KR20170027299A - 가스로부터 셀레늄을 제거하기 위한 황화제일철 현탁액의 사용 - Google Patents

가스로부터 셀레늄을 제거하기 위한 황화제일철 현탁액의 사용 Download PDF

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게리 제이. 메이어
토마스 피. 맥컬로프
안토니 제이. 크리크
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레독스 테크놀로지 그룹 엘엘씨
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Abstract

황화제일철 입자로 구성되는 액체 현탁액 및 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하기 위한 동일한 사용 방법. 상기 액체 현탁액은 (1) 직접 주입하거나, 또는 (2) 기판 상에 또는 기판에 코팅된 후에 셀레늄을 함유하는 산업용 가스에 주입되어 건식 스크러버 시스템에 있어서 산업용 가스 스트림으로부터 상기 셀레늄을 제거할 수 있다. 또한, 황화제일철 입자의 상기 액체 현탁액은 습식 스크러버 시스템에 있어서 산업용 가스에 함유되는 셀레늄을 제거하기 위해서 사용될 수 있다.

Description

가스로부터 셀레늄을 제거하기 위한 황화제일철 현탁액의 사용{USE OF FERROUS SULFIDE SUSPENSION FOR THE REMOVAL OF SELENIUM FROM GASES}
본 발명은 일반적으로 산업용 가스로부터 셀레늄을 처리 및 제거하기 위한 황화제일철 현탁액에 관한 것이다.
석탄 연소 보일러로부터 오염물질의 배출은 주요 환경 관심사이다. 이들 오염물질은 기체 형태로(예를 들면, 스택 배출), 액체 형태로(예를 들면, 처리되거나 또는 미처리된 폐수 유출액의 방출), 또는 고체 형태로(예를 들면, 석탄 연소 부산물) 환경에 유입될 수 있다.
특히, 환경으로 셀레늄의 방출은 폐수 유출액 방출에 포함된 오염물질로서 특별한 관심사이다.
비록 셀레늄이 인간 및 동물의 영양에 필수적인 요소이지만, 고 레벨로 소비되면 셀레늄은 독성이 될 수 있다. 따라서, 석탄 연소 보일러, 채광 활동, 및 산업용 소스로부터 폐수 유출액 방출에서 셀레늄의 농도 및 총량은 엄격한 정부 규제의 대상이다.
셀레늄은 "아셀레산염" 이온 및 "셀레산염" 이온의 형태로 폐수 유출액 등의 수성 매체로 정상적으로 존재한다. 본 발명의 목적을 위해서, 용어 "SeO3 2 -", "Se4+", 또는 "4가 셀레늄"은 상기 아셀레산염 이온을 언급할 때에 상호교환적으로 사용되는 반면에, 용어 "SeO4 2 -", "Se6 +", 또는 "6가 셀레늄"은 상기 셀레산염 이온을 언급할 때에 상호교환적으로 사용되고 있다.
특정 오염물질(예를 들면, 수은)은 전기 집진기 또는 섬유 필터 등의 입자상 물질 제어 장치에 있어서 흡착제의 후속 컬렉션을 갖는 산업용 가스 스트림에 건식 흡착제의 주입에 의해 산업용 가스로부터 포착 및 제거될 수 있다. 이들 시스템은 총괄적으로 "건식 스크러버" 시스템이라고 한다. 공지의 건식 흡착제의 활성탄 및 칼슘계 흡착제는 상업적인 기준으로 가장 활발하게 연구되고 가장 널리 사용되고 있다.
현재, 석탄 연소 발전소 및 오일 연소 발전소에서 수은 배출을 제어하기 위한 건식 스크러버 시스템에 가장 일반적으로 사용되는 흡착제는 연도 가스 스트림에 분말상 활성 탄소(PAC)의 주입이다.
건식 스크러버 시스템에 있어서 수은을 제거하기 위해서 사용되는 다른 흡착제의 예는 점토층 사이에 층간 금속 황화물을 갖는 점토 등의 층상 흡착제의 제조가 기재되어 있는 Biermann 외의 미국 특허 출원 번호 2003/0103882 및 Lovell 외의 미국 특허 번호 6,719,828에 기재되어 있는 것들을 포함한다. 건식 흡착제의 주입에 의해서 수은을 포착하기 위한 다른 특허는 기판상 또는 기판에 화학적 화합물을 얇게 적층함으로써 상기 흡착제의 제조시에 기초하고 있다. 기판에 사용되는 이들 흡착제의 종류는 Edmiston의 미국 특허 번호 7,790,830; Edmiston의 미국 특허 번호 8,119,759; 및 Edmiston의 미국 특허 번호 8,217,131에 기재되어 있는 졸-겔 유도체, Pate의 미국 특허 번호 8,088,283; Shankle의 미국 특허 번호 8,412,664; 및 Krogue 외의 미국 특허 번호 8,197,687에 기재되어 있는 메조포러스 지지체 상에 셀프어셈블리된 단분자층, Lovell 외 미국 특허 번호 7,288,499에 기재되어 있는 필로규산염, 또는 다른 기판의 다양성을 포함한다. 또한, 이들 Yang 외의 미국 특허 번호 7,575,629 및 Yang 외의 미국 특허 번호 7,704,920에는 기판 표면 상에 불수용성 금속 황화물을 형성하는 황화물염과 접촉하는 염이 수은을 제거하기 위한 효과적인 건식 흡착제를 제조하는데 사용될 때에 금속 이온을 배출할 수 있는 임의의 금속염이 기재되어 있다.
생산 및 사용에 복잡하고 비싼 상술한 건식 흡착제는 산업용 가스로부터 특정 오염물질 또는 오염원을 제거하기 위해서 효과적 일 수 있지만, 이들 건식 흡착제는 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하는데 효과적인 것을 나타내지는 않는다.
환경에 대한 독성 가스 오염물질 또는 다른 오염원의 배출을 감소시키는데 사용되는 스크러버 시스템의 다른 유형은 일반적으로 "습식 스크러버"라고 한다. 습식 스크러버 시스템에 있어서, 오염물질 또는 오염원을 함유하는 산업용 가스는 (1) 상기 스크러버액으로 오염물질 또는 오염원을 함유하는 산업용 가스를 분무, (2) 상기 스크러버액을 통하여 상기 산업용 가스를 분산 또는 억지로 주입, 또는 (3) 상기 스크러버액으로 상기 산업용 가스로부터 오염물질 또는 오염원을 이송하기 위한 다른 수단 중 어느 하나에 의해, 스크러빙 용액 또는 스크러빙 슬러리(스크러버액)과 접촉하여 상기 스크러버액으로 상기 산업용 가스로부터 오염물질 또는 오염원을 이송하기 위해서 가스-액체 인터페이스를 생성한다.
이들 습식 스크러버 시스템에 사용되는 스크러버액의 조성물은 제거하기 위한 대상이 되는 산업용 가스 중의 오염물질 또는 오염원에 따라 다르다. 예를 들면, 산(예를 들면, HCl, HSO3) 또는 이산화황(SO2)을 제거하는데 사용되는 습식 연도 가스 탈황 장치에 있어서, 석회석(CaCO3), 산화물 또는 칼슘 또는 마그네슘의 수산화물, 또는 다른 혼합물을 함유하는 슬러리액이 주로 사용된다.
비록 특정 습식 스크러버 시스템이 대상이 되는 오염물질 또는 오염원을 하나 이상 제거하도록 설계 및 작동될 수 있지만, 다양한 유효성으로 산업용 가스로부터 다른 오염물질 또는 오염원을 동시에 제거할 수도 있다. 이들 오염물질 또는 오염원 중 하나는 셀레늄이다.
습식 스크러버 시스템에 있어서 환경은 동적이므로, 산업용 가스로부터 임의의 오염물질 또는 오염원의 제거는 복잡하다. 산업용 가스로부터 오염물질 또는 오염원의 성공적인 제거는 상기 습식 스크러버 시스템으로 유입되기 전에 상기 산업용 가스 중의 오염물질 또는 오염원 사이에 존재하는 다양한 평형 조건을 고려해야 한다.
오염물질 또는 오염원을 함유하는 산업용 가스가 상기 습식 스크러버 시스템으로 유입되면, 산업용 가스로부터 이들 오염물질 또는 오염원의 성공적인 제거는 산업용 가스로부터 오염물질 또는 오염원 사이에서 상호작용의 결과인 물리적 및 화학적 반응들을 동시에 제어하는 것에 근거하고, 상기 고체상, 액체상 및 기체상은 전체 습식 스크러버 시스템에 있어서, 특히 상기 습식 스크러버액 그 자체에 존재한다(생성된다).
셀레늄이 상기 산업용 가스로부터 제거되어 상기 습식 스크러버액에 존재하면, 상기 습식 스크러버액으로부터 셀레늄의 제거는 상기 습식 스크러버액으로부터 셀레늄을 제거하도록 요구되는 물리적, 화학적 및 산화환원 조건이 상기 습식 스크러버액에 함유되는 대상이 되는 다른 오염물질 또는 오염원을 처리 또는 제거하도록 요구되는 조건과는 다를(또는 정반대) 수 있으므로, 보다 복잡하게 된다.
스크러버액으로부터 셀레늄의 처리 또는 제거에 특정 복잡한 요인은 대부분 상기 스크러버액으로부터 제거하기 위해서 보다 어렵고 비싼 셀레산염 이온 및 셀레산염 착체인 습식 스크러버액 중의 셀레늄종이다.
일반적으로, 스크러버액이 그들의 의도된 목적을 위해서 더 이상 효과적이고 또는 유용하지 않으면, 상기 스크러버액은 상기 스크러버액 내에 함유되는 임의의 오염물질 또는 오염원의 총 질량 부하 또는 농도를 낮추는데 처리되고, 상기 처리된 습식 스크러버액은 상기 스크러버액 폐수 처리 시스템으로부터 환경으로 배출된다.
습식 스크러버 시스템에 있어서 습식 스크러버액의 수상에 용해되는 산업용 가스 스트림으로부터 오염물질 또는 오염원 중 하나의 제거 메커니즘은 상기 오염물질 또는 오염원의 "이온성" 또는 "산화" 단계의 흡수에 의존한다. 예를 들면, 상기 공업용 기체상 중의 금속 양이온("M")은 상기 습식 스크러버액에 용해될 수 있고, 반대로 배출된다면 음이온("X")은 "MX" 착체 또는 MX 침전물의 형태로 습식 스크러버액 중에도 존재한다. 이들 경우에, 흡수는 원자, 분자, 또는 벌크(액체)상의 체적으로 흡수되는 산업용 가스 스트림 중에 존재하는 이온이다.
또 다른 제거 메커니즘은 가스, 액체 또는 용해된 고체로부터의 원자, 이온, 또는 분자가 또 다른 고체 표면에 부착(바인딩)된 물리 현상인 "흡착"이다. 흡착에 의한 바인딩의 정확한 속성은 관련된 종에 의존하지만, 상기 흡착 공정은 일반적으로 물리 흡착(약한 반데르발스 힘의 특성), 화학 흡착(공유 결합의 특성), 또는 정전기 인력의 일부 다른 유형으로 분류된다. 다시 말하면, 하나의 상으로 원래 존재하는 물질이 원자, 이온 또는, 고체 표면 상의 벌크 액체 또는 가스로부터 분자의 축적물인 대항하는 흡착으로서 또 다른 상(통상적으로 액체)으로 용해됨으로써 그 상으로부터 제거된다.
역삼투, 이온교환, 응집, 흡착 및 생물학적 처리를 포함하는 다양한 처리 기술은 수성 매체(예를 들면, 폐수, 스크러버액)로부터 셀레늄을 제거하기 위해서 적용되고 있다. 광물 표면 상에 수성 셀레늄종의 흡착이 셀레늄의 이동성 및 생물학적 이용 가능성을 결정하는데 중요한 역할을 하기 때문에, 그들 중에, Fe-, Mn- 또는 Al-(옥시)히드록시드를 사용하는 흡착은 광범위하게 연구되고 있다. 비록 이들 처리법이 5㎍/L 이하로 Se2 - 및 Se4 + 모두를 낮출 수 있지만, 그들은 황산 이온의 이화학적 특성이 Se(6+)의 것과 유사하므로 황산 이온((SO2 (2-)))의 고농도를 함유하는 석탄 연소 발전소 또는 다른 산업 활동에서 비롯되는 폐수 중에 Se6 +의 처리 또는 제거에 적합하지 않고, 그 결과 황산 이온의 경쟁 흡착은 폐수의 이들 유형으로부터 Se(+6)의 제거 효율성을 상당히 감소시킨다.
본 발명은 (1) 주로 상기 흡착제 상의 흡착에 기초하는 건식 스크러버 시스템에 있어서 흡착제에 의해, 및 (2) 환경에 배출되기 전에 습식 스크러버액 폐수를 함유하는 셀레늄의 처리 또는 제거에 의해 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하는데 불리한 점을 극복한다.
본 발명의 다양한 특징, 특성 및 실시형태에 따라서, 진행되는 그 설명으로서 명백해질 것이고, 본 발명은 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하는 방법을 제공하고, 상기 방법은 이하의 단계를 포함한다:
황화제일철 입자의 액체 현탁액, 또는
기판 상에 코팅 또는 기판에 함침되어 있는 황화제일철 입자의 액체 현탁액과 셀레늄을 함유하는 산업용 가스를 접촉하는 단계;
산업용 가스에 함유되는 셀레늄을 허용하여 황화제일철 입자의 액체 현탁액, 또는 기판 상에 코팅 또는 기판에 함침되어 있는 황화제일철 입자의 액체 현탁액과 반응하고,
i) 기판 상에 코팅 또는 기판에 함침되어 있는 황화제일철 입자의 액체 현탁액 상에 또는 상기 황화제일철 현탁액 중에 황화제일철의 표면 상에 셀레늄의 흡착;
ii) 철(히드로)옥시드 또는 그린 러스트 상에 상기 셀레늄의 흡착; 및
iii) 상기 황화제일철 입자의 황화물 부분과 반응하여 침전물로서 아셀렌산제일철(FeSe)을 형성하는 흡착 중 적어도 하나에 의해 제거되는 단계.
본 발명은 습식 가스 스크러버 시스템을 사용하여 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하는 방법에 대한 개선점을 더 제공하고, 상기 습식 가스 스크러버 시스템은 스크러버액을 함유하고, 스크러버액으로 산업용 가스를 리시빙 및 스크러빙하도록 구성되고, 상기 개선점은 황화제일철 입자의 액체 현탁액을 스크러버액으로서 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명은 황화제일철 입자의 액체 현탁액을 포함하는 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하기 위해서, 습식 스크러버 시스템에서 사용하기 위한 습식 스크러버액 조성물을 더 제공한다.
본 발명은 기판 상에 코팅 또는 기판에 함침되어 있는 황화제일철 입자의 액체 현탁액을 포함하는 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하기 위해서, 건식 스크러버 시스템에서 사용하기 위한 흡착제 조성물을 더 제공한다.
본 발명은 비제한적인 실시예로서 제공되는 첨부된 도면을 참조하여 설명한다:
도 1a 및 1b는 FeSm(막키나와이트)의 "단일 셀" 및 "시트"를 각각 나타낸다.
도 2는 25℃에서 FeSm와 평형하게 용해된 Fe2 +의 총 활동도 및 FeSm와 평형하게 용해된 철(II)의 총 활동도의 그래프이다.
도 3은 습식 스크러버 시스템을 사용하는 본 발명의 일 실시형태에 따른 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하기 위한 프로세스의 다이어그램이다.
도 4는 건식 스크러버 시스템 내에서 본 발명의 일 실시형태에 따른 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하기 위한 프로세스의 다이어그램이다.
도 5는 산업용 가스가 건식 스크러버 흡착제를 통하여 통과되는 건식 스크러버 시스템 내에서 본 발명의 일 실시형태에 따른 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하기 위한 프로세스의 다이어그램이다.
본 발명은 황화제일철 현탁액, 황화제일철 현탁액을 제조하는 방법, 및 산업용 가스로부터 셀레늄을 처리 및 제거하기 위해서 황화제일철 현탁액을 사용하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 황화제일철 현탁액은 습식 스크러버 시스템의 셀레늄 제거 능력을 향상시키기 위해서 사용될 수 있는 최소 가용성 콜로이드 현탁액이고, 또는 기판 상에 코팅 또는 기판에 함침되는 경우에 건식 스크러버 시스템에 있어서 셀레늄 제거 능력을 향상시키기 위해서 흡착제로서 사용된다.
복잡한 화학 반응, 침전, 공침법 및 표면 흡착의 조합을 통하여, 본 발명의 황화제일철 현탁액은 셀레산염 이온의 형성을 방지 또는 최소화하면서, 산업용 가스로부터 셀레늄을 효과적으로 제거할 수 있다.
본 발명의 알칼리 황화제일철 현탁액은 제 1 철 이온원(예를 들면, FeCl2), 황화물 이온원(예를 들면, NaHS), 및 알칼리성 원(예를 들면, NaOH)을 함께 조합함으로써 제조할 수 있다. 본 발명의 다른 실시형태에 따라서, 제 1 철 이온원, 황화물 이온원 및 알칼리성 원의 몰비는 불용성 황화제일철(FeS)의 농도를 제어/조절하기 위해서 연도 가스를 스크러빙하는 동안에 제어/조절될 수 있다.
상기 알칼리 황화제일철 현탁액은 습식 가스 스크러버 시스템의 임의의 유형에 있어서 습식 스크러빙 용액에 사용될 수 있고, 벤투리 스크러버, 스프레이 스크러버, 사이클론 스프레이 챔버, 오리피스 스크러버, 충돌 스크러버, 충전층 스크러버 및 제트 버블링 반응기(JBR)를 포함하지만 이들로 제한되지 않는다.
본 발명의 과정 중에, 발명자는 셀레산염(Se6+)에 셀레늄의 낮은 원자가 상태의 산화를 동시에 방지 또는 지연시키는 동안에, 흡수 및 흡착 메커니즘 모두에 의해 셀레늄을 효율적 및 경제적으로 제거하는 최소 가용성 황화제일철을 함유하는 액체 현탁액(기판 상에 코팅 또는 기판에 함침되는 최소 가용성 황화제일철을 함유하는 액체 현탁액)을 발견했다.
제 1 철 이온원(예를 들면, FeCl2), 황화물 이온원(예를 들면, NaHS), 및 알칼리성 원(예를 들면, NaOH)의 다양한 몰비의 조합을 통하여, FeS 입자를 함유하는 얻어진 알칼리 액체 현탁액을 산업용 가스 스트림으로부터 셀레늄을 제거하는데 경제적 및 효율적인 시약을 제공한다.
때때로, 막키나와이트, 무질서 막키나와이트 및 무정형 황화제일철이라고 하는 황화제일철은 이하의 반응에 의해 해리된다:
FeS ↔ Fe2 + + S2- (1)
황화제일철이 형성되는 환경에 따라서, 용해도 곱 상수(Ksp)는 1×10-3∼1×10-5일 것이다. 이것은 산업용 가스 또는 습식 스크러버 시스템의 스크러버액에 존재(또는 형성)할 수 있는 셀레화 이온(Se2 -)의 존재에서 FeSe의 용해도 곱(Ksp=3×10-19)보다 더 높은 수십배이기 때문에, 형성물 FeSe가 선호되고 빠르다. 최소 가용성 황화제일철 고체 입자의 형태로 제 1 철 이온(Fe2 +)을 제공함으로써, 임의의 Se2 -가 침전하기 위해서 필요한 스크러버액을 황화물의 화학량론만큼 주입시킬 수 있다. 종래기술과 비교할 때에 본 발명의 이점은 Se2 -+가 완화되는 침전에 필요한 제 1 철 이온의 요구량을 "이상" 또는 "이하"로 투여할 수 있다.
또한, 본 발명은 실시간 지속적으로 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하기 위한 황화제일철 현탁액을 제조하기 위해서, 제 1 철 이온원, 황화물 이온원 및 알칼리성 원의 몰비를 조절하는 기능을 허용한다. 현탁액 중에 불용성 FeS의 농도를 조정하는 기능, 공급 원료, pH, 또는 이들의 조합의 화학량론으로 조정에 의해 특정 철 이온 농도(또는 황화물 이온)로 황화제일철 현탁액을 제조하는 능력은 이전에는 가능 또는 예상하지 않았던 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하기 위한 황화제일철 입자의 현탁액을 제조하기 위해서 고유한 유연성을 제공한다.
본 발명의 과정 중에, 발명자는 셀레산염 이온(Se6 +)을 동시에 최소화하거나 형성을 제한하면서, 흡수 및 흡착 메커니즘에 의해 Se2 -, Se2 + 및 Se4 + 이온을 효율적 및 경제적으로 제거할 수 있는 최소 가용성 황화제일철(FeS)을 함유하는 액체 현택액을 예기치 않게 발견했다.
비록 제 1 철 이온원(예를 들면, FeCl2), 황화물 이온원(예를 들면, NaHS), 및 알칼리성 원(예를 들면, NaOH)의 다양한 몰비의 조합이긴 하지만, FeS 입자를 함유하는 얻어진 알카리성의 액체 현탁액은 산업용 가스 스트림으로부터 셀레늄을 제거하는데 적합한 경제적이고 효율적인 습식 스트러버액 첨가제를 제공하고, 또는 기판 상에 코팅 또는 기판에 함침되는 경우에 건식 스크러버 시스템에 있어서 산업용 가스로부터 셀레늄의 제거 능력을 향상시키기 위해서 흡착제로서 사용된다.
때때로, 막키나와이트, 무질서 막키나와이트 및 무정형 황화제일철이라고 하는 황화제일철은 이하의 반응에 의해 해리된다:
FeS ↔ Fe2 + + S2- (2)
도 1a 및 1b는 FeSm(막키나와이트)의 "단일 셀" 및 "시트"를 나타낸다. 이들 도면에 있어서, 각각의 철 이온은 각각의 황 이온과 "4방" 배위되어 있다.
셀레늄을 함유하는 환경에 따라서, 셀레늄은 셀렌화 이온(Se2 -)으로 존재할 수 있다. FeSm(막키나와이트)에 바인딩된 Se2 -에 대한 메커니즘은 FeSm 표면에 흡착(3), FeSe로서 침전(4), 또는 둘의 조합으로 Se2-를 포함하는 것으로 추정된다:
≡SFe + Se2 - ↔ ≡SFe-Se2- (3)
FeS(s) + Se2 - ↔ FeSe + S2- (4)
여기서, 흡착은 높은 표면 범위에서 표면 침전화 및 FeSm-액체 계면에서 Se2 - 축적(예를 들면, 낮은 표면 범위에서 표면 착물화)을 담당하는 모든 프로세스를 포함하는 것을 의미한다.
다른 환경 조건에서, 셀레늄은 아셀렌산염 이온(Se4 +)으로서 존재할 수 있다. 연구는 FeSe 또는 FeSex와 유사한 구조를 갖는 고체상을 형성한 후에, Se4 +가 Se0 등의 중간체를 통하여 Se2 - 등의 더 적은 가용성 종으로 FeS에 의해 감소된 것을 나타냈다.(XPS Analysis of Sorption of Selenium(IV) and Selenium(VI) to Mackinawite(FeS). Dong Suk Han, Bill Batchelor, and Ahmed Abdel-Wahab, (Environmental Progress & Sustainable Energy. 2013 (Vol.32, No.1), p.84-93.")
다른 연구는 pH에 따라 다른 아셀렌산염의 흡수 및 흡착의 메커니즘을 나타냈다.(Sorption of selenium(IV) and selenium(VI) to Mackinawite(FeS): Effect of contact time, extent of removal, sorption envelopes. Dong Suk Han, Bill Batchelor, and Ahmed Abdel-Wahab. Journal of Hazardous Materials 2011 (186) 451-457. 또한, Selenite Reduction by Mackinawite, Magnetite and Siderite: XAS Characterization of Nanosized Redox Products. Andreas C. Scheinots and Laurent Charlet. Environmnetal Science and Technology 2008 (42) 1984-1989) 6.6에서 4.4로 pH를 감소시킬 때에 약 10000배로 막키나와이트 용해도가 증가하므로, 이들 두개의 다른 pH값(pH 4.4에서 FeSe; pH 6.3에서 Se0)에서 막키나와이트의 존재에서의 최종 환원 반응 생성물은 상기 최종 반응 생성물이 막키나와이트의 용해도에 상당한 영향을 받는다는 것을 시사한다. 따라서, 불균일한 표면 반응의 가정에 기초하여 가능성이 있는 반응 경로는 이들 연구를 허용하여 이하와 같이 결론을 내렸다:
pH 4.4에서의 반응:
6≡Fe2 + + HSeO3 - + FeS + 6H+ → 6≡Fe3 + + FeSe + HS- + 3H2O (5)
pH 6.3에서의 반응:
4≡Fe2 + + HSeO3 - + 5H+ → 4≡Fe3 + + Se(s) + 3H2O (6)
더 높은 pH값(예를 들면, pH=7~8)에서, Se4 + 제거는 BET 등온선(초기 매우 빠른 후에 비교적 느린 제거 속도)에 의해 더 잘 설명되었고, 일부 다층 흡착이 이들 더 높은 pH값에서 발생하는 것으로 추정될 수 있다.
셀레늄은 특히 스크러버액에서 셀레산염 이온(Se6 +)으로서 존재할 수도 있다. 비록 상술한 연구가 Se6 +의 10%보다 큰 것이 초기 Se6 + 농도와 관계없이 첫시간 동안에 용액으로부터 제거될 수 있다는 것을 나타내지만, Se6 +의 추가 제거가 그 후에 신속하게 느려진다. Se4 +의 것과 비교하여 Se6 +의 더 낮은 범위 및 더 느린 흡수율은 상기 FeS 표면에 대한 Se6 +의 더 낮은 친화도에 기인할 수 있다. pH>7에서, 이것은 FeS 표면이 음으로 대전되어 있으므로 발생할 가능성이 있고, Se6 +는 주로 하나의 음전하를 가진 음이온으로서 존재할 수 있는 Se4 +와 비교하여 두개의 음전하를 가진 음이온으로서 존재할 수 있다.
석탄 연소 보일러에서 스크러버액의 대다수에 유포되어 있는 황산염(SO4 2-) 등의 경쟁하는 이온의 영향은 FeS에 의한 Se4 +의 제거에 무시할 수 있는 효과를 가지지만, 의외로 증가된 Se6 + 제거로 야기된 황산염의 더 높은 레벨을 일부 암시했다. Se6 +의 향상된 제거는 그린 러스트(GR) 등의 또 다른 중간체 고체상 제품의 조합과 관련되어 발생할 수 있다.
그린 러스트(GR)는 일반식으로 혼합된 Fe2 +/Fe3 + (옥시)히드록시드이다;
[Fe2+ (1-x)Fe3+ x(OH)2][x/n An - :mH2O] (7)
여기서 "An - "은 전자의 전하 밸런스를 제공하기 위해서 층간수에 위치되어 있는 음이온(예를 들면, SO4 2-, CO3 2-, Cl-)이다.
Se4 +가 Se6 +보다 보다 쉽게 감소되므로, Fe 및 Se종의 표준 상태의 산화환원 전위는 Fe2 +가 Se6 +에서 Se0 또는 Se2 -로 감소될 수 있어야 하는 것을 시사한다. 전체 반응은 이하와 같이 기록될 수 있다:
Se6 +O4 2- + 8Fe2 + + 9H+ → 8Fe3 + + HSe- + 4H2O (8)
그러나, 상기 식은 pH의 함수로서 수상에서의 반응만을 설명하고, 보다 중요하게는 임의의 고체 표면 반응 또는 속도론(소요 시간)을 고려하지 않는다. 비록 Fe2+가 산성 용액 중에 주로 "아쿠아 이온"[Fe(H2O)6]으로서 존재하지만, pH>4.0에서 Fe3+의 존재에서 그린 러스트로서, 또는 pH>8.0에서 Fe3 +의 부재에서 Fe(OH)2로서 침전될 것이다.
따라서 이론적으로, pH 4.0에서 Se6 + 감소는 공침전 및 환원에 의한 GR 중간층 중에 흡착 및 환원에 의한 GR 표면 상, 또는 이들 메카니즘의 임의의 조합 중 어느 하나로 균일한 반응에 의해 발생할 수 있다.
셀레산염(Se6+)은 산성 용액(pH=3.5) 중에 막키나와이트(FeSm)로 처리되고, 수성 Fe2 +는 주로 아쿠아 이온[Fe(H2O)6]이고 임의의 GR 침전물 없이 존재하고, Se6 +는 반응의 160시간 내에 감소되지 않고 비착물 SeO4 2 -로서 남아있다. 그러나 대조적으로, 수성 Se6 +는 pH>5.0에서 제조된 샘플에서 "불안정"이었다. 이들 조건 하에서, 상기 "혼합된 원자가" GR은 경시에 따라 처음에 침전되고, pH 7.0에서는 "Fe3+ 산화물"(자철석 및 레피도크로사이트)로, pH 9.5에서는 자철석으로만 변환된다. 그린 러스트 중에 존재하는 Fe2 +가 Fe3 +로 완전히 산화될 때에 자철석 및 레피도크로사이트가 형성된다. GR 및 그 산화 생성물의 존재는 수성 및 고상의 Se 종분화에 강하게 영향을 주고, 잠재적인 제거 효율성에 영향을 준다. 상기 셀레늄 농도가 공지의 Se 고형물에 대해 포화 한계 이하인 경우, 침전은 Se을 제거하기 위한 주요 메커니즘을 배제할 수 있다. 셀레산염(Se6 +) 변환은 층간 내에, GR의 외부 표면 상에, 또는 둘 모두에서 발생할 수 있다. Se6 +에서 Se0으로 치환된 층간의 환원은 GR의 희생으로 마그네타이트 형성을 촉진시키고, 환원된 Se0 원자는 GR 입자 표면에서 클러스터를 형성한다. 상기 빠른 침전 동력학 및 GR의 가요성 결정 구조는 다양한 지구화학적 조건 하에서 그 형성을 허용할 수 있다. 예를 통하여, 황산의 중간층을 갖는 GR는 셀레산염(Se6 +) 환원을 촉진시킬 수 있고, 이하의 반응에 의해 요약될 수 있다:
HSeO4 - + 4Fe(2+)Fe(3+)(OH)12SO4 : 3H2O ↔
HSe- + 8Fe3O4 + 4SO4 2 - + 8H+ + 32H2O (9)
("Abiotic Selenium Redox Transformations in the Presence of Fe(II,III) Oxides". S. C. B. Myneni, T. K. Tokunaga, G. E. Brown Jr. Science 1997 (278), 1106-1109)
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하기 위한 프로세스의 다이어그램이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 철 이온원(예를 들면, FeCl2)(34), 황화물 이온원(예를 들면, NaHS)(35), 및 알칼리성 원(예를 들면, NaOH)(36)은 황화제일철 입자의 알칼리 액체 현탁액을 제조하기 위해서 함께 조합된다. 상기 황화제일철 입자의 알칼리 액체 현탁액은 셀레늄을 함유하는 산업용 가스 스트림(32)을 통하여 셀레늄이 없는 산업용 가스 스트림(33)을 제조하기 위해서 전달되는 습식 가스 스크러버 시스템(31)에 있어서 습식 스크러버액 첨가제로서 사용된다.
도 3에 도시된 프로세스는 습식 스크러버액 첨가제 중에 최소 가용성 황화제일철(FeS)의 농도를 실시간으로 제어/조정하는 것을 허용하는 프로세싱 중에, 제 1 철 이온원, 환상 이온원, 및 알칼리성 원의 몰비의 제어/조정을 허용한다. 대안적으로, 상기 최소 가용성 황화제일철 현탁액은 상기 습식 스크러버 시스템의 사이트의 위치로 이송된 후에 상기 습식 스크러버액에 주입되는 오프사이트를 제조할 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하기 위한 프로세스의 다이어그램이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 철 이온원(예를 들면, FeCl2)(44), 황화물 이온원(예를 들면, NaHS)(45), 및 알칼리성 원(예를 들면, NaCl)(46)은 함께 조합되어 황화제일철 입자의 알칼리 액체 현탁액을 제조한다. 그 후에, 상기 황화제일철 입자의 알칼리 액체 현탁액은 기판(42) 상에 코팅 또는 기판(42)에 함침된다. 그 후에, 상기 코팅 또는 함침된 기판(41)은 셀레늄(43)을 함유하는 산업용 가스에 주입되어 셀레늄이 없는 산업용 가스 스트림(44)을 제조한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하기 위한 프로세스의 다이어그램이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 철 이온원(예를 들면, FeCl2)(54), 황화물 이온원(예를 들면, NaHS)(55), 및 알칼리성 원(예를 들면, NaCl)(56)은 함께 조합되어 황화제일철 입자의 알칼리 액체 현탁액을 제조한다. 그 후에, 상기 황화제일철 입자의 알칼리 액체 현탁액은 기판(52) 상에 코팅 또는 기판(52)에 함침된다. 그 후에, 상기 코팅 또는 함침된 기판(51)은 셀레늄(53)을 함유하는 산업용 가스를 통하여 카트리지 또는 용기(57)에 배치되어 셀레늄이 없는 산업용 가스 스트림(58)을 제조한다.
비록 본 발명이 상술한 설명으로부터 특정 수단, 재료 및 실시형태를 참조하여 설명했지만, 당업자는 본 발명의 본질적인 특성을 쉽게 확인할 수 있었고, 첨부된 청구항에서 설명하고 상술한 바와 같이 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 용도 및 특성을 적용하도록 다양한 변화 및 변형으로 제조될 수 있다.

Claims (27)

  1. 셀레늄을 함유하는 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하는 방법으로서,
    황화제일철 입자의 알칼리 현탁액을 제공하는 단계;
    상기 셀레늄을 함유하는 산업용 가스를 황화제일철 입자의 알칼리 액체 현탁액과 접촉시키는 단계;
    상기 셀레늄을 함유하는 산업용 가스를 상기 황화제일철 입자의 알칼리 액체 현탁액과 접촉시키는 단계; 및
    상기 셀레늄을 함유하는 산업용 가스를 상기 황화제일철 입자의 알칼리 액체 현탁액과 반응시켜서,
    i) 상기 황화제일철 입자 상에 흡착;
    ii) 상기 황화제일철 입자의 알칼리 액체 현탁액 중에 형성된 철(히드로)옥시드 또는 그린 러스트 상에 흡착; 및
    iii) 황화제일철 입자의 알칼리 액체 현탁액 중에 형성된 황 및 철-셀레늄 착체 또는 철-셀레늄 함유 침전물과의 반응에 의한 흡착 중 적어도 하나에 의해 제거되게 하는 단계를 포함하는 셀레늄을 함유하는 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 황화제일철 입자의 알칼리 액체 현탁액을 제공하는 단계는 제 1 철 이온원, 황화물 이온원 및 알칼리성 원을 함께 조합하여, 상기 황화제일철 입자의 알칼리성 액체 현탁액을 형성하는 단계를 포함하는 셀레늄을 함유하는 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 황화제일철 입자의 알칼리 액체 현탁액을 제공하는 단계는 염화제일철, 황화수소 나트륨 및 수산화 나트륨을 함께 조합하여, 상기 황화제일철 입자의 알칼리 액체 현탁액을 형성하는 단계를 포함하는 셀레늄을 함유하는 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하는 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 황화제일철 입자의 알칼리 액체 현탁액 중에서의 황화제일철에 대한 셀레늄의 비율을 제어하도록 제 1 철 이온원, 황화물 이온원 및 알칼리성 원 중 적어도 하나의 양을 제어하는 단계를 더 포함하는 셀레늄을 함유하는 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하는 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 황화제일철 입자의 알칼리 액체 현탁액 중에서의 황화제일철에 대한 셀레늄의 비율을 제어하도록 염화제일철, 황화수소 나트륨 및 수산화 나트륨 중 적어도 하나의 양을 제어하는 단계를 더 포함하는 셀레늄을 함유하는 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 황화제일철 입자의 알칼리 액체 현탁액은 셀레산염으로 셀레늄의 낮은 원자가 상태로 산화되는 것을 억제하는 셀레늄을 함유하는 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 셀레늄을 함유하는 산업용 가스를 상기 황화제일철 입자의 알칼리 액체 현탁액과 접촉시키는 단계는 습식 스크러버 시스템에서 행해지는 셀레늄을 함유하는 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 황화제일철 입자의 용해도는 약 1×10-3∼1×10-5인 셀레늄을 함유하는 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하는 방법.
  9. 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하기 위해서 습식 가스 스크러버를 사용하는 방법으로서,
    상기 습식 가스 스크러버는 스크러버액을 갖고, 상기 산업용 가스를 수용하고 상기 스크러버액으로 스크러빙하도록 구성되고, 상기 스크러버액으로서 i) 황화제일철 입자 상에 흡착; ii) 황화제일철 입자의 알칼리 액체 현탁액 중에 형성되는 철(히드로)옥시드 또는 그린 러스트 상에 흡착; 및 iii) 황화제일철 입자의 알칼리 액체 현탁액 중에 형성된 황 및 철-셀레늄 착체 또는 철-셀레늄 함유 침전물과의 반응에 의한 흡착 중 적어도 하나에 의해 연도 가스로부터 수은을 제거하는 황화제일철 입자의 알칼리 액체 현탁액을 제공하는 단계를 포함하는 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하기 위해서 습식 가스 스크러버를 사용하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 황화제일철 입자의 알칼리 액체 현탁액을 제공하는 단계는 제 1 철 이온원, 황화물 이온원 및 알칼리성 원을 함께 조합하여, 상기 황화제일철 입자의 알칼리성 액체 현탁액을 제조하는 단계를 포함하는 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하기 위해서 습식 가스 스크러버를 사용하는 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 황화제일철 입자의 알칼리 액체 현탁액을 제공하는 단계는 염화제일철, 황화수소 나트륨 및 수산화 나트륨을 함께 조합하여, 상기 황화제일철 입자의 알칼리 액체 현탁액을 제조하는 단계를 포함하는 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하기 위해서 습식 가스 스크러버를 사용하는 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 황화제일철 입자의 알칼리 액체 현탁액 중에서의 황화제일철에 대한 셀레늄의 비율을 제어하도록 제 1 철 이온원, 황화물 이온원 및 알칼리성 원 중 적어도 하나의 양을 제어하는 단계를 더 포함하는 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하기 위해서 습식 가스 스크러버를 사용하는 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 황화제일철 입자의 알칼리 액체 현탁액 중에서의 황화제일철에 대한 셀레늄의 비율을 제어하도록 염화제일철, 황화수소 나트륨 및 수산화 나트륨 중 적어도 하나의 양을 제어하는 단계를 더 포함하는 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하기 위해서 습식 가스 스크러버를 사용하는 방법.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 황화제일철 입자의 알칼리 액체 현탁액은 셀레산염으로 셀레늄의 낮은 원자가 상태로 산화되는 것을 억제하는 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하기 위해서 습식 가스 스크러버를 사용하는 방법.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 황화제일철 입자의 용해도는 약 1×10-3∼1×10-5인 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하기 위해서 습식 가스 스크러버를 사용하는 방법.
  16. 황화제일철 입자의 알칼리 액체 현탁액을 포함하는 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하기 위한 습식 가스 스크러버에 사용되는 습식 스크러버액 조성물.
  17. 제 16 항에 있어서,
    제 1 철 이온원, 황화물 이온원 및 알칼리성 원을 함께 조합함으로써 제조되는 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하기 위한 습식 가스 스크러버에 사용되는 습식 스크러버액 조성물.
  18. 제 16 항에 있어서,
    염화제일철, 황화수소 나트륨 및 수산화 나트륨을 함께 조합함으로써 제조되는 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하기 위한 습식 가스 스크러버에 사용되는 습식 스크러버액 조성물.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 황화제일철 입자의 용해도는 약 1×10-3∼1×10-5인 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하기 위한 습식 가스 스크러버에 사용되는 습식 스크러버액 조성물.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 황화제일철 입자의 알칼리 액체 현탁액에 셀레늄 가스를 함유하는 산업용 가스를 분산 또는 주입함으로써, 셀레늄을 함유하는 연도 가스를 상기 황화제일철 입자의 알칼리 액체 현탁액에 접촉시키는 단계;
    상기 셀레늄을 함유하는 산업용 가스 스트림에 상기 황화제일철 입자의 알칼리 액체 현탁액을 분무 또는 주입하는 단계;
    기판 상에 또는 기판에 상기 황화제일철 입자의 알칼리 액체 현탁액을 코팅 또는 함침하고, 또한 상기 셀레늄을 함유하는 산업용 가스에 상기 황화제일철 입자의 알칼리 액체 현탁액으로 코팅된 상기 기판을 주입하거나, 또는 상기 셀레늄을 함유하는 산업용 가스를 상기 황화제일철의 알칼리 액체 현탁액으로 코팅 또는 함침된 기판으로 패킹된 용기 또는 컨테이너에 통과시키는 단계를 더 포함하는 셀레늄을 함유하는 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하는 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 황화제일철 입자의 알칼리 액체 현탁액을 제공하는 단계는 제 1 철 이온원, 황화물 이온원 및 알칼리성 원을 함께 조합하여 황화제일철 입자의 상기 알칼리성 액체 현탁액을 형성하는 단계를 포함하는 셀레늄을 함유하는 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하는 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 황화제일철 입자의 알칼리 액체 현탁액을 제공하는 단계는 염화제일철, 황화수소 나트륨 및 수산화 나트륨을 함께 조합하여 황화제일철 입자의 상기 알칼리 액체 현탁액을 형성하는 단계를 포함하는 셀레늄을 함유하는 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하는 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 황화제일철 입자의 알칼리 액체 현탁액 중에서의 황화제일철에 대한 셀레늄의 비율을 제어하도록 제 1 철 이온원, 황화물 이온원 및 알칼리성 원 중 적어도 하나의 양을 제어하는 단계를 더 포함하는 셀레늄을 함유하는 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하는 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 황화제일철 입자의 알칼리 액체 현탁액 중에서의 황화제일철에 대한 셀레늄의 비율을 제어하도록 염화제일철, 황화수소 나트륨 및 수산화 나트륨 중 적어도 하나의 양을 제어하는 단계를 더 포함하는 셀레늄을 함유하는 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하는 방법.
  25. 제 20 항에 있어서,
    상기 황화제일철 입자의 알칼리 액체 현탁액은 셀레산염으로 셀레늄의 낮은 원자가 상태로 산화되는 것을 억제하는 셀레늄을 함유하는 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하는 방법.
  26. 제 20 항에 있어서,
    상기 셀레늄을 함유하는 연도 가스를 상기 황화제일철 입자의 알칼리 액체 현탁액에 접촉시키는 단계는 습식 스크러버 시스템에서 행해지는 셀레늄을 함유하는 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하는 방법.
  27. 제 20 항에 있어서,
    상기 황화제일철 입자의 용해도는 약 1×10-3∼1×10-5인 셀레늄을 함유하는 산업용 가스로부터 셀레늄을 제거하는 방법.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10730034B2 (en) 2017-08-28 2020-08-04 Viviron Technology LLC Iron-selenide-oxide sorbent composition for removing mercury (Hg) vapor from a gaseous stream; methods of use and methods of manufacture
JP7263097B2 (ja) * 2019-04-25 2023-04-24 株式会社神戸製鋼所 セレンの除去方法
CN113521979B (zh) * 2021-08-12 2024-01-12 上海交通大学 一种通过氯硒汞沉积从含硫含汞烟气中捕集汞的方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US255280A (en) * 1882-03-21 Grain-car door
GB1382232A (en) 1973-07-27 1975-01-29 Asahi Glass Co Ltd Process for the recovery of selenium from waste gas
NL1017206C2 (nl) 2001-01-26 2002-07-29 Cdem Holland Bv Werkwijze voor het verwijderen van kwik uit een gasstroom.
US7288499B1 (en) 2001-04-30 2007-10-30 Ada Technologies, Inc Regenerable high capacity sorbent for removal of mercury from flue gas
US6719828B1 (en) 2001-04-30 2004-04-13 John S. Lovell High capacity regenerable sorbent for removal of mercury from flue gas
GB0515419D0 (en) * 2005-07-27 2005-08-31 Johnson Matthey Plc Process for removing mercury from gaseous streams
US7790830B2 (en) 2005-09-30 2010-09-07 Wootech, Ltd. Swellable sol-gels, methods of making, and use thereof
CN100355485C (zh) * 2005-10-25 2007-12-19 四川大学 以软锰矿和pH缓冲剂为复合吸收剂进行废气脱硫的方法
US7575629B2 (en) 2005-11-30 2009-08-18 Basf Catalysts Llc Pollutant emission control sorbents and methods of manufacture
US7578869B2 (en) * 2005-11-30 2009-08-25 Basf Catalysts Llc Methods of manufacturing bentonite pollution control sorbents
US7704920B2 (en) * 2005-11-30 2010-04-27 Basf Catalysts Llc Pollutant emission control sorbents and methods of manufacture
US8217131B2 (en) 2006-10-02 2012-07-10 Abs Materials, Inc. Method for extracting a metal particulate from an aqueous solution using a sol-gel derived sorbent
US7998898B2 (en) * 2007-10-26 2011-08-16 Corning Incorporated Sorbent comprising activated carbon, process for making same and use thereof
US20090130013A1 (en) * 2007-11-21 2009-05-21 Ch2M Hill, Inc. Methods and systems for enhancing mercury, selenium and heavy metal removal from flue gas
WO2009114795A2 (en) 2008-03-14 2009-09-17 Medical Care Corporation Non-natural pattern identification for cognitive assessment
US8197687B2 (en) 2008-08-19 2012-06-12 Perry Equipment Corporation Contaminant adsorbent fluted filter element
US8088283B2 (en) 2009-05-29 2012-01-03 Battelle Memorial Institute Continuous batch reactor, system, and process for treatment of metal-contaminated fluids
US9034285B1 (en) * 2014-02-28 2015-05-19 Redox Technology Group Llc Use of ferrous sulfide suspension for the removal of mercury from flue gases
US9073008B2 (en) * 2013-03-07 2015-07-07 Redox Technology Group, Llc Use of ferrous sulfide suspension for the removal of mercury from flue gases
CA2904381C (en) * 2013-03-07 2021-02-02 Redox Technology Group Llc Use of ferrous sulfide suspension for the removal of mercury from flue gases

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