雾消除和污染物去除装置和方法.pdf

一种用于从气流去除含液体小滴和污染物的集成装置包括多个通路和多个暴露的表面部分，这些表面部分中的不同部分沿着多个通路中的不同通路安置。多个通路包括用于使气流流动通过的入口和出口，其中每个通路包括至少一个区段，至少一个区段被配置成扰动在入口与出口之间的气流的至少一部分的流动。这种气体扰动促进了气流与暴露表面的接触。暴露表面的部分包括吸附剂-聚合物-复合材料，吸附剂-聚合物-复合材料适于吸附元素和氧化汞蒸气。暴露的表面安置成加强含液体小滴与元素和氧化汞蒸气的去除。

1.  一种用于从气流去除含液体小滴和污染物的集成装置，包括：
多个通路，所述多个通路分别具有用于使气流流过的入口和出口，其中所述多个通路中的每一个通路包括至少一个区段，所述至少一个区段被配置成扰动所述通路的入口与出口之间的气流的至少一部分的流动；以及
多个暴露的表面部分，所述多个暴露的表面部分中的不同表面部分沿着所述多个通路中的不同通路安置，多个所述暴露表面部分中的每一个包括吸附剂-聚合物-复合物(SPC)材料，所述吸附剂-聚合物-复合物(SPC)材料适于吸附元素和氧化的汞蒸气，其中所述集成装置能定位于气流中，以使得存在于所述气流中的含液体小滴接触所述暴露的表面部分，并且因此在所述暴露的表面部分处从所述气流去除，并且存在于所述气流中的汞蒸气分子由所述暴露的表面部分的SPC材料吸附并且固定到所述SPC材料内。

2.  根据权利要求1所述的集成装置，其特征在于，所述多个通路中每一个的所述至少一个区段包括至少一种通路表面不连续性。

3.  根据权利要求2所述的集成装置，其特征在于，所述多个通路中的一个给定通路的所述至少一个区段的所述至少一种通路表面不连续性包括：
沿着所述多个通路中的所述一个给定通路在不同表面部分之间的敞开空间。

4.  根据权利要求3所述的集成装置，其特征在于，所述多个通路中的一个给定通路的所述至少一个区段的所述至少一种通路表面不连续性包括：
多个不同表面部分，其沿着所述多个通路中的所述一个给定通路安置成相对于彼此不对准。

5.  根据权利要求1所述的集成装置，其特征在于还包括：
多个模块，其限定所述多个通路和所述多个暴露的表面部分，所述多 个模块中的至少两个模块能在气流中以相邻关系定位以使连续气流流过，其中所述至少两个模块中的每一个限定所述多个通路中的第一多个中的每一个的不同部分。

6.  根据权利要求5所述的集成装置，其特征在于，所述至少两个模块能在气流中以相邻关系定位，以使得所述第一多个通路中的每一个的所述不同部分之间具有敞开空间。

7.  根据权利要求5所述的集成装置，其特征在于，所述至少两个模块能在气流中单独地定位成相邻关系，以使得与所述第一多个通路中的每一个的所述不同部分对应的不同表面部分安置成彼此不对准关系。

8.  根据权利要求7所述的集成装置，其特征在于，所述至少两个模块能在气流中单独地定位成相邻关系，以使得与所述第一多个通路中的每一个的所述不同部分对应的不同表面部分安置成彼此成角度。

9.  根据权利要求5所述的集成装置，其特征在于，所述多个模块中的每一个包括打摺片材和平坦片材的交替各层，每个层包括所述SPC材料。

10.  根据权利要求9所述的集成装置，其特征在于，下列中的至少一个横跨所述多个通路的至少一部分安置在所述通路的所述不同部分之间；
编织网层；
非编织层；
打摺网层；以及
气体分流构件。

11.  根据权利要求9所述的集成装置，其特征在于，所述打摺和平坦片材中的每一个包括：
中间层，其中所述打摺和平坦片材中的每一个具有大于1000mg的抗弯刚度，如用格里刚度测量仪所测量的。

12.  根据权利要求11所述的集成装置，其特征在于，所述中间层包括：聚偏氟乙烯，所述中间层层合于包括所述SPC材料的外胶带层之间。

13.  根据权利要求9所述的集成装置，其特征在于，通过将所述打摺和平坦片材的交替各层布置于对应多个支承框架中的对应框架中来形成所述 多个模块中的每一个。

14.  根据权利要求13所述的集成装置，其特征在于，所述打摺和平坦片材适于在高达80℃的温度下维持其在所述多个支承框架内的相应形状。

15.  根据权利要求13所述的集成装置，其特征在于，所述多个支承框架中的每一个包括四个侧部构件和两个相对的敞开面。

16.  根据权利要求13所述的集成装置，其特征在于，所述多个支承框架包括：
第一部分，其具有第一平行四边形配置的两个相对侧部构件；以及
第二部分，其具有第二平行四边形配置的两个相对侧部构件。

17.  根据权利要求1所述的集成装置，其特征在于，所述SPC材料包括吸附剂材料和聚合物材料。

18.  根据权利要求17所述的集成装置，其特征在于，所述聚合物材料包括含氟聚合物。

19.  根据权利要求18所述的集成装置，其特征在于，所述含氟聚合物选自：聚四氟乙烯(PTFE)；聚氟乙烯丙烯(PFEP)；聚全氟丙烯酸酯(PPFA)；聚偏二氟乙烯(PVDF)；四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的三元共聚物(THV)；聚三氟氯乙烯(PCTFE)以及包含至少一种含氟单体、具有或不具有额外非氟化单体的其它共聚物或三元共聚物。

20.  根据权利要求17所述的集成装置，其特征在于，利用选自下列的至少一种化学物质来处理所述吸附剂材料：碱金属碘化物、有机碘化物化合物、氧化钒、金属硫酸盐、元素硫、硫酸、碘氧化物、氯化钾、溴化钾、氯化钠、溴化钠、氯化铵、溴化铵、碘化铵、乙酸锌和碘配位络合物。

21.  根据权利要求9所述的集成装置，其特征在于，所述多个打摺片材和所述多个平坦片材之一的至少一部分包括下面这样的片材：其顶边缘成角度以排出形成于其上的含液体小滴。

22.  一种利用权利要求1的集成装置来去除含液体小滴和污染物的方法，包括：
将权利要求1的集成装置定位成与气流接触；
使所述气流与所述暴露的表面部分接触，其中存在于所述气流中的含液体小滴接触所述多个暴露的表面部分并且因此在所述暴露的表面部分从所述气流中被去除，并且存在于所述气流中的元素和氧化汞蒸气由所述暴露的表面部分的SPC材料吸附并且固定到所述SPC材料内；以及
从所述多个暴露的表面部分一起收集所述含液体的小滴和所述硫酸小滴。

23.  根据权利要求22所述的方法，所述定位步骤包括：
将所述集成装置定位于湿式除尘器中。

24.  根据权利要求23所述的方法，所述定位步骤还包括：
从所述湿式除尘器的区域内去除雾消除器；以及
将所述集成装置定位于所述湿式除尘器的所述区域的至少一部分中。

25.  根据权利要求23所述的方法，其特征在于，在所述湿式除尘器中用于接触并且因此洗涤所述气流的洗涤液与所述含液体小滴和所述硫酸小滴一起收集在所述湿式除尘器中。

26.  根据权利要求22所述的方法，利用权利要求5所述的集成装置，所述定位步骤包括：
将所述至少两个模块在所述气流中以相邻关系定位，以用于连续气流流过。

27.  根据权利要求25所述的方法，所述定位步骤还包括：
将所述多个模块中第一模块定位于所述气流中；以及
在所述定位步骤之后，将所述多个模块中的第二模块安置成在所述气流中与所述多个模块中的第一模块成堆叠关系。

28.  根据权利要求27所述的方法，其特征在于还包括：
从所述气流单独地去除所述多个模块中的第一模块和第二模块之一；以及
将所述多个模块中的第三模块在气流中定位成与所述多个模块中未被去除的模块成堆叠关系。

雾消除和污染物去除装置和方法
技术领域
本发明涉及用于处理气流以从气流去除不期望的组分的装置，并且更特定而言涉及用于在湿式除尘器中从气流去除含液体小滴(例如，雾消除)和污染物(例如，过滤元素和氧化汞蒸气)的集成装置和相关实施方法。集成装置和相关方法特别适用于湿式除尘器中，湿式除尘器用来去除发电厂(例如，燃煤发电厂)的废气流中存在的不期望的组分。
背景技术
过滤器用于需要从流体流(例如，气流)分离粒子或其它物质的很多种应用中。过滤器的应用包括从诸如来自燃煤和燃油发电厂的烟气去除物质。这种烟气可以包含很多种和很大量的环境污染物，诸如硫的氧化物(SO₂和SO₃)，氮的氧化物(NO和NO₂)、汞(Hg)蒸气和微粒(PM)。在美国，仅焚烧煤每年就生成大约2700万吨SO₂和45吨Hg。
长期以来已经认识到各种污染物对于人体健康和生态系统的破坏性影响。例如，SOx和NOx与受影响区域中的呼吸道疾病的暴发有关。它们也可能形成酸雨，酸雨破坏森林、渔业和农业。就Hg而言，其对于神经系统具有较强毒性。向汞暴露可能会影响大脑、脊髓和其它关键器官。
环境法规需要在很大程度上减少汞排放。这些法规扩展到不同行业，在各种类型设施(例如，燃煤发电厂)中带来挑战。
发明内容
本文所描述的集成装置实施例用来从气流去除含液体小滴(例如，经由雾消除)和去除污染物(例如，经由过滤)。可以认识到，由这种集成装置实施例提供的双重功能得到节省空间的优点，从而便于实施改进的去除污染物(例 如，废气流的汞组分)的技术，特别地包括湿式除尘器实施方式。与提供这种双重功能相结合，本文所描述的集成装置实施例也有利地提供横跨装置的最小压降，从而进一步使得实施例适用于各种应用。
在一实施例中，可以提供集成装置，其包括：多个通路，每个通路具有用于气流流过的入口和出口，其中多个通路中的每一个通路包括至少一个区段，至少一个区段被配置成扰动通路的入口与出口之间的气体流动的至少一部分的流动。气流流动的扰动用来使气流以增加的入射角与通路表面接触，从而提高了集成装置的污染物和含液体小滴的去除能力。
就此而言，集成装置实施例还可以包括多个暴露的表面部分，沿着多个通路中的不同通路安置不同的暴露的表面部分。举例而言，这些暴露的表面部分中的至少某些可以安置在被配置成扰动气体流动的区段处和/或下游。在一方案中，多个暴露表面部分中每一个可以包括适合于吸附在气流中存在的元素和/或氧化汞蒸气的材料(例如，吸附剂-聚合物-复合物(SPC))。在某些应用中，SPC材料也可以被提供用于将硫氧化物接触转化为硫酸。
在设想到的实施例中，通路中每一个的(多个)气体扰动区段可以包括至少一种通路表面不连续性。在一方案中，通路表面不连续性可以包括沿着一个或多个通路在不同表面部分之间的敞开空间。作为替代或作为补充，表面不连续性可以包括沿着通路中的一个或多个相对于彼此以非对准关系设置的多个不同表面部分。例如，通路的不同表面部分可以相对于彼此在一个或多个维度上成角度(例如，以限定曲折的通路)。
在某些实施例中，可以提供集成装置，其包括：多个模块，多个模块限定多个通路和多个暴露的表面部分。特别地，多个模块中的至少两个模块可以在气流中定位成相邻关系以使连续气流流过，其中两个模块限定多个通路中的第一多个中的每一个的不同部分。
在某些实施方式中，至少两个模块可以定位成相邻关系，以使得第一多个通路中每一个的不同部分之间具有敞开空间。作为替代或作为补充，两个模块可以定位成相邻关系，以使得与第一多个通路的不同部分相对应的不同表面部分安置成彼此非对准关系。例如，至少两个模块可以定位成相邻关系使得与第 一多个通路中每一个的不同部分相对应的不同表面部分安置成相对于彼此在一个或多个维度上成角度(例如，以限定曲折通路)。
在各种实施例中，多个模块中每一个可以包括打摺和平坦片材的交替层，其中打摺和/或平坦片材可以包括表面部分，表面部分包括适于吸附元素和氧化汞蒸气的材料，例如包括SPC材料。另外，在某些实施例中，打摺片材和/或平坦片材可分别包括中间层(例如，包括聚偏二氟乙烯(PVDF)，该中间层层合于包括SPC材料的外部胶带层之间。在此方面，可以设置中间层以增强打摺片材和/或平坦片材在搬运和高温腐蚀性环境期间维持其形状的能力。另外，打摺片材和/或平坦片材可以基本上不可透气(其中，气流受到限制以沿着片材的各表面流动和在片材的各表面之间流动)。
在某些实施方式中，可以通过将可熔化加工的树脂层层合到SPC胶带的两层之间来提供打摺和平坦片材的增强形状保持特征。由此可以实现较厚的构造。较厚的构造和中间树脂层提供充分的刚度来在使用期间维持敞开的通路以使气体流动。聚偏二氟乙烯(PVDF)是可熔化加工的含氟聚合物树脂，其提供必需的刚度和湿式除尘器条件所需的耐化学和耐热性。
举例而言，打摺和/或平坦片材层可分别包括三层层合件(例如，包括SPC材料的两个外层和包括PVDF的一中间层)，三层层合件可以具有大于外胶带层中每一个的抗弯刚度至少三倍的抗弯刚度，如由格里(Gurley)刚度测试仪(型号4171)所测量。就此而言，打摺和/或平坦片材的三层层合件可以具有至少1000mg的抗弯刚度，如利用格里(Gurley)刚度测试仪(型号4171)测量那样。
在另一措施中，打摺片材和/或平坦片材可以各设置成在高达80℃的温度下(例如，如在湿式除尘器应用中所经历的温度)维持其相应的形状。在各种实施方式中，平坦片材和/或打摺片材可以包括含SPC材料的外胶带层和呈挤出筛网或膜形式的中间层(例如，含聚偏二氟乙烯(PVDF))，其中，这三层层合在一起。
在某些实施例中，打摺片材可以被成形为具有起伏(例如，U形和/或V形褶皱)，以维持各平坦片材之间的间距并且因此限定通路的配置。在某些 实施方式中，所述多个打摺片材和所述多个平坦片材之一的至少一部分包括下面这样的片材：这些片材具有成角度的顶边缘层，以使形成于其上的含液体小滴排出。
在一方案中，通过将打摺和平坦片材的交替层布置于相应多个支承框架中的相应一个中来形成多个模块中每一个，其中支承框架中的每一个可以具有至少两个相对端，至少两个相对端至少部分地敞开以使气流通过。在某些实施方式中，可以利用多个支承框架，其具有直棱柱配置和/或斜棱柱配置。
在此方面，直棱柱配置框架可以用于可支承地容纳打摺和平坦片材的交替各层，以使得平坦片材的各层和打摺片材的褶皱的各层基本上垂直于由框架的相对敞开端限定的平行平面定向，打摺片材的褶皱基本上平行于穿过相对敞开端延伸的框架的中心轴线定向。作为替代和/或作为补充，斜棱柱配置框架可以用于可支承地容纳打摺和平坦片材的交替各层，以使得平坦片材和打摺片材相对于由框架的相对敞开端限定的平行平面以一角度(即，非垂直)定向，打摺片材的褶皱基本上平行于穿过相对敞开端部延伸的框架的中心轴线定向。
在某些实施方式中，多个框架中的至少某些可以设有堆叠构件，堆叠构件从框架顶表面延伸，其中堆叠构件可以用于限制直接堆叠于其上的另一框架的侧向移动。就此而言，在一实施例中，可以设置多个框架，其具有基本上相同的顶端和底端形状以便于堆叠，其中，多个堆叠构件绕框架顶表面的周界安置。
在各种实施例中，暴露的表面部分可以包括SPC材料，其中，聚合物材料包括含氟聚合物。更特定而言，含氟聚合物材料可以包括选自下列的含氟聚合物：聚四氟乙烯(PTFE)；聚氟乙烯-丙烯(PFEP)；聚全氟丙烯酸酯(PPFA)；聚偏二氟乙烯(PVDF)；四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯(THV)的三元共聚物；聚三氟氯乙烯(PCTFE)以及包含至少一种含氟单体具有或不具有额外非氟化单体的其它共聚物或三元共聚物。另外，SPC材料可以包括吸附剂材料，吸附剂材料利用选自下列的至少一种化学物质来处理：碱金属碘化物、有机碘化物化合物、氧化钒、金属硫酸盐、元素硫、硫酸、碘氧化物、氯化钾、溴化钾、氯化钠、溴化钠、氯化铵、溴化铵、碘化铵、乙酸锌和碘配位络合物。
可以认识到，本文所描述的集成装置实施例可以用于从气流去除含液体小 滴和污染物的各种方法中。在某些方法实施例中，集成装置实施例可以定位成在气流中接触，其中该方法包括使气流与集成装置的暴露表面部分接触，其中存在于所述气流中的含液体小滴接触多个暴露的表面部分，并且在暴露的表面部分处从气流被去除，并且存在于气流中的元素和氧化汞蒸气由暴露的表面部分的SPC材料吸附并且固定到SPC材料内。而方法实施例可以包括从多个暴露的表面部分收集含液体小滴的步骤。另外，在某些实施例中，SPC材料可以用于存在于气流中的硫氧化物接触转化为硫酸小滴，其中硫酸小滴可以与含液体小滴一起收集。
在设想到的实施方式中，方法实施例可以包括将集成装置实施例定位于湿式除尘器中。在各种配置中，集成装置实施例可以位于湿式除尘器的封闭外壳中(例如，湿式除尘器用来处理燃煤发电厂的废气流)。举例而言，集成装置实施例可以位于液体喷射组件与湿式除尘器的气流出口之间上方。
在改造应用中，方法实施例还可以用于从湿式除尘器内的区域去除雾消除器。在这种实施例中，该方法可以提供集成装置实施例在去除了雾消除器的湿式除尘器的区域的至少一部分中定位。在某些应用中，用来支承已经去除的雾消除器的一个或多个支承构件可以易于用来支承集成装置实施例。在一方案中，多个模块的大小可以适于可支承地定位于(多个)支承构件上，多个模块堆叠之一可被支承。在某些实施方式中，集成装置实施例可以从气流提供硫氧化物去除，其中所形成的硫酸小滴可以从集成装置实施例滴落，并且接触湿式除尘器的下面的部件从而从那里去除不期望的固体和致污材料。
通过考虑下文所提供的实施例描述，本发明的许多额外特征和优点将对于本领域技术人员显而易见。
附图说明
图1A是集成装置实施例的示意侧视图。
图1B是另一集成装置实施例的示意侧视图。
图1C是额外集成装置实施例的示意侧视图。
图1D是集成装置实施例和可选包括层的示意侧视图。
图1E是集成装置实施例和另一可选包括层的示意侧视图。
图1F是集成装置实施例和再一可选包括层的示意侧视图。
图1G是集成装置实施例和可选多个叶片的示意侧视图。
图2是额外集成装置实施例的示意侧视图，其具有安置成用于连续气流流过的五个模块。
图3是额外集成装置实施例的示意侧视图，其具有安置成用于连续气流流过的五个模块。
图4A是可用于图1A、图1B、图1C、图2和图3的集成装置实施例中的一个或多个中的框架构件的第一侧视图。
图4B是在图4A中示出的框架构件实施例的另一侧视图。
图5A是可以用于图1C和图3的集成装置实施例中的一个或多个中的另一框架构件的第一侧视图。
图5B是在图5A中示出的另一框架构件实施例的另一侧视图。
图6是可用于图1A、图1B、图1C、图2和图3的集成装置实施例中的一个或多个中的面板实施例的透视视图。
图7A是可用于图1A、图1B、图1C、图2和图3的集成装置实施例中的一个或多个中的多个平坦和打摺片材的立体图。
图7B是包括如图7A所示的多个平坦和打摺片材的模块实施例的立体图。
图8A是可用于图1C和图3的集成装置实施例中的一个或多个中的多个平坦和打摺片材的立体图。
图8B是包括如图8A所示的多个平坦和打摺片材的模块实施例的立体图。
图9是针对连续气流以不同定向来布置的图7B所示的模块实施例的两个单元的立体图。
图10是可以用于本发明的集成装置实施例中具有锥形或成角度顶边缘表面的多个平坦和打摺片材的立体图。
图11A是具有交替的平坦和打摺片材的另一集成装置实施例的立体图。
图11B是图6A所示的集成装置实施例的拐角部分110的立体图。
图11C是图6A所示的集成装置实施例的另一拐角部分120的立体图。
图12是现有技术湿式除尘器的透视局部剖视图。
图13是在其内安装有集成装置实施例的湿式除尘器实施例的立体图、局部剖视图。
图14是在其内安装有集成装置实施例的另一湿式除尘器实施例的立体图、局部剖视图。
图15A、图15B和图15C示出了第一示例中的比较性能图。
图16示出了第二示例中的性能图。
具体实施方式
现可以描述用于从气流去除含液体小滴和污染物的改进的集成装置的各种实施例。另外，将描述实施集成装置实施例的具体实施方式。在考虑下文的描述时，额外集成装置实施例和其实施方式将变得显而易见并且将意图包括在本发明的范围内。
图1A、图1B和图1C示意性地示出了不同集成装置实施例，其可以包括针对连续气体流过(例如，向上流动)而以相邻关系安置的两个模块。应了解，图1A、图1B和1C所示的实施例中每一个提供用来设置多个通路的不同方案，每个通路具有用于使气流流过的入口和出口，其中这些通路中的至少某些具有至少一个区段，至少一个区段被配置成扰动在通路的入口与出口之间的气流的至少一部分的流动。
在图1A、图1B和图1C中，集成装置10可以包括第一模块20a和第二模块20b，第一模块20a和第二模块20b各包括分别由框架构件22a、22b支承的面板30。就此而言，框架构件22a、22b的至少底部和侧部可以被设置成支承或容纳面板30。另外，框架构件22a、22b的至少底部和顶部可以至少部分地打开以允许气流通过。第一模块20a和第二模块20b可以被提供用于经由相对应框架构件22a、22b单独搬运并且定位。如图所示，第一模块20a和第二模块20b的面板30可以限定多个通路40，通路40在第一模块20a的底部和第二模块20b的顶部处具有入口42和出口44。面板30还可以限定通路表面，通路表面的至少部分可以包括适于吸附元素和/或氧 化汞蒸气的材料(例如，吸附剂-聚合物-复合物(SPC)材料)。这些材料可以提供将存在于气流中的硫氧化物接触转变为硫酸小滴。
在图示实施例中，面板30可以包括在给定模块20a或20b中安置成基本上平行关系的平坦片材。如将在下文中进一步描述，面板30还可以包括与平坦片材安置成交替关系的打摺片材(例如，在平坦片材的相继几个片材之间)。
在图1A的实施例中，可以设置第一模块20a的面板30使得其顶端与第二模块20b的面板30的底端在纵向上(例如，垂直地)间隔开。依次，敞开空间52沿着通路40限定，从而造成对从那里经过的气流部分的扰动。
在图1B的实施例中，第一模块20的面板30的顶端和第二模块20b的面板30的底端可以被设置成在侧向(例如，水平地)偏移以限定偏移的交界区域54。而偏移的交界区域54对从那里通过的气流部分造成扰动。
在图1C的实施例中，第一模块20a的面板30和第二模块20b的面板30可以相对于彼此设置成一定角度从而限定有角度的交界区域56。而有角度的交界区域56对从那里经过的气流部分造成扰动。
在不同实施例中，可以以各种组合提供图1A、图1B和图1C所示的气流扰动方案。例如，在图2的实施例中，示出了集成装置10包括五个模块20a、20b、20c、20d和20e，这五个模块针对顺序流动通过(例如，向上流动)而以相邻的关系来安置，其中组合地采用在上文的图1A和图1B中示出的气流扰动方案。特别地，包括模块20a-20d中每一个的面板30的顶端在纵向上(例如，垂直地)与在该面板上方相邻定位的分别包括相对应模块20b-20e中每一个的面板30的底端间隔开。而敞开空间52沿着通路40限定。另外，包括模块20a-20d中每一个的面板30的顶端被设置成相对于该面板上方相邻定位、分别包括相对应模块20b-20e中每一个的面板30的底端在侧向上(例如，水平地)偏移。而偏移的交界区域54沿着通路40限定。
在图3的实施例中，示出了集成装置10包括五个模块20a、20b、20c、20d和20e，这五个模块安置成相邻关系以用于顺序流动通过(例如，向上 流动)，其中组合地采用在上文的图1A和图1B中示出的气流扰动方案。同样，包括模块20a-20d中每一个的面板30的顶端在纵向上(例如，垂直地)与在该面板上方相邻定位的、分别包括相对应模块20b-20e的面板30的底端间隔开，其中敞开空间52沿着通路40限定。另外，包括模块20a-20d中每一个的面板30相对于模块20a-20e中相邻模块的面板30以一定角度安置，从而沿着通路40限定有角度的交界区域56。
额外特征可以与本文所描述的集成装置实施例结合以得到气流扰动和/或以其它方式来从气流去除不期望的组分。在此方面，参考图1D、图1E、图1F和图1G，这些图示出了如对于上文所描述的图1的集成装置实施例实施的多个可选特征。在图1D中，非编织层32可以横跨模块20a的面板30的顶端布置，其中通过通路40的各气流部分流过非编织层32。举例而言，非编织层32可以包括纤维介质(干法成网、湿法成网、纺粘法、熔喷法、纳米纤维)、塑料网和扩张金属。在图1E中，编织网层34可以横跨于模块20a的面板30的顶端布置，其中通过通路40的各气流部分通过编织层34流动。举例而言，非编织层34可以包括针织织物、丝网和编织筛网。在图1F中，打摺网层36可以横跨模块20a的面板30顶端布置，其中通过通路40的各气流部分将流过打摺网层36。举例而言，打摺网层36可以包括针织织物、编织筛网和网织品。在图1G中，呈多个叶片38形式的气体分流构件可以横跨模块20a的面板30的顶端布置，其中在气流部分沿着通路40流动时，通过通路40的气流部分将由叶片38偏转。举例而言，其它气体分流构件可以呈现挡板、旋风分离器、格栅、人字形图案(chevron)、斜表面等形式。
现参考图4A和图4B以及图5A和图5B，这些图示出了可以用于集成装置实施例中的框架构件的实施例。如将在下文中变得显然，图4A和图4B以及图5A和图5B中示出的框架构件中的每一个可支承地将面板接纳于其内，以限定具有通路表面的通路，其中通路表面的至少部分包括适于吸附元素和/或氧化汞蒸气的材料。
在图4A和图4B中，框架构件60为直棱柱配置，其具有相对的第一 侧部构件62a、62b，相对的第一侧部构件62a、62b在拐角构件66处固定地互连到相对的第二侧部构件64a、64b。底部支承构件63可以互连到第一侧部构件62a、62b和/或第二侧部构件64a、64b以将面板构件支承于其上。另外，可去除的固位构件65(例如，可附连/可分离的各缆线段)可以横跨框架构件60顶部设置(例如，在第一侧部构件62a、62b之间或者在第二侧部构件64a、64b之间)，以便于搬运在其内包含面板构件的框架构件60，并且便于替换面板构件和重复使用框架构件60。可选地，堆叠构件67可以设置于框架构件60顶部上以便于稳定、堆叠地定位多个框架构件。如图所示，堆叠构件67可以被配置为在其拐角中一个或多个处附连到框架构件60顶侧的直立拐角凸缘，以便限制其上堆叠的另一框架构件的侧向移动(例如，在两个维度中的每一个维度上)。
在图5A和图5B中，框架构件70是斜棱柱配置，其具有相对的第一侧部构件72a、72b，相对的第一侧部构件72a、72b在拐角构件76处固定地互连到相对第二侧部构件74a、74b。如图5B所示，侧部构件74a、74b可以邻接拐角构件76以限定在一视图中的平行四边形配置。底部支承构件73可以互连到第一侧部构件72a、72b和/或第二侧部构件74a、74b以将面板构件支承于其上。另外，可移位固位构件75(例如，可附连/可分离的各缆线段)可以横跨框架构件70顶部设置(例如，在第一侧部构件72a、72b之间或者在第二侧部构件74a、74b之间)，以便于搬运在其中包含有面板构件的框架构件70，并且便于替换面板构件和重复使用框架构件70。可选地，堆叠构件77可以设置于框架构件70顶部上以便于稳定、堆叠地定位多个框架构件。如图所示，堆叠构件77可以被配置为在其拐角中一个或多个拐角处附连到框架构件70顶侧上的直立拐角凸缘，从而限制其上堆叠的另一框架构件的侧向移动。
可以认识到，图4A和图4B所示的框架构件60可以用于具有多个模块的集成装置模块，多个模块可以堆叠以限定图1A、图1B和图3的实施例中所示的配置。另外，图4A和图4B所示的框架构件60和图5A和图5B所示的框架构件70可以用于具有多个模块的集成装置模块中，多个模 块可以堆叠以限定图1C和图3的实施例中所示的配置。
如上文所指出的那样，图4A和图4B所示的框架构件60和图5A和图5B所示的框架构件70可以将面板可支承地接纳于其内，以限定通路和通路表面。在一方案中，图6示出了平坦薄膜92，在平坦片材92之间具有打摺片材94。这些示例性布置得到多个三角形通路40。如将在下文中进一步描述，多个平坦片材92和打摺片材94可以替代地在框架构件内、在其相应边缘上直立布置，其中向上定向的通路40被限定成用于气流流动通过。框架构件可以支承并且在侧向以相邻并排的关系容纳平坦片材92和打摺片材94，在平坦片材92与打摺片材94之间或者在这些片材与框架构件或其它部件之间并无任何直接互连，从而简化了打摺片材和平坦片材的组装和维修去除/替换。
平坦片材92和/或打摺片材94可以包括下面这样的表面部分，其包括适于吸附气流中存在的元素和氧化汞蒸气的材料。这样的材料也可以用来将气流中存在的硫氧化物接触转变为硫酸。主要以举例说明，这样的材料可以包括吸附剂-聚合物-复合物(SPC)材料。
在各种实施例中，打摺片材94和/或平坦片材92中的每一个可以包括层合在含SPC材料的外胶带层之间的中间层。中间层可以被提供以增强片材的形状保持属性。可以通过将可熔化加工的树脂层层合到SPC胶带的两层之间来提供打摺片材94与平坦片材92的增强的形状保持特征。因此，可以实现更厚的构造。更厚的构造和中间树脂层提供充分的刚度来在使用中维持敞开通路40以用于气体流动。聚偏二氟乙烯(PVDF)是可熔化加工的含氟聚合物树脂，其提供必需的刚度以及针对湿式除尘器条件所需的耐化学和耐热性。另外，打摺片材94和/或平坦片材92可以基本上是不透气的(例如，将气流流动限制为沿着片材表面和在片材的各表面之间流动)。
在某些实施例中，平坦片材92和/或打摺片材94的暴露的表面部分可以包括SPC材料，其中聚合物材料包括含氟聚合物。更特定而言，含氟聚合物材料可以包括选自下列的含氟聚合物：聚四氟乙烯(PTFE)；聚氟乙烯丙烯(PFEP)；聚全氟丙烯酸酯(PPFA)；聚偏二氟乙烯(PVDF)；四 氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯(THV)的三元共聚物；聚三氟氯乙烯(PCTFE)以及包含至少一种含氟单体且具有或不具有额外非氟化单体的其它共聚物或三元共聚物。另外，SPC材料可以包括吸附剂材料，吸附剂材料利用选自下列的至少一种化学物质来处理：碱金属碘化物、有机碘化物化合物、氧化钒、金属硫酸盐、元素硫、硫酸、碘氧化物、氯化钾、溴化钾、氯化钠、溴化钠、氯化铵、溴化铵、碘化铵、乙酸锌和碘配位络合物。
现参考图7A和图7B，图7A和图7B示出了以直立和交替的并排方式布置的多个平坦片材92和打摺片材94层，其中平坦片材92和打摺片材94可以安置成平行关系。在图7B中，交替的片材被示出包含于模块的框架构件60′中，总体配置大体上与图4A和图4B所示的框架构件60相对应。如图所示，片材可以定向成与包括框架构件60′的敞开端部相对应的平面成垂直关系。在图7A中，出于说明目的，去除了框架构件60′。在组装期间，框架构件60′可以安置于其一侧上，其中平坦片材92和打摺片材94可以交替地水平定位和堆叠于框架构件60′内。如所意识到那样，框架构件60′也可以被填充有平坦片材92和打摺片材94中的交替的片材，其中框架构件60′处于图7B所示的直立位置。在任一情况下，第一片材92和打摺片材94可以由框架构件60′维持在直立(例如，垂直)相邻关系，并且如上文所指出那样，也可以以其它方式设置，以在高温(例如，高达80℃)腐蚀性条件期间维持其平坦和打摺的配置。
现参考图8A和图8B，其示出了以直立并且交替并排方式布置的多个平坦片材92和打摺片材94层，其中平坦片材92和打摺片材94可以安置成平行关系。在图8B中，交替的片材被示出为包含在模块的框架构件70′中，框架构件70′的总体配置与图5A和图5B所示的成角度的框架构件70相对应。如图所示，片材可以与框架构件70′的敞开端相对应的平面定向成非垂直或成角度关系。在图8A中，出于说明目的，去除了框架构件70′。如图所示，平坦片材92和打摺片材94的底边缘和顶边缘可以以对应于成角度框架构件70′的角度而倾斜或横切(例如，经由斜切割)，以便于定位 (例如，一致或适形地定位)于成角度的框架构件70′中。
在组装期间，框架构件70′可以设置于其一侧上，其中平坦片材92和打摺片材94可以交替地水平定位和堆叠于框架构件70′内。应意识到，框架构件70′也可以被填充有平坦片材92和打摺片材94的交替者，其中框架构件70′处于图8B所示的直立位置。在任一情况下，平坦片材92和打摺片材94可以由框架构件70′维持在直立、成角度和相邻关系，并且如上文所提到的那样，也可以以其它方式设置成在高温的腐蚀性条件期间维持其平坦和打摺配置。
在图9中示出的另一布置中，呈如图7B所示形式的多个模块(60a,60b)可以堆叠以使得在不同模块中的平坦片材92的各层和打摺片材94的各层在非平行的横向平面中安置或以其它方式延伸。例如，在第一模块60a中片材的平行各层可以位于沿着共同的第一方向AA延伸的相对应的平行平面中或者以其它方式在相对应平行平面上居中，并且在第二模块60b中的片材的平行各层可以位于沿着共同的第二方向BB延伸的相对应的平行平面中或者以其它方式在相对应平行平面上居中，其中第二方向BB不同于第一方向AA。
在图10所示的又一布置中，平坦片材92a、92b和打摺片材94a、94b的多个层可以以直立并且交替并排方式布置，其中，片材以平行关系安置，例如当位于本文所描述的框架构件实施例内时。如图所示，打摺片材94a、94b的至少一部分或全部的顶边缘可以呈锥形或以其它方式成角度(例如，在使用时相对于框架构件)，从而相对于水平面以一定角度安置。而形成于这些顶边缘或打摺片材94上的任何含液体小滴可以从片材的这些边缘排出。在图10所示的布置中，交替的打摺片材94a和打摺片材94b(仅示出了打摺片材94b的端部褶皱的侧部)具有相对应的顶边缘，这些顶边缘向下朝向彼此成角度，以限定V形顶端区域。而交替的平坦片材92a和92b分别具有更小和更高的高度，如图所示。
现参考图11A、图11B和图11C，这些图示出了包括框架构件80和面板的模块100，面板包括由框架构件80可支承地容纳的平坦片材92和打摺 片材94的交替各层。框架构件80具有直棱柱配置，直棱柱配置具有相对的第一侧部构件82a、82b，相对的第一侧部构件82a、82b在拐角构件86处固定地互连到相对的第二侧部构件84a、84b。在此实施例中，额外成角度的侧部构件81在框架构件80的四侧中的每一侧上对角地互连到拐角构件86中不同的拐角构件之间，以提供增加的结构支承。底部构件(未图示)可以互连到第一侧部构件82a、82b和/或第二侧部构件84a、84b，以在第一侧部构件和第二侧部构件上支承平坦片材92和打摺片材94。其它顶部固位构件85可横跨框架构件80顶部设置。如图所示，堆叠构件87可以设置于框架构件80顶部上以便于稳定地、堆叠地定位多个框架构件。在此方面，在图11B中示出了模块100的拐角区域110。
如图11B所示，堆叠构件87可以被配置为附连到框架构件80顶侧上的直立拐角凸缘。如在图11B中进一步示出，平坦片材92和打摺片材94的交替各层可以设置成使得三角形通路在相继各个平坦片材92之间、由安置于它们之间的打摺片材94限定。可以认识到，这种三角形通路可以在集成模块100的敞开的底侧与顶侧之间延伸。
为了便于稳定地、堆叠地定位多个框架构件，第一侧部构件82a、81b和第二侧部构件84a、84b可以在结构上限定并且互连到拐角构件86，如由图11C所示的图11A的区域120所示。如图所示，第一侧部构件82b和第二侧部构件84b可以由U形通道构件限定，U形通道构件固定地互连到拐角构件86的相邻的朝向外的表面，其中突出的凸缘部分设置于底部拐角处，以稳定地、适形地接纳于位于其下方的另一模块位置的各堆叠构件内。
如上文所指出的那样，本文所公开的集成装置实施例可以用于处理气流以从去除气流组分，特别地用于湿式除尘器中。在此方面，集成装置实施例可以用于去除湿式除尘器中处理的废气流中存在的元素和氧化汞蒸气，并且进一步通过去除存在于气流中的含液体小滴而提供雾消除功能。这种双重功能相对于现有技术湿式除尘器布置提供某些优点。
在此方面，参考图12，图12示出了现有技术湿式除尘器200。湿式除尘器200包括封闭外壳202、用于使未处理的气体进入到外壳202内的气体 入口204和用于使处理过的烟气从外壳202出来的气体出口206。湿式除尘器200还可包括泵208，泵208用于将液体从反应罐210通过喷射组件212泵送出来。来自喷射组件212的液体喷射可以向下朝向气体分布托盘214导向，气体分布托盘214位于气体入口204上方。因此，可以通过液体喷射从那里去除未经处理的烟气的不期望的组分，并且经由底部端口216从外壳202去除这些组分，其中去除的液体和不期望的组分流入到反应罐210内。可以认识到，搅拌器218可以用于反应罐210中。另外，氧化空气供给装置220可以设置于反应罐210处。
如图12所示，一个或多个雾消除器222可以定位于喷射组件212上方，以在气流通过气体出口206之前从气流去除含液体小滴。通常，利用第一级雾消除器222a和第二级雾消除器222b，其中第二级雾消除器222b设置成具有比第一级雾消除器222a更强的去除更小液滴的能力。换言之，第一级雾消除器222a可以设置或优化成去除比预定尺寸更大的含液体小滴，而第二级雾消除器222b可以设置或优化成去除比预定尺寸更小的含液体小滴。如图12所示，第一级雾消除器222a可以由支承构件224a支承，支承构件224a固定地互连到外壳202或者相对于外壳202固定地互连。另外，第二级雾消除器22b可以由支承构件224b支承，支承构件224b固定地互连到外壳202或者相对于外壳202固定地互连。
在一实施方式中，本文所描述的集成装置实施例可以安装于如图2所示类型的湿式除尘器中，以图13所示的方式修改。如图13所示，在湿式除尘器300中，上文关于图12所讨论的第二级雾消除器222b从支承构件224去除。依次并且如图13所示，如上文所描述，包括多个模块320的集成装置实施例310可以位于去除了第二级雾消除器22b的区域的至少一部分中。在图示示例中，多个模块320可以由支承构件224b(例如，以一行或多行和以一列或多列的、两个或更多个堆叠的模块)以堆叠关系来支承。在某些实施方式中，可以根据需要安装用于模块320的敞开的支承栅格(例如，包括横向焊接的梁)。
在图14中示出了实施方法的另一实施例。如图所示，在湿式除尘器 400中，图12示出的第一级雾消除器222a可以被去除并且被已知的雾消除器422替换(例如，型号DV210，可以购自美国佛罗里达州迈尔斯堡蒙特公司(MuntersCorporation))，其利用单个共同的支承结构、例如支承构件224a来提供第一级雾消除422a和第二级雾消除422b。因此并且如图14所示，如上文所描述的多个模块320的集成装置实施例310可以位于去除了第二级雾消除器22b的区域的至少一部分中。在图示示例中，模块320可以以堆叠关系由支承构件224b支承。
示例
在下文中描述了测试测量，之后是示例测试和根据测试测量的示例，测试结果的描述。
雾消除性能测试
使用相位多普勒粒子分析仪(PDPA)确定了雾收集效率。相位多普勒测量允许设定球形液体粒子大小和确定其速度。其将激光束分成两束并且使两束会聚成较小测量体积。两个激光束的干涉形成条纹，即明线和暗线。在粒子通过测量体积移动时，其使这些条纹到处散射，包括某些朝向光学接收器。散射光的频率决定粒子速度。散射条纹的空间频率(在光收集光学器件处散射条纹之间的间距)包含关于正被测量的粒子的大小的信息。空间频率被测量为从散射光得到的两个电气信号之间的相移。这个相移然后可以与粒子大小相关。
测试模块安装于43cm×43cm截面的测试管中。PDPA在离模块的引出表面30.5cm的距离测量小滴速度和大小。PDPA系统(可购自美国明尼苏达州朔福市TSI公司(TSIInc.))由激光器、光检测器和信号处理器构成。其设置成利用514.5纳米的波长的激光器来测量0.65微米至259微米直径的小滴。激光器和光检测器安装到线性轨道上以允许仪器在测试管上横移。从测试管中心到距离一侧17.8厘米来进行测量。根据小滴浓度来调整横移时间。在测试开始之前测量初始浓度并且设置取样时间使得将计数 大约100000个粒子。
由在68.9巴下操作的喷洒喷嘴(型号TD5-088,美国马萨诸塞州绿地的BETE雾喷嘴公司)来生成细水雾。由PDPA系统测量的液体水滴具有36微米的沙得直径(其面积与体积比与整个样品的面积与体积比相同的液滴的直径)和70微米的DV90(直径以使得对直径低于这个值的液滴的收集表示样品体积的90％)。水进给速率为61升/分钟/平方米。在测试开始之前，雾消除器喷射持续70分钟。
小滴去除效率
根据下式来计算按照大小的小滴去除效率：
Ei(%)=100-Ni/1N‾i/t‾×100]]>
其中N_i是检测的大小i的粒子数量，并且t是当安装模块时以秒为单位的取样时间，并且和是大小i的粒子数量和当未安装模块时以秒为单位的取样时间。
遗留物
遗留物是在模块下游检测的小液滴的总量。其通过确定经过模块的小滴总量来计算并且相对于PDPA的测量体积归一化：
刚度
使用Gurley(格里)4171抗弯刚度测试仪来测量使样品在受控制和可重复条件下弯曲所需的力从而测量层合物刚度。经测量为8.9cm×5.1cm的矩形样品附连到夹具上，样品的较长侧向下延伸。样品的底部6mm与指针(例如三角形叶片)的顶部重叠。在测试期间，样品抵靠叶片顶边缘移动，移动摆锤直到样品弯曲并且释放样品。由光学编码器来测量释放点并且在数字读出装置上显示。在左右方向上执行测试。在执行每次测试后，仪器测量使样品弯曲的平均力。结果以力单位(毫克)显示。
I–示例A直通模块
具有汞去除和雾消除能力的集成装置包括五个串联的直模块，如在图2中示意性地示出。通过将SPC胶带放置到金属框架内而制成直模块。通过掺混活性炭粉末与悬浮在乳剂中的PTFE粉末来产生SPC胶带。掺混粉末被干燥并且利用矿物油或水/乙醇混合物润滑以形成料团。使用常规挤压机来挤压料团以形成挤压物。然后通过干燥从挤压物去除润滑剂并且然后将干燥的挤压物在高温下压延为片材形式。然后在高温拉伸片材以形成微孔性结构。片材产品层合到PVDF片材的两侧，以形成厚度为1mm的层合片材。然后，将平坦片材胶带打摺为12mm的褶皱高度和10mm的间距以形成波纹材料。
SPC胶带的堆叠插入于具有529mm×406mm×165mm(宽×深×高)的内部尺寸的不锈钢框架内。SPC胶带在平坦片材与打摺形式之间交替以形成通路从而允许空气流动、汞吸附和雾消除。平坦片材胶带和打摺胶带为529mm×152mm。总共23对平坦片材和打摺胶带插入于单个模块内。
五个模块堆叠于彼此顶上，以形成集成装置。13mm的间隙分隔第一模块的SPC胶带的引出平面与第二模块的底部表面的进入平面。总堆叠高度是826mm。对集成装置执行前述雾消除测试。
I–示例B成角度的模块
具有汞去除和雾消除能力的集成装置包括串联的三个的直模块和两个成角度的模块，如在图3中示意性地示出。根据示例A制造SPC胶带。成角度的模块具有带两个平行侧壁的框架，两个平行侧壁以45度角倾斜。SPC平坦片材和打摺胶带在彼此之间交替，以由侧壁形成的倾斜角填充位于框架内侧的体积。平坦片材胶带为529mm×152mm。打摺胶带为165mm。打摺胶带的边缘在两侧以45度平行斜接，从而在其插入于成角度框架内时形成平坦表面。在每个成角度框架中，存在总共19个交替的SPC材料的打摺和平坦片材。
从底部到顶部，直模块和成角度模块的次序如下：直；成角度；直； 成角度(相对于第一成角度框架旋转90°)；直；成角度(相对于第二成角度框架旋转90度)。这种配置形成之字形流动路径以进一步去除小液滴。总堆叠高度为826mm。
I–比较示例
商业叶片雾消除器(即，可购自美国佛罗里达州迈尔斯堡蒙特公司(MuntersCorporation)的型号T-271)被切割以装入直模块内侧，如在示例A中所描述。单元是529mm×406mm×152mm。该单元由聚丙烯制成。在两个叶片之间的间距是25.4mm。
I–结果
在图15A和图15B中示出了雾消除器示例的小滴去除效率。在3m/s的情况下，对于10微米和更大液滴而言，示例A和B小滴去除效率接近100％。在5微米的情况下，效率减小至75％至85％。示例B的效率略微高于示例A。因此，示例B的之字形空气流动通路能进一步改进在这个空气速度的雾去除。在4.6m/s的情况下，示例A和B的去除效率变得相同。
比较而言，叶片雾消除器的效率对于10微米液滴而言仅为80％，并且对于5微米液滴而言仅为60％。结果表明示例A和B的小滴去除效率高于比较示例的3至4.6m/s之间(这是湿式除尘器中最常见的气体速度)。
在图15C中示出了遗留物测量的结果。如在图表中示出，示例A和B的液体遗留物显著低于比较示例。遗留物是在雾消除器下游测量的液体量。其由从装置上游向下游传递的液滴和再夹带到气流内的任何收集液滴组成。雾消除器必须允许收集的液体排出并且防止它再夹带。
总之，结果表明液滴去除效率和示例A和B的遗留物满足并且超过了比较示例的性能。
II–示例
厚度为20密耳(mil)(508μm)的单层SPC胶带样品具有255mg与320mg之间的弯曲力刚度值。发现可接受的形状保持特征所需的最小弯曲 力刚度值为至少1000mg。
制造一系列形状保持样品，具有层合于两个20密耳(mil)(508μm)SPC胶带之间、挤压的25密耳(mil)(635μm)PVDF筛网和厚度范围为1密耳(mil)(25μm)到15密耳(mil)(381μm)的挤压的PVDF膜。在图16中示出了弯曲力刚度测量值。发现优选PVDF层为由9009PVDF树脂制成的1密耳(mil)(25μm)挤压膜。使用热、镀铬轧辊完成层合步骤，受热的镀铬轧辊具有21密耳(mil)(533μm)的间隙设置、180℃的温度和每分钟1.5米的速度。33mm宽PVDF膜幅材层合于两个20密耳(mil)(508μm)SPC层之间，两个20密耳(mil)(508μm)SPC层也是33cm宽。在格里(Gurley)刚度测试仪上测试所得到的层合样品，并且发现具有大于1500mg的弯曲力刚度值。
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出于说明和描述目的给出了本发明的前文描述。而且，这些描述并无限制本发明为本文所公开的形式的意图。因此，与上文的教导内容相符的变型和修改以及相关领域的技术和知识在本发明的范围内。上文所描述的实施例进一步意图解释实践本发明的已知方式并且使得本领域技术人员能将本发明用于其它实施例中并且做出本发明的特定(多种)应用或(多种)用途所需的各种修改。预期所附权利要求被理解为包括现有技术允许的范围的替代实施例。