CN110755996B - 排放物控制系统及排放物控制方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于气态和非气态污染排放物的排放物控制系统，其包括含有反应性吸附剂材料的流化床装置。反应性吸附剂材料可以是CZTS、CZTS合金或CZTS混合物吸附剂材料。流化床装置配置有一个或多个闭环的吸附剂再循环子系统。吸附剂再循环子系统包括以下功能：将吸附剂彼此分离，将吸附剂与污染物分离用于处理和/或再循环，清洁和/或再生吸附剂用于返回流化床装置，处理废弃和耗尽的吸附剂，并用新的吸附剂替换废弃和耗尽的吸附剂以使流化床装置保持一致的吸附剂功能。监测传感器在用于建立和保持一致的工艺参数控制的方法中提供有用的信息。

Description

排放物控制系统及排放物控制方法

相关申请的交叉引用

该申请是提交于2017年5月26日的美国专利申请第15/606,704号的部分继续申请，其是提交于2015年7月24日的美国专利申请第14/808,563号的部分继续申请，其要求提交于2014年7月25日的美国临时申请第62/029,044号和提交于2015年3月16日的美国临时申请第62/133,791号的权益。上述申请的全部内容通过引用并入本文。

相关申请的交叉引用

本公开总地涉及工业排放物控制系统和方法、在这种系统中使用的设备、以及从气态和非气态排放物中移除污染物的方法。

背景技术

该部分提供与本公开相关的背景信息，其不一定是现有技术。

众多经济部门的许多工业都有这种或那种排放物。这样的排放物可以分成两种基本组类，一种是气态的，另一种是非气态的。气态组类中的排放物和非气态组类中的排放物通常含有有害污染物。气态组类中的排放物可以是由燃煤厂产生的或来自天然气燃烧设施的废气形式。非气态组类中的排放物可以是液体状、污泥状或浆状物质的形式。如果排放物中的有害污染物水平达到和/或超过允许限度，污染物必须通过这样或那样的方法中和、捕获、收集、移除、处理和/或妥善封存。

许多工业依靠燃烧燃料作为完成其各自工艺的一些方面的方法。例如，在第一示例中，钢厂在制造金属形状、挤压制品和其他金属铸件的过程中燃烧和/或冶炼金属。金属工业中使用的工艺包括颗粒以金属蒸气和电离金属发射的操作。对环境、植物、动物和/或人类有害的污染物经由金属蒸气释放到空气中。在某种程度上，必须妥善收集和处理金属蒸气和/或金属蒸气化合物中的有害污染物。在第二示例中，开采诸如金、银和铂的贵重金属的工业包括含有重金属污染物和颗粒的金属和金属蒸汽排放物，如果所述重金属污染物和颗粒没有被捕获、收集并妥善处理，则被认为这些重金属污染物和颗粒是有害的。在第三示例中，燃烧天然气的工业的排放物通常含有较高水平的污染物，如果所述污染物没有被捕获、收集并妥善处理，则被认为这些污染物是有害的。在第四示例中，使用煤作为可燃消耗品以在用于转动发电机的锅炉中产生蒸汽的能源制造者具有相当大的排放物，其含有被认为对环境、植物、动物和人类有害的金属蒸气和金属化合物。在其他有害污染物中，金属蒸气排放物通常含有汞(Hg)。

由于全球喷气流的模式，空气传播的金属蒸气排放物可以从一个国家被携带并沉积在另一个国家。例如，中国和/或印度产生的许多汞排放物可能实际上可以最终沉积在美国和/或其间的海水中。以类似的方式，美国产生的许多含汞排放物实际上可以沉积在欧洲和/或其间的海水中。为完成这一循环，欧洲产生的许多含汞排放物实际上可以沉积在中国和/或印度。因此，工业过程产生的排放物中的汞和其他有害污染物的封存是一个具有全球应用的全球性问题，需要全球努力解决这一问题。

针对产生这样的排放物的那些工业过程，国家和国际法规、条例、规定、费用、监控以及一系列不断发展和日益严格的法律被提议和/或强制执行。例如，金属蒸气排放物中最为严重和受管制的污染物之一是汞。人类工业过程已经极大地增加了汞和/或汞沉积物的累积，其浓度远高于自然发生的水平。据估计，在全球范围内，人类活动释放的汞总量高达每年1,960公吨。该数字是根据2010年分析的数据计算得出的。在世界范围内，这种特定类型的排放物的最大贡献者是燃煤(24％)和金矿开采(37％)活动。在美国，燃煤的排放物的比例高于金矿开采活动。

动物和人类暴露于汞的主要问题是它是一种生物累积物质。因此，鱼或其他动物摄入的任何量的汞都会保留在动物体内(即累积)，并且当所述鱼或其他动物被人或其他动物摄入时会传递给人或其他动物。此外，汞不会从摄入主体的身体内排出。在食物链中，生存时间最长和/或吃大量其他动物的较大捕食者具有积累过量的汞的最大风险。人类吃过多含汞的动物，尤其是鱼类，会经历各种众所周知的医学问题，包括神经系统疾病和/或生殖问题。

汞排放物主要有三种类型：人为排放物、再排放物和自然发生的排放物。人为排放物主要是工业活动的结果。人为排放源包括工业燃煤厂、天然气燃烧设施、水泥生产厂、炼油设施、氯碱工业、氯乙烯工业、采矿作业和冶炼作业。当沉积在土壤中的汞经由洪水或森林火灾重新散布时，会发生再排放物。吸收在土壤中的和/或沉积在土壤中的汞可以经由雨水径流和/或洪水释放回水中。因此，土壤侵蚀有助于造成这个问题。森林火灾，无论是自然灾害、纵火还是故意砍伐森林燃烧，都会将汞再排放回空气和/或水源，只能再次沉积在其他地方。自然发生的排放物包括火山爆发和地热通风口。据估计，释放到大气中的所有汞中约有一半来自自然发生的事件，诸如火山爆发和热通风口。

如上所述，燃煤厂每年向环境中释放大量的汞和其他污染物。因此，正在进行许多努力以减少由燃煤厂产生的烟气排放物中的有害污染物的量。美国的许多燃煤厂都配备了排放物控制系统，其捕获、封存和/或回收有害元素，诸如汞。在燃煤厂中，煤被燃烧以使水沸腾，将水变成用于运转发电机的蒸汽。煤燃烧产生的烟气排放物通常通过导管系统输送到流体气体脱硫单元和/或喷雾干燥系统，从而从烟气中去除一些排放物和一些有毒烟雾，诸如二氧化硫(SO₂)和氯化氢(HCl)。然后，典型的导管系统将烟气流引导至湿式或干式洗涤器，在其中去除更多的二氧化硫、氯化氢和粉煤灰。烟气流被引导通过袋室，在其中颗粒与烟气中的气流分离，类似于家用真空吸尘器袋的工作方式。烟气通过类似过滤器的袋子，其具有允许气流但不允许气流中流动的较大颗粒通过的孔。摇动和/或清洁过滤袋的表面以收集捕获的颗粒，从而可以处理它们。通常，这些沉积物本身就是有害排放物，因此必须进行处理。然后，使得通过这种类型的排放物控制系统的剩余烟气被允许通过高烟囱逸出并释放到大气中。

这种类型的排放物控制系统的问题在于捕获和/或收集诸如金属蒸气和金属化合物蒸气形式中包含的汞的重金属几乎是无效的。因为燃煤燃烧系统在接近华氏1500度的相对较高温度下燃烧煤，汞被转化为纳米级蒸气颗粒，这些颗粒能够通过即使是最有能力的过滤系统。结果，空气传播汞和其他有害污染物的大量排放物被释放到大气中。

为了从燃煤系统和/或其他汞排放源捕获和收集汞，已经开发了几种已知系统来解决该问题，这些通常属于三类中的一类。

第一类是通过将吸附剂注入烟气流中捕获汞的一组方法和/或系统。除贵金属外，最常用的吸附剂材料是活性炭和/或生物炭。活性炭通常用溴卤化。生物炭是一种木炭形式并且富含碳。将吸附剂注入烟气有助于捕获下列典型排放物控制设备的一个和/或任何组合中的污染物：静电除尘器、流化气体脱硫系统、洗涤器系统、或织物过滤器系统。这些系统有几种变型，需要在煤燃烧后在排放物控制系统的各个点注入活性炭。第一类的一些示例性方法和/或系统在美国专利第7,578,869、7,575,629、7,494,632、7,306,774、7,850,764、7,704,920、7,141,091、6,905,534、6,712,878、6,695,894、6,558,454、6,451,094、6,136,072、7,618,603、7,494,632、8,747,676、8,241,398、8,728,974、8,728,217、8,721,777、8,685,351和8,029,600号中公开。

第二类是在燃煤燃烧之前预处理燃煤以努力降低燃煤中的汞水平的一组方法和/或系统。第二类的一些示例性方法和/或系统描述于美国专利第7,540,384、7,275,644、8,651,282、8,523,963、8,579,999、8,062,410和7,987,613号中。在这些示例性专利中提出的所有方法和/或系统都会产生大量不可用的煤，这也被认为是有害的废物。因此，第二类已知方案的方法和/或系统操作效率低且昂贵。此外，煤的预处理通常需要大量的资金和物理空间，因此用必要的设备改造许多现有的排放物控制系统是不切实际的。

第三类是将催化剂注入活性炭注入系统上游的排放物控制设备的一组方法和/或系统。这些方法和/或系统中的催化剂使汞离子化，使其更容易从烟气中被收集并去除。然而，这些方法和/或系统的效率低并且操作成本高，使得第三类已知方案的方法和/或系统不具有成本效益。第三类的示例描述于美国专利第8,480,791、8,241,398、7,753,992和7,731,781号中。除了这些实例，美国专利第7,214,254号公开了一种通过使用微波和流化床反应器再生昂贵的吸附剂材料的方法和设备。该方法选择性地蒸发吸附剂中的汞，此时汞可以被捕获在专门的过滤器中或冷凝并收集。微波产生的使用使得该方法对于大规模商业应用是不实用的，因此仅用于昂贵吸附剂的再生。另一个示例在美国专利申请公开第2006/0120935号中找到，其公开了一种方法：使用几种基质材料中的任何一种以在烟气通过排放物控制设备时形成对汞的化学吸引力，从而从烟气中去除汞。该方法对于大规模商业用途也是不切实际的。因此，当前的排放物控制系统和方法通常通过将有害污染物从气态排放物转移到非气态排放物来操作，这产生另一组排放物控制问题。

虽然许多法律和法规都关注金属蒸气排放物，但含有有害污染物的其他形式的排放物，诸如泥浆和/或泥浆状排放物、污泥和/或污泥状排放物、液体和/或液体状排放物以及其他排放物变体不应当被忽视。列出的所有排放物类型还可能需要处理，其中它们包含的有害污染物可以通过这样或那样的方法中和、捕获、收集、去除、处理和/或妥善封存。历史上，用于去除有害污染物的最具成本效益和最广泛使用的工艺利用活性炭(以一种或另一种形式)，使排放物通过该活性炭。因此，预计至2017年，美国对活性炭的需求将每年增长，每年需要超过10亿磅，每年工业成本超过1美元至1.50美元/磅。这相当于每年约10亿美元。预计活性炭需求增长的大部分是由于EPA颁布的法规的实施，这些法规要求公用事业和工业制造商升级燃煤电厂以满足日益严格的要求。

除了更加严格的气体排放法规外，EPA还通过“清洁水法案(The Clean WaterAct)”对非气态排放物实施了更严格的法规，该法案必须在2016年之前完全遵守。对所有类型的排放物的不断增加的法规的组合会影响由各种不同工业产生的多种类型的排放物。一些工业，诸如燃烧燃料发电的电力生产商，产生含有有害污染物的初级气态排放物。根据工业标准，这些气态排放物暴露于活性炭材料中，其努力捕获足够量的有害污染物，从而使气态排放物处于或低于污染物的允许限度。从燃烧这些燃料产生的气态排放物中去除有害污染物的过程导致和/或产生了含有有害污染物的液体状或浆状物质形式的二次非气态排放物。还必须适当地捕获和/或封存二次非气态排放物中的有害污染物，以防止有害污染物排放到环境中。初级气态排放物和二次非气态排放物都需要适当捕获和/或回收和/或限制足够的有害污染物以符合环境法规的手段。与能够完成从二次非气态排放物中去除有害污染物的已知可用方法相关的工业成本几乎受成本过高限制，以至于一些工业如果不能将成本转嫁给消费者则被迫关闭设施。

根据一些实践，非气态排放物被认为是有害的，因为它们含有较高水平的污染物，它们被弃置并封存以长期储存在池、堆或干燥床中。虽然这种做法隔离了有害污染物，但它们是昂贵的并且消耗了土地面积，而没有中和有害污染物本身，这可能导致污染物区域的环境危害。非气态排放物的一个例子是粉煤灰，其是来自煤燃烧的天然产物。粉煤灰的成分基本上与火山灰相同。粉煤灰含有微量浓度(即数量)的许多重金属和其他已知的有害和有毒污染物，包括汞、铍、镉、钡、铬、铜、铅、钼、镍、镭、硒、钍、铀、钒、和锌。一些评估表明，在美国燃烧的煤中有多达10％是由不可燃材料组成的，这些材料会变成灰烬。结果，煤灰中有害的微量元素的浓度比原煤中这些元素的浓度高10倍。

粉煤灰被认为是一种火山灰材料，具有长期用于生产混凝土的历史，因为当它与氢氧化钙混合时形成胶结材料，该胶结材料与水和其他化合物聚集在一起，形成非常适合于道路、机场跑道和桥梁的混凝土混合物。在燃煤厂中产生的粉煤灰是烟道灰，其由非常细且随烟气一起上升的颗粒组成。不上升的灰通常被称为底灰。在燃煤厂的早期，粉煤灰被简单地释放到大气中。近几十年来，环境法规要求安装排放物控制装置，以防止粉煤灰释放到大气中。在许多工厂中，在粉煤灰能够到达烟囱并排放到大气中之前使用静电除尘器捕获粉煤灰。通常，底灰与捕获的粉煤灰混合形成所谓的煤灰。通常，粉煤灰含有比底灰更高水平的有害污染物，这是将底灰与粉煤灰混合使得有害污染物的比例水平符合大多数非气态排放物标准的原因。但是，未来的标准可能会将粉煤灰重新分类为有害材料。如果将粉煤灰重新分类为有害材料，则将阻止其用于生产水泥、沥青和许多其他广泛使用的应用。据一些研究估计，由于禁止在混凝土生产中使用粉煤灰，仅美国的混凝土成本增加每年将超过50亿美元。成本的增加是使用更昂贵的替代材料代替粉煤灰的直接结果。此外，由于其独特的物理性质，没有其他已知材料适合作为水泥中粉煤灰的直接替代品。

报告显示，在美国，450多座燃煤电厂每年生产超过1.3亿吨的粉煤灰。一些报告估计，这种粉煤灰中只有40％被重新使用，这表明每年可重复使用多达5200万吨的粉煤灰，剩下每年多达7800万吨的粉煤灰批量储存在浆池和堆中。粉煤灰通常储存在湿浆池中，以减少逃逸颗粒变为空气传播的可能性，空气传播会使大量储存的污染物被输送到大气和周围环境中。除了大量储存的粉煤灰的空气传播之外，长期封存粉煤灰所需的封存系统存在破坏和/或失效的威胁。2008年在田纳西州发生了一起著名的破坏案例，一个湿储存粉煤灰池的堤坝倒塌，造成540万立方码的粉煤灰泄漏。泄漏损坏了几个房屋并污染了附近的河流。在本申请申请时，清理费用仍在持续，可能超过12亿美元。

在另一个示例中，非气态排放物可以作为燃煤设施的典型废水产生系统中的副产物。在典型的废水产生系统中，大量的水来自锅炉排放和冷却水过程。这些大量废水含有相对较低水平的污染物，并且用于稀释含有更高污染物水平的其他废物流。通常从洗涤器系统排放的受污染的废水流用来自锅炉排放和/或冷却水过程的大量废水稀释，然后在含有石灰的大型连续混合罐中处理以形成石膏，然后将石膏泵送到沉降池中。在此过程中，一定量的汞和其他重金属被夹带在石膏中并稳定用于墙板和水泥。这种石膏通常被认为是非浸出的，不被认为是污染危害。然而，来自沉降池的水通常被排放到水道中。目前的法规允许这种持续的排放，但迫在眉睫的法规提出某些污染物和/或这些污染物的水平被强制作为有害污染物。

关于从非气态工业废水流中去除汞和重金属，通常使用碳酸盐、磷酸盐或硫化物努力地将有害污染物减少到低残留水平。从工业废水流中去除汞和其他有害污染物的一种已知方法是化学沉淀反应。另一种已知方法利用离子交换。化学沉淀反应和离子交换方法的主要问题之一是，当污染物含量高时，例如处理粉煤灰浆排放物时，这些方法不足以完全符合EPA对非气态排放物的更严格规定。

受污染的非气态排放物的另一个来源是海运船舶废物排放和/或压舱物排放。诸如货船和油轮的商用船舶既有废物排放也有压舱物排放。娱乐邮轮在港口站点也有排放污水待处理。此外，军用和国防船只具有大量的排放污水。

海上钻井作业产生了另一种值得注意的排放污水。在海上钻井平台上现场处理污水废物比将废物运输到陆地进行处理要便宜得多。因此，有必要在海上废物排放到海洋之前有效过滤海上废物以维持适当和可接受的生态要求。几乎所有受污染的排放物应用在排放物中的污染物类型和/或特定浓度方面都有所不同。因此，对于适合所有可能的污染排放物应用而优化的合适吸附剂的一刀切方法是不可能的。需要提供特定应用的吸附剂方案，用于基于排放物中的特定污染物来优化有效的排放物控制。还需要能够在使用期间调节吸附剂应用以对应于排放物中残留的污染物水平和/或类型的变化。

还有各种以不同的商品名出售的已知的商业排放物控制方法和系统，用于处理二次非气态排放物。商品名为Blue PRO的一种已知处理方法是反应性过滤工艺，其使用共沉淀和吸收从二次非气态排放物中去除汞。商品名为MERSORB-LW的另一种已知处理方法使用粒状煤基吸收剂，以通过共沉淀和吸收从二次非气态排放物中去除汞。另一种已知为氯碱电解废水(Chloralkali Electrolysis Wastewater)的处理方法是在氯的电解生产过程中从二次非气态排放物中去除汞。另一种处理方法使用吸收动力学和来自肥料废物的活性炭而从二次非气态排放物中去除汞。另一种处理方法使用用聚乙烯亚胺改性的多孔纤维素载体作为吸收剂以从二次非气态排放物中去除汞。另一种处理方法使用酶促还原中的微生物从二次非气态排放物中去除汞。商品名为MerCURxE的另一种已知处理方法使用化学沉淀反应来处理污染的液体状非气态排放物。

一些排放物控制系统的常用处理方法是稀释污染物而不是将其从排放物中去除。因此，如果排放物中污染物的PPM水平超过允许水平，则不是去除污染物以降低水平，而是将额外的未污染体积添加到排放物中，使得得到的PPM水平降低到允许的水平，尽管允许的实际污染量保持不变。迫切需要通过提供不仅降低污染物的PPM水平，而且还从排放物中去除污染物的有效的排放物控制方法来克服这种稀释的做法。

发明内容

该部分提供了对本公开的总体概述，并未全面公开其全部范围或其所有特征。

根据本公开的一个方面，公开了一种用于从排放物中去除污染物的装置。该装置包括形状为反向文丘里管的壳体。该壳体包括用于以预定的入口流量接收排放物的入口部分，用于以预定的出口流量排出排放物的出口部分，以及设置在壳体的入口部分和出口部分之间、用于捕集排放物中的污染物的扩大部分。壳体的入口部分、出口部分和扩大部分布置成彼此流体连通。另外，壳体的入口部分具有入口部分横截面积，所述壳体的出口部分具有出口部分横截面积，并且壳体的扩大部分具有扩大部分横截面积。根据壳体的反向文丘里管形状，扩大部分横截面积大于入口部分横截面积和出口部分横截面积。由于壳体的这种几何形状，进入壳体的扩大部分的排放物减慢并以相对于通过壳体的入口部分和出口部分的排放物的速度较低的速度通过壳体的扩大部分。因为排放物的流动在壳体的扩大部分中减慢，所以排放物在壳体的扩大部分中的停留时间增加。

该装置还包括大量的反应性材料，其包括设置在壳体的扩大部分内的一种或多种吸附剂。大量的反应性材料具有设置成与排放物接触的反应性外表面。此外，大量的反应性材料在反应性外表面处包含汞齐形成金属。在大量的反应性材料中的汞齐形成金属与排放物中的至少一些污染物化学结合，所述排放物通过壳体的扩大部分到达大量的反应性材料的反应性外表面。一个或多个吸附剂再循环子系统设置成与壳体流体连通。每个吸附剂再循环子系统经由吸附剂排放口从壳体接收吸附剂，并经由吸附剂返回口将清洁的吸附剂返回到壳体。吸附剂再循环子系统包括化学试剂，其用于在清洁的吸附剂返回到流化床装置的壳体之前，在清洁和再生工艺中从吸附剂中分离污染物。

根据本公开的另一方面，公开了一种用于从排放物中去除污染物的排放物控制方法。该方法包括以下步骤：将排放物引导到包括反向文丘里管形状的流化床装置的处理系统中，该流化床装置包含一种或多种吸附剂，该吸附剂与排放物中携带的污染物化学结合；和引导排放物离开反向文丘里管形状的流化床装置。根据该方法，吸附剂选自包括以下材料的一组材料：铜锌锡硫(CZTS)吸附剂、铜锌锡硫(CZTS)合金吸附剂和铜锌锡硫(CZTS)混合物吸附剂。该方法还包括引导吸附剂通过一个或多个吸附剂再循环子系统，用于化学清洁和再生的步骤。

重要的是保持用于从反向文丘里管形状的流化床装置中去除污染排放物的吸附剂的最佳工艺条件。因此，吸附剂从反向文丘里管形状的流化床装置被引导并且到吸附剂再循环子系统中。吸附剂再循环子系统设计成在将吸附剂返回到反向文丘里管形状的流化床装置之前将吸附剂清洁和/或再生至最佳条件。吸附剂再循环子系统还设计成用于从可以清洁和/或再生的吸附剂的剩余部分中分离废弃和耗尽的吸附剂并引导以处理废弃和耗尽的吸附剂。吸附剂再循环子系统还设计成用于从吸附剂中分离捕获的污染物，以便在各种工业中再循环使用，或者如果没有可行的再循环选项则进行适当处理。吸附剂再循环子系统进一步设计成补充和/或替换已经分离用于处理的吸附剂和/或在从污染排放物中去除污染物的正常操作期间已经消耗的吸附剂。

根据本公开的另一个方面，吸附剂再循环子系统包括一个或多个监测传感器，其提供连续的在线测试和监测反馈，以维持恒定和一致的最佳吸附剂条件。本公开的一个示例性实施例提供至少三个单独的位置，其中安装和配置有三个单独的吸附剂再循环子系统。第一吸附剂再循环子系统位置提供给CZTS吸附剂。第二吸附剂再循环子系统位置提供给CZTS合金吸附剂。第三吸附剂再循环子系统位置提供给CZTS混合物吸附剂。具体的排放要求可能决定了特别需要哪个吸附剂回收子系统。取决于反向文丘里管的流化床装置中的污染物水平，反向文丘里管的流化床装置可以配置成使用所有三个吸附剂再循环子系统、不使用吸附剂再循环子系统，或者可以沿反向文丘里管的流化床装置在多个位置布置同一吸附剂再循环子系统的多个设施，并同时使用。

除了显著节省的优点之外，与已知的排放物控制系统和方法相比，本主题的装置和方法在从气态和非气态排放物中去除有害污染物方面更有效。据估计，这些改进足以使工业能够满足和/或超越预计的监管要求，这用目前的技术是不经济可行的。因此，即使法规要求将粉煤灰重新分类为危险材料，本主题的装置和方法也具有允许继续使用粉煤灰的潜力，从而避免了建筑业、公用事业发电工业和其他生产非气态灰型副产物的工业的成本显著增加。

反向文丘里管形状的流化床装置可以具有一定长度与直径比的特定尺寸，以提供在排放物通过装置中容纳的专用吸附剂时最佳的限制性停留时间。通过测试和试验，已经确定流化床装置的壳体的最佳长度与直径比为2.9：1至9.8：1，示例性优选为4.4：1。因此，在一个示例性优选实施例中，直径为4.5英尺，长度为19.8英尺，这使得长度与直径之比为4.4：1。

示例性反向文丘里管形状的流化床装置的另一个特征是当从容器外部的任一端观察时具有占主导的圆形向外突出的凸端。具有以这种方式构造的流化床装置的系统的示例性示例的测试已经证明，停留时间(排放物与吸附剂接触的时间)被最大化，这是因为排放物的流随机地自身回转，最小化空化湍流，从而增加最大化的紧密接触。占主导的圆形向外突出的凸端在流化床装置的两端提供相对平滑的回流，并且排放物的空化湍流最小。已知通过过滤器的空化湍流会阻碍和/或破坏流动。需要延长在流化床装置中和通过流化床装置的停留时间，以优化污染物捕获和从排放物中去除；然而，如果流动是空化湍流，则延长的停留时间不会被优化。多种折流板和/或其他应用特定的流动限制阻挡件可以合并到流化床装置的壳体中。

根据本公开的另一方面，示例性污染物去除系统提供有可重新配置的分段部件。可以隔离、绕过、合并和/或重新配置每个系统部件以满足特定应用的要求。

根据本公开的另一方面，排放物控制系统在流化床装置中包含大量的反应性吸附剂，其包含铜锌锡硫(CZTS)吸附剂、CZTS合金吸附剂和/或铜锌锡硫(CZTS)混合物吸附剂。流化床装置还具有额外的端口以清洁和/或替换吸附剂材料。本文公开的多个吸附剂再循环子系统提供了用于CZTS吸附剂、CZTS合金吸附剂和/或铜锌锡硫(CZTS)混合物吸附剂的方法。示例性排放物控制系统还可以包括包含大量反应性吸附剂的一个或多个预过滤器和/或后过滤器。根据应用的具体要求，预过滤器和后过滤器可以与流化床装置并联或串联连接。

来自工业应用的排放污染物包括：Hg(汞)、As(砷)、Ba(钡)、Cd(镉)、Cr(铬)、Cu(铜)、Pb(铅)、Sn(锡)、P(磷)、NO₂(二氧化氮)、NO₃(硝酸盐)、NH₃(氨)。污染物的长清单排除了拥有一刀切的排放物控制方案的能力。此外，对气态排放物中的一种污染物可能起作用的排放物控制方案对于非气态排放物中的相同污染物可能不是有效的，反之亦然。

国际标准和法规、联邦标准和法规、州标准和法规以及当地标准和法规都设定了气态和/或非气态排放物中每种污染物可允许的百万分率(PPM)的各种水平。许多这些标准和法规为污染物设定了不同的可允许水平，这取决于与非气态排放物相比污染物是否残留在气态排放物中。

测试污染排放物可以进行抽查和/或使用连续在线监测设备来确定存在于排放物中的污染物的类型和水平。根据测试结果，可以选择特定的预过滤器和/或后过滤器来引导污染排放物。每个预过滤器和/或后过滤器都含有特定质量的反应性吸附剂，作为针对存在于排放物中的特定污染物的广谱处理选项。

在排放物排放期间，排放物中存在的污染物的类型和/或水平会变化和/或波动。频繁监测污染物和/或连续在线监测提供了调整特定预过滤器和/或后过滤器的选择的能力，以在排放物流动期间的任何给定时间最佳地对应于排放物中存在的特定污染物。

本公开提供了一种广谱表格，其使气态和非气态排放物中存在的特定类型的污染物与特定的反应性吸附剂相匹配，所述特定的反应性吸附剂在捕获和去除相应的污染物方面是有效的。该表格还匹配用于分离特定的反应性吸附剂与特定捕获的污染物的能力，使得污染物可以再循环或处理，以及吸附剂是否可以在排放物控制系统中再生和再利用。

除了用于特定应用的永久性安装系统之外，本主题的系统还可以配置为可运输系统。可运输系统的示例包括但不限于卡车安装系统、驳船安装系统、拖车安装系统和轨道车系统。通过为排放物提供临时旁路，可运输系统应用为现场建造系统提供旁路是有用的，从而可以对永久性现场建造系统进行维护、检查和/或修复。在污染排放物的流量超过永久性现场建造系统的容量时，可运输系统也可以用于为永久性现场建造装置提供额外的过滤能力。

本文结合所公开的装置和方法描述的特定吸附剂还具有许多优点。通常，吸附剂改善了所公开的排放物设备的能力，以使用已知的排放物控制系统和方法以之前不可能的效率更好地捕获、封存和/或再循环汞和其他有害材料。本文公开的吸附剂的另一个显著益处是吸附剂可以用于处理气态和非气态排放物二者，从而克服了用于处理污染的非气态排放物的已知方法的许多缺点，包括用于处理气态排放物的初级排放物控制工艺产生的二次排放物。此外，本文所述的吸附剂提供了改进的足够有效地处理气态排放物的能力，从而防止对作为初级气态排放物处理工艺的副产物产生的非气态排放物的二次处理的需要。本文公开的吸附剂也是有益的，因为它是可重复使用的。通过再生工艺，可以从吸附剂中收集(即，去除)与吸附剂中的汞齐形成金属化学结合的有害污染物，从而恢复吸附剂从气态和/或非气态排放物中去除污染物的能力。

根据本文提供的描述，其他适用领域将变得显而易见。本发明内容中的描述和具体示例仅用于说明的目的，并不旨在限制本公开的范围。

附图说明

这里描述的附图仅用于所选实施例而不是所有可能的实施例的说明性目的，并且不旨在限制本公开的范围。

本发明的其它优点将是容易理解的，因为当结合附图考虑时，通过参考以下详细描述，可以更好地理解本发明的优点，其中：

图1是示出燃煤电厂的已知布局的示意图；

图2是示出排放物控制系统的已知布局的示意图，该排放物控制系统用于从图1所示类型的燃煤电厂产生的排放物中去除污染物；

图3是图2中所示的排放物控制系统的示意图，其中排放物控制系统已经通过添加根据本公开构造的示例性反向文丘里管装置改进；

图4A是根据本公开构造的示例性反向文丘里管装置的侧剖视图，示例性反向文丘里管装置包括具有入口部分、扩大部分和出口部分的壳体；

图4B是图4A中所示的示例性反向文丘里管装置的壳体的入口部分的正面剖视图；

图4C是图4A中所示的示例性反向文丘里管装置的壳体的扩大部分的正面剖视图；

图4D是图4A中所示的示例性反向文丘里管装置的壳体的出口部分的正面剖视图；

图5是根据本公开构造的另一示例性反向文丘里管装置的侧剖视图，其中一系列交错的折流板设置在壳体的扩大部分中，产生用于排放物的蛇形流动路径；

图6A是根据本公开构造的另一示例性反向文丘里管装置的侧剖视图，其中螺旋形折流板设置在壳体的扩大部分中，产生用于排放物的螺旋形流动路径；

图6B是图6A所示的示例性反向文丘里管装置中所示的螺旋形折流板的主视立体图；

图7A是根据本公开构造的另一示例性反向文丘里管装置的侧剖视图，其中多个间隔开的折流板设置在壳体的扩大部分中；

图7B是图7A中所示的示例性反向文丘里管装置沿着剖面线A-A截取的正面剖视图，其中示出了一个折流板中的孔口；

图8是根据本公开构造的另一示例性反向文丘里管装置的侧剖视图，其中多个片段设置在壳体的扩大部分中；

图9是根据本公开构造的另一示例性反向文丘里管装置的侧剖视图，其中多个缠结线设置在壳体的扩大部分中，在其中形成绒状材料；

图10是根据本公开构造的另一示例性反向文丘里管装置的侧剖视图，其中过滤器元件设置在壳体的扩大部分中；

图11是根据本公开构造的另一示例性反向文丘里管装置的侧剖视图，其中壳体的扩大部分包括多个折流板和设置在相邻的折流板之间的多个不同尺寸的片段；

图12A是示出了包含在图11中所示的示例性反向文丘里管装置的壳体的扩大部分中的片段的一个示例性尺寸的前视图；

图12B是示出了包含在图11中所示的示例性反向文丘里管装置的壳体的扩大部分中的片段的另一示例性尺寸的前视图；

图12C是示出了包含在图11中所示的示例性反向文丘里管装置的壳体的扩大部分中的片段的另一示例性尺寸的前视图；

图12D是示出了包含在图11中所示的示例性反向文丘里管装置的壳体的扩大部分中的片段的另一示例性尺寸的前视图；

图13A是示出了具有星号状形状的一个示例性松散材料片的前视图，其与其它片组合可用于替换图8和图11中所示的示例性反向文丘里管装置中所示的片段；

图13B是示出了一个示例性晶体薄片的前视图，其与其它晶体薄片组合可用于替换图8和11中所示的示例性反向文丘里管装置中所示的片段。

图13C是示出了一个示例性线卷的前视图，其与其它线卷组合可用于替换图8和图11中所示的示例性反向文丘里管装置中所示的片段；

图14是示出了根据本公开构造的另一示例性反向文丘里管装置的侧视剖视图，其包括两个分开的串联连接的扩大部分；

图15是示出了根据本公开构造的另一示例性反向文丘里管装置的侧视剖视图，其包括两个并联连接在一起的分开的扩大部分；

图16是示出了根据本公开构造的另一示例性反向文丘里管装置的侧剖视图。

图17是示出用于从气态排放物中去除污染物的已知方法的方框流程图；

图18A是示出用于从图17中所示的气态排放物中去除污染物的方法的框图，其中通过增加在第一引入点处将吸附剂注入气态排放物中并随后使气态排放物通过反向文丘里管装置的步骤来改进该方法；

图18B是示出用于从图17中所示的气态排放物中去除污染物的方法的框图，其中通过增加在第二引入点处将吸附剂注入气态排放物中并随后使气态排放物通过反向文丘里管装置的步骤来改进该方法；

图19是示出用于从非气态排放物中去除污染物的已知方法的框图，该方法要求在沉降池中沉积非气态排放物；

图20是示出用于从图19中所示的非气态排放物中去除污染物的方法的框图，其中通过添加用吸附剂处理从沉淀池中提取的一部分非气态排放物的步骤来改进该方法；

图21是示出通过已知排放物控制系统从排放物中去除的污染物的百分比和通过本文公开的装置和方法从排放物中去除的污染物的百分比的图表；

图22是示出使用反向文丘里管形状的流化床装置从气态排放物中去除污染物并清洁将污染物从气态排放物中分离的反应性材料的示例性方法的方框流程图；

图23是示出使用反向文丘里管形状的流化床装置从非气态排放物中去除污染物并清洁将污染物从非气态排放物中分离的反应性材料的示例性方法的方框流程图；

图24是示出通过示例性反向文丘里管形状的流化床装置的延伸的非湍流排放物流以及用于清洁和再循环将污染物从排放物中分离的吸附剂的示例性方法步骤的流程图；

图25是示出使用反向文丘里管形状的流化床装置的示例性方法的方框流程图，该装置具有安装到可运输平台板的倾斜机构，其中反向文丘里管形状的流化床装置的壳体相对平行于平台板定向以便从气态排放物中去除污染物；

图26是示出使用反向文丘里管形状的流化床装置的示例性方法的方框流程图，该装置具有安装到可运输平台板的倾斜机构，其中，反向文丘里管形状的流化床装置的壳体相对于平台板横向定向以便从非气态排放物中去除污染物；

图27是示出与用于气态和非气态排放物的活性炭和沸石吸附剂相比，与所公开的CZTS合金吸附剂的有效性相匹配的特定类型的污染物的表格；

图28是示出特定CZTS合金吸附剂与用于气态和非气态排放物的其他特定类型的吸附剂相比的示意图；

图29是示出现有技术吸附剂及其将气态和非气态排放物中的污染物分离并重复使用的能力的表格；

图30是示出所公开的广谱CZTS合金吸附剂及其将气态和非气态排放物中的污染物分离并重复使用的能力的表格。

图31是示出引导受污染的气态排放物通过不同过滤器的方法的框图，所述过滤器含有与气态排放物中的污染物的类型和/或水平相匹配的特定有效吸附剂；

图32是示出引导受污染的非气态排放物通过不同过滤器的方法的框图，所述过滤器含有与非气态排放物中的污染物的类型和/或水平相匹配的特定有效吸附剂；和

图33是示出通过示例性反向文丘里管形状的流化床装置的延伸的非湍流排放物流，以及用于清洁和再循环吸附剂的示例性方法步骤的流程图，该吸附剂通过使用一系列用于CZTS吸附剂、CZTS合金吸附剂和/或CZTS混合物吸附剂的吸附剂再循环子系统将污染物从排放物中分离。

具体实施方式

参考附图，其中相同的附图标记在若干视图中表示相应的部件，示出了用于从工业排放物中去除污染物的装置和方法。

现在将参考附图更全面地描述示例的实施例。提供示例的实施例使得该公开可以是深入的，并且将向本领域技术人员充分传达本公开的范围。提出了许多具体细节，诸如特定组件、设备和方法的示例，以提供对本公开的实施例的深入理解。对于本领域技术人员显而易见的是，不需要采用特定细节，示例性实施例可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限制本公开的范围。在一些示例性实施例中，没有详细描述众所周知的工艺、众所周知的设备结构和众所周知的技术。

本文使用的术语是仅出于描述特定示例的实施例的目的，而并非旨在限定。如本文所使用的，除非上下文另有明确说明，否则单数形式“一(a)”，“一(an)”和“该(the)”也可以旨在包括复数形式。术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包含(including)”和“具有”是包含性的，因此指定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组。除非特别明确为实施顺序，否则本文描述的方法步骤、工艺和操作不应被解释为必须要求它们以所讨论或说明的特定顺序来实施。还应理解，可以采用另外的或替代的步骤。

当元件或层被称为“于另一个元件或层上”、“接合至”、“连接至”或“联接至”另一个元件或层时，它可以直接于另一个元件或层上、接合、连接或联接至另一个元件或层，或可以存在中间元件或层。相反，当元件被称为“直接于另一元件或层上”、“直接接合至”、“直接连接至”或“直接联接至”另一元件或层时，可以不存在中间元件或层。用于描述元件之间关系的其他词语应以类似的方式解释(例如，“在……之间”与“直接在……之间”，“相邻”与“直接相邻”等)。如这里所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。

尽管这里可以使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语的限制。这些术语可以仅用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一个区域、层或部分区分开。除非上下文明确指出，否则本文使用的诸如“第一”、“第二”和其他数字术语的术语并不指序列或顺序。因此，在不脱离示例的实施例的教导的情况下，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可以被称为第二元件、组件、区域、层或部分。

在此可以使用空间相对术语，诸如“内部”、“外部”、“之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，以便于描述以描述一个元件或特征与另一个元件或特征的关系，如图所示。除了图中所示的方向之外，空间相对术语可以旨在涵盖使用或操作中的设备的不同方向。例如，如果图中的设备被翻转，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“之下”的元件将被定向在其他元件或特征“上方”。因此，示例的术语“下方”可以包括上方和下方的方向。设备可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方位)，并且相应地解释本文使用的空间相对描述符。

如本文所用，术语“导管”旨在涵盖通常用于输送液体和/或液体状排放物和气态和/或气态状排放物的导管的所有参考。无论排放物的类型如何，对排放物的实际运输方法都不给予或暗示优选。如本文所使用的术语“环境温度”是指周围环境的温度(例如标准温度和压力“STP”)。另外，应当理解，术语“污染物”和“致污物”在本公开中可互换使用。

参考图1，示出了典型的燃煤电厂100的示意图。燃煤电厂100包括工业设施流化床反应器1，其燃烧一种或多种类型的燃煤2以产生电力7。然后，电力7可以通过电力线8分配到电网。流化床反应器1内的燃烧由空气3、火焰4和燃煤2驱动。燃烧过程用于加热水并产生蒸汽5。然后蒸汽用于转动发电机6，发电机6产生电力7。来自燃烧过程的气态排放物10通过烟囱9释放到环境中。当燃煤电厂100没有配备任何排放物控制系统时(图1)，排放物10包括许多有害污染物，诸如粉煤灰、汞(Hg)、金属蒸气、二氧化硫(SO₂)、氯化氢(HCl)和其他有毒烟雾。

参考图2，示出了更新的燃煤电厂200的示意图，其包括典型的排放物控制系统202。排放物控制系统202有助于捕获和收集气态排放物10中的一些有害污染物。排放物控制系统202将气态排放物10从燃烧发生的流化床反应器1输送到湿式或干式洗涤器11中，湿式或干式洗涤器11从气态排放物10中去除一些二氧化硫和粉煤灰污染物。作为将气态排放物10输送到湿式或干式洗涤器11的替代或补充，排放物控制系统202可以将气态排放物10输送到喷雾干燥器12中，在其中捕获和收集一些二氧化硫、有毒烟雾和其他污染物。排放物也可以被引导通过织物过滤器单元13(即袋室)，该织物过滤器单元13使用过滤器袋从气态排放物10的流中去除颗粒。在气态排放物10通过烟囱9被释放到周围大气(即环境)之前，该系统从气态排放物10收集并去除许多污染物。图2中所示的典型的排放物控制系统202存在的问题是包含在金属蒸气排放物中的纳米尺寸污染物(诸如汞)容易通过排放物控制系统202的湿式或干式洗涤器11、喷雾干燥器12和织物过滤器单元13。

参考图3，示出了改进的燃煤电厂300的示意图，其除了图2所示的排放物控制系统202之外还包括吸附剂注入器14和反向文丘里管装置15。吸附剂注入器14操作以将吸附剂添加到气态排放物10中，并且可以可选地设置在反向文丘里管装置15的上游。更具体地，在图3所示的示例中，吸附剂注入器位于喷雾干燥器12和织物过滤器单元13之间。尽管反向文丘里管装置15的替代位置是可能的，但是在图3中，反向文丘里管装置位于织物过滤器单元13和烟囱9之间。这个位置的一个主要优点是现有设施能够安装反向文丘里管装置15并简单地申请“修改现有许可证(Modification to Existing Permit)”，与申请全新的排放物控制系统的新许可证相比，节省了时间和金钱。在操作中，气态排放物10从织物过滤器单元13引导至反向文丘里管装置15。如下面将更详细解释的，反向文丘里管装置15构造有内部特征，其适于收集和捕获大量的汞、重金属、纳米尺寸的颗粒和其他污染物。因此，离开烟囱9的所得气态排放物10几乎被剥离清除了所有有害污染物。

参考图4A-D，反向文丘里管装置15包括形状为反向文丘里管的壳体16。应当理解的是，文丘里管通常可以被描述为首先从较大的横截面向下变窄至较小的横截面，然后从较小的横截面扩展回到较大的横截面的导管。因此，这里使用的术语“反向文丘里管”描述了相反的导管，该导管首先从较小的横截面扩展到较大的横截面，然后从较大的横截面向下变窄至较小的横截面。具体地，所公开的反向文丘里管装置15的壳体16沿中心轴线17延伸，并具有入口部分18、扩大部分19和出口部分20。壳体16的入口部分18的尺寸设计成以预定的入口流量接收气态排放物10，其特征在于入口速度V₁和压力P₁。壳体16的出口部分20的尺寸设计成以预定的出口流量排出气态排放物10，其特征在于出口速度V₃和压力P₃。扩大部分19设置在壳体16的入口部分18和出口部分20之间，并且在其中限定扩大腔室21，用于捕集气态排放物10中的污染物。壳体16的扩大部分19具有内表面68，该内表面68大致面向中心轴线17。壳体16的入口部分18、扩大部分19和出口部分20沿中心轴线17顺序布置，使得壳体16的入口部分18、扩大部分19和出口部分20彼此流体连通。换句话说，壳体16的入口部分18、扩大部分19和出口部分20配合以形成沿中心轴线17延伸的导管。

壳体16的入口部分18具有横向于中心轴线17的入口部分横截面积A₁，并且壳体16的出口部分20具有横向于中心轴线17的出口部分横截面积A₃。入口部分横截面积A₁可以等于出口部分横截面积A₃(即可以与出口部分横截面积A₃相同)，使得预定的入口流量等于预定的出口部分流量(即与预定的出口部分流量相同)。可替换地，入口部分横截面积A₁可以与出口部分横截面积A₃不同(即可以更大或更小)，使得预定的入口流量不同于(即小于或大于)预定的出口流量。应当理解，如本文所用，术语“流量”是指排放物的体积流量。

壳体16的扩大部分19具有扩大部分横截面积A₂，该横截面积横向于中心轴线17并且大于入口部分横截面积A₁和出口部分横截面积A₃。因此，扩大部分19的尺寸使得壳体16的扩大部分19内的气态排放物10的流速V₂小于壳体16的入口部分18中的气态排放物10的流速V₁，并且小于壳体16的出口部分20中的气态排放物10的流速V₃。这种降低的流速反过来增加了气态排放物10在壳体16的扩大部分19内的停留时间。应当理解，如本文所用，术语“停留时间”是指气态排放物10中的分子行进通过壳体16的扩大部分19所需的平均时间量。换句话说，壳体16的扩大部分19的“停留时间”等于扩大腔室21中的所有排放物更新所花的时间量。还应当理解，如本文所用，术语“横截面积”是指内部横截面积(即，壳体16内的空间)，其无关于壳体16的厚度变化而保持不变。因此，扩大部分横截面积A₂反映了扩大腔室21的尺寸并且由内表面68界定。

由于壳体16的几何形状，通过壳体16的入口部分18的气态排放物10的内部压力P₁和通过壳体16的出口部分20的气态排放物10的内部压力P₃大于通过壳体16的扩大部分19的气态排放物10的内部压力P₂。该压力差与壳体16的扩大部分19内的气态排放物10的流速V₂小于壳体16的入口部分18中的气态排放物10的流速V₁，并且小于壳体16的出口部分20中的气态排放物10的流速V₃的事实相结合导致气态排放物10停留在壳体16的扩大部分19中。由于上面提到的压力和速度差并且因为气态排放物10将自然地膨胀以占据扩大腔室21的整个体积，膨胀力因此施加在壳体16的扩大部分19中的气态排放物10上。这与层流、气动动力学和气体行为物理学的效果相结合，所得到的停留时间的增加提高了反向文丘里管装置15有效捕获并由此从气态排放物10中去除污染物的能力。

壳体16可以具有各种不同的形状和构造。例如但不限于，图4A-D中所示的壳体16的入口部分18、扩大部分19和出口部分20全部具有圆形横截面积A₁、A₂、A₃。可替换地，壳体16的入口部分18、扩大部分19和出口部分20中的一个或多个的横截面积A₁、A₂、A₃可以具有非圆形形状，其中圆形和非圆形横截面积的多种组合是可能的并且被认为在本公开的范围内。在一些构造中，壳体16的扩大部分19可以具有发散端22和会聚端23。根据这些构造，壳体16的扩大部分19在发散端22处从入口部分横截面积A₁向外逐渐变细到扩大部分横截面积A₂。换句话说，壳体16的扩大部分19的横截面在发散端22处沿从壳体16的入口部分18移开的方向增大。相反，壳体16的扩大部分19在会聚端23处从扩大部分横截面积A₂向内逐渐变细到出口部分横截面积A₃。换句话说，壳体16的扩大部分19的横截面在会聚端23处沿移向壳体16的出口部分20的方向减小。因此，应当理解的是，壳体16的扩大部分19中的气态排放物10通常从发散端22流到会聚端23。在壳体16的入口部分18、扩大部分19和出口部分20都具有圆形横截面积A₁、A₂、A₃的实施例中，壳体16的发散端22和会聚端23通常可以具有圆锥形状。尽管如此，壳体16的扩大部分19的发散端22和会聚端23的替代形状也是可能的。作为示例而非限制，发散端22和会聚端23可以具有多边形形状，以改善制造容易性，同时避免对气态排放物10通过反向文丘里管装置15的壳体16的流动产生任何显着的不利影响。在另一替代构造中，壳体16的扩大部分19可以具有类似于香肠的形状，在入口部分18和发散端22之间以及会聚端23和出口部分20之间具有相对突然的过渡。推测平滑过渡优于突然过渡，因为气态排放物10的层流行为可能是优选的。然而，在突然过渡处对气态排放物10的层流的轻微干扰并不被认为是压倒性的损失，相反可以在不需要增加停留时间的区域中提供增强的流动。

继续参考图4A-D并且另外参考图5-11，大量反应性材料24设置在壳体16的扩大部分19内。大量反应性材料24具有反应性外表面25，其设置成与气态排放物10接触。此外，大量反应性材料24在反应性外表面25处包含汞齐形成金属，其与通过壳体16的扩大部分19至大量反应性材料24的反应性外表面25的气态排放物10中的至少一些污染物化学结合。以这种方式，结合到大量反应性材料24的反应性外表面25的污染物仍然被捕集在壳体16的扩大部分19中，并因此从离开壳体16的扩大部分19并进入壳体16的出口部分20的气态排放物10的流中去除。应当理解，如本文所用，术语“汞齐形成金属”描述了选自一组金属的材料，其能够与气态排放物10中的一种或多种污染物形成化合物。作为非限制性示例，汞齐形成金属可以是锌，并且气态排放物10中的污染物可以是汞，使得当气态排放物10与大量反应性材料24的反应性外表面25接触时形成锌和汞的汞齐。

应当理解的是，壳体16的扩大部分19的尺寸必须能够适应气态排放物10的预定入口流量，同时提供足够长的停留时间以使大量反应性材料24中的汞齐形成金属能够与气态排放物10中的污染物化学结合。因此，为了实现这种平衡，扩大部分横截面积A2可以为3平方英尺至330平方英尺的范围，以实现1秒至2.5秒的停留时间。特定的停留时间是必要的，以允许有足够的时间使气态排放物10中的污染物化学结合到大量反应性材料24中的汞齐形成金属。因此，计算扩大部分横截面积A2的范围以实现输出范围从1兆瓦(MW)到6,000兆瓦(MW)的燃煤电厂100的停留时间。如化学领域中已知的，汞齐形成金属可以是各种不同的材料。作为非限制性示例，汞齐形成金属可以选自包括锌、铁和铝的组。还应当理解的是，壳体16由与大量反应性材料24不同的材料制成。作为非限制性示例，壳体16可以由钢、塑料或玻璃纤维制成。

可以以各种不同的非限制性构造提供大量反应性材料24。参考图4A，示出的大量反应性材料24涂覆在壳体16的内表面68。可替换地，参考图5-11，大量反应性材料24可以形成一个或多个阻挡元件26a-j，其设置在壳体16的扩大部分19内。这样，阻挡元件26a-j产生用于气态排放物10通过壳体16的扩大部分19的曲折的流动路径27。因此，阻挡元件26a-j增加了气态排放物10通过壳体16的扩大部分19的停留时间。下面讨论的几个实施例完全破坏了气态排放物10通过壳体16的扩大部分19的流动，使得产生的曲折流动路径27完全随机，这极大地增强了气态排放物10中的污染物和大量的反应性材料24中的汞齐形成金属之间化学反应的机会。

在图5-11所示的每种构造中，阻挡元件26a-j存在大的表面积，使得大量的反应性材料24的反应性外表面25很大。这是有利的，因为在大量的反应性材料24的反应性外表面25中的汞齐形成金属与气态污染物10中的污染物之间的化学反应允许壳体16的扩大部分19捕集、捕获和/或收集污染物，从而从气态排放物10中去除/消除它们。因此，壳体16的扩大部分19可以从通过扩大腔室21的气态排放物10中去除的污染物的量与壳体16的扩大部分19中的大量反应性材料24的反应性外表面25的大小成比例。此外，阻挡件26a-j的复杂表面形状和/或纹理可以提供额外的表面积以便于物理捕获污染物，无论捕获是否是污染物与汞齐形成金属之间的化学反应的结果。

再次参考图3，由吸附剂注入器14添加到排放物中的吸附剂包含汞齐形成金属。这样，在气态排放物10进入壳体16的扩大部分19之前，吸附剂中的汞齐形成金属与气态排放物10中的至少一些污染物化学结合。尽管吸附剂可以具有许多不同的成分，但吸附剂可以是例如锌(Zn)粉末或铜锌锡硫(CZTS)化合物。因为吸附剂在气态排放物10进入壳体16的扩大部分19之前与气态排放物10中的至少一些污染物化学结合，所以吸附剂帮助大量的反应性材料24从气态排放物10中去除污染物。

参考图5，阻挡元件26a-j设置为一系列交错的折流板26a的形式，折流板26a从壳体16的扩大部分19的内表面68延伸。一系列交错的折流板26a横向于中心轴线17并且使曲折流动路径27呈蛇形形状。曲折流动路径27的蛇形形状增加了气态排放物10在壳体16的扩大部分19中的停留时间，这又提高了通过形成一系列交错的折流板26a的大量反应性材料24对气态排放物10中污染物的捕获和去除。在一个变型中，一系列交错的折流板26a由锌制成。在另一个变型中，一系列交错的折流板26a由涂覆有锌的非锌材料制成。应当理解，交错折流板26a的放置不需要沿中心轴线17的长度相等或对称地定向，因为一些应用可以受益于相邻折流板26a之间的较大空间，而其他应用可以受益于相邻折流板26a之间的较小空间。还应当理解，如果在反向文丘里管装置15的操作期间一系列交错的折流板26a变得饱和，则可以根据需要替换和/或清洁一系列交错的折流板26a。

参考图6A-B，可替换地，至少一个阻挡元件26a-j呈螺旋形折流板26b的形式。螺旋形折流板26b沿着中心轴线17并围绕中心轴线17在壳体16的扩大部分19内螺旋地延伸。因此，螺旋形折流板26b使曲折流动路径27呈螺旋形状。曲折流动路径27的螺旋形状增加了气态排放物10在壳体16的扩大部分19中的停留时间，这又提高了通过形成螺旋形折流板26b的大量的反应性材料24对气态排放物10中污染物的捕获和去除。在一个变型中，螺旋形折流板26b由锌制成。在另一个变型中，螺旋形折流板26b由涂覆有锌的非锌材料制成。在又一个变型中，螺旋形折流板26b被机械驱动，使得螺旋形折流板26b在壳体16的扩大部分19内围绕中心轴线17旋转。螺旋形折流板26b的旋转可以人为地加速或人为地减慢气态排放物10通过壳体16的扩大部分19的流动，这取决于螺旋形折流板旋转的方向。应当理解，如果螺旋形折流板26b在反向文丘里管装置15的操作期间变得饱和，则可以根据需要替换和/或清洁螺旋形折流板26b。

参考图7A-B，至少一个阻挡元件26a-j是多个折流板26c。每个折流板26c从壳体16的扩大部分19的内表面68横向延伸穿过壳体16的扩大部分19。折流板26c沿中心轴线17彼此间隔开，并且每个折流板26c包括允许气态排放物10流过折流板26c的孔口28。当然，应当理解的是，任何数量的折流板26c都是可能的，包括仅包含单个折流板26c的构造。还应当理解，每个折流板26c中的孔口28的尺寸、形状和数量可以变化。例如，折流板26c可以以屏风的形式提供，其中在屏风的交叉线之间形成孔口28。折流板26c中的孔口28限制了气态排放物10在壳体16的扩大部分19中的流动，因此增加了气态排放物10在壳体16的扩大部分19中的停留时间。这提高了通过形成折流板26c的大量反应性材料24对气态排放物10中的污染物的捕获和去除。在一个变型中，折流板26c由锌制成。在另一种变型中，折流板26c由涂覆有锌的非锌材料制成。应当理解，如果折流板26c在反向文丘里管装置15的操作期间变得饱和，则可以根据需要替换和/或清洁折流板26c。在又一个变型中，折流板26c之一中的孔口28的尺寸不同于折流板26c的相邻之一中的孔口28的尺寸。通过在不同的折流板26c中使用不同尺寸的孔口28，可以加速和/或限制气态排放物10的流动，以通过折流板26c中的大量的反应性材料来提高对气态排放物10中的污染物的捕获和去除。以类似的方式，折流板26c不需要在扩大腔室21中等距间隔开，折流板26c之一中的孔口28也不需要与相邻折流板26c中的孔口28具有相同的尺寸、形状或相同位置。通过利用从一个折流板26c到另一个折流板26的孔口28的不同尺寸、形状和位置，并且通过利用折流板26c的不同间隔，气态排放物10在壳体16的扩大部分19中的停留时间可以增加，以便促进沿着大量的反应性材料24的物理和化学捕获和收集位置的增加的接触。

在图8-11中所示的其他替代构造中，至少一个阻挡元件26a-j可以不固定到壳体16本身，而是可以自由地定位在壳体16的扩大部分19内。在这样的构造中，至少一个阻挡元件26a-j可以包括各种形式的阻挡介质26d-j。与阻挡元件26a-c类似，阻挡介质26d-j能够由锌或涂覆有锌的非锌材料制成。锌易于熔化，允许使用常规模塑方法、脱蜡工艺、离心工艺等铸造复杂形状。其他构造方法很容易地包括机械加工、挤压、烧结、冲压、热锻并且成形、激光切割等。可替换地，可以使用钢来形成基础形状，然后将其涂覆锌或镀锌作为表面覆盖物。阻挡介质26d-j可以用于完全填充整个扩大腔室21、部分地填充扩大腔室21、或填充在先前结合图7A-B描述的折流板26c之间。

图8示出了一种构造，其中至少一个阻挡元件26a-j是包含在壳体16的扩大部分19中的多个碎片26d。根据该构造，随着气态排放物10从入口部分18通过壳体16的扩大部分19行进至壳体16的出口部分20时，气态排放物10通过相邻碎片26d之间的空间。为此，多个碎片26d可以设置有不规则形状，使得碎片26d在壳体16的扩大部分19中彼此松散地填充。在一个非限制性示例中，多个碎片26d可以由海绵状锌制成。海绵状锌是爆米花形状的锌结构，其通过将熔融锌浸入诸如水的冷却液体中而制成。由此产生的熔融锌滴凝固成相对较小的球状结构，具有极高的表面积与体积比。另外，所得结构的表面积具有海绵状表面纹理。这些结构可以以一系列尺寸生产，以用于特定应用。一些钢工艺可以生产类似于海绵状锌的复杂的球状结构的钢版，其可以涂覆有锌。

图8中多个碎片26d的松散填充性质给出了曲折流动路径27的随机形状，这增加了气态排放物10在壳体16的扩大部分19中的停留时间。这又提高了通过形成多个碎片26d的大量反应性材料24对气态排放物10中污染物的捕获和去除。如果图8中的多个碎片26d在反向文丘里管装置15的操作期间变得饱和，则可以根据需要替换和/或清洁它们。

在图9示出的另一种替代构造中，至少一个阻挡元件26a-j是设置在壳体16的扩大部分19中的多个缠结线26e。因此，多个缠结线26e在壳体16的扩大部分19中形成绒状材料。根据一种可能的构造，多个缠结线26e像钢丝绒一样被折叠并且被折皱以形成具有非常大的表面积的团。缠结线26e本身可以具有相同的成分、厚度和长度，可替换地，可以是不同组分、厚度和/或长度的混合物。在一个变型中，多个缠结线26e由锌丝制成并随机缠结以形成锌绒。可以生产具有不同密度水平和/或丝线尺寸的锌绒，以提供特定的流动限制能力。在另一个变型中，多个缠结线26e由钢丝制成并随机缠结以形成钢丝绒。钢丝绒可以涂覆有锌。图9中的多个缠结线26e的相对松散的填充性质给出了曲折流动路径27的随机形状，这增加了气态排放物10通过壳体16的扩大部分19的停留时间。这又提高了通过形成多个缠结线26e的大量反应性材料24对气态排放物10中污染物的捕获和去除。应当理解，如果多个缠结线26e在反向文丘里管装置15的操作期间变得饱和，则可以根据需要替换和/或清洁多个缠结线26e。

参考图10，示出了另一个替代的构造，其中至少一个阻挡元件26a-j是过滤器元件26f。过滤器元件26f相对于中心轴线17横向延伸穿过壳体16的扩大部分19。过滤器元件26f是多孔的，使得随着气态排放物10从入口部分18流过壳体16的扩大部分19至壳体16的出口部分20，过滤器元件26f中的孔允许气态排放物10通过过滤器元件26f。可以由烧结金属制成的过滤器元件26f的布置使得曲折流动路径27具有随机形状，这增加了气态排放物10通过壳体16的扩大部分19的停留时间。这又提高了通过形成过滤器元件26f的大量反应性材料24对气态排放物10中污染物的捕获和去除。过滤器元件26f的烧结金属优选地由锌或涂敷有锌的非锌材料制成。应当理解，如果过滤器元件26f在反向文丘里管装置15的操作期间变得饱和，则可以根据需要替换和/或清洁过滤器元件26f。

参考图11，至少一个阻挡元件26a-j示出为图7A-B所示的多个折流板26c与具有不同尺寸并且与图8中所示的多个碎片26d相似的多个碎片26g-j的组合。根据该替代构造，多个折流板26c和多个碎片26g-j设置在壳体16的扩大部分19中。如图7A-B，图11中示出的多个折流板26c从壳体16的扩大部分19的内表面68横向延伸穿过壳体16的扩大部分19。另外，多个折流板26c沿中心轴线17相对于彼此间隔开，使得折流板26c将扩大腔室21分成多个部分。每个折流板26c中的孔口28允许气态排放物10流过折流板26c。多个碎片26g-j设置在相邻的折流板26c之间(即，设置在扩大腔室21的多个部分中)。

如图11和图12A-D中所示，多个碎片26g-j形成大量反应性材料24。多个碎片26g-j可以以不同的尺寸提供，其中多个碎片26g-j按相似的尺寸分组(即片段26g、26h、26i和26j在不同的组中)并且通过折流板26c与另一尺寸的碎片分隔。例如，碎片组26g-j可以布置成使得碎片26g-j的尺寸随着远离壳体16的入口部分18并朝向壳体16的出口部分20移动而减小。换句话说，各组中的碎片26g-j的尺寸可以是渐变的，并且随着在壳体16的扩大部分19中的气态排放物10的总体流动方向上移动而减小。在一个变型中，碎片26g-j由锌制成。例如，碎片26g-j可以通过将熔融锌滴入冷却液体中形成爆米花状结构，具有特别大的表面积和随机的海绵状表面纹理。应当理解，在另一个变型中，不同尺寸的碎片26g-j可以混合在一起，因此不会基于尺寸分成组。

如图13A-C所示，以松散材料的形式示出了几个可替换形状的阻挡元件26k-m，其可以用于图8和图11中所示的多个碎片26d和26g-j的补充或替代。图13A示出了阻挡件26k形成大量反应性材料24并且具有类似星号状的形状的示例，其类似于称为“Jacks”的儿童玩具的形状。图13B示出了另一示例，其中替代形状的阻挡元件26k-m是多个晶体薄片26l(示出一个)，其形成大量的反应性材料24并且可以像图8和11示出的碎片26d和26g-j一样位于壳体16的扩大部分19中。晶体薄片26l具有类似于雪花的形状。图13C示出了另一个示例，其中替代形状的阻挡元件26k-m是多个线圈26m(示出一个)，其形成大量反应性材料24并且可以像图8和11所示的碎片26d和26g-j一样位于壳体16的扩大部分19中。应当理解，阻挡件26k和多个晶体薄片26l可以由锌或使用各种工艺涂覆有锌的非锌材料制成，各种工艺包括但不限于脱蜡锻造和3D打印。多个线圈26m可以例如通过将锌线缠结在类似于弹簧形状的芯棒轴芯上来制造，除了在围绕芯棒轴芯缠结之后，整个缠结线圈沿着芯棒轴芯的长度切开，使得产生单个线圈。还应当理解，替代形状的阻挡元件26k-m可以完全或可以不完全填充扩大腔室21。

应当理解，上述各种类型的阻挡元件26a-k可以混合和匹配以产生各种组合。混合和匹配的示例包括将图5、6A-B和7A-B中所示的一个或多个折流板26a-c和图8和11中所示的多个碎片26d和26g-j组合。混合和匹配的其他示例包括将图9中所示的多个缠结线26e和图8和11中所示的多个碎片26d和26g-j组合。其他替代的构造是可能的，其将上述各种类型的阻挡元件26a-k与诸如活性炭的其他过滤器材料组合。活性炭可以类似海绵并通过表面接触来收集污染物。因此，可以将有限量的活性炭引入壳体16的扩大部分19中，以与上述各种类型的阻挡元件26a-k一起作用。有利的是，阻挡元件26a-k将活性炭保持在壳体16的扩大部分19中，使得活性炭相对静止地设置在整个扩大腔室21中。这种情况与将活性炭释放到气态排放物的流10中的典型的排放物控制系统相反。因为活性炭不能随气态排放物自由流动，所以可以更有效地使用活性炭。本领域技术人员将容易理解，所公开的反向文丘里管装置15的变型仅仅是示例性的，并且远远超出本文公开的几个示例的许多组合对于解决特定应用是可能和期望的。

参考图14，示出了另一示例性反向文丘里管装置15'，其包括通过导管38串联连接在一起的两个扩大部分19、19'。壳体16的一个扩大部分19在壳体16的入口部分18和导管38之间延伸，而另一个扩大部分19'在导管38和壳体16的出口部分20之间延伸。因此，用于气态排放物10的曲折流动路径27被拉长。根据该构造，气态排放物10被引导从扩大部分19通过导管38并且到扩大部分19'，在那里收集和/或捕获额外的污染物。还应当理解，本公开不限于仅使用串联的一个或两个扩大部分19、19'，因为具有大量排放物和/或重污染水平的一些应用可能需要串联连接在一起的多个扩大部分。

参考图15，示出了另一示例性反向文丘里管装置15″，其包括两个并联连接在一起的扩大部分19、19″。三通入口阀39控制气态排放物10的流动，将气态排放物10导入并通过导管41或导管42。三通出口阀40导向气态排放物10，以从导管41或导管42离开，而不直接从导管41回流到导管42中，反之亦然。当气态排放物10被引导通过导管41时，气态排放物10通过入口部分18进入扩大部分19并通过出口部分20离开。当气态排放物10被引导通过导管42时，气态排放物10通过入口部分18″进入扩大部分19″并通过出口部分20″离开。图15中所示的反向文丘里管装置15″的一个优点是，当扩大部分19、19″中的一个需要维护、维修或清洁时，它可以被隔离并离线而不需要关闭整个系统，因为扩大部分19、19″中的另一个可以继续服务。

随着时间的推移，在大量反应性材料24的反应性外表面25上发生的化学反应和/或污染物的物理捕获可以导致大量反应性材料24的饱和点，其中反向文丘里管装置15的效率降低。因此，图15中所示的布置允许去除、替换和/或清洁壳体16的扩大部分19、19″中的大量反应性材料24，以使反向文丘里管装置恢复到预饱和效率性能，而不需要完全关闭。

从饱和的大量反应性材料中去除污染物的工艺将特别取决于污染物的类型和所使用的汞齐形成金属的类型。通向设置在壳体16的扩大部分19、19″内的扩大腔室21、21″的通道将与所使用的阻挡件的类型相称。当使用相对较小的松散阻挡件时，需要倾倒和/或排水型的通道。如果阻挡件是相对较大的块、板、折流板或组件，则需要适当的提升和处理方法及通道。

仍然参考图15，反向文丘里管装置15可以包括一个或多个喷嘴81，喷嘴81设置成与壳体16的扩大部分19、19″流体连通。喷嘴81定位成向在壳体16的扩大部分19、19″中的大量反应性材料24上喷射脱氧酸。在操作中，脱氧酸洗刷污染物的大量反应性材料24，以使大量反应性材料24再生。可选地，排水管82可以设置成与壳体16的扩大部分19、19″流体连通，以将用过的脱氧酸和污染物的溶液输送离开壳体16的扩大部分19、19″。有利地，饱和锌都可以再循环和回收，无论是钢上的涂层还是固体锌结构。因此，阻挡件中使用的材料可以重复使用和回收。此外，捕获的许多污染物，尤其是诸如汞的重金属，可以在照明和氯气制造中重复使用和回收。

参考图16，示出了另一示例性反向文丘里管装置15，其中扩大腔室45具有与入口导管43和出口导管44的体积相比明显更大的体积。扩大部分46可以是圆形、方形、三角形、椭圆形、或几乎可能需要的许多形状中的任何一种(其中示出矩形形状)，以便实现用于气态排放物流过扩大部分46的扩大的曲折流动路径77。

参考图17，示出了典型的气态排放物控制系统的框图。气态排放物从炉子47引导至静电除尘器(ESP)48，然后至流化气体脱硫(FGD)单元49，然后通过织物过滤器(FF)单元50，然后通过烟囱51释放到大气中。在ESP 48处从气态排放物中去除污染物的第一浓缩物52。以类似的方式，在FGD单元49处从气态排放物中去除污染物的第二浓缩物53。由FGD单元49产生的通常含有汞和其他重金属的第二浓缩物53，典型地被转移到废水中。在FF单元50处从气态排放物中去除污染物的第三浓缩物54。

参考图18A-B，图17的框图已经用吸附剂注入的引入点选项进行了改进，并且添加了另外的步骤，其中气态排放物通过上述反向文丘里管装置15。在图18A中，第一吸附剂引入点55示出位于炉子47和ESP 48之间。可替换地，在图18B中，第二吸附剂引入点56示出位于FGD单元49和FF单元50之间。哪种选项被认为最适合吸附剂将取决于工厂的现有配置和条件。存在许多其他引入点和/或引入点的组合，在这些地方可以引入吸附剂而并非图18A-B中描绘的两个选项，因此示出了这两个选项用于说明目的。图18A-B中的反向文丘里管装置15位于FF单元50之后并且在烟囱51之前。反向文丘里管装置15可以根据上面描述的任何前述示例构造，如可以适合于各种应用。最后，在离开反向文丘里管装置15之后通过烟囱51释放到大气的最终气态排放物将能够满足并超越当前和未来的EPA排放物法规和要求。

图18A-B所示的方法包括以下步骤：在炉子47中燃烧燃料以产生含有污染物的气态排放物，将来自炉子47的气态排放物引导到ESP48，以及使用ESP 48去除气态排放物中的第一部分颗粒污染物。根据使用ESP 48去除气态排放物中的第一部分颗粒污染物的步骤，形成第一浓缩物52，其包含已经由ESP 48从气态排放物中去除的第一部分颗粒污染物。应当理解，在操作中，ESP 48利用感应静电电荷从气态排放物中去除细小污染物颗粒。该方法还包括以下步骤：将来自ESP 48的气态排放物引导至FGD单元49，并使用FGD单元49去除气态排放物中的二氧化硫污染物。根据使用FGD单元49去除气态排放物中的二氧化硫污染物的步骤，形成第二浓缩物53，其包含已经由FGD单元49从气态排放物中去除的二氧化硫污染物。该方法还包括以下步骤：将来自FGD单元49的气态排放物引导至FF单元50(即，袋室)，并使用FF单元50去除气态排放物中的第二部分颗粒污染物。根据使用FF单元50去除气态排放物中的第二部分颗粒污染物的步骤，形成第三浓缩物54，其包含已经由FF单元50从气态排放物中去除的第二部分颗粒污染物。应当理解，在操作中，当气态排放物通过FF单元50的一个或多个织物过滤器(未示出)时，污染物颗粒从气态排放物中去除。

根据本公开，该方法还包括以下步骤：将来自FF单元50的气态排放物引导至反向文丘里管装置15，并使用反向文丘里管装置15去除气态排放物中的重金属污染物。根据使用反向文丘里管装置15去除气态排放物中的重金属污染物的步骤，气态排放物经过(即，流过)设置在反向文丘里管装置15中的大量反应性材料。在大量反应性材料中的汞齐形成金属与气态排放物中的重金属污染物化学结合。因此，当重金属污染物结合到大量反应性材料中的汞齐形成金属时，大量反应性材料捕集反向文丘里管装置15中的重金属污染物。然后，该方法可以继续将来自反向文丘里管装置15的气态排放物引导到烟囱51，该烟囱51将气态排放物排放到周围大气中。还应当理解的是，反向文丘里管装置15有利地具有相对小的设备占地面积，允许其容易地安装为现有系统的排放物控制装置48、49、50与至大气的烟囱51之间的管线中的改型。

可选地，该方法可以包括将吸附剂注入气态排放物中的步骤。根据该步骤并如图18A所示，吸附剂可以在设置在炉子47和ESP 48之间的第一吸附剂引入点55处注入气态排放物中。可替换地，如图18B所示，吸附剂可以在设置在FGD单元49和FF单元50之间的第二吸附剂引入点56处注入气态排放物中。吸附剂含有汞齐形成金属，使得吸附剂在气态排放物进入反向文丘里管装置15之前与气态排放物中的至少一些重金属污染物结合。通过在第一吸附剂引入点55或第二吸附剂引入点56处将吸附剂注入气态排放物中，可以在FF单元50中以先前不可能达到的水平收集更多的汞、重金属和酸性气体。如上所述，汞齐形成金属可以选自包括锌、铁和铝的组，吸附剂可以是例如CZTS化合物。吸附剂能够再生和复原，使得可以收集和再循环有害污染物。

参考图19，示出了典型的非气态排放物控制系统的框图。液体和/或液体状排放物可以从流化气体脱硫(FGD)单元59引导和/或从湿式洗涤器单元58引导至石灰处理单元60中，然后被引导至沉降池61。在一段适当的时间之后，非气态排放物将从沉降池61引出至用于干燥处理准备的工艺系统64或者至脱水系统62。被引导通过用于干燥处理的工艺64的非气态排放物准备在填埋场65中处理。被引导通过脱水系统62(其有时可以包括再循环系统)的非气态排放物准备用于第二工业工艺63，其例如可以涉及石膏和/或水泥的制造。未从沉降池61引出至脱水系统62中或至用于干燥处理的工艺64的非气态排放物被引导以排放到水道66中。释放到水道66中的最终非气态排放物不像未来几年那样受到管制。与目前允许进入水道的排放物相比，拟议的EPA水排放物法规和要求将具有极其严格的限制。需要排放到水道中的污染液体排放物的行业具有当前的排放物控制技术，该技术几乎不可能满足和/或符合即将出台的EPA法规。

参考图20，图19的框图已经用一个或多个含有上述吸附剂的处理槽67进行了改进。处理槽67位于非气态排放物从沉降池61引导出之后并且在它们被排放到水道66之前。图20所示的方法包括以下步骤：收集含有污染物的非气态排放物，使非气态排放物通过FGD单元59和/或湿式洗涤器58以去除非气态排放物中的一些污染物，将非气态排放物从FGD单元59和/或湿式洗涤器58引导到石灰处理单元60的排放，并使非气态排放物通过石灰处理单元60，以通过Clark工艺软化非气态排放物。应当理解，在操作中，石灰处理单元60通过沉淀从非气态排放物中去除某些离子(例如，钙(Ca)和镁(Mg))。该方法还包括以下步骤：将非气态排放物从石灰处理单元60引导至沉降池61，其中通过沉积去除非气态排放物中的一些污染物；在沉降池61中使非气态排放物的第一部分脱水并在二次工业工艺63中使用脱水副产物；以及去除来自沉降池61的非气态排放物的第二部分并使非气态排放物的第二部分经受干燥处理工艺64。根据在沉降池61中使非气态排放物的第一部分脱水并在二次工业工艺63中使用脱水副产物的步骤，脱水过程可以包括非气态排放物的第一部分再循环，以及二次工业工艺63可以涉及例如石膏的制造或水泥的制造。根据去除来自沉降池61的非气态排放物的第二部分并使非气态排放物的第二部分经受干燥处理工艺64的步骤，干燥处理工艺64可以包括在填埋场65中沉积非气态排放物的第二部分。

根据本公开，该方法还包括以下步骤：将沉降池61中的非气态排放物的第三部分引导至含有所公开的吸附剂的处理槽67。吸附剂含有汞齐形成金属，其与非气态排放物的第三部分中的重金属污染物结合。因此，当重金属污染物与吸附剂结合并从非气态排放物中沉降/沉淀出时，吸附剂则捕集处理槽67中的重金属污染物。然后，该方法可以继续将非气态排放物从处理槽67引导至水道66以进行排放。应当理解，处理槽67的设计可以允许非气态排放物(即，废水流)连续通过处理槽67。

关于本公开的吸附剂，公开了数个示例性实施例。这些示例性实施例仅是几个示例，并不代表关于主题的潜在变化的详尽列表。

如上所述，一种示例性吸附剂是元素锌粉。锌粉由元素锌制成。锌可以以粉末形式或粒子形式存在。一种可以用于在高温下延长锌粉和/或粒子的有效寿命以用于某些气体排放物应用并减少和/或防止过早氧化的方法是将粒子和/或粉末与诸如氨基磺酸、柠檬酸或其他有机酸的固体酸混合或用诸如氨基磺酸、柠檬酸或其他有机酸的固体酸涂覆。粉末/酸混合物可以注入气态排放物(例如烟气流)中和/或放置在反向文丘里管装置15的适当的示例性实施例中。

锌粉的最佳粒度范围为0.5纳米至7,500微米。此外，已经发现具有一系列不同尺寸的颗粒的粉末混合物是有益的，特别是如果粒度范围为0.5纳米至7,500微米。类似地，锌粒子的最佳粒度范围为7,500微米至3.0英寸。此外，已经发现具有一系列不同尺寸的粒子的粒子混合物是有益的，特别是如果粒子尺寸范围为7,500微米至7,500英寸。

在另一个示例性实施例中，吸附剂是CZTS，其具有元素式Cu₂ZnSnS₄。CZTS也可以包括铜、锌、锡和硫的其他相，这些相也是有益的。CZTS和/或铜、锌、锡和硫的相关相可以以化学计量比例共混，然后可以在磨机中进行机械化学配混。此外，CZTS可以与数种诸如膨润土或沸石的粘土和氢氧化钙(CaOH)中的任何一种等比例混合。CZTS粉末的最佳粒度范围为0.5纳米至7,500微米。在测试和开发中已经发现，具有一系列不同尺寸的颗粒的CZTS粉末混合物是有益的，特别是如果粒度范围为0.5纳米至7,500微米。在优选专用CZTS粒子的应用中，已发现最佳粒子尺寸为7,500微米至3.0英寸。此外，已经发现具有一系列不同尺寸的粒子的CZTS粒子混合物是有益的，特别是如果粒子尺寸范围为7,500微米至3.0英寸。

对于大多数污染物，CZTS在上述范围内的最小粒度和当存在金属相中最高量的CZTS时最有效。应当理解的是，在CZTS的制造过程中，不会发生铜、锌、锡和硫的混合物完全转化至CZTS，而是相的混合物(例如，丹白(CuZn₂)和锡硫(SnS))。

在CZTS的一种示例性制造方法中，将铜、锌、锡和硫无特定顺序地添加到磨机中。使用球磨机、或某种类型的盘磨机、或在顺序组合中实现所需的粒度的研磨设备的组合来完成研磨。示例性的起始粒度范围为325标准网筛至100标准网筛，其中1个标准网筛等于7,500微米。将所接收的颗粒以预定的铜：锌：锡：硫＝1.7：1.2：1.0：4.0的摩尔比进一步称重。在确认筛目尺寸和摩尔比后，通过研磨将颗粒机械化学地混配成CZTS和它的其它相中。控制研磨时间以实现特定应用的最佳性能。还应当理解，可以使用湿磨工艺通过添加诸如乙二醇醚、乙二醇、氨、或其他醇的合适的溶剂或通过在惰性气体气氛中进行干磨来完成研磨。

在研磨期间，进行间歇取样以使用粒度分析仪确定粒度，并使用SEM、XRD或拉曼来确定相变百分比。研磨球尺寸很重要，并且已经在测试中示出优化的球与粉末的重量比(配料比)至少为5：1。研磨球最好由钢、陶瓷、氧化锆、或任何其他材料制成，这些材料实现尺寸和/或相变，而不会污染最终产品。当使用湿磨时，将CZTS干燥。然后使用螺带式掺混机、V型混合器、或任何其它合适的共混器进一步共混CZTS，以便等份共混膨润土或沸石和氢氧化钙。

根据上述方法，可以将吸附剂引入气态排放物中，其中气态排放物的温度约为华氏750度或更低。吸附剂可以通过几种方法中的任何一种引入气态排放物中，诸如但不限于注入、流化床、涂覆过滤器和捕集。可以基于工厂中现有的排放物控制系统来选择引入方法，以便于改装。一种方便的方法可以是将CZTS注入气态排放物代替活性炭，其中相同的注入设备可以在改进或不改进的情况下使用。

在一些应用中，当CZTS与膨润土共混以有效去除污染物时，可以优化气态排放物的处理。可替换地，当CZTS与沸石共混时，可以优化非气态排放物应用的处理。除了与CZTS共混的特定材料之外，共混物的比例可以是应用专有的，以提供优化的污染物去除能力。

如图18A-B所示，其中CZTS用于处理气态排放物，织物过滤器单元50应当放置在CZTS引入点55,56的下游，使得织物过滤器单元50捕获吸附剂颗粒并增加气态排放物与吸附剂的接触时间。吸附剂在织物过滤器单元50的织物过滤器(即袋)上的沉积允许气态排放物和吸附剂之间的额外接触时间，并允许收集吸附剂用于随后的回收。吸附剂的小粒度允许在气态排放物的流的流动中携带吸附剂，如由风携带的灰尘。在吸附剂在气态排放物的流动中携带的时间段期间，吸附剂与同样在气态排放物的流动中行进的污染物接触，因此可以与吸附剂发生化学反应并与吸附剂结合。在到达织物过滤器单元50时，气态排放物继续通过织物过滤器单元50中的过滤器，同时组合的吸附剂和污染物的颗粒尺寸太大而不能通过过滤器。当CZTS颗粒小于10微米时，可能需要用更大尺寸的CZTS颗粒、活性炭、滑石、石灰或其它适当物质在织物过滤器单元50中预涂覆过滤器，因此较小的CZTS颗粒不通过过滤器。可替换地，可以在织物过滤器单元50中使用较低微米尺寸的额定过滤器。

在非气态排放物的其他应用中，可以将CZTS引入在图20所示的处理槽67中。在这种构造中，CZTS在一段时间内被最佳地引入处理槽67中并适当搅拌，然后非气态排放物(例如废水)在排出之前经历pH调节、絮凝和过滤。之后，处理槽67中的CZTS可以经历回收工艺，其中从CZTS收集污染物。使用过的CZTS可以通过从CZTS中浸出汞或通过真空蒸馏来回收。然后可以将收集的污染物重新用于其他工业。CZTS还具有能够降低非气态排放物中的硝酸盐和氮化物水平的益处。

EPA制定的于2016年生效的排水法规比空气法规严格得多。以纳克/升(ng/L)，微克/升(μg/L)和/或g/L列出的目前EPA的水法规水平为：汞@119ng/L；砷(As)@8μg/L；硒(Se)@10μg/L；二氧化氮(NO₂)和硝酸盐(NO₃)@0.13g/L。其他重金属诸如铅(Pb)和镉(Cd)也提出了EPA限制水平。在许多现有工厂中，具有高于允许的排放法规的污染水平的水被引导到保持池和/或其他类型的污泥保持储存罐中的一种或另一种。CZTS可以通过与本文公开的处理非气态排放物相同的方法来处理保持池中的固体。取决于重金属的离子形式、污泥组分和/或pH，可以适当地调节保持池中CZTS的接触时间。适当的pH调节、絮凝和随后的过滤将允许在其他工业中正常排放、处理和/或使用，这些都是之前不可能的。

应当理解，本文公开的吸附剂不含任何松散的碳，包括本领域目前使用的活性炭。因此，作为所公开方法的副产物而产生的金属硫化物是不可浸出。因此，这些副产物在石膏墙板和水泥应用中具有有价值的工业用途。EPA对金属硫化物的浸出测试是众所周知的，并且在这些产品中的使用已被充分记录。

尽管活性炭可以用于一些替代构造中，但是在这些变型中活性炭的有限使用并不会允许活性炭逸到排放物中。例如，在一个构造中，活性炭可以嵌入织物过滤器单元50的过滤器中。该活性炭不能自由地逸到气态排放物的流中。活性炭的另一种有限用途是可能的，其中活性炭以其晶体形式涂覆CZTS，产生具有厚度为约1.0纳米或更薄的碳薄层的CZTS。这有助于鼓励捕集非常小的金属蒸气汞颗粒。以类似的方式，CZTS晶体形式可以涂覆有沸石或其他涂层的类纳米薄层，以专门针对特定应用的特定有害污染物。同样，该示例中的活性炭不能自由地逸到气态排放物的流中。在图33所示的另一个构造中，反向文丘里管的流化床装置包括用于清洁和再循环吸附剂的配置，形式为用于CZTS吸附剂、CZTS合金吸附剂和/或CZTS混合物吸附剂的一系列吸附剂再循环子系统的形式。这样的CZTS混合物吸附剂可以包括但不限于涂覆有CZTS的粒状铁氧化物(GFO)和涂覆有CZTS的碳基吸附剂。

参考图21，图表示出了由于现有排放物控制系统以及本文公开的反向文丘里管装置和方法而从排放物中去除的污染物的百分比。目前，EPA对气态排放物制定了90％的污染物去除水平78。现有的排放物控制系统79有效去除88％-90％的有害污染物。然而，EPA多年来一直在提高要求的污染物去除的最低百分比，以至于许多现有的排放物控制系统不再能够满足要求，许多其他现有的排放物控制系统只能在当前技术下可用的其最大去除能力下满足要求。

仍然参考图21，示例性的排放物控制系统80可以是基于本文公开的反向文丘里管装置、吸附剂和/或方法的新排放物控制系统，或者它可以是已经被改进和扩充以包括本文公开的反向文丘里管装置、吸附剂和方法的现有排放物控制系统。测试已经证实，示例性的排放物控制系统80是有效的并且能够去除至少98％的有害污染物，这远高于当前EPA规定的水平。

参考图22和图24，示出了排放物控制的示例性方法，其中将污染的气态源150引入系统154通过一个或多个预流化床过滤器151，通过流化床152，通过一个或多个后流化床过滤器153，并通过系统排放，其通过烟囱155释放具有环境控制释放的气态排放物。应当理解的是，并不总是需要首先使污染的气态源150通过一个或多个预流化床过滤器151；然而，应用特定要求可以要求一个或多个预流化床过滤器151。

流化床152具有反向文丘里管形状，其具有特定的长度L与直径D的尺寸比，该尺寸比在最小值2.9：1与最大值9.8：1之间。该比率针对污染的气态源150在流化床152中的延长的停留流动时间进行了优化，该流化床152填充有专门的吸附剂，诸如反应性材料164。反应性材料164是包括铜锌锡硫(CZTS)化合物和/或其合金的吸附剂。流化床152的优选示例性长度L与直径D之比为4.4：1，这已通过试错测试确定。

优选地，流化床152具有占主导的圆形横截面。虽然未在图24中示出，但是本文公开的各种折流板和/或其他应用特定的流动限制阻挡件中的一个或多个可以结合到流化床152中。流化床152还具有占主导的向外延伸的凸端168和169，以促进延长的停留流动时间，同时使通过反应性材料164的湍流最小化的特征。当污染的气态源150流在入口165处进入流化床152时，启动与反应性材料164的紧密接触，产生随机的非湍流166。由于占主导的向外延伸的凸端168和169，随机的非湍流166自身回转，导致在非湍流166从流化床152通过出口167离开之前在流化床152中停留时间延长。反应性材料164促进随机的非湍流166，其是污染的气态源150的随机的曲折流动路径。应当理解，流化床152的长度L不包括凸端168和169。

流化床152具有通向吸附剂清洁站156的侧出口170。吸附剂清洁站156具有从系统中去除耗尽的吸附剂157以便处理的选项。另外，可以处理和/或再循环从污染的气态源150通过反应性材料164捕获并在吸附剂清洁站156中从反应性材料164中分离的捕获的污染元素158。吸附剂清洁站156通过吸附剂返回口159将清洁的反应性材料164返回到流化床152。批量再填充吸附剂容器168根据需要提供补充体积的反应性材料164以替换去除的耗尽吸附剂157。系统排放154通过从排气烟囱155出来的环境受控释放提供气态排放。也可以由另外的吸附剂再循环子系统提供捕获的废物160的额外排放(图33)。

参考图23和图24，示出了排放物控制的示例性方法，其中将污染的非气态源161引入系统通过一个或多个预流化床过滤器151，通过流化床152，通过一个或多个后流化床过滤器153，并通过系统排放154，其释放具有环境控制释放162的气态排放物。应当理解的是，并不总是需要首先使污染的非气态源161通过一个或多个预流化床过滤器151；然而，应用特定要求可以要求需要一个或多个预流化床过滤器151。

流化床152具有反向文丘里管形状，其具有特定长度L与直径D的尺寸比，该尺寸比在最小值2.9：1和最大值9.8：1之间，其针对污染的非气态源161在流化床152中延长的停留流动时间进行了优化，该流化床152填充有专门的吸附剂，诸如反应性材料164。反应性材料164是包括铜锌锡硫(CZTS)化合物和/或其合金的吸附剂。流化床152的优选示例性长度L与直径D之比为4.4：1，这已通过试错测试确定。

优选地，流化床152还具有占主导的向外延伸的凸端168和169，以促进延长的停留流动时间，同时使通过反应性材料164的湍流最小化的特征。当污染的非气态源161流在入口165处进入流化床152时，启动与反应性材料164的紧密接触，产生随机的非湍流166。由于占主导的向外延伸的凸端168和169，随机的非湍流166自身回转，导致从流化床152通过出口167离开之前在流化床152中的停留时间延长。反应性材料164促进随机的非湍流166，其是污染的非气态源161的随机的曲折流动路径。应当理解，流化床152的长度L不包括凸端168和169。

优选地，流化床152具有占主导的圆形横截面。虽然未在图24中示出，但是本文公开的各种折流板和/或其他应用特定的流动限制阻挡件中的一个或多个可以结合到流化床152中。流化床152具有通向吸附剂清洁站156的侧出口170。吸附剂清洁站156具有从系统中去除耗尽的吸附剂157以便处理的选项。另外，可以处理和/或再循环从污染的非气态源161通过反应性材料164捕获并在吸附剂清洁站156中从反应性材料164中分离的捕获的污染元素158。吸附剂清洁站156通过吸附剂返回口159提供将清洁的反应性材料164返回到流化床152。批量再填充吸附剂容器168根据需要提供补充体积的反应性材料164以替换去除的耗尽吸附剂157。系统排放154通过环境受控释放162提供非气态排放。还提供了捕获的废物163的额外排放。

参考图25，示出了示例性方法：使污染的气态排放物250通过一个或多个预过滤器251，通过流化床253，通过一个或多个后过滤器255，通过系统排放256，并最终作为控制释放的气态排放物通过排气烟囱257和/或通过废物处理工艺262释放。流化床253被纵向平面290二等分。入口P3和出口P4配置成当流化床253定位有纵向平面290时接收和排放气态排放物。流化床253内部的阻挡件(未示出)提供了优选的曲折流动路径，当气态排放物通过入口P3引入并通过出口P4排出时，该路径特别适合于气态排放物。入口P3和出口P4位于流化床253的纵向平面290上方。

如图25所示，流化床253可以安装在卡车254上并且配置成使流化床253绕枢轴点252倾斜。当要在流化床253中处理气态排放物时，流化床253的纵向平面290基本上是水平的。吸附剂清洁站258被设置成与流化床253的出口P5流体连通，其中被吸附剂捕获的污染颗粒被去除。去除的污染物可以通过站261再循环或处理。耗尽的吸附剂通过站259处理，并且清洁的吸附剂通过返回口P6从吸附剂返回站260再循环回到流化床253。

参考图26，示出了示例性方法：使受污染的非气态排放物295通过一个或多个预过滤器251，通过流化床253，通过一个或多个后过滤器255，通过系统排放256，并最终作为受控的环境非气态释放物273和/或通过废物处理工艺274被释放。入口P2和出口P1配置成接收和排放非气态排放物。流化床253内部的阻挡件(未示出)提供了优选的曲折流动路径，当非气态排放物通过入口P2引入并通过出口P1排出时，该路径特别适合于非气态排放物。入口P2和出口P1被流化床253的纵向平面290二等分(即，与流化床253的纵向平面290对齐)。

当要在流化床253中处理非气态排放物时，流化床253的纵向平面290基本上是竖直的。吸附剂清洁站258被设置成与流化床253的出口P5流体连通，其中被吸附剂捕获的污染颗粒被去除。去除的污染物可以通过站261再循环或处理。耗尽的吸附剂通过站259处理，并且清洁的吸附剂通过返回口P6从吸附剂返回站260再循环回到流化床253。

参考图27，示出了表格，其中将所公开的优选的反应性CZTS合金吸附剂341与其他吸附剂(包括活性炭342和沸石343)进行比较。列出了污染物367的主要类型包括氮类368、磷酸盐369、重金属370、硫类371、汞372和硒酸盐373。污染物367进一步列出有气态排放物344、346和348相比于非气态排放物345、347和349的列举的每种吸附剂。

通过测试证实：反应性CZTS合金吸附剂341在捕获和去除气态排放物344和/或非气态排放物345中的污染物367方面是有效的。相反，活性炭342在捕获或去除气态排放物346和/或非气态排放物347中的污染物367方面无效。类似地，沸石343在捕获或去除气态排放物348和/或非气态排放物349中的污染物367方面无效。

参考图28，示出了扩展的吸附剂列表，包括本公开的反应性CZTS合金吸附剂351和其他吸附剂，包括腐蚀剂350、铁氧化物355和沸石356。反应性CZTS合金吸附剂351包括硫(S)的CZTS合金352、硒酸盐(S)的CZTS合金353和氧化亚铁的CZTS合金354。CZTS合金吸附剂351与下列污染物的组有效地共同反应：硒酸盐357、总离子化的硫类(Total IonizedSulfurs)358、总离子化的氮类359(Total Ionized Nitrogens)和总离子化的磷酸盐(Total Ionized Phosphates)360。反应性CZTS合金吸附剂351能够从气态排放物和非气态排放物中捕获并去除这些污染物。

相比之下，腐蚀剂350仅对总离子化的硫358有效。铁氧化物355仅对硒酸盐357有效，并且与总氮类(Total Nitrogens)359和总离子化的磷酸盐(Total IonizedPhosphates)360具有非常慢的反应特性(仅对非气态排放物有效)。沸石356仅对总离子化的氮类359和总离子化的磷酸盐360有效。结果，与本文公开的反应性CZTS合金吸附剂351的广谱特征相比，诸如腐蚀剂350、铁氧化物355和沸石356的已知的吸附剂具有有限的有效特性。即使已知的吸附剂具有一定程度的有效性，它们也都达不到本文公开的反应性CZTS合金吸附剂351的有效性水平。

参考图29，表格364示出了现有技术的吸附剂365在用于排放物控制系统以捕获和去除包括氮类368、磷类369、重金属370、硫类369、汞372和硒酸盐373的污染物367之后进行后处理的能力。除了气态排放物374中的氮类368之外，将这些污染物367从气态排放物374和/或非气态排放物375中的现有技术的吸附剂分离的能力非常差，并且几乎不存在。类似地，表格364示出除了含有氮类368的气态排放物376之外，在分离污染物367之后重新使用现有技术吸附剂366的能力几乎也不存在。

参考图30，表格378示出本文公开的反应性CZTS合金吸附剂339在用于排放物控制系统以捕获和去除包括氮类368、磷类369、重金属370、硫类369、汞372和硒酸盐373的污染物367之后进行后处理的能力。从公开的反应性CZTS合金吸附剂339中分离气态排放物374和/或非气态排放物375中的污染物367的能力是特别有利的，因为这意味着污染物367可以更容易处理或再循环，并且因为反应性CZTS合金吸附剂339可以在排放物控制系统中重复使用(如表格378所示)。具体地，表格378示出了在将本文公开的反应性CZTS合金吸附剂340与气态排放物376和非气态排放物377中的污染物365分离之后再利用它们的能力。

参考图31，框图示出了用于从气态排放物250中去除污染物的系统和方法。在步骤379中监测和分析气态排放物250，以确定气态排放物250中的污染物的类型和水平。监测可以是定期系统的间歇式的抽查或连续的在线监测和分析。基于由步骤379确定的残留在气态排放物250中的污染物的类型和/或水平，排放物的流被引导通过预过滤器入口歧管380，使得气态排放物250进一步被引导通过合适的预过滤器381、382、383、和/或384。通过图28中所示的选择方法完成合适的预过滤器381、382、383、和/或384的选择。

图31中所示的预过滤器填充有图28所示的反应性CZTS合金吸附剂351。例如，预过滤器381填充有图28所示的硫(S)的CZTS合金352。预过滤器382填充有图28所示的硒酸盐(S)的CZTS合金353。预过滤器383填充有图28所示的氧化亚铁的CZTS合金354。预过滤器384填充有CZTS合金吸附剂352、353和/或354的组合。可以将额外的预过滤器添加到预过滤器入口歧管380中，每个预过滤器填充有CZTS合金吸附剂352、353和/或354的不同组合，以有效地处理残留在气态排放物250中的特定水平和/或类型的污染物。

在引导污染的气态排放物250通过合适的预过滤器之后，预过滤器出口歧管385将排放物引导到流化床253中。对于气态排放物250，流化床253的壳体布置在与平台271基本平行的方向上。在步骤258中将污染物与吸附剂分离并通过吸附剂返回口260返回到流化床253。

在气态排放物250离开流化床253之后，后过滤器监测步骤386确定残留在气态排放物250中的污染物的新的水平和/或类型，并将气态排放物250引导通过后过滤器入口歧管387。选择合适的后过滤器388、389、390和/或391是通过图28所示的选择方法完成的。图31中所示的后过滤器填充有图28所示的反应性CZTS合金吸附剂351。例如，后过滤器388填充有图28所示的硫(S)的CZTS合金352。后过滤器389填充有图28所示的硒酸盐(S)的CZTS合金353。后过滤器390填充有图28所示的氧化亚铁的CZTS合金354。后过滤器391填充有CZTS合金吸附剂352、353和/或354的组合。后过滤器出口歧管392将气态排放物250引导到气态系统排放口256a，其中一些气态排放物250通过受控的气态释放烟囱257排出，并且一些气态排放物250通过合适的废物处理步骤262排出。

可以将额外的后过滤器添加到后过滤器入口歧管387中，每个后过滤器填充有CZTS合金吸附剂352、353和/或354的不同组合，以有效地处理残留在气态排放物250中的特定水平和/或类型的污染物。

所有预过滤器381、382、383、384和后过滤器388、389、390、391可以分别被引导通过吸附剂清洁步骤258和吸附剂返回口260。步骤258包括从CZTS合金吸附剂351中分离污染物，使得污染物可以再循环和/或适当收集进行处理261。任何耗尽的CZTS合金吸附剂351可以通过处理步骤259进行处理。可以在步骤258之后实施对每个特定预过滤器381、382、383、384和/或后过滤器388、389、390、391替换特定CZTS合金吸附剂351。未示出用于将吸附剂从预过滤器381、382、383、384和/或后过滤器388、389、390、391引导至吸附剂清洁步骤258和从吸附剂清洁步骤258引出吸附剂的具体路线图和/或示意图。

参考图32，框图示出了用于从非气态排放物295中去除污染物的系统和方法。在步骤379中监测和分析非气态排放物295，以确定非气态排放物295中的污染物类型和水平。监测可以是定期系统的间歇式的抽查和/或连续的在线监测和分析。基于由步骤379确定的残留在非气态排放物295中的污染物的类型和/或水平，排放物的流被引导通过预过滤器入口歧管380，使得气态排放物295进一步被引导通过合适的预过滤器381、382、383、和/或384。通过图28中所示的选择方法完成合适的预过滤器381、382、383、和/或384的选择。

图32中所示的预过滤器填充有图28所示的反应性CZTS合金吸附剂。例如，预过滤器381填充有图28所示的硫(S)的CZTS合金352。预过滤器382填充有图28所示的硒酸盐(S)的CZTS合金353。预过滤器383填充有图28所示的氧化亚铁的CZTS合金354。预过滤器384填充有CZTS合金吸附剂352、353和/或354的组合。可以将额外的预过滤器添加到预过滤器入口歧管380中，每个预过滤器填充有CZTS合金吸附剂352、353和/或354的不同组合，以有效地处理残留在非气态排放物295中的特定水平和/或类型的污染物。

在污染的非气态排放物295被引导通过合适的预过滤器之后，预过滤器出口歧管385将排放物引导到流化床253中。对于非气态排放物295，流化床253的壳体布置在与平台271基本垂直的方向上。在步骤258中将污染物与吸附剂分离并通过吸附剂返回口260返回到流化床253。

在非气态排放物295离开流化床253之后，后过滤器监测步骤386确定残留在非气态排放物295中的污染物的新的水平和/或类型，并将非气态排放物295引导通过后过滤器入口歧管387。选择合适的后过滤器388、389、390和/或391是通过图28所示的选择方法完成的。图32中所示的后过滤器填充有图28所示的反应性CZTS合金吸附剂351。例如，后过滤器388填充有图28所示的硫(S)的CZTS合金352。后过滤器389填充有图28所示的硒酸盐(S)的CZTS合金353。后过滤器390填充有图28所示的氧化亚铁的CZTS合金354。后过滤器391填充有CZTS合金吸附剂352、353和/或354的组合。后过滤器出口歧管392将非气态排放物295引导至非气态系统排放口256b，其中一些非气态排放物295通过环境受控的非气态释放口273排出，并且一些非气态排放物295通过适当的废物处理步骤262排出。可以将额外的后过滤器添加到后过滤器入口歧管387中，每个后过滤器填充有CZTS合金吸附剂352、353和/或354的不同组合，以有效地处理残留在非气态排放物295中的特定水平和/或类型的污染物。

所有预过滤器381、382、383、384和后过滤器388、389、390、391可以分别被引导通过吸附剂清洁步骤258和吸附剂返回口260。步骤258包括从CZTS合金吸附剂351中分离污染物，使得污染物可以再循环和/或适当收集进行处理261。任何耗尽的CZTS合金吸附剂351可以通过处理步骤259进行处理。可以在步骤258之后实施对每个特定预过滤器381、382、383、384和/或后过滤器388、389、390、391替换特定CZTS合金吸附剂351。未示出用于将吸附剂从预过滤器388、389、390、391和/或后过滤器388、389、390、391引导至吸附剂清洁步骤258和从吸附剂清洁步骤258引出吸附剂的具体路线图和/或示意图。

参考图33，示出了示例性的排放物控制系统。受污染的排放物经由入口165引入流化床152中。应当理解，根据应用的具体要求，排放物可以首先通过一个或多个预流化床过滤器151(图22和23)。

流化床152具有反向文丘里管形状的壳体16，其具有特定的长度L与直径D的尺寸比，该尺寸比在最小值2.9：1与最大值9.8：1之间。该比率针对受污染的排放物在流化床152中的延长的停留流动时间进行了优化，流化床152填充有包括一种或多种吸附剂的专门的反应性材料164。流化床152的优选示例性长度L与直径D之比为4.4：1，这已通过试错测试确定。一个或多个示例性流化床152可以根据应用的特定要求串联或并联连接。

优选地，流化床152具有占主导的圆形横截面。虽然未在图33中示出，但是本文公开的各种折流板和/或其他应用特定的流动限制阻挡件中的一个或多个可以结合到流化床152中。流化床152还具有占主导的向外延伸的凸端168，169，以促进延长的停留流动时间，同时使通过反应性材料164的湍流最小化的特征。当污染的排放物流在入口165处进入流化床152时，启动与反应性材料164的紧密接触，导致随机的非湍流166。由于占主导的向外延伸的凸端168、169，随机的非湍流166自身回转，导致在非湍流166从流化床152通过出口167离开之前在流化床152中的停留时间延长。反应性材料164促进随机的非湍流166，其是污染的排放物的随机的曲折流动路径。应当理解，流化床152的长度L不包括凸端168、169。

流化床152包括至少一个监测传感器站421(即，第一监测传感器)，其提供关于操作参数的数据、状态和反馈。监测传感器站421配备成监测排放物流量水平、压力、速度、温度和与排放物控制系统相关联的许多其他相关参数。基于反馈信息，设备可以进行一些自动调整，而其他工艺和/或系统参数可能需要手动调整。监测传感器站421提供关于流化床152内部的吸附剂效率的信息，并帮助确定何时清洁和/或再生吸附剂。

在本公开的一个示例性实施例中，流化床152具有至少一个侧出口403、409、415，分别通向吸附剂再循环子系统400、401、402。图33中所示的吸附剂再循环子系统400、401、402位于流化床152的外部，但是可替换地，它们可以安装在流化床152的内部。

流化床152包括至少一个闭环的吸附剂出口监测传感器站422和至少一个闭环的吸附剂返回口监测传感器站423，其提供关于操作参数的数据、状态和反馈。监测传感器站422配置成监测排放物流量水平、压力、速度、温度以及与排放物控制系统相关联的许多其他相关参数。基于反馈信息，可以使用可编程设备进行一些自动调整，而其他工艺和/或系统参数可能需要手动调整。当吸附剂分别通过子系统400、401或402的出口403、409或415中的一个时，监测传感器423识别吸附剂条件。监测传感器站423配置成监测排放物流量水平、压力、速度、温度以及与排放物控制系统相关的许多其他相关参数。

基于反馈信息，可以使用可编程设备进行一些自动调整，而其他工艺和/或系统参数可能需要手动调整。当吸附剂在清洁和/或再生之后分别通过子系统400、401或402的返回口407、414或420中的一个时，监测传感器423识别吸附剂条件。监测传感器站424(即，第二监测传感器)配置成监测排放物流量水平、压力、速度、温度以及与排放物控制系统相关联的许多其他相关参数。基于反馈信息，可以使用可编程设备进行一些自动调整，而其他工艺和/或系统参数可能需要手动调整。当清洁和/或再生工艺发生时，当吸附剂分别在子系统400、401或402内的站404、410或416中处理时，监测传感器424监测吸附剂164的条件和所得体积。监测传感器421、422、423、424被配置成彼此协作并提供工艺条件和/或参数调整，以在排放物控制系统中的每个站处建立和保持一致且最佳的吸附剂效率。监测子系统400、401、402内的吸附剂将分别确定何时需要从站408、413和419补充吸附剂以及多少量。

在另一个示例性实施例(未示出)中，清洁和/或再生子系统安装并配置在流化床152的内部。在该构造中，监测传感器421、422、423、424和吸附剂再循环子系统400、401、402的功能发生在流化床152的内部。

仍然参考图33，流化床152将填充吸附剂，该吸附剂是CZTS、CZTS合金、CZTS混合物、或所有三类吸附剂的一些组合。CZTS是一种含有四种元素成分(铜、锌、锡、硫)的化合物。这些元素是由相同类型的原子制成的纯化学物质。CZTS化合物含有铜、锌、锡和硫的原子，它们以固定的比例化学结合在一起形成稳定的化合物。元素不能通过化学反应分解成更简单的物质。可以通过化学方法和/或化学反应将化合物分离和/或分解成更简单的物质。原子的电子在形成化合物的元素之间共用。

合金包括两种或更多种化学元素或化合物，其中至少一种是金属。CZTS合金包括铜、锌、锡和硫的四种元素，以及至少一种是金属的化合物或另外的元素，以形成CZTS合金。至少一种另外的元素或化合物的电子与CZTS化合物共用，以形成合金形式的新化合物。

CZTS混合物包括与至少一种另外的元素或化合物组合的CZTS化合物。然而，与CZTS合金相反，CZTS化合物的电子和至少一种另外的金属元素或化合物的电子并不共用。CZTS混合物的组分不共用原子的电子。混合物的常见示例是将盐化合物(NaCl)溶解在水化合物(H₂O)中。混合物会是一种溶液，但盐和水的原子不会在彼此之间共用任何电子。因此，不会形成新的化合物，并且盐和水的两种化合物简单地混合在一起而不发生化学键合。

当流化床152填充有包括CTZS吸附剂的反应性材料164时，则使用吸附剂再循环子系统400来维持CZTS吸附剂的最佳工艺条件。吸附剂排放口403允许将吸附剂转移到吸附剂再循环站404中。子系统400中的吸附剂再循环站404包括一种或多种化学试剂，这些化学试剂作为清洁和再生工艺的一部分，其从CZTS吸附剂中分离污染物。作为非限制性示例，吸附剂再循环站404中使用的化学试剂可以选自一组脂肪醇。废弃和/或耗尽的CZTS吸附剂可以通过吸附剂处理站405处理。从排放物中去除的排放污染物可以通过污染物处理口406再循环回到各种工业中。诸如新的/新鲜的吸附剂容器的批量再填充站408提供替换在从排放物中去除污染物期间已经去除和/或失效的吸附剂的CZTS吸附剂的补充供应。CZTS吸附剂返回口407完成闭环回到流化床152中。

CZTS的清洁和/或再生可以使用单纯脂质诸如甘油来完成。含磷的脂质也不起作用，因为磷本身基本上是污染物。低pH值的脂质可以导致CZTS分解并释放出硫化氢(H₂S)，使吸附剂缺乏硫。因此，需要另外的再生步骤以有效地使用低pH脂质。测试确定了最小的最佳pH范围为6.49至7.73，以避免CZTS的酸性降解。测试进一步确定最大pH限于9.05以避免CZTS的碱降解。糖脂是优选的，因为它们的相对粘度较低，因此更容易最大程度地与吸附剂接触，并且在清洁和/或再生工艺完成后更容易从吸附剂中去除/分离，特别是当施加热量时。糖脂也是水溶性的，因此可以使用稀释溶液。含有碳原子和羟基的脂质优选作为用于清洁和/或再生CZTS的最佳脂质。

作为甘油的替代物，使用溶解在热水中的长链醇(十六烷醇和十八烷醇)可以实现CZTS的清洁和/或再生的一些益处。然而，对于CZTS，甘油优于所有其他已知的清洁和/或再生物质。

捕获的污染物诸如汞可溶于单纯脂质中。因此，可以在清洁和/或再生站404中喷洒含有污染物的饱和CZTS，以从CZTS中提取和分离污染物。在从CZTS中分离含有可溶性污染物的单纯脂质后，蒸汽冲洗和/或热水冲洗完成CZTS的再生工艺。冲洗可以是加压冲洗或重力流动冲洗。该工艺完全清洁所有污染物的CZTS并使其再生到原始状态，使得它可以通过返回口407返回到流化床152。

根据该工艺，单纯脂质被加热至85摄氏度(℃)至110摄氏度(℃)之间的最佳温度。然后加热的单纯脂质被喷洒在饱和的CZTS上。基于接触时间，将单纯脂质加热至高于环境温度5摄氏度(℃)的最低有效温度和140摄氏度(℃)的最高有效温度会对CZTS的清洁和/或再生起作用。

使用单纯脂质从CZTS中分离污染物的替代工艺是使用真空干燥器，因为汞可以被蒸馏和挥发，该替代工艺可以整合到清洁和/或再生站404中。污染物在真空干燥器中挥发后，污染物可以被捕获在过滤器和/或洗涤器中。当稀释的单纯脂质饱和时，洗涤器和过滤器特别有效。

在通过正常工业工艺将污染物从单纯脂质中分离的过程中，已经从CZTS分离的受污染的单纯脂质可以在从污染物处理口406排放之后再循环。在分离污染物之后，可以燃烧废弃的单纯脂质，同时分别收集污染物以便再循环回工业用途和/或适当地处置。如果由于在清洁和/或再生工艺过程中的处理使得任何CZTS已经失效，则批量再填充站408将向流化床152中补充适当体积的CZTS。

当流化床152填充有包括CTZS合金吸附剂的反应性材料164时，则吸附剂再循环子系统401用于维持CZTS合金吸附剂的最佳工艺条件。吸附剂排放口409允许将吸附剂转移到吸附剂再循环站410中。子系统401中的吸附剂再循环站410包括一种或多种化学试剂，这些化学试剂作为清洁和再生工艺的一部分将污染物与CZTS合金吸附剂分离。作为非限制性示例，吸附剂再循环站410中使用的化学试剂可以选自一组脂肪醇。废弃和/或耗尽的CZTS合金吸附剂可以通过处理站411处理。从排放物中去除的排放污染物可以通过污染物处理口412再循环回到各种工业中。批量再填充站413提供替换在从排放物中去除污染物期间已经去除和/或失效的吸附剂的CZTS合金吸附剂的补充供应。CZTS合金吸附剂返回口414完成闭环回到流化床152中。

CZTS合金的清洁和/或再生可以使用单纯脂质诸如甘油来完成。含磷的脂质也不起作用，因为磷本身基本上是污染物。低pH值的脂质可以导致CZTS合金分解并释放出硫化氢(H₂S)，使吸附剂缺乏硫。因此，需要另外的再生步骤以有效地使用低pH脂质。测试确定了最小的最佳pH范围为6.49至7.73，以避免CZTS合金的酸性降解。测试进一步确定最大pH限于9.05以避免CZTS合金的碱降解。糖脂是优选的，因为它们的相对粘度较低，因此更容易最大程度地与吸附剂接触，并且在清洁和/或再生工艺完成后更容易从吸附剂中去除/分离，特别是当施加热量时。糖脂也是水溶性的，因此可以使用稀释溶液。含有碳原子和羟基的脂质优选作为用于清洁和/或再生CZTS合金的最佳脂质。

作为甘油的替代物，使用溶解在热水中的长链醇(十六烷醇和十八烷醇)可以实现CZTS合金的清洁和/或再生的一些益处。然而，对于CZTS合金，甘油优于所有其他已知的清洁和/或再生物质。

捕获的污染物诸如汞可溶于单纯脂质中。因此，可以在清洁和/或再生站410中喷洒含有污染物的饱和CZTS合金，以从CZTS合金中提取和分离污染物。在从CZTS合金中分离含有可溶性污染物的单纯脂质后，蒸汽冲洗和/或热水冲洗完成CZTS合金的再生工艺。冲洗可以是加压冲洗或重力流动冲洗。该工艺完全清洁所有污染物的CZTS合金并使其再生到原始状态，使得它可以通过返回口414返回到流化床152。

根据该工艺，单纯脂质被加热至85摄氏度(℃)至110摄氏度(℃)之间的最佳温度。然后加热的单纯脂质被喷洒在饱和的CZTS合金上。基于接触时间，将单纯脂质加热至高于环境温度5摄氏度(℃)的最低有效温度和140摄氏度(℃)的最高有效温度会对CZTS合金的清洁和/或再生起作用。

使用单纯脂质从CZTS合金中分离污染物的替代工艺是使用真空干燥器，因为汞可以被蒸馏和挥发，该替代工艺可以整合到清洁和/或再生站410中。污染物在真空干燥器中挥发后，污染物可以被捕获在过滤器和/或洗涤器中。当稀释的单纯脂质饱和时，洗涤器和过滤器特别有效。

在通过正常工业工艺将污染物从单纯脂质中分离的过程中，已经从CZTS合金分离的受污染的单纯脂质可以在从污染物处理口412排放之后再循环。在分离污染物之后，可以燃烧废弃的单纯脂质，同时分别收集污染物以便再循环回工业用途和/或适当地处置。如果由于在清洁和/或再生工艺过程中的处理使得任何CZTS合金已经失效，则批量再填充站413将向流化床152中补充适当体积的CZTS合金。

当流化床152填充有包括CZTS混合物吸附剂的反应性材料164时，则吸附剂再循环子系统402用于维持碳基吸附剂的最佳工艺条件。吸附剂排放口415允许将吸附剂转移到吸附剂再循环站416中。子系统402中的吸附剂再循环站416包括一种或多种化学试剂，这些化学试剂作为清洁和再生工艺的一部分将污染物与碳基吸附剂分离。作为非限制性示例，吸附剂再循环站416中使用的化学试剂可以是溶剂，诸如甲基乙基酮、二氯甲烷和/或甲醇。废弃和/或耗尽的碳基吸附剂可以通过吸附剂处理站417处理。从排放物中去除的排放污染物可以通过污染物处理口418再循环回到各种工业中。批量再填充站419提供替换在从排放物中去除污染物期间已经去除和/或失效的吸附剂的碳基吸附剂的补充供应。碳基吸附剂返回口420完成闭环回到流化床152中。

CZTS混合物的清洁和/或再生可以使用单纯脂质诸如甘油来完成。含磷的脂质也不起作用，因为磷本身基本上是污染物。低pH值的脂质可以导致CZTS混合物分解并释放出硫化氢(H₂S)，使吸附剂缺乏硫。因此，需要另外的再生步骤以有效地使用低pH脂质。测试确定了最小的最佳pH范围为6.49至7.73，以避免CZTS混合物的酸性降解。测试进一步确定最大pH限于9.05以避免CZTS混合物的碱降解。糖脂是优选的，因为它们的相对粘度较低，因此更容易最大程度地与吸附剂接触，并且在清洁和/或再生工艺完成后更容易从吸附剂中去除/分离，特别是当施加热量时。糖脂也是水溶性的，因此可以使用稀释溶液。含有碳原子和羟基的脂质优选作为用于清洁和/或再生CZTS混合物的最佳脂质。

作为甘油的替代物，使用溶解在热水中的长链醇(十六烷醇和十八烷醇)可以实现CZTS混合物的清洁和/或再生的一些益处。然而，对于CZTS混合物，甘油优于所有其他已知的清洁和/或再生物质。

捕获的污染物诸如汞可溶于单纯脂质中。因此，可以在清洁和/或再生站416中喷洒含有污染物的饱和CZTS混合物，以从CZTS混合物中提取和分离污染物。在从CZTS混合物中分离含有可溶性污染物的单纯脂质后，蒸汽冲洗和/或热水冲洗完成CZTS混合物的再生工艺。冲洗可以是加压冲洗或重力流动冲洗。该工艺完全清洁所有污染物的CZTS混合物并使其再生到原始状态，使得它可以通过返回口420返回到流化床152。

根据该工艺，单纯脂质被加热至85摄氏度(℃)至110摄氏度(℃)之间的最佳温度。然后加热的单纯脂质被喷洒在饱和的CZTS混合物上。基于接触时间，将单纯脂质加热至高于环境温度5摄氏度(℃)的最低有效温度和140摄氏度(℃)的最高有效温度会对CZTS混合物的清洁和/或再生起作用。

使用单纯脂质从CZTS混合物中分离污染物的替代工艺是使用真空干燥器，因为汞可以被蒸馏和挥发，该替代工艺可以整合到清洁和/或再生站416中。污染物在真空干燥器中挥发后，污染物可以被捕获在过滤器和/或洗涤器中。当稀释的单纯脂质饱和时，洗涤器和过滤器特别有效。涂覆有CZTS的粒状铁氧化物作为混合物对于从受污染的排放物提取磷酸盐是特别有效的，并且将在真空干燥器重挥发。

在通过正常工业工艺将污染物从单纯脂质中分离的过程中，已经从CZTS混合物分离的受污染的单纯脂质可以在从污染物处理口418排放之后再循环。在分离污染物之后，可以燃烧废弃的单纯脂质，同时分别收集污染物以便再循环回工业用途和/或适当地处置。如果由于在清洁和/或再生工艺过程中的处理使得任何CZTS混合物已经失效，则批量再填充站419将向流化床152中补充适当体积的CZTS混合物。

根据本公开的一个示例性实施例，并且如图33所示，流化床152可以是具有配置用于一种或多种吸附剂的一个或多个吸附剂再循环子系统400、401、402的单个单元。根据另一示例性实施例(未示出)，多个流化床152可以彼此串联配置，其中每个流化床152配置用于一个或多个吸附剂再循环子系统400、401、402。根据另一示例性实施例(未示出)，多个流化床152可以彼此并联配置，其中每个流化床152配置用于一个或多个吸附剂再循环子系统400、401、402。

监测传感器421、422、423、424仅是可以应用于排放物控制系统的测量设备的一些非穷举示例。本领域技术人员将理解，可能存在许多另外类型的监测传感器，其位于排放物控制系统的许多其他站中，这些站在所示实施例中未示出。用于气态污染排放物的特定监测传感器可以与用于非气态污染排放物的特定监测传感器不同。类似地，一种类型的污染物所需的监测传感器可能与另一种污染物所需的监测传感器不同。

根据本公开的另一方面，公开了一种用于从排放物中去除污染物的排放物控制方法。如图33所示的方法包括以下步骤：将排放物引导到包括反向文丘里管形状的流化床装置152的处理系统中，该流化床装置包含一种或多种吸附剂，该吸附剂与排放物中携带的污染物化学结合；和在污染物结合到吸附剂之后引导排放物离开反向文丘里管形状的流化床装置152。根据该方法，吸附剂选自包括以下材料的组：铜锌锡硫(CZTS)吸附剂、铜锌锡硫(CZTS)合金吸附剂和CZTS混合物吸附剂。该方法还包括以下步骤：将吸附剂引导通过一个或多个吸附剂再循环子系统400、401、402，用于进行清洁和再生。该步骤包括：从引导通过吸附剂再循环子系统400、401、402的吸附剂中分离废弃和耗尽的吸附剂，处理废弃和耗尽的吸附剂，从引导通过吸附剂再循环子系统400、401、402的吸附剂中分离污染物，处理或再循环污染物，并将再循环的吸附剂返回到反向文丘里管形状的流化床装置152。可选地，该方法可以包括以下步骤：将新吸附剂引导至反向文丘里管形状的流化床装置152以替换废弃和耗尽的吸附剂。

在反向文丘里管形状的流化床装置152包括多个吸附剂再循环子系统400、401、402的实施例中，该方法还可以包括以下步骤：保持反向文丘里管形状的流化床装置152中不同的吸附剂彼此分离，用一个或多个监测传感器421、422、423、424检测反向文丘里管形状的流化床装置的至少一个工艺参数，基于监测传感器421、422、423、424检测的至少一个工艺参数引导排放物通过一个或多个不同的吸附剂，然后引导不同的吸附剂通过专用于处理特定类型的吸附剂的不同的吸附剂再循环子系统400、401、402。例如，在所示实施例中，引导铜锌锡硫(CZTS)吸附剂通过第一吸附剂再循环子系统400，引导铜锌锡硫(CZTS)合金吸附剂通过第二吸附剂再循环子系统401，以及引导铜锌硒硫(CZTS)混合物吸附剂通过第三吸附剂再循环子系统402。

应当理解，尽管本文以特定顺序描述和说明了方法的步骤，但是在不脱离本公开的范围的情况下，可以以不同的顺序执行步骤，除非另外指出步骤的顺序。同样地，应当理解，可以在不包括上述所有步骤或者添加未讨论的中间步骤的情况下执行本文描述和说明的方法，所有这些都不脱离本公开的范围。

鉴于以上教导，本公开的许多修改和变化是可能的，并且可以在所附权利要求的范围内以不同于具体描述的方式实施。这些上述应该被解释为涵盖本发明的新颖性发挥其效用的任何组合。在所述装置权利要求中使用“所述”一词指的是一种前提，其是一种积极的叙述，意图包括在权利要求的覆盖范围内，而“该”字在一词之前并不意味着包括在权利要求的覆盖范围内。

Claims (23)

1.一种排放物控制系统，其包括用于从排放物中去除污染物的流化床装置，所述流化床装置包括：

形状为反向文丘里管的壳体，所述壳体包括用于以预定的入口流量接收所述排放物的入口部分，用于以预定的出口流量排出所述排放物的出口部分，以及设置在所述壳体的所述入口部分和所述出口部分之间、用于捕集所述排放物中的所述污染物的扩大部分；

所述壳体的所述入口部分、所述出口部分和所述扩大部分布置成彼此流体连通；

设置在所述壳体的所述扩大部分内的大量的反应性材料；

所述大量的反应性材料具有设置成与所述排放物接触的反应性外表面；

所述大量的反应性材料包括至少一种吸附剂；和

设置成与所述壳体流体连通的至少一个吸附剂再循环子系统，所述吸附剂再循环子系统经由至少一个吸附剂排放口从所述壳体接收受污染的吸附剂，并经由至少一个吸附剂返回口将清洁的吸附剂返回到所述壳体；

其中，所述至少一个吸附剂再循环子系统包括真空干燥器，以从所述至少一种吸附剂中分离所述污染物或者所述至少一个吸附剂再循环子系统包括至少一种单纯脂质。

2.根据权利要求1所述的排放物控制系统，其中，所述至少一个吸附剂再循环子系统位于所述流化床装置的所述壳体的内部。

3.根据权利要求1所述的排放物控制系统，其中，所述至少一个吸附剂再循环子系统位于所述流化床装置的所述壳体的外部。

4.根据权利要求1所述的排放物控制系统，其中，所述至少一种单纯脂质是甘油。

5.根据权利要求1所述的排放物控制系统，其中，所述至少一种单纯脂质是甘油、糖脂、或含有碳原子和羟基的脂质，并具有6.49至7.73范围的pH值。

6.根据权利要求1所述的排放物控制系统，其中，所述至少一种单纯脂质是甘油、糖脂、或含有碳原子和羟基的脂质，并具有9.05或更低的pH值。

7.根据权利要求1所述的排放物控制系统，其中，所述至少一个吸附剂再循环子系统配置成将所述至少一种单纯脂质加热至至少85摄氏度且不高于110摄氏度的温度。

8.根据权利要求1所述的排放物控制系统，其中，所述至少一个吸附剂再循环子系统配置成将所述至少一种单纯脂质加热至高于环境温度至少5摄氏度且不高于140摄氏度的温度。

9.根据权利要求1所述的排放物控制系统，其中，所述至少一个吸附剂再循环子系统配置成从所述至少一种单纯脂质中分离所述至少一种吸附剂，并且包括蒸汽或加热的水，其用于在所述至少一种吸附剂与所述至少一种单纯脂质分离之后冲洗所述至少一种吸附剂。

10.根据权利要求9所述的排放物控制系统，其中，所述至少一个吸附剂再循环子系统配置成将所述蒸汽或水加热到至少65摄氏度且不高于85摄氏度的温度。

11.根据权利要求9所述的排放物控制系统，其中，所述至少一个吸附剂再循环子系统配置成将所述蒸汽或水加热到高于环境温度至少5摄氏度且不高于98摄氏度的温度。

12.根据权利要求1所述的排放物控制系统，其中，所述至少一个吸附剂再循环子系统包括清洁和再生站、吸附剂处理站、污染物处理站、以及向所述至少一个吸附剂返回口供应新的吸附剂以替换废弃和耗尽的吸附剂的批量再填充站。

13.根据权利要求1所述的排放物控制系统，其中，所述至少一个吸附剂再循环子系统配置成处理铜锌锡硫（CZTS）吸附剂。

14.根据权利要求1所述的排放物控制系统，其中，所述至少一个吸附剂再循环子系统配置成处理铜锌锡硫（CZTS）合金吸附剂。

15.根据权利要求1所述的排放物控制系统，其中，所述至少一个吸附剂再循环子系统配置成处理铜锌锡硫（CZTS）混合物吸附剂。

16.根据权利要求15所述的排放物控制系统，其中，所述至少一种铜锌锡硫（CZTS）混合物吸附剂是涂覆有铜锌锡硫（CZTS）的粒状铁氧化物或涂覆有铜锌锡硫（CZTS）的碳基吸附剂。

17.根据权利要求1所述的排放物控制系统，其中，所述至少一个吸附剂再循环子系统包括：

第一吸附剂再循环子系统，其在第一吸附剂再循环子系统位置处与所述流化床装置的所述壳体流体连通地连接，其中，所述第一吸附剂再循环子系统专用于处理铜锌锡硫（CZTS）吸附剂；

第二吸附剂再循环子系统，其在第二吸附剂再循环子系统位置处与所述流化床装置的所述壳体流体连通地连接，其中，所述第二吸附剂再循环子系统专用于处理铜锌锡硫（CZTS）合金吸附剂；和

第三吸附剂再循环子系统，其在第三吸附剂再循环子系统位置处与所述流化床装置的所述壳体流体连通地连接，其中，所述第三吸附剂再循环子系统专用于处理铜锌锡硫（CZTS）混合物吸附剂。

18.根据权利要求1所述的排放物控制系统，其中，所述至少一个吸附剂再循环子系统包括至少一种单纯脂质，其与铜锌锡硫（CZTS）吸附剂、铜锌锡硫（CZTS）合金吸附剂和铜锌锡硫（CZTS）混合物吸附剂中的所述至少一种吸附剂化学和机械地相互作用，以将所述污染物与所述至少一种吸附剂分离。

19.一种用于从排放物中去除污染物的排放物控制方法，包括以下步骤：

将所述排放物引导到包括反向文丘里管形状的流化床装置的处理系统中，所述流化床装置包含至少一种吸附剂，所述吸附剂与所述排放物中携带的污染物化学结合；

引导所述排放物离开所述反向文丘里管形状的流化床装置；

从一组材料中选择至少一种吸附剂，所述一组材料包括铜锌锡硫（CZTS）吸附剂，铜锌锡硫（CZTS）合金吸附剂和铜锌锡硫（CZTS）混合物吸附剂中的至少一种；

引导所述至少一种吸附剂通过至少一个吸附剂再循环子系统，用于化学地和机械地清洁和再生；和

在所述至少一个吸附剂再循环子系统中提供至少一种单纯脂质或真空干燥器，以将污染物与至少一种吸附剂分离。

20.根据权利要求19所述的排放物控制方法，还包括以下步骤：

从引导通过所述至少一个吸附剂再循环子系统的吸附剂中分离废弃和耗尽的吸附剂，并处理所述废弃和耗尽的吸附剂；

从引导通过所述至少一个吸附剂再循环子系统的吸附剂中分离污染物，并处理或再循环所述污染物；和

将清洁和再生的吸附剂返回到所述反向文丘里管形状的流化床装置。

21.根据权利要求20所述的排放物控制方法，其中，所述至少一个吸附剂再循环子系统包括：

第一吸附剂再循环子系统，专用于处理铜锌锡硫（CZTS）吸附剂；

第二吸附剂再循环子系统，专用于处理铜锌锡硫（CZTS）合金吸附剂；和

第三吸附剂再循环子系统，专用于处理铜锌锡硫（CZTS）混合物吸附剂。

22.根据权利要求21所述的排放物控制方法，还包括以下步骤：

保持所述反向文丘里管形状的流化床装置中不同的吸附剂彼此分离；

用至少一个监测传感器检测所述反向文丘里管形状的流化床装置的至少一个工艺参数；

基于由所述至少一个监测传感器检测的所述至少一个工艺参数，引导所述排放物通过一个或多个不同的吸附剂；

引导铜锌锡硫（CZTS）吸附剂通过所述第一吸附剂再循环子系统；

引导铜锌锡硫（CZTS）合金吸附剂通过所述第二吸附剂再循环子系统；和

引导铜锌锡硫（CZTS）混合物吸附剂通过所述第三吸附剂再循环子系统。

23.根据权利要求21所述的排放物控制方法，还包括以下步骤：

在将经清洁和经再生的吸附剂返回到所述反向文丘里管形状的流化床装置之前，用蒸汽或加热的水冲洗所述至少一种吸附剂。

Images