灰和从其中发掘的硅/铝化合物的有效混合物。
15.根据权利要求14所述的用途，其中所述污染物包括选自下组的物质：重金属、一氧化氮、二噁英、氯化呋喃、氯代烃、芳香烃、一氧化碳、盐酸、二氧化硫、硫氢化物、细菌、真菌、生物碎片或其任意组合。
16.根据权利要求15所述的用途，其中所述重金属包括汞。
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