CN1772340B - 一种基于吸附剂-聚合物复合材料的烟道气处理技术 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一个从工业烟道气中清除空气污染物如氧化硫，氧化氮，汞蒸汽，和微尘颗粒的过程。该过程基于一个微孔状的吸附剂-氟聚合物复合材料。该复合材料把氧化硫转化为酸液并把酸液自动排斥到复合材料的外表面。因而该过程不需要一个复杂的材料再生过程。片状复合材料被制成模块，由模块制成复合材料吸附剂室。在复合材料吸附剂室内，该复合材料把氧化硫转化为较高浓度的硫酸，从而把氧化硫从烟道气中除掉。该材料以化学吸附的方法把汞蒸汽吸附在其机体内，同时还以表面过滤的方法清除微尘颗粒。从氧化硫转换成的硫酸被排斥到材料的外表面，并从其外表面连同微尘颗粒滴流到一个酸收集器中。

Description

一种基于吸附剂-聚合物复合材料的烟道气处理技术

技术领域

该发明用于工业废气中二氧化硫，三氧化硫，氧化氮，汞蒸汽，及微粉尘的清除。比如说，火力发电厂的烟道气处理。

背景技术

燃煤火电厂，城市垃圾焚烧场，及炼油厂每天都释放大量的烟道气。烟道气含有各种各样的空气污染物，如：氧化硫(SO₂和SO₃)，氧化氮(NO和NO₂)，汞(Hg)蒸汽，及粉尘(PM)。在美国或中国，每年由于燃煤产生的SO₂多达二百七十万吨，汞蒸汽多达四十五吨。

燃煤产生的污染物对人体健康及生态环境产生的危害很早就被公众所知。比如说氧化硫和氧化氮在所影响的地区会引起呼吸道疾病的暴发。它们也是引起酸雨的原因。而酸雨对森林，水产及建筑都起极大的破坏作用。汞则是一个对脑神经有极大伤害的化合物。汞蒸汽的吸入会伤害脑神经细胞，脊椎和其它关键器官。汞对胚胎和小孩的成长危害更是突出。人们对粉尘的注意较少。然而，很微小的粉尘颗粒，特别是那些小于2.5微米的粉尘颗粒(PM2.5)，对人体健康的危害极大。PM2.5一般含有许多有害的化学物质，比如硫酸盐，硝酸盐，重金属等等。PM2.5已被证明会引起心肌梗塞和肺病，在美国每年有几千人死于PM2.5所引起的疾病。

通常的工业烟道气污染处理技术只能消除单个的污染物。比如说，最常用的脱硫技术(FGD，或SO₂清除技术)是基于石灰石的干法或湿法洗脱器。该洗脱器用碱性的石灰石来中和及清除酸性的氧化硫。而最常用的脱氮技术是选择性催化还原方法(SCR)，该技术用氨水或尿素把氧化氮在催化剂作用下转换成氮气，氧气和水。这些技术一般都相当复杂和昂贵。

美国第6,132,692号专利是一个关于同时清除多种污染物(PM，Hg，NO_x，SO₂)的技术。在该技术中，由一个电弧反应器把Hg，NO_x和SO₂分别转换成HgO和更高氧化态的氧化硫和氧化氮，再由一个湿法静电聚尘器把氧化硫和氧化氮转换成硫酸和硝酸并收集起来。这些收集到的污染物从湿法静电聚尘器中引出，然后作进一步的处理。然而，在这技术中，二氧化硫和氧化氮的清除率较低，该技术成本昂贵，耗能大，而且收集到的酸溶液可能必须当作液体污染物来处理。

基于活性碳吸附的烟道气净化技术受到广泛研究，也有一些商业应用成功的例子。该技术有可能同时清除氧化硫和汞蒸汽。美国第3,486,852号专利讨论的是一个基于活性碳吸附的工业废气中二氧化硫清除技术。该吸附装置由一个吸附区，二个再生区，及一个干燥区组成。从再生区出来的液体(稀硫酸)可以用碱性物中和，或用酸浓缩机浓缩。美国第4,164,555号专利讨论的是一个用活性煤焦吸附清除烟道气中二氧化硫的系统。活性煤焦被二氧化硫饱和后，由一个相关联的脱附装置再生。在再生过程中，煤粉和帮助燃烧的空气加入脱附装置中。再生过程会产生二氧化硫，二氧化碳，并消耗掉一部分煤焦。由此产生的二氧化硫可以输送到硫酸制造厂作为原料。

所有基于活性碳的脱硫技术都需要有一个再生步骤，因为活性碳会被二氧化硫或由二氧化硫转换成的三氧化硫和硫酸所饱和。活性碳再生过程的缺点是：1.消耗活性碳，2.产生二次污染，如低浓度的硫酸溶液，3.使得整个脱硫装置变得复杂和昂贵。

综上所述，对烟道气处理，亟需提供一个简单，低费用，并能同时清除多种污染物(如SO_x，Hg和PM2.5)的技术。该技术最好是制作和操作简单，不产生二次污染物，并能产生有用副产品。更明确地说，就是一个基于简单过程(活性碳吸附过程)，但又不需要再生步骤的技术。

发明内容

本发明简述：本发明提供了一个从工业烟道气，例如燃煤火电厂烟道气中，清除多种污染物的技术。烟道气在通过废气管道时通过一系列的热交换器，包括直接的喷水降温，把高温的烟道气降至100℃以下。冷缺后的烟道气经过一个吸附剂-聚合物复合吸附材料(SPC)室，在SPC室中，污染物如SO_x，汞蒸汽及PM2.5被清除。处理后的烟道气从烟囱中排到大气中。

本发明的具体内容如下：其一，本发明提供了一个SPC室，该室能清除烟道气中的SO₂和SO₃，而并不需要一个复杂的材料再生过程。烟道气中的SO_x在SPC材料上被转化为硫酸溶液，该溶液自动地被排到SPC材料的外表面，在SPC材料外表面，硫酸溶液在重力作用下滴到一个收集池，被作为有用产品收集起来。这些收集起来的硫酸溶液具有较高的浓度(10-60％)，因而无需太多的处理就可以转化为市场上可销售的工业原料。

其二，本发明提供了一个复合材料SPC室，该室能把汞蒸汽(元素汞或氧化态汞)从烟道气中用化学吸附的方法吸附在SPC材料内，从而清除烟道气中的汞蒸汽。被吸附的汞蒸汽被以化学键合形态吸附在材料中，从而使之无法渗透到材料之外。该SPC材料有着很大的汞吸附量，所以SPC材料可以连续使用相当长的时间而不会被烟道气中的汞饱和。通过定量设计，SPC材料的使用寿命可长达10年以上。

其三，本发明提供了一个复合材料SPC室，该室以表面过滤的方法把烟道气中的微米级尘粒(PM2.5)捕获在其表面上。而SPC外表面可附有或不附有一层或多层多孔聚四氟乙烯膜。吸附在表面上的尘粒会被表面下滴的硫酸溶液带离表面(该硫酸溶液由烟道气的SO₂转换而成，转换成的硫酸被SPC内部的特性结构排斥到SPC外表面，在其外表面聚并成为大液滴，然后在重力作用下滴流到SPC材料的底端)。

总之，本发明的主要目的是提供一个基于吸附剂的方法和设施来清除工业烟道气中的多种污染物，如SO_x，汞蒸汽和PM2.5，以达到工业烟道气的排放标准。同时因为消除了复杂和昂贵的吸附剂再生过程并产生可销售的硫酸，清除烟道气污染物的费用得以大大降低。

本发明的一个具体目标是提供一个从工业烟道气把SO_x转换成硫酸溶液并收集其硫酸作为可售产品的方法和设施。所用的吸附剂材料和设施可设计制造成为无需再生步骤，既不用高温脱附，也不用清水洗脱，而整个过程产生高溶度(10-60％的重量)的硫酸溶液。

本发明的另一个具体目标是提供一个方法和设施来清除工业烟道气中的汞蒸汽，汞蒸汽由于化学键合而被固定在吸附剂的基体之中。

本发明的再一个具体目标是提供一个方法和设施来清除工业烟道气中的微米级尘粒(PM2.5)。该发明用表面过滤的方法把PM2.5捕获在多孔聚四氟乙烯膜(或SPC材料)的表面上。被捕获的粉尘被下滴的硫酸溶液带离膜表面，因而不需要一个独立的去沉积粉尘的过程。

本发明的这些目标由以下详述，图例，加以详细的说明。

附图说明

图1，本发明所用吸附剂-聚合物复合材料(SPC)的微观结构示意图。该图中的团块表示吸附剂，线条表示由聚合物拉成的细丝。

图2，本发明所用SPC材料的电子显微镜图，放大倍数为5,000倍。

图3，用SPC材料清除SO₂和Hg的过程示意图。

图4，把具有微孔的氟聚合物膜层压在SPC材料外表面的过程示意图。

图5，用氟聚合物膜层压过的SPC材料清除PM2.5的过程示意图。

图6，SPC材料模块的示意图。

图7A，复合材料SPC室的示意图。

图7B，SPC室中一个SPC材料模块的放大示意图

图8，本发明所述的烟道气污染清除过程示意图

图9，用SPC材料清除SO₂的九天试验结果。

图10，在SO₂清除试验过程中的SPC外表相片，其中液滴为硫酸溶液，垂直线条是硫酸液滴在重力作用下下滴的轨迹。

图11，用SPC材料清除模拟烟道气中的汞蒸汽试验结果。

图12，本专利申请的“案例”所用样品室的示意图。

图13，在“案例6和7”中所述SO₂清除率与清除时间关系的结果图示。

图14，在“案例8”中所述SO₂清除率与清除时间关系的结果图示。

图15，在“案例8”中所述汞蒸汽清除率与清除时间关系的结果图示。

图16，在“案例9”中所述汞蒸汽清除率与清除时间关系的结果图示。

图17，在“案例10”中所述SO₂清除率与清除时间关系的结果图示。

图18，在“案例11”中所述SO₂清除率与清除时间关系的结果图示。

图19，在“案例12”中所述SO₂清除率与清除时间关系的结果图示。

图20，在“案例13”中所述SO₂清除率与清除时间关系的结果图示。

图21，在“案例14”中所述汞蒸汽清除率与清除时间关系的结果图示。

具体实施方式

本发明的详细描述：本发明包括一个用吸附剂-聚合物复合材料(SPC)来同时清除烟道气中氧化硫，汞蒸汽，和微粉尘的过程。本发明包括SPC材料本身。本发明的过程把氧化硫转化为硫酸溶液，该溶液硫酸具有较高硫酸浓度，可以作为可售产品。本发明的过程用化学吸附的方法把汞分子固定在材料内部，并用表面过滤方法把微尘颗粒捕获在SPC外表上的多孔聚四氟乙烯膜层上面。

SO_x清除：吸附材料，特别是活性碳，已被证明是一种可行的烟道气氧化硫清除材料。在一般的基于吸附材料的脱硫过程中，烟道气被引进并通过吸附剂床，在那里，氧化硫分子被吸附在吸附剂表面。当二氧化硫被吸附之后，被催化成三氧化硫并在烟道气中水蒸汽的存在下进一步转化为硫酸(H₂SO₄)。被转化成的硫酸停留在吸附剂微孔表面上，其总的化学反应为：

SO₂+1/2O₂+H₂O→H₂SO₄

在以上反应中，氧气(O₂)和水蒸气(H₂O)都从烟道气中而来，吸附剂在此既起吸附作用又起催化作用。

表面上看来基于吸附剂的脱硫过程既简单又有效。然而，在吸附剂的再生过程中存在着许多问题。当吸附剂表面(催化活性位)被硫酸覆盖以后，其二氧化硫的催化作用就逐渐消失了。因而必须作周期性的吸附剂再生处理来保持吸附剂的催化功能。两个最常用的再生方法是高温脱附和清水洗脱。但是，这个两种过程都相当复杂，耗能，并产生二次污染。比如说，清水洗涤会产生大量的低浓度硫酸溶液(低于7％)。大量的稀酸溶液很难贮藏，运输，销售。许多情况下它成为必须处理的废水。

我们发现，当吸附剂做成吸附剂-氟聚合物复合材料(SPC)时，该材料不会被硫酸溶液所饱和。具体地说就是，那些被转换成的硫酸具有较高的浓度，它们会被SPC的材料结构排斥到SPC的外表面，从而很容易地收集成为有用产品。我们把这种酸溶液的排斥现象称之为“反海绵”现象，因为这个过程刚好同海绵吸水作用相反，当海绵外表碰到水时，它会把水吸入它的材料结构内部，而SPC材料则把其结构内部的液体排斥到其外表面来。

在以下的阐述中，我们用SO₂和活性碳．氟聚合材料(CPC)作为例子来说明“反海绵”现象以及它在氧化硫清除中的应用。

在本发明的这个具体示例中，SPC材料中的吸附剂是指活性碳而聚合材料是指氟聚合物(例如聚四氟乙烯，也叫PTFE)。PTFE材料，如杜邦公司生产的是一种化学性很不活泼的材料。把活性碳和PTFE组合成复合材料，该活性碳不但保持了原有的物理/化学性质，同时也取得了干净及排水性等性质。另外，将活性碳和PTFE组合成复合材料，活性碳将会变得容易处理应用。

除了化学惰性，氟聚合物的材料结构也非常独特。当氟聚合物被做成片状或块状时，它可以在一定温度下被拉伸至原来尺寸的千倍之多。被拉伸后，氟聚合物变成微孔材料，其微孔由聚合物的微小团块和微丝组成。当活性碳(或其它吸附剂材料)与氟聚合物被做成复合材料时，其复合材料也可以被拉伸成微孔状。在这种情况下，聚合物的团块多少被碳颗粒取代。由示意图1所示，活性碳[12]和PTFE微丝[11]组成微孔结构。显微镜相片，如示意图2所示，显示了活性碳．氟聚合物复合材料(CPC)的微孔结构。

由于CPC材料是一种微孔(或微毛细管状)材料，并且PTFE有着很强的拒水性，液态水不能存在于该材料的结构之中。毛细管力会将该材料结构之中的水排斥到CPC材料的外表上去。这种现象刚好与海绵作用相反，海绵在其外表面接触水以后，会将水吸入自己的材料结构之中。用二氧化硫为例，如示意图3所示，当烟道气被引入到CPC材料[34]以后，二氧化硫分子[31]会连同氧分子[32]和水分子[29]被吸附在活性碳颗粒上。这些被吸附的分子会在碳表面[36]被转换成硫酸分子[35]。同时汞分子[33]也被化学吸附在碳材料上[30]。被转换成的硫酸分子[35]，不管是单质状态还是水溶液状态，都将会渗透到与碳粒相连的PTFE聚合物微丝的网状结构[39]中去。这些网状结构组成许许多多类似毛细管的小通道。PTFE具有很小的表面能(氟聚合物具有人造材料中最小的表面能)，它对许多无机液体是不润湿的，当酸液渗透到这些“毛细管”中去的时候，其状态不稳定，会被毛细管力排斥到CPC材料的外表[35]。因而，那些被转换成的酸液会连续地从碳颗粒上引开，从而使得碳颗粒不被酸液所饱和。

示意图9显示了用CPC材料从模拟烟道气中清除二氧化硫的试验结果。在这个试验中，烟道气流量是150sccm(每分钟标准立方厘米)，二氧化硫浓度为900ppmv(百万分之一的体积量)，二氧化碳浓度为6％体积，模拟烟道气有65％的相对湿度和67℃的温度，所用CPC样品有0.9克和50平方厘米外表面积。该样品粘贴在一个长方形吸附床的两侧壁面。模拟烟道气通过两CPC材料间隙，所以基本上该吸附床不造成压降。如示意图9所示，试验开始后第三天，二氧化硫的清除率平稳在97％左右(即仅有3％的二氧化硫没被清除)。虽然没有任何再生过程，CPC材料的二氧化硫的清除率在9天时间内一直保持在相对稳定的水平上，如示意图9所示。

在活性碳上产生的硫酸溶液被排斥到材料的外表面上，并在其外表面上聚并成大的液滴，当这些液滴变得足够大时，它们会在重力作用下沿着表面流下来，并由之把表面上的其它小液滴带走，从而产生一个新鲜的表面增强气固传质效果。液滴的形成和下滴现象显示在示意图10。这是一张在二氧化硫清除过程中拍摄的CPC材料外表相片。相片显示了CPC外表的液滴和液滴流下后呈现的轨迹。收集到的酸液分析表明，由于试验条件的不同，其硫酸含量在10％-60％(重量比)的范围内变化。在一般情况下，酸液的硫酸含量在35％-45％范围内。

汞蒸汽的清除：在本发明以前，活性碳粉末喷洒是烟道气汞蒸汽清除的最可行方法。在这一方法中，活性碳粉末被喷洒到烟道内，吸附烟道气中的汞蒸汽，然后连同煤灰飞尘一同被静电除尘器或过滤袋清除掉。这个过程会产生二次污染，因为收集起来的煤灰飞尘含有被汞污染的活性碳粉末。这些被汞污染的煤灰飞尘成为不可使用的废料且难以处理。除了二次污染问题，该技术对汞蒸汽的清除效率也不高。在活性碳喷洒过程，汞蒸汽通过一个物理吸附过程被清除掉，也就是说，汞分子被微弱的范德华力作用吸附在碳表面上。总的汞分子吸附量很微小，主要是由于汞的浓度在烟道气中很小(<1ppb，既十亿分之一体积)并且烟道气温度很高(150-300℃)。这二个条件都不利于物理吸附过程。因而，该技术中所需的活性碳和汞蒸汽的比值要求很大(大于20,000比1)。这使得该技术操作费用非常昂贵。

众所周知，一个化学改性的活性碳可以化学吸附的方法来吸附汞分子。比如，当活性碳用硫，硫化物或其它化合物改性后，汞蒸汽可以与活性碳上的这些化合物反应生成汞化合物，如HgS，从而取得汞清除的目的。对于化学吸附过程，吸附量与汞蒸汽浓度的关系不大，而且化学吸附量可以比相应的物理吸附量大几个数量级。吸附过程后的活性碳会含有汞的化合物，如化学不活泼的固态HgS，从而使得使用后的活性碳毒性比之物理吸附后的活性碳小许多，因为物理吸附后活性碳含有单质汞，它可能会被再次释放出来。

然而，用传统的方法很难用化学吸附法来清除烟道气中的汞。第一，假如化学改性后的活性碳喷洒到除尘器上端，此处温度(150-300℃)对化学吸附来说太高。化学吸附过程宜于发生在低温(低于100℃)和有一定湿度的条件。第二，假如由化学改性后的活性碳做成吸附床安装在除尘器的下端，在那儿烟道气可以降温和增加湿度。但活性碳将吸附氧化硫及其它酸性气体并将其转换成酸液。如前所说，这些酸液将会使活性碳饱和，从而需要一个活性碳再生过程(高温或水洗)将其中的酸液清除掉。而用再生过程，改性后的活性碳的化学性质会逐渐被破坏(比如分布在活性碳表面的化合物被改变或被去掉)。并且在活性碳再生过程中，原来被吸附在活性碳上的汞可能会被脱附出来，或进到气相或进到水液用，因而产生二次污染。

本发明中的CPC系统避免了上述的困难。第一，该系统在中等的温度(比如30-100℃)和中等的湿度(比如5-80％)条件下操作。这些条件正适合于改性后的活性碳对汞蒸汽的吸附，因而可以取得很高的汞清除率和汞清除量。第二，因为不需要活性碳的再生过程(高温脱附或水洗涤)，改性后的活性碳其化学特性将不会受到再生处理的干扰。

示意图11显示了用CPC材料来清除模拟烟道气中汞蒸汽的试验结果。在这个试验中，烟道气流量是150sccm，汞蒸汽浓度为5.23mg/m³，SO₂浓度为2200ppm，湿度为50％，温度为67℃。烟道气通过两片粘在样品室两壁上的CPC材料间隙。该CPC材料含有2wt％的单质硫和0.2wt％的碘化钾。每片材料的外表面积是4cm×7cm，重0.45克。从图中可以看出，很高的汞清除率(几乎100％)维持了开始的8天时间左右。计算表明，当汞清除率在90％的时候(在试验开始后9天左右)，有1.2wt％的汞被吸附在材料上。与物理吸附相比，这是非常大的汞吸附量。

PM2.5的清除：燃煤火电厂一般备有静电除尘器或过滤袋室来清除飞尘。然而，这些装置对微小尘粒，特别是直径小于2.5微米(PM2.5)尘粒的清除效果不佳。这些微小尘粒通常含有有害的化合物，比如硫酸盐，硝酸盐，及重金属，它们对人体健康带来很大的危害。

多孔状的PTFE膜是一种很好的微尘过滤材料。PTFE膜的微尘过滤原理基于表面过滤，就是微尘被捕获在膜的外表面，而不是在过滤材料的结构中间。多孔状的PTFE膜同时也有很好的脱尘性质，因为其表面能小，也因为尘粒只是附着在其表面。简单的液体洗涤(如酸溶液在其表面的下滴过程)，机械振荡，或气流冲击等都可以有效地把附着在膜表面的尘粒脱离下来。因为吸附剂-聚合物复合材料(SPC)的外表面本身具有多孔状的PTFE结构，其本身具有PM2.5清除能力。为了加强SPC材料的除微尘能力，其外表可以另外附上一层多孔状的PTFE膜。

由示意图4所示，多孔状的PTFE膜[41]被层附在CPC材料[43]的两个外表面，使得两个外表面都具有PM2.5的清除能力。在本发明的一个具体描述中，在烟道气的清除过程中，烟道气的流向与CPC片状材料相平行，如示意图5所示。因为扩散和碰击，微尘颗粒[52]与膜表面[51]相撞，然后被捕获在其膜表面[53]。该过滤过程更趋向于表面过滤过程，它没有像深度过滤过程那么高效。但是由于本发明的过程系统将有巨大的CPC外表面积，较低效率的表面过滤过程不会影响到整个CPC系统的PM2.5清除效率。

捕获在CPC外表面的微尘颗粒将被下滴的硫酸溶液带离CPC表面。因为对一个典型的火电厂来说，其硫酸溶液(假定50％的浓度)对PM2.5的重量之比非常大，在500-1000之间，CPC中材料将产生足够的硫酸溶液把其表面上的PM2.5冲洗下来。因而，该过程将不需要另外的灰尘脱离过程。这也将大大地简化整个烟道气清除过程。

SPC材料的制备：制备吸附剂-聚合物复合材料(SPC)，或由吸附剂填埋的氟聚合材料，从1975年起开始公布出来(如美国专利号4,096,227和3,962,153)。这些专利中的技术结合我们的发明综述如下：

本发明的吸附剂-聚合复合材料(SPC)的较佳选择是活性碳-聚四氟乙烯复合物。该复合物制作如下，粉状活性碳与PTFE乳胶液相拌。活性碳与活性碳-PTFE混合物的重量比是90％-20wt％，较佳的范围是80-60wt％。搅拌后的混合物被干燥后加以矿物油或水/酒精混合物作为润滑剂型成面团状，面团状物然后用通常的挤压机挤压成型。成型后，其内的润滑剂用加热干燥的方法除掉。干燥后的材料在一定温度下用延压机压成片状CPC材料。片状的CPC材料再在一定温度下拉伸使其产生微孔结构。在拉伸本发明的CPC材料时，其拉伸率为0.1到大于500％。通常情况下其拉伸率可以为0.1至500％，1至500％，5至500％或10至500％。另外虽然可以从两个方向拉伸SPC材料，一般来说从一个方向(纵向方向)拉伸SPC材料比较方便。在本发明的另外一个具体描述中，片状的CPC复合材料在其一边或双边层压上多孔状的PTFE膜。

在本发明的一个具体描述中，延压成的CPC片状材料不经任何拉伸也可使用。

除了聚四氟乙烯(PTFE)，其它的氟聚合材料也适用于本发明，它们包括(但并不只限于)：聚四氟乙烯丙烯(PTEP)，聚全氟丙烯酸脂(PPFA)，聚氟化乙二烯(PVOF)，聚四氟乙烯的三元共聚物，六氟丙烯和亚乙烯氟(THV)，聚三氟氯乙烯(PCFE)；及另外的氟单体/非氟单体的共聚物或三元共聚物。

本发明中SPC材料的SO_x或汞蒸汽的清除效率可以用化学改性的方法加以增强。为了增强SO_x的清除效率，该吸附剂材料可以用许多已知的可以促进吸附剂材料的SO_x转化效率的化合物进行处理。适合于所述吸附剂材料改性处理的化合物包括(但并不只限于)：碱金属碘盐(如：碘化钾，碘化钠，碘化銣和碘化镁，等等)或有机碘化合物(碘IR-780，等)，碘络合化合物(如六碘化铂等)；或这些化合物的任意组合。为了增强汞蒸汽的清除效率，该吸附剂材料可以用许多已知的可以促进吸附剂材料汞化学吸附的化合物进行处理。适合于所述吸附剂材料处理的化合物包括(但并不限于)：单质硫，硫酸，金属硫酸盐(如，硫酸铜，硫酸铁，硫酸镍)，碘化盐，氯化盐，溴化盐，氨，乙酸锌盐，或是这些化合物的任意组合。

吸附剂材料化学处理可以在该材料被制成SPC复合材料之前或之后。在本发明的一个较优的具体描述中，吸附剂材料化学改性处理可以在该材料被制成SPC复合材料之前。一般的化学改性处理方法，如液态浸渍，固态粉末混合，或高温弥散，都可以用来处理原始的吸附剂材料。当吸附剂材料被制成SPC复合材料或之后，可用真空渗透的方法来做改性处理。

系统描述：本发明的一个较佳的烟道气清除系统设计如示意图8所示。从燃烧炉出来的烟道气[81]通过热交换器降温后被引入静电除尘器或过滤室[82]之中，通过除尘器(室)之后，烟道气由喷水或热交换器的方法[83]被进一步降温。喷水方法同时也增加烟道气的湿度。通过喷水之后，烟道气被引入SPC吸附剂材料室[84]之中。在SPC材料室内，SO₂和SO₃被转换成硫酸溶液并被排斥到SPC材料外表面；同时汞分子被化学吸附在SPC材料内部；微小尘粒被捕获在SPC材料的外表或层压在SPC材料上的微孔状PTFE膜上。被排斥到SPC外表面的硫酸溶液将会在重力作用下流到酸收集池[85]内，并把附在材料上的微尘颗粒也带下来。最后被净化的烟道气从SPC材料室中出来，进到烟囱被排放到大气中[86]。

本发明的一个较佳的SPC材料室[84]设计如示意图7A和示意图7B所示。SPC材料室由一块块SPC材料模块[73]平行层叠而成(也即所有SPC片状材料在模块中都相互平行，并且也与其它模块中的所有SPC片状材料相互平行)。SPC材料模块[73]的较佳的设计如示意图6所示，片状SPC材料[62]被平行地固定在固体框架[61]上面，片与片之间的距离均相等。这个设计使得进入到SPC材料室中的烟道气能均匀地分布到每个SPC材料模块和每片SPC材料。当材料模块需要更换时这个设计也使得更换很容易进行。同时，该设计也使得产生的硫酸溶液很容易流入酸收集池内。固定框架[61]可以用耐硫酸溶液的材料制成。

必须指出，SPC材料室的其它设计安排也是可能的，比如说那些用在传统的吸附和催化过程的设计。其中之一是SPC材料的“袋室”设计。在这个设计中，SPC材料可以制成类似过滤袋的形式。并安排成同一般的过滤袋室一样的形式。在这一设计中，烟道气穿透通过SPC材料袋，其中的SO_x，汞和PM2.5被清除。不同的是，这个设计产生的压力降要比本发明的SPC材料室的设计高许多。但从另一方面看，袋状设计的烟道气污染物的清除效率会比较高。

另外一个可行的SPC材料安排设计是通常的填充吸附床系统。在这个设计中，SPC材料被制成颗粒状，柱状，或其它形状。这些形状的SPC材料用来填装到各种类型的容器中形成填充吸附床。这些吸附床的操作与所谓的“涓流床”操作过程相似。只不过SPC吸附床不需要通入外部的液流。这些吸附床的设计使得内部产生出来的硫酸溶液能够方便地取出来。这些吸附床之间的连接可以是垂直的，平行的，也可以是二者皆具。

除了上述的吸附材料填装设计方法之外，熟悉本行的人士都可以知道，还有许多其它的方法用来设计填装本发明中的SPC材料。

氧化硫气体，比如二氧化硫和三氧化硫，汞蒸汽及微尘颗粒可以同时用本发明的方法来清除，同时氧化氮(NO_x)气体，在连接上一个臭氧发生器的情况下，也可以用本发明的方法来清除。

NO_x的清除：臭氧是一种化学性质很活泼的氧分子形式(即O₃)。其氧化性很强，可以在通常周围环境下使许多化合物氧化。在室温条件下，臭氧与NO_x的主要反应如下：

NO_x+O₃→NO_(x+1)+O₂

在臭氧作用下NO转换成NO₂的气相反应是一个快反应(<0.1秒)。另外一些其他的反应也可以在气相中产生：

2NO+3O₃→N₂O₅+3O₂

NO₂+O₃→NO₃+O₂

这些生成的高阶氧化氮分子很容易与水反应变为硝酸，如：

N₂O₅+H2O→2HNO₃

有一个美国专利讲述用臭氧来把NO_x氧化成更高阶的氧化物来处理烟道气的技术(即美国专利5,316,373号)。在这个技术中，一个湿洗脱塔用来洗脱被臭氧氧化后的高阶氧化氮。然而，大量的低浓度硝酸溶液会产生出来，这是该技术的不足之处。

在本发明中，NO_x气体，当被臭氧氧化成更高次的氧化物之后，可以用类似于清除SO_x的方法用SPC材料来清除。那些高阶的氧化氮连同烟道气中水蒸气在SPC上被转换成硝酸溶液然后被排斥到SPC外表面上来。从而在这个过程中，NO_x和SO₂被同时转换成酸溶液，然后硫酸和硝酸的混合溶液被收集起来。

以下的案例将显示本发明所包含的部分(不是全部)具体内容，但它们并不意味着本专利只限于这些内容。

本专利申请所包括的内容足以使一个熟悉本行的人士不费太多的实验就可以实施本专利的所有具体内容。比如说，这里所描述的SPC材料用来清除烟道气中的多种污染物，但在有些情况下，只需要清除烟道通气中一种或二种污染物。熟悉本行的人士可以知道，本发明的SPC材料可以很容易地加以改造，使得它们有选择地清除烟道气中所希望清除掉的污染物。例如，通过选择吸附材料和用于化学改性处理的化合物，可以做到有选择地清除烟道气中的污染物。一个具体的例子是用化学改性处理的方法处理活性碳，使其汞蒸汽的清除效率增强，而使其二氧化硫的清除效率减弱。这样的话，其CPC材料可以有效地清除烟道气中的汞蒸汽，同时产生尽量少的硫酸溶液。

案例1-片状活性碳-聚四氟乙烯(PTFE)复合材料的制作：PTFE乳液：PTFE树脂的水乳液，如杜邦公司的PTFE DISPERSION35。PTFE颗粒的尺寸为0.05至0.5微米，乳液中的PTFE固体成份为35wt％。

活性碳：很细的活性碳粉，如MeadWestVaco公司的Nuchar RGC活性碳粉。碳颗粒的平均尺寸为40微米，其总孔容为1.1立方厘米/克，总表面积为1,600平方米/克。

活性碳粉先用去离子水湿润然后与PTFE乳液混合并在高速搅拌器内加以搅拌。活性碳和PTFE的重量比是70/30。在高速搅拌下，混合物开始凝聚。凝聚后的混合物加以脱水及在100℃下烘干。干燥后的混合物中加入润滑剂(如50/50的水和异丙醇，白节油，或煤油)使其成膏状。每克干混合物加1.1-1.4cc的润滑剂。膏状混合物然后挤压成柱状物。其间的润滑剂(这里用50/50的水和异丙醇)在120℃下烘焙4小时给蒸发掉。如用其它的润滑剂，其烘焙的时间及温度将相应变化(如视润滑剂的沸点而定)，对于这些熟悉本行的人士都容易理解。干燥后，柱状物混合物在延压机上用加热的滚筒延压成0.5毫米厚(或其它厚度)，10厘米宽的片状CPC材料。片状CPC材料可以切成所需的宽度(如4厘米)，最后片状的CPC材料可以在240-310℃温度下以2比1的拉伸度拉伸。拉伸在纵向方向，其拉伸后的长度为原来的2倍，而厚度及宽度基本上不变。

案例2-用单质硫处理过的CPC材料：活性碳粉(MeadWestVaco公司的Nuchar RGC碳粉)和单质硫粉(Aldrich公司，粉颗粒尺寸小于100mesh，纯化硫)以重量比98/2(碳/硫)混合并在干燥的情况下用高速搅拌器加以搅拌。搅拌后的混合物在120C下烘焙4小时。待冷却后，该碳-硫混合物作为制作片状CPC材料的吸附剂材料，其制作方法与实例1相同(也就是说，实例1中的活性碳材料由本例的活性碳-硫混合物所代替)。

案例3-含有碘离子的经化学处理的CPC材料：活性碳粉(MeadWestVaco公司的Nuchar RGC碳粉)用去离子水润湿(大约50％重量的水和50％重量的活性碳)，然后该活性碳倒入含有碘化合物的溶液之中形成糊状混合物。碘化合物如碘化钾或碘化钠均可。糊状混合物含有10-50wt％固体和90-50wt％的水。浸透到碳中的含碘化合物的重量是活性碳的0.2％。糊状混合物然后与PTFE乳液(如杜邦公司的PTFE DISPERSION35)以碳/PTFE重量为70/30比例相混合，并在高速搅拌器下加以搅拌。然后将其混合物按实例1的方法制成片状CPC材料。

含碘化合物可以是溶于水的碘盐，有机碘化合物，和含碘络合物等。同时不溶于水的碘化合物也可以用两个溶于水的化合物反应来浸渍到活性碳上去。作为例子，下面的反应可以将不溶于水的含碘化合物，PbI₂，浸渍到碳上去。

Pb(NO₃)₂+2KI→2KNO₃+PbI₂

在作浸渍时，溶于水的Pb(NO₃)₂先浸渍到活性碳上，也即活性碳用去离子水润湿，然后与Pb(NO₃)₂溶液相混合。混合物在100℃下干燥。然后浸渍了Pb(NO₃)₂的活性碳再用去离子水润湿，再与化学当量的KI溶液相混合。Pb(NO₃)₂和KI会在活性碳表面上反应，形成不容于水的PbI₂并持留在活性碳的微孔之中。浸渍了PbI₂的活性碳最后在温度100℃下烘干。

案例4-片状活性碳-PTFE复合材料的双重化学处理：活性碳粉(MeadWestVaco公司的Nuchar RGC碳粉)与单质硫粉(Aldrich公司，粉颗粒尺寸小于100mesh，纯化硫)以重量比(碳/硫)98/2在高速搅拌器内相混合。碳/硫比也可以在99.95/0.05与95/5之间。碳/硫混合物在120℃下加热4小时，然后该混合物用去离子水润湿并与含碘化合物溶液相混合。碳/含碘化合物的重量比为99.995/0.005与97/3之间。混合物成糊状，其固体重量含量为10-50wt％，水含量为90-50wt％。糊状物中碳/硫/含碘化合物的重量比为98/1.804/0.196。该糊状化合物然后和PTFE乳液(杜邦公司的PTFE DISPERSION35)以70/30的重量比(碳/PTFE)用高速搅拌加以混合，然后该材料用案例1所示的方法制成片状CPC材料。

案例5-用片状CPC复合材料清除烟道气污染物的试验：CPC材料对烟道气污染物(SO₂和Hg)的清除效率用一个实验室规模的气体清除系统来测试。在该测试中，两片CPC材料平行地粘贴在样品室的两壁上面，如示意图12所示。在二片材料中间留有8mm的间隙。每片CPC材料的一边粘贴在样品室的壁上，所以只有一边暴露在烟道气中。在实际应用中，片状CPC材料将平行地悬挂在模块结构中，材料的两边会同时都暴露在烟道气中，只有片状材料的边缘部分被很少地遮挡住。

在这样的测试安排中，样品室的压力降基本上是零。该样品室置于一个恒温箱内以保持测试温度不变。含有一定SO₂和Hg浓度及一定湿度，流量，温度的模拟烟道气被引入样品室内。当烟道气离开样品室后，其SO₂和Hg浓度由SO₂检测器和Hg检测器加以测量。一个典型的模拟烟道气含有900ppmv(或2,200ppmv)的SO₂，5.23mg/m³Hg，67℃温度和65％相对湿度，其余成份为空气。当模拟烟道气含有CO2和NO时，其浓度分别为6％(体积比)和500ppmv。这些模拟烟道气的参数基本上与实际烟道气相吻合，但其Hg的浓度要比实际烟道气高许多。烟道气污染物的清除率由以下公式定义：

清除率(％)＝[1-出气中污染物浓度/进气中污染物浓度]x100％

案例6-未经化学处理的CPC材料的SO₂清除试验：按案例1所制定的CPC材料以实例5所述方法安装在样品室之中。两片长7cm，宽4cm，厚0.5mm的材料粘贴在样品室的两壁上面。每片材料重0.45克。引入样品室的模拟烟道气含有900ppmSO₂，84％相对湿度，67℃温度，其气流量为150sccm。从样品室流出气体中的SO₂浓度由一个SO₂检测器检测，其结果由示意图13所示。由图所示，SO₂清除率从测试开始一直慢慢减低，然后在69-80小时趋于稳定。其稳定的SO₂清除率为70％左右。在测试过程中，从未经过CPC材料的任何再生过程。从SO₂转换过来的硫酸溶液被排斥到CPC外表面上，然后滴落到样品室中被收集起来。示意图10显示了一张在试验当中所摄的CPC样品外表面的相片，可以看出其外表面上无数的酸溶液液珠以及液珠滴流时留下的痕迹。收集到的硫酸溶液含有28％重量的硫酸。

案例7-经含碘化合物处理的CPC材料的SO₂清除试验：按案例3所制定的片状CPC材料，即用碘化钾(碘化钾，99％，Aldrich公司)处理活性碳材料，用案例5的方法粘贴在样品室的两壁，两片材料各长7cm，宽4cm，厚0.5mm。每片材料重0.45克。引入样品室的模拟烟道气含有900ppmSO₂，65％相对湿度，67℃温度，其气流量为150sccm。从样品室流出气体中的SO₂浓度由一个SO₂检测器检测，其结果由示意图13所示。由图所示，SO₂清除率从测试开始一直慢慢减低，然后在30-40小时左右趋于稳定。其稳定的SO₂清除率为95％左右。在测试过程中，从未经过CPC材料的任何再生过程。从SO₂转换而来的硫酸溶液被排斥到CPC外表面上，然后滴落到样品室中被收集起来。收集到的硫酸溶液中含有38％重量的硫酸。

案例8-经双重化合物处理的CPC材料的SO₂和Hg清除试验：按案例4制定的片状CPC材料，即其活性碳材料用碘化钾和单质硫作过改性处理，用案例5的方法粘贴在样品室的两壁，两片材料各长7cm，宽4cm，厚0.5mm。每片材料重0.45克。引入样品室的模拟烟道气含有900ppmSO₂，5.2mg/m³汞蒸汽，65％相对湿度，67℃温度，气流量为150sccm。本专利所指汞蒸汽均为单质汞蒸汽。从样品室流出气体中的SO₂和汞蒸汽浓度由SO₂检测器和Hg检测器检测，其结果由示意图14和15所示。由图所示，在8天的测试过程中，SO₂和Hg的清除率都非常高，SO₂清除率达到98％而汞清除率则达到100％。可以预计，如果测试再继续下去的话，SO₂的清除率还会保持很高的水平，而Hg的清除率会很快下降。在SO₂清除中，转化成的硫酸从CPC内排斥出来。与之不同的是，汞分子被吸附在CPC材料的活性碳孔隙之中，成为HgS，而这些HgS会慢慢地使活性碳的Hg吸附点饱和。快速的汞吸附饱和是由于试验中用了很高的汞蒸汽浓度。试验所得的Hg清除量足够使CPC材料在实际应用中能连续几年保持很高的清除率，因为在实际烟道气中，汞蒸汽的浓度非常低。

虽然试验中用了较高的汞蒸汽浓度，其清除试验结果对实际应用的参考作用是有效的。本专利所述技术基于汞的化学吸附过程，该过程对汞蒸汽的浓度是不敏感的。

案例9-含有及不含有SO₂的模拟烟道气的汞清除试验：按案例4制成的片状CPC材料，即其活性碳材料作过改性处理，用案例5的方法粘贴在样品室的两壁，两片材料各长7cm，宽4cm，厚0.5mm。每片材料重0.45克。进行了两个不同的试验，在第一个试验中，模拟烟道气含有5.2mg/m³汞蒸汽，65％相对湿度，67℃温度，150sccm气流量，不含任何SO₂成份。其汞蒸汽的清除率被测试下来。在第二个试验中，模拟烟道气与第一试验完全一样，只是多了300ppm的SO₂成份。其汞蒸汽的清除率被测试下来。两个试验结果如示意图16所示。从图中可以看出，不管模拟烟道气中有无SO₂成份，CPC材料的汞清除率基本上相同。

案例10-含有NO和CO₂的模拟烟道气的SO₂清除试验：按案例3制成的片状CPC材料，即其活性碳材料用碘化钾作过改性处理，用案例5的方法粘贴在样品室的两壁，两片材料各长7cm，宽4cm，厚0.5mm。每片材料重0.45克。首先模拟烟道气含有2200ppmSO₂，65％相对湿度，67℃温度，及150sccm气流量，烟道气被引进样品室。4天以后，当SO₂清除率稳定以后，500ppm的NO加入到模拟烟道气中。样品室出口烟道气的SO₂，由一个SO₂检测器检测，其结果如示意图17所示。从图中可以看出，加入NO后，SO₂清除率减少了大约2％。再过4天以后，NO又从模拟烟道气中除去，SO₂的清除率恢复到原来的水平。类似的试验采用6％(体积比)的CO₂，发现加入CO₂后，SO₂的清除率没有变化。这些试验表明，烟道气中的其他杂质气体，如NO和CO₂，对CPC材料的SO₂清除效率没有显著的影响。

案例11-在不同温度下SO₂的清除试验：按案例3制成的片状CPC材料，即其活性碳材料用碘化钾作过改性处理，用案例5的方法粘贴在样品室的两壁，两片材料各长7cm，宽4cm，厚0.5mm，每片材料重0.45克。首先，通到试验室的模拟烟道气含有2200ppmSO₂，65％相对湿度，67℃温度，有150sccm气流量，试验室保持在67℃温度。大约2天之后，当SO₂清除率稳定以后试验室温度转换为59℃，并将其温度保持了约5天。最后试验室温度转换为75℃。在这几个不同温度下的SO₂清除率由示意图18所示。从图中可以看出，在59-75℃温度区内，CPC材料有着相似的SO₂清除率。这个实验显示，在59-75℃的温度区内，温度的变化对CPC材料的SO₂清除率影响不大。

案例12-长时间的SO₂的清除试验：按案例3制成的片状CPC材料，即其活性碳材料用碘化钾和单质硫作过改性处理，用案例5的方法粘贴在样品室的两壁，两片材料各长7cm，宽4cm，厚0.5mm，每片材料重0.45克。通到试验室的模拟烟道气含有2200ppmSO₂，65％相对湿度，67℃温度，有150sccm气流量。试验室出口气体的SO₂浓度由一个SO₂检测气体检测，其结果如示意图19所示，该试验共进行了32天。从图中可以看出，CPC材料的SO₂清除率在该试验时间内是相对稳定的，在此阶段，没有发现SO₂清除率的减小。

案例13-在不同湿度下的SO₂的清除试验：按案例3制成的片状CPC材料，即其活性碳材料用碘化钾作过改性处理，用案例5的方法粘贴在样品室的两壁，两片材料各长7cm，宽4cm，厚0.5mm，每片材料重0.45克。首先，含有2200ppmSO₂，67℃温度和150sccm气流量的模拟烟道气以65％相对湿度进入试验室。经过大约5天时间，当SO₂清除率稳定以后，烟道气的相对湿度从65％转换到50％，并保持这个相对温度约4天之久。然后烟道气的湿度增加到75％的水平，并保持这个相对温度约3天之久。最后烟道气的相对湿度又转到65％的水平，既试验开始的水平。在这些不同的湿度下，CPC材料的SO₂清除效率结果如示意图17所示。从图中可以看出，CPC材料在高的相对湿度下，有更高的SO₂清除效率。当然，在该试验的任何相对湿度下，其SO₂清除效率都在75％以上。研究表明，基于活性碳的低温SO₂清除过程，相对湿度高对该过程有利，理想的相对温度为40-95％。但是，接近100％的相对湿度应该避免，以防止水蒸气在烟气管道及其它设备表面上冷凝。

案例14-活性碳化学改性处理对汞蒸汽清除的影响：按案例1，3和4制成如下片状CPC材料样品：

样品1：该样品按案例1的方法制成，即原始活性碳(未经化学处理)和PTFE乳液一起制成片状CPC材料。

样品2：该样品按案例3的方法制成，即活性碳先由0.2wt％碘化钾浸渍，然后和PTFE乳液一起制成片状CPC材料。

样品3：该样品按案例3的方法制成，即活性碳先由0.2wt％的K₂PtI₆(而不是碘化钾)浸渍，然后和PTFE乳液一起制成片状CPC材料。

样品4：该样品按案例4的方法制成，即活性碳先由2wt％的单质硫处理，然后由0.2wt％碘化钾浸渍。双重化学成份处理后的活性碳与PTFE乳液一起制成片状CPC材料。

样品材料制成以后，每个样品都用相同的方法测试其汞蒸汽的清除效率。两片片状样品按案例5的方法粘贴在试验室的两壁，两片样品各长7cm，宽4cm，厚0.5mm，每片样品重0.45克。模拟烟道气含有5.2mg/m³汞蒸汽，65％相对湿度，67℃温度，150sccm气流量。试验中对汞蒸汽清除结果加以记录，所有试验结果如示意图17所示。从图中可以看出，活性碳的化学处理对汞蒸汽清除效率有很好的促进作用。未经任何化学处理，CPC材料只有很小的汞吸附量，在其90％清除率上只有小于0.012wt％的清除量。经过化学处理后其汞蒸汽清除量明显增加。比如，经过双重化学成份处理的材料(样品4)在其90％清除率上有大于1.32wt％的汞蒸汽清除量。

本发明的范围并不仅仅局限于以上所述的案例之中，一个熟悉本行人士可以容易地想到许许多多的对本发明的细小改进和变化，而其结果也不会偏离在权利要求书中所列的专利范围。

Claims (17)

1.一种从气体或气流中清除氧化硫、氧化氮、汞蒸汽和微尘颗粒的系统方法，它包括：

A-1.提供臭氧发生器；

A-2.把所述氧化硫、氧化氮在活性炭吸附剂表面上转换成硫酸和硝酸溶液，该活性炭吸附剂材料是活性炭吸附剂-氟聚合物复合材料的一个组成部分，所述氧化氮转化成硝酸是由所述臭氧发生器所产生的臭氧实现的；

B.转换成的硫酸和硝酸溶液被自动地排斥到活性炭吸附剂-氟聚合物复合材料外表面成为小液珠，小液珠聚集并变大，并从活性炭吸附剂-氟聚合物复合材料外表上滴流下来；

C.汞蒸汽被化学吸附在活性炭吸附剂-氟聚合物复合材料上；

D.微尘颗粒被捕获在活性炭吸附剂-氟聚合物复合材料外表面上。

2.一种从气体或气流中清除氧化硫、汞蒸汽和微尘颗粒的系统方法，它包括：

A.把所述氧化硫在活性炭吸附剂表面上转换成硫酸溶液，该活性炭吸附剂材料是活性炭吸附剂-氟聚合物复合材料的一个组成部分；

B.转换成的硫酸溶液被自动地排斥到活性炭吸附剂-氟聚合物复合材料外表面成为小液珠，小液珠聚集并变大，并从活性炭吸附剂-氟聚合物复合材料外表面上滴流下来；

C.汞蒸汽被化学吸附在活性炭吸附剂-氟聚合物复合材料上；

D.微尘颗粒被捕获在活性炭吸附剂-氟聚合物复合材料外表上。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述活性炭吸附剂-氟聚合物复合材料是一种由活性炭吸附剂材料和至少一种氟聚合物材料制成的复合材料，所述活性炭吸附剂材料是由至少一种化合物改性处理过的或未经处理过的，处理过的活性炭吸附剂材料含有所述化合物。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述活性炭吸附剂-氟聚合物复合材料是一片或多片在高温下拉伸形成的微孔状活性炭吸附剂-氟聚合物复合材料；其拉伸率为0.1％至500％之间。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述活性炭吸附剂-氟聚合物复合材料是未经拉伸的。

6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于一片或多片活性炭吸附剂-氟聚合物复合材料被固定在一个更大的框架之中，即形成活性炭吸附剂-氟聚合物复合材料模块，该模块与所述气体或气流相接触。

7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于一片或多片活性炭吸附剂-氟聚合物复合材料形成袋状结构，或是袋状结构的一部分，所述气体或气流通过该袋状结构。

8.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于由活性炭吸附剂-氟聚合物复合材料形成的物体其表面至少部分被多孔状的聚四氟乙烯薄膜所覆盖。

9.如权利要求3所述的方法，其特征在于所述处理过的活性炭至少有一种化学物质被保留在其上面。

10.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述氟聚合物是以下氟聚合物的一种：聚四氟乙烯，聚四氟乙烯丙烯，聚全氟丙烯酸酯，聚三氟氯乙烯。

11.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述活性炭吸附剂材料至少由以下一种化合物加以处理：碱金属碘化物，有机碘化合物，碘络合化合物。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于所述碱金属碘化物选自碘化钾、碘化钠、碘化铷和碘化镁；所述有机碘化合物是碘IR-780；所述碘络合化合物是六碘化铂。

13.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述气体或气流是烟道气，在接触活性炭吸附剂-氟聚合物复合材料以前其温度和湿度用喷水或热交换的方法控制在30-100℃和0-90％之间。

14.一种从气体或气流中清除汞蒸汽的方法，它包括如下步骤：

(A)把含汞蒸汽的气体或气流同一种活性炭吸附剂-氟聚合物复合材料相接触；该复合材料成份如下：

(1)多孔材料颗粒形式的活性炭吸附剂；

(2)一种或多种氟聚合物材料；

在所述二个成份中，活性炭吸附剂材料被固定在网状的氟聚合物材料基体内，使得活性炭吸附剂和氟聚合物相接触；

(B)汞蒸汽以化学吸附形式被吸附在多孔活性炭吸附剂内；

所述活性炭吸附剂是没有经过化学处理的或者是经过至少一种化合物处理并含有该化合物的活性炭吸附材料。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于所述氟聚合物材料选自：聚四氟乙烯，聚四氟乙烯丙烯，聚全氟丙烯酸酯，聚三氟氯乙烯。

16.如权利要求14所述的方法，其特征在于所述活性炭吸附剂至少用一种下列的化合物加以处理：单质硫，硫酸，金属硫酸盐，氧化碘，氯化盐，溴化钾，钠金属，氨，乙酸锌盐。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于所述金属硫酸盐选自硫酸铜，硫酸铁和硫酸镍。

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