(57)【要約】  本発明は、収着剤を含浸するように設計された装置に関する。いくつかの態様において、本発明装置は、収着剤および含浸剤の接触表面積および／または接触／滞留時間を増加させて、含浸された収着剤を含む組成物を製造するように設計された、コニカル混合チャンバまたは円筒形混合チャンバを有する混合容器を含む。さらに、本発明装置は、噴霧化された含浸剤小滴を製造するように操作可能な、１つまたはそれより多い噴霧器を含む。さらに、本発明は、摩砕された、または摩砕されていない収着剤の含浸方法を提供する。本発明方法は、いくつかの技術的利点を提供し、費用効果がある。本発明の方法および／または装置により製造される組成物は、比較的高濃度の含浸剤、含浸剤のもっと均一な分布を有し得、もっと大きな収着剤効率を有し得る。【特許請求の範囲】
【請求項１】
収着剤配給チャンバにおいて、摩砕された収着剤を受け取ること；
摩砕された希釈相収着剤を形成すること；
容器内において、含浸剤を受け取ること；ならびに
摩砕された希釈相収着剤を、含浸剤の収着剤への含浸を生じさせる条件下で含浸剤と接触させること、
を含む、収着剤の含浸方法。
【請求項２】
含浸剤が噴霧化されて、噴霧化された含浸剤小滴を接触前に形成する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
含浸剤が、ハロゲン、ハロゲン塩、ハロゲン酸、カチオン、銀およびイオウから選ばれる請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ハロゲンが、臭素、塩素、ヨウ素およびフッ素からなる群から選ばれる請求項３に記載の方法。
【請求項５】
ハロゲンが臭素である請求項４に記載の方法。
【請求項６】
ハロゲンが、さらに水性溶液に含まれる請求項３に記載の方法。
【請求項７】
摩砕された収着剤が、活性炭、非炭素収着剤またはその組み合わせである請求項１に記載の方法。
【請求項８】
非炭素収着剤が、ゼオライト、アルミノシリケート、ポリマー樹脂、非金属樹脂、粘土またはイオン交換樹脂からなる群より選ばれる請求項７に記載の方法。
【請求項９】
活性炭が、粉末化された活性炭，粒状活性炭、リグナイト、褐炭、直径４０μｍ以下の活性炭、直径１０〜３０μｍの活性炭、およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
摩砕された収着剤の粒径範囲が、含浸剤の粒径範囲に類似する請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
摩砕された希釈相収着剤および含浸剤を接触させることが、コニカルチャンバを有する混合器内で実施される請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
摩砕された希釈相収着剤および含浸剤を接触させることが、円筒形チャンバを有する混合器内で実施される請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
それぞれの収着剤粒径を有する収着剤を受け取ること；
水性含浸剤溶液を噴霧化して、噴霧化された水性含浸剤小滴径を有する水性含浸剤小滴を形成すること；
収着剤を水性含浸剤小滴と接触させること；ならびに
収着剤を水性含浸剤小滴と混合させ、それにより含浸された収着剤を形成すること、
を含む、収着剤の含浸方法。
【請求項１４】
収着剤の粒径範囲が、噴霧化された水性含浸剤小滴径の粒径範囲に類似する請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
収着剤および噴霧化された水性含浸剤小滴を接触させることが、乱流相形成を含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
収着剤および噴霧化された水性含浸剤小滴を混合することが、乱流相形成を含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
収着剤および噴霧化された水性含浸剤小滴を接触および混合させることが、コニカルチャンバを有する混合器内で実施される請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
収着剤および噴霧化された水性含浸剤小滴を接触および混合させることが、円筒形チャンバを有する混合器内で実施される請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
収着剤が摩砕された収着剤である請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
収着剤が粉末化された収着剤である請求項１３に記載の方法。
【請求項２１】
含浸剤が、臭素、塩素、ヨウ素およびフッ素からなる群から選ばれるハロゲンを含む請求項１３に記載の方法。
【請求項２２】
ハロゲンが、ハロゲン塩およびハロゲン酸から選ばれる請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
ハロゲン塩が臭化ナトリウム（ＮａＢｒ）を含む請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
請求項１２記載の方法により製造される、含浸された収着剤。
【請求項２５】
少なくとも１つの噴霧器を有する混合容器、ここで混合容器は、噴霧器からの噴霧化された含浸剤小滴の、同期化された噴射を容易にし、さらに収着剤粒子および噴霧化された含浸剤小滴の同期化された乱流層形成を容易にするように操作可能であり、そして含浸された収着剤を形成するために乱流層の混合を容易にするように操作可能であり、混合容器は第１端と第２端を有することを含み：さらに
第１端の方に配置される円筒形チャンバ；
第２端の方に配置されるコニカルチャンバ；
第１端の方に配置され、その上に配置される、少なくとも１つの噴霧器を有する頂部フランジ、そこでは少なくとも１つの噴霧器は、水性含浸剤源および圧縮空気源に操作可能に結合され、噴霧器は含浸剤の噴霧化された小滴に水性含浸剤を噴霧化するように操作可能である；
第２端の方に配置され、コニカルチャンバへの収着剤と圧縮空気の流入を容易にするように操作可能な入口を有する底部フランジ；ならびに
製品排出管、そこではコニカルチャンバは、収着剤と圧縮空気を含む乱流層形成、ついで底部フランジ上の入口を通って収着剤と圧縮空気の流入、を容易にするように操作可能であり、そして製品排出管は外部の製品捕集器に、含浸された収着剤を排出するように操作可能である、
収着剤を含浸するための装置。
【請求項２６】
混合容器が腐食耐性材料からなる請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
混合容器が温度移動耐性材料からなる請求項２５に記載の装置。
【請求項２８】
混合容器が、噴霧化された含浸剤小滴が水性層に留まり、ガス相に転換されない範囲内で、含浸された収着剤を形成するために、乱流層と噴霧化された含浸剤小滴を混合する間は、温度を維持するようにさらに操作可能である請求項２５に記載の装置。
【請求項２９】
噴霧器の噴射角度が１０度〜１５度である請求項２５に記載の装置。
【請求項３０】
噴霧器の噴射角度が実質的にすべての種着剤に噴射するように操作可能である請求項２５に記載の装置。
【請求項３１】
噴霧器の噴射角度が、含浸された収着剤を噴射するのを避けるように設計される請求項２５に記載の装置。
【請求項３２】
請求項２５に記載の装置を用いることを含む収着剤の含浸方法であり、その方法は：
収着剤および圧縮空気を含む希釈相収着剤を受け取ること；
収着剤および圧縮空気を含む乱流層を形成するために、混合容器のコニカルチャンバへの希釈相収着剤の流入を容易にすること；
水性含浸剤を受け取ること；
混合容器の噴霧器への水性含浸剤と圧縮空気の流れを容易にすること；
水性含浸剤を噴霧化して噴霧化された含浸剤小滴を形成すること；
混合容器のコニカルチャンバ内で乱流層を噴霧化された含浸剤小滴と接触させること；ならびに
混合容器のコニカルチャンバ内で乱流層を噴霧化された含浸剤小滴と混合して、含浸剤小滴を収着剤粒子と接触させて、含侵された収着剤を形成すること；
混合容器の頂部の排出管に含侵された収着剤を通気して、混合容器から含侵された収着剤を除去すること；
を含む。
【請求項３３】
収着剤が摩砕された収着剤である請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
請求項３２記載の方法により製造される、含浸された収着剤。
【請求項３５】
少なくとも１つの噴霧器を有する混合容器、ここで混合容器は、噴霧器からの噴霧化された含浸剤小滴の、同期化された噴射を容易にし、さらに収着剤粒子および噴霧化された含浸剤小滴の同期化された乱流層形成を容易にするように操作可能であり、そして含浸された収着剤を形成するために乱流層の混合を容易にするように操作可能であり、混合容器は第１端と第２端を有する円筒形チャンバを含み：
第１フランジおよび第２フランジを有する円筒形チャンバ；
第１端の方に配置され、収着剤と圧縮空気を配給するように操作可能な第１入口を有する第１フランジ；
第２端の方に配置され、その上に配置され、出口を含む製品排出管を有する第２フランジ；
円筒形チャンバの表面に種々の位置に配置される、１つまたはそれより多い噴霧器；
各噴霧器は水性含浸剤源に操作可能に連結されていること；
各噴霧器は圧縮空気源に操作可能に連結されていること；
各噴霧器は、含浸剤および圧縮空気を配給するように操作可能である噴霧器入口を有すること；
各噴霧器は、噴霧化された含浸剤小滴に水性含浸剤を噴霧化するように操作可能であること；ならびに
製品排出管は、外部の製品捕集器に、含浸された収着剤を排出するように操作可能であること、
を含む収着剤を含浸するための装置。
【請求項３６】
請求項３５に記載の装置を用いることを含む摩砕された収着剤の含浸方法であり、その方法は：
希釈相収着剤を得ること；
希釈相収着剤および圧縮空気を混合容器の円筒形チャンバに輸送して、収着剤および圧縮空気を含む乱流層を形成すること；
水性含浸剤を得ること；
混合容器上に位置される多数の噴霧器に水性含浸剤と圧縮空気を輸送すること；
円筒形混合チャンバを有する混合容器の円筒形チャンバにおいて、乱流層を噴霧化された含浸剤小滴と接触させること；
混合容器の円筒形チャンバにおいて、乱流層を噴霧化された含浸剤小滴と混合して、収着剤に含浸剤を接触させて、含侵された収着剤を形成すること；ならびに
混合容器の第２端の排出管に含侵された収着剤を通気して、混合容器から含侵された収着剤を除去すること；
を含む。
【請求項３７】
収着剤が摩砕された収着剤である請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
請求項３６に記載の方法により製造される、含浸された収着剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、含浸剤で収着剤を含浸する方法、および少なくとも１つの収着剤（たとえば、摩砕された収着剤、未摩砕の収着剤、活性炭、非炭素収着剤）および含浸剤（たとえばハロゲン）を含む組成物、に関する。いくつかの態様において、本発明は、収着剤を含浸するために、および/または本発明の組成物を製造するために、設計される装置およびデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
水銀のような汚染物質は、ハロゲン化活性炭収着剤および非炭素収着剤により、燃焼排ガスから、および電力プラントから排出される排ガスから、除去され得る。ハロゲン化活性炭を製造する方法は、活性炭収着剤をハロゲン化し、ハロゲン化活性炭を摩砕することを含む。
【０００３】
典型的には、ハロゲンは、ハロゲン化プロセスおよび/または摩砕プロセスの間、水性溶液である。水性ハロゲン溶液は、腐食性であり、ハロゲン化活性炭を摩砕するのに用いられるミルの可動部分を腐食させる。これは、摩砕操作に悪影響を及ぼす。たとえば、腐食されたミルの部分は、良好には作用しないで、繰り返される取り替えと補修は、生産の低下をもたらす。摩砕操作への影響は、部品取替え、ならびに修理または保全のために生産ラインを休止するのに失われた時間に関連する高コストを生じさせる。
【０００４】
さらに、本発明のハロゲン化活性炭収着剤を製造する方法は、均一にハロゲン化された収着剤を製造しない。これは、ハロゲン化収着剤の汚染物質除去効率に大いに影響する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、いくつかの態様において、収着剤を含浸するように意図された方法および装置に関する。
【０００６】
本発明の装置は、いくつかの態様によれば、含浸された収着剤を含む組成物を製造するために、収着剤および含浸剤の接触表面積および/または接触/滞留時間を増加させるように設計され得る。
【０００７】
１つの態様において、本発明装置は、流入する収着剤粒子の乱流層を発生するように設計されたコニカルチャンバを有する混合容器を含み得る。コニカルチャンバは、含浸剤の噴霧化された小滴を製造し得る、少なくとも１つの噴霧器を、その中に配置させる。いくつかの態様において、噴霧化された含浸剤小滴を、乱流層内を流れる収着剤粒子と乱流混合は、比較的大きな接触時間を生じさせ得、および/または収着剤と含浸剤の比較的大きな表面積を互いに曝し得、それにより実質的に均一な含浸剤分布および収着剤への実質的に高い含浸剤配合を有する含浸剤収着剤を生成する。
【０００８】
いくつかの態様において、本発明装置は、円筒形容器（含浸円筒ともいわれる）を有する混合容器を含み得、そしてその中に配置される１つまたはそれより多い噴霧器を有し得る。含浸円筒は、流入する収着剤粒子の乱流層を発生するように設計され得る。噴霧化された含浸剤小滴は、多数の箇所で収着剤の乱流に噴射され得、収着剤と含浸剤小滴の接触および混合を可能にする。
【０００９】
いくつかの態様において、装置の構成は、デバイスおよび/またはソフトウェアを含み得、１つまたはそれより多いステップと同調し、反応条件を調節し、および/または操業サイクルを実施する。
【００１０】
いくつかの態様において、摩砕された収着剤の含浸方法が記載され、そして摩砕された収着剤を含浸剤と接触させて、含浸剤と接触される摩砕された収着剤の最大表面積を可能にすることを含み得る。本発明方法は、反応物の増加した滞留時間をもたらし得る。
【００１１】
いくつかの態様において、未摩砕収着剤の含浸方法が記載され、そして摩砕されていない収着剤を含浸剤の噴霧化された小滴と接触することを含み得る。いくつかの態様において、収着剤と含浸剤の乱流混合は、接触表面積を増加させ、ならびに滞留時間を増加させる。本発明方法は、いくつかの技術的利点を提供し得、そして費用効果があり得る。
【００１２】
本発明は、開示の方法および/または装置により製造される含浸剤含浸剤組成物を記載する。いくつかの態様において、開示の組成物は、比較的高濃度の含浸剤、比較的均一な含浸剤分布を有し得、および/または比較的大きい収着剤効率を有し得る。
【００１３】
開示のいくつかの態様は、次の１つまたはそれより多い技術的利点を提供し得る。いくつかの態様の技術的利点は、摩砕された収着剤の含浸剤による均一な含浸を含み得る。さらに、本発明方法により製造された、含浸された摩砕収着剤により、汚染物除去（たとえば水銀除去）の効率増加が生じ得る。いくつかの態様のもう１つの技術的利点は、ミル部品への水性ハロゲンによる損傷の除去または減少を含み得る。したがって、ミル部品の取り換えおよび摩砕操作の保全に関する時間とコストが低減され得る。いくつかの態様は、さらに摩砕能力および処理能力を増加させ得、コスト節約をもたらす。さらに、いくつかの態様のもう１つの技術的利点は、ハロゲンまたは他の含浸剤によるミルの相互汚染の除去を含み得る。したがって、ミルは、ハロゲン汚染物はミル部品と接触しないので、多数のプロセスに使用され得る。
【００１４】
いくつかの態様の技術的利点は、摩砕された収着剤を含浸するのに効率的で、一貫性があり、高価でない、連続的な方法であり得る。含浸剤の吸着および/または水分の蒸発の増加は、摩砕された収着剤により増加され得る。さらに、含浸されたによる、ミル部品の固化および詰まりの減少が生じ得る。ある態様の技術的利点は、含浸された収着剤の流動性の増加をさらに含み得る。
【００１５】
本発明の種々の態様は、上述の技術的利点を含まないか、いくつかもしくはすべてを含むものでもよい。１つまたはそれより多い技術的利点は、ここに含まれる図面、記載、および請求項から当業者に明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
本発明の開示のもっと十分な理解のために、その特徴および利点は、添付の図面に関連して次のように記述される。
【図１】１つの例の態様により、コニカル混合チャンバを含む混合容器を有する、収着剤を含浸するように操作し得る例示的装置を示す。
【図２Ａ】１つの例の態様により、コニカル混合チャンバを含む混合容器を示す。
【図２Ｂ】１つの例の態様により、コニカル混合チャンバを含む混合容器の平面図を示す。
【図２Ｃ】１つの例の態様により、コニカル混合チャンバを含む混合容器に含まれる１つの例のフランジを示す。
【図２Ｄ】１つの例の態様により、図２Ａのコニカル混合チャンバを含む混合容器を示す。
【図２Ｅ】１つの例の態様により、図２Ｂに示されるコニカル混合チャンバを含む混合容器異なる部品の３次元図を示す。
【図２Ｆ】１つの例の態様により、ハンドル５６を示すコニカル混合チャンバを含む混合容器の２次元図を示す。
【図２Ｇ】１つの例の態様により、図２Ｆに示されるコニカル混合チャンバを含む混合容器の３次元図を示す。
【図３】１つの例の態様により、円筒形混合チャンバを含む混合容器を有する、収着剤を含浸するように操作し得る例示的装置を示す。
【図４】１つの例の態様により、円筒形混合チャンバを含む混合容器を示す。
【図５Ａ】１つの例の態様により、摩砕された収着剤を含浸する例示的方法を示す。
【図５Ｂ】１つの例の態様により、摩砕された収着剤を含浸する例示的方法を示す。
【図６】１つの例の態様により、摩砕された収着剤を含浸する例示的方法を示す。
【図７】１つの例の態様により、コニカル混合チャンバを有する混合容器を用いて摩砕された収着剤を含浸する例示的方法を示す。
【図８】１つの例の態様により、円筒形混合チャンバを有する混合容器を用いて摩砕された収着剤を含浸する例示的方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の態様の実施の例は以下に示されるが、本発明の態様は、現在知られているか否かにかかわず、多数の方法を用いて実施され得る。本発明は、以下に示される実施例、図面および方法に限定されるべきでない。いくつかの本発明の態様および関連する利点は、図１〜８に関して最もよく理解され得、同様の番号は同一および類似部分を示す。
【００１８】
いくつかの態様において、本発明は、流体を除染するのに用いられ得る含浸された収着剤組成物を製造するための方法、ならびに装置および／またはデバイスに関する。本発明の組成物、すなわち含浸された収着剤は、産業流体、排ガス、電力プラント放射物、汚染された血液または他の生物学的流体のような、他の汚染された／混入された流体から、水銀、フライアッシュ、酸性ガス、ダイオキシン、フラン類、水銀含有化合物、重金属化合物、生物学的毒素、のような、混入物、危険物質および／または汚染物質を、除去、減少および／または還元するように操作し得る。
【００１９】
いくつかの態様において、本発明は、収着剤を含浸するように設計された装置を提供する。図１は、１例の実施態様により、含浸された収着剤１６５から、収着剤２０を含浸するように操作し得るコニカル混合チャンバを有する混合容器５０を含む装置１０を示すプロセスフローダイアグラムを示す。
【００２０】
収着剤２０は、除染用途に使用され得、そして危険な分子または汚染された分子のレベルを除去、還元または減少するために、危険な分子または汚染された分子を吸着および/または化学的に結合するように操作し得る材料を含み得る、収着剤を含み得る。いくつかの態様において、収着剤２１は、摩砕された収着剤であり得る。収着剤を大いに摩砕することは、表面積を増加させ、それにより危険な分子または汚染物を吸着する、比較的大きな能力を可能にする。いくつかの例の態様が摩砕されたおよび／または粉末化された収着剤２０についてここに述べられるが、この開示は摩砕された収着剤に限定されない。したがって、摩砕または粉末化されない収着剤も、ここで述べる方法および装置を用いて含浸され得る。たとえば、いくつかの態様において、摩砕または粉末化されないが、約１０μｍ〜３０μｍの粒径を有する収着剤は、本発明の方法およびデバイスにより含浸され得る。いくつかの態様において、空気で乱流速度に流動化し得る能力を有するいかなる収着剤も使用され得る。
【００２１】
図１に示される装置１０は、収着剤２０を有する収着剤配給チャンバ３０（収着剤フィーダ、サイロまたは配給シュートともいわれる）を含む。収着剤配給チャンバ３０は、コニカル混合チャンバを有する混合容器５０のような、含浸チャンバに収着剤２０を配給するデバイスを示す。
【００２２】
収着剤配給チャンバ３０から、収着剤２０は、コニカル混合チャンバを有する混合容器５０の底部端５９に、ポンプ４０により希釈相収着剤として、圧縮空気または低圧空気６０とともに配給または供給され得る。運搬する希釈相収着剤は、ガスにより運搬される固体または収着剤をいい、そこではガス速度は跳躍（saltation）速度を超える。
【００２３】
４０は、エネルギーを１つの流体からもう１つの流体に移す操作が可能なポンプである。いくつかの態様において、４０は、エダクタまたはジェットポンプであり得る。圧力バルブ９１は、流れを調節し得る。要素１５１は、混合容器５０に入るガスの温度を測定する熱電対を含み得る。
【００２４】
コニカル混合チャンバを有する混合容器５０（ここでコーン５０ともいう）は第１端または頂部端８および第２端または底部端５９を有するコーン形状の容器である。コニカル混合チャンバを有する混合容器５０は、耐腐食性および温度移動耐性（temperature transfer resistant）材料で内張り、および/または、それからなり得る。コニカル混合チャンバを有する混合容器５０は、ステンレス鋼、ポリ塩化ビニル（PVC）からなる２部分の複合材料、強化ポリエステル等のような非制限的な例を含む、種々の材料から製造され得る。いくつかの態様において、コニカル混合チャンバを有する混合容器５０の中心は、ステンレス鋼を含み得る。コニカル混合チャンバを有する混合容器５０の壁の大きさおよび高さは、希釈相において収着剤２０を保持するように設計され得る。コニカル混合チャンバを有する混合容器５０は、円筒形チャンバである頂部５３（頂部チャンバとも呼ばれる）およびコニカルチャンバである底部５４（底部チャンバとも呼ばれる）を有し得る。いくつかの態様において、コニカル混合チャンバを有する混合容器５０は、多数の噴霧器（図示されない）を含み得る。製品排出管１４０は、コニカル混合チャンバを有する混合容器５０の頂部端５８の方へ配置され得る。製品排出管１４０は、排出管または排出シュートとしてもいわれ得る。コニカル混合チャンバを有する混合容器５０の形状は、第２端５９を通る収着剤２０および圧縮空気６０の流れに続いて容器５０の底部５４において乱流形成を可能にするように設計され得る。いくつかの態様において、コニカル混合チャンバを有する混合容器５０は、摩砕された、または摩砕されていない収着剤２０を噴霧化された含浸剤１００と効率的な混合を行なうための、流れおよび動力学を有する乱流層を発生するように設計され得る。いくつかの態様において、コニカル混合チャンバを有する混合容器５０と、温度移動抵抗性材料との混合の構成は、含浸剤１００が水性相に留まり、ガス相に転換されない範囲内で、コーン５０内での反応温度を保持するのを容易にするように設計され得る。さらに、コニカル混合チャンバを有する混合容器５０は、コーン５０から製品排出管１４０により含浸された収着剤１６５を排出するための逆の流れを有するように設計され得る。コニカル混合チャンバを有する混合容器５０の形状は、反応成分による、または製品による、出口および入口の固化および詰まりを減少または防止するように設計され得る。いくつかの態様において、形成および通気の間の乱流速度の保持は、固化または詰まりを減少または防止し得る。コニカル混合チャンバを有する混合容器５０に関する他の態様は、以下、および図２Ａ〜２Ｇに記載される。
【００２５】
さらに、装置１０は、調節器８１、圧力バルブ９１、バルブ８０、要素８５およびスルーエダクタ４０により、コニカル混合チャンバを有する混合容器５０の底部端５９に収着剤２０とともに配給（すなわち供給）されるように操作され得る圧縮空気６０を有する圧縮空気源７０を含み得る。
【００２６】
非制限的な例において、圧縮空気源７０は、高圧下の空気（たとえば、高圧空気コンプレッサー）、低圧下の空気またはブロワーを有するエアシリンダーであり得る。いくつかの態様において、圧縮空気６０は、約９０ＡＣＦＭ〜約９００ＡＣＦＭの圧力であり得る。圧縮空気６０は、酸素、窒素またはそれらの組み合わせを含み得る。さらに、圧縮空気源７０は、コニカル混合チャンバを有する混合容器５０の頂部端５８に位置する噴霧器１３０に圧縮空気６０を供給し得る。調節器８２、空気流量計８５および圧力バルブ９３は、噴霧器１３０への圧縮空気の流れを制御し得る。含浸剤１００は、容器１０１に収納され、ポンプ１１０により噴霧器１３０に供給される。回転流量計１２０は、含浸剤１００の流速を測定し、そして圧力バルブ９４および９５ならびに９６は、噴霧器１３０への含浸剤１００および圧縮空気６０の流速を調節する。
【００２７】
噴霧器１３０は、含浸剤１００を噴霧化された小滴（図示されない）に噴霧化するように操作可能であり得る。いくつかの態様において、含浸剤１００を摩砕された収着剤２０の大きさに類似する、噴霧化された小滴に噴霧化するように操作可能であり得る。いくつかの態様において、噴霧器１３０は、含浸剤１００を約１０μｍ〜約３０μｍの大きさを持つ小滴に噴霧化するように操作可能であり得る。しかし、他の大きさの、噴霧化された小滴も同様に使用され得、そして本発明は、１０μｍ〜３０μｍの大きさの小滴に限定されない。いくつかの態様において、１つより多い噴霧器１３０が使用され得る（図示されない）。
【００２８】
噴霧器１３０は、収着剤２０の乱流に対して１０〜１５度の角度で噴霧化された水性含浸剤を噴射するように操作可能であり得る。噴霧器１３０の噴射角度は、収着剤２０の実質的にすべての粒子に、含浸剤１００を分配するのに十分に広くし得る。噴霧器噴射角度も終了製品１６５の噴射を避けるように設計され得る。
【００２９】
含浸された収着剤１６５、製品１６５は、製品排出管１４０を通ってコニカル混合チャンバを有する混合容器５０を出ることができる。製品排出管１４０は捕集チャンバ１６０に取り付けられており、そこでは含浸された摩砕収着剤１６５（製品１６５）は、コニカル混合チャンバを有する混合容器５０内での含浸に続いて捕集され得る。調整バルブ８０は、捕集チャンバ１６０（集塵器ともいわれる）への製品１６５の流れを制御し得る。熱電対１５２は、収着剤への含浸剤吸着に続く出口温度を測定し得る。ロータリバルブ１７０は、チャンバ１８０への含浸された収着剤１６５の流れを制御し得る。集塵器１６０（捕集チャンバともいわれる）は、空気と含浸された収着剤を分離し得る。集塵器１６０は、空気と含浸された収着剤を分離するように、フィルターバッグのような、しかし限定されない、フィルターを有し得る。集塵器１６０は、さらにブロワーを有し得る。チャンバ１８０は、含浸された収着剤１６５を捕集および／または貯蔵するために、貯蔵容器またはバルクバッグであってもよい。
【００３０】
さらに、装置１０は、１つまたはそれより多いコンピュータ、１つまたはそれより多いプロセス制御プログラム、１つまたはそれより多いデータ入力プログラムおよび／または１つまたはそれより多いデータ出力読み取りプログラム（図示されない）を含み得る。いくつかの態様において、装置１０は、開始され、停止され、そし中間ステップにおいてマニュアルで制御され得る。装置１０は、開始され、停止され、そし中間ステップにおいて自動的およびマニュアルステップの組み合わせで制御され得る。マニュアル制御は、人間のオペレータによりなされ得る。
【００３１】
自動制御、マニュアル制御、および／またはそれらの組み合わせは、メインテナンス操作のために使用され得る。メインテナンス操作は、装置１０の１つまたはそれより多い要素を洗浄することを含み得る。
【００３２】
さらに、自動制御は、次の１つまたはそれより多くを含む：収着剤および圧縮空気の入力の同期化、水性含浸剤および噴霧化用圧縮空気の入力の同期化、装置コーンにおける滞留時間の制御（または後述のような円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０を撹拌すること）、ならびに含浸された製品の排出。
【００３３】
１つの例示的な態様において、収着剤２０は、装置１０を通って流れ、コニカル混合チャンバを有する混合容器５０内で、含浸された収着剤１６５を形成する。本発明の教示は、いかなる含浸剤１００でいかなる収着剤２０を含浸するのにも用いられ得る。
【００３４】
コニカル混合チャンバを有する混合容器５０（および／または後述するように円筒形混合チャンバを有する混合容器１９０）を含む装置１０を用いて、本発明方法により含浸され得る、例示的収着剤２０は、リグナイト、褐炭、約４０μｍ以下の平均径を有する活性炭のような活性炭収着剤、リグナイト、褐炭、約４０μｍ以下の平均径を有する粉末活性炭、のような（しかし限定されない）粉末活性炭収着剤、約１０μｍ〜約３０μｍの平均径を有する収着剤、またはこれらの組み合わせを含み得る。種々の活性炭源の記載は、以下に提供される。
【００３５】
含浸剤１００は、収着剤２０に含浸され得る化学または生物化学剤であり得る。含浸剤１００は、次の１つまたはそれより多い汚染物に対して収着剤の吸着効率を増加させるように操作可能にし得る。いくつかの態様において、含浸剤１００は、汚染物と化学的に反応するように操作可能であり得、汚染物を比較的少ない毒性にする。したがって、含浸剤１００は、いくつかの態様において、汚染除去物または毒性剤を無毒化するように操作可能であり得る。含浸剤１００は、汚染物に対して高い親和性を有し得、そしていくつかの態様において、汚染物を吸着、結合、捕捉、および／または選択的に結合するように操作可能であり得る。含浸剤の非制限的な例は、ハロゲン、イオウ、銀、またはＡｌ，Ｍｎ．Ｚｎ，Ｆｅ，Ｌｉ，Ｃａのようなカチオンを含み得る。いくつかの態様において、含浸剤１００は、ハロゲンを含み得る。水性相における例示的なハロゲンは、フッ素（Ｆ），塩素（Ｃｌ），臭素（Ｂｒ）、およびヨウ素（Ｉ）を含み得る。本発明のハロゲン含浸剤の例は、ナトリウム（Ｎａ）またはカリウム（Ｋ）のような（限定されない）塩、塩酸（ＨＣｌ）のような（限定されない）酸、または塩基を含み得る。いくつかの態様において、含浸剤１００は、水性相であり得る。水性相は、水を含み得る。たとえば、１つの例の態様において、臭化ナトリウム（ＮａＢｒ）の水性溶液は、含浸剤として使用され得る。
【００３６】
１つの例の態様において、収着剤２０の流れは、装置１０を通って、コニカル混合チャンバを有する混合容器５０の底部端５９に配給チャンバ３０から収着剤２０を配給することで始まり得る。コニカル混合チャンバを有する混合容器５０への収着剤２０の配給および流れは、圧縮空気を有する圧縮空気源７０により促進され得る。したがって、圧縮空気６０と収着剤２０は、コニカル混合チャンバを有する混合容器５０の底部端５９に同時に配給され得、エダクタを通って調節器８１、圧力バルブ９１、バルブ８０、および／または要素８５の１つまたそれ以上により調節され得る。収着剤２０と空気６０は、希釈相収着剤を含み得る。いくつかの態様において、収着剤２０は、約１０００ｌｂ／時間〜約５０００ｌｂ／時間（約４５０ｋｇ／時間〜約２２５０ｋｇ／時間）の速度で、コニカル混合チャンバを有する混合容器５０の底部端５９に入り得る。コニカル混合チャンバを有する混合容器５０のコニカルチャンバ５４への圧縮空気６０との収着剤２０の同時流入は、乱流速度を有する収着剤２０の粒子を含む、乱流層または乱流流れを生じさせる。前記のように、コニカル混合チャンバを有する混合容器５０の形状は、コニカルチャンバ５４における乱流層または乱流流れを促進する。
【００３７】
同時に、含浸剤１００は、噴霧器１３０により、コニカル混合チャンバを有する混合容器５０の頂部端５８に配給され得る。容器１０１から噴霧器１３０への含浸剤１００の配給は、ポンプ１１０、圧力バルブ９４および９５、回転流量計１２０および要素９６により促進され得る。圧縮空気源７０からの圧縮空気６０は含浸剤１００と同時に噴霧器１３０に配給され得る。圧縮空気６０は含浸剤１００とともに噴霧器１３０に入り、コニカル混合チャンバを有する混合容器５０の頂部端５８に入るにつれて、噴霧化された含浸剤小滴１００に噴霧化され得る。
【００３８】
いくつかの態様において、噴霧器１３０により形成され、比較的細かな噴霧化された含浸剤小滴１００は、収着剤２０と接触するように操作可能な、比較的大きな表面積の含浸剤１００を生じさせる。いくつかの態様において、噴霧器１３０は、収着剤の乱流に対し角度をなして噴霧化された含浸剤１００を噴射し得る。いくつかの態様において、噴霧器１３０の噴射角度は、収着剤２０の実質的にすべての粒子に含浸剤を供給し得る。収着剤の乱流に対する噴射角度は１０度〜１５度であるが限定されない。
【００３９】
噴霧化された含浸剤小滴１００が噴霧器１３０を通ってコーン５０の第１端５８に流入するので、噴霧化された小滴は、摩砕された収着剤２０および圧縮空気６０を含む乱流層と接触するに至る。これは、コーン５０で収着剤と含浸剤１００を混合することになる。いくつかの態様において、混合は乱流混合（すなわち、混合される、１つまたはそれより多い成分が乱流速度を生じる混合）であり得る。混合は摩砕された収着剤２０への含浸剤の吸着および含浸された収着剤１６５の形成を生じる。
【００４０】
いくつかの態様において、コニカル混合チャンバを有する混合容器５０における乱流層は、噴霧化された含浸剤小滴１００との収着剤２０の効率的な流れと動力学を有し得る。摩砕されていない収着剤２０が装置１０のコーン５０および／または他の部分を用いて含浸され得る態様において、摩砕されていない収着剤２０の粒径は、摩砕されていない収着剤２０の粒子を含浸剤１００と混合させる相対的乱流速度で圧縮空気で流動化するのに十分に細かくてよい。
【００４１】
含浸された収着剤１６５は、製品排出管１４０を通る逆の流れにより、コニカル混合チャンバを有する混合容器５０を出ることができる。製品１６５は、排出管１４０を通って集塵器チャンバ１６０に通気することにより出ることができる。集塵器ブロワー（図示されない）からの通気は、集塵器チャンバ１６０の方に空気／収着剤を吸引し得る。含浸された収着剤１６５は、混合容器５０と集塵器１６０の間の圧力差により、混合容器５０から押し出され得る。
【００４２】
空気と収着剤の速度は、コニカル混合チャンバを有する混合容器５０の内側で変動し得るが、空気と収着剤２０は乱流体制に留まる。空気／収着剤が排出管１４０に達すると、その速度は混合容器５０と集塵器１６０の間の圧力差により、大いに増加する。圧力差に応じて、含浸された収着剤１６５と空気は、混合容器５０の乱流容量に及ぶ排出シュート１４０を通って、希釈相で混合容器５０の頂部５８の方へ出ることができる。
【００４３】
空気は、集塵器１６０に設けられたフィルターバッグにより通気または吸引され、そしてブロワー（図示されない）から排出され得る。含浸された収着剤１６５は、空気から分離され、集塵器１６０の底部ホッパーに落下し、そして回転バルブ１７０を通って貯蔵容器１８０に排出され得る。
【００４４】
本発明の装置１０を用いて調製され、含浸剤１００で含浸された摩砕収着剤２０（含浸された吸着剤１６５ともいわれる）は、含浸されていない、摩砕された収着剤２０と比較して、流体（煙道ガスまたは排ガスのような）を吸着および除染する効率を増大させ得る。いくつかの態様において、含浸された吸着剤１６５は、含浸されていない、摩砕された収着剤２０と比較して、汚染物または危険な分子を無毒化することにより、収着効率を増加するように操作可能であり得る。１つの例の態様において、含浸された収着剤１６５は、ハロゲンを含む含浸剤１００を含み得、フリューガスおよび排ガスから水銀（Ｈｇ）を酸化するように操作可能であり得る。
【００４５】
図２Ａは、頂部端５８および第２端５９を有する、例示的なコニカル混合チャンバを有する混合容器５０を示す。噴霧器１３０および製品排出管１４０は、頂部端５８の方に位置され得る。
【００４６】
図２Ｂは、コニカル混合チャンバを有する混合容器５０の平面図を示し、各部分を示す。いくつかの態様において、コニカル混合チャンバを有する混合容器５０の部分は、脱着可能に取り付けられ得る。
【００４７】
図２Ｃは、円筒形チャンバ５３に連結されるフランジ５２の一例を示す。
【００４８】
図２Ｄは、図２Ａに示される、コニカル混合チャンバを有する混合容器５０の異なる部分の２次元図を示し、噴霧器１３０およびその中に配置される排出シュート１４０を有する頂部フランジ５１、フランジ５２、円筒形チャンバ５３、底部コニカルチャンバ５４、ならびに底部フランジ５５を示す。フランジ５１および５２は、種々の要素間のシールを促進し得る。
【００４９】
図２Ｅは、図２Ｂに示される、コニカル混合チャンバを有する混合容器５０の要素の３次元図を示す。頂部フランジ５１は、コーン５０の頂部端５８の方に位置され得る。噴霧器１３０および製品排出管１４０は、頂部フランジ５１に取り付けられ得る。噴霧器１３０および製品排出管１４０は、フランジ５１の種々の要素に配置され得る。他の態様において、噴霧器１３０または排出管１４０は、フランジ５１上の異なる位置に配置され得る。
【００５０】
円筒形チャンバ５３および底部コニカルチャンバ５４は、フランジ５２の下に位置される。底部フランジ５５は、コーン５０の第２端の方に位置され、本体に着脱可能に取り付けられ得る。
【００５１】
図２Ｆは、ハンドル５６を示す、コニカル混合チャンバを有する例示的な混合容器５０の２次元図を示す。ハンドル５６は、チャンバ５４を動かすのを容易にするように底部コニカルチャンバに着脱可能に取り付けられ得る。図２Ｆは、図２Ｅに示されるコニカル混合チャンバを有する混合容器５０の３次元図を示す。
【００５２】
図３は、収着剤２０を含浸するように操作可能な円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０を有する装置１０のもう１つの例を示す。図３の装置１０のいくつかの要素は、図１に示される装置１０に類似するが。収着剤２０の含浸は、コニカル混合チャンバを有する混合容器５０におけるよりも円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０で生じる。
【００５３】
図３に示される装置１０は、収着剤２０を有する収着剤配給チャンバ３０を含み得る。収着剤配給チャンバ３０は、円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０に収着剤２０を配給するデバイスを示す。
【００５４】
円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０（シリンダー１９０ともいわれる）は、第１端１９１および第２端１９２を有する円筒形容器を含む。第１のフランジ１９５は、第１端１９１上に配置され得る。フランジ１９５は、シリンダー１９０に収着剤２０と圧縮空気６０を入れるための入口３１を有し得る。第２のフランジ１９６は、第２端１９２上に配置され得る。フランジ１９２は、製品排出管１４０として記載されるように、出口１４０を含み、シリンダー１９０から含浸された収着剤１６５を排出する。
【００５５】
混合容器１９０の円筒形混合チャンバは、外部表面１９４と内部表面１９３を有する。円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０は、耐腐食性および温度移動耐性材料で内張り、および/または、それからなり得る。いくつかの態様において、円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０は、ステンレス鋼を含み得る。円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０の壁の大きさおよび高さは、希釈相中に収着剤２０を維持するように設計され得る。円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０の形状は、第１端１９１を通って入口３１により収着剤２０と圧縮空気６０の流入に続く、円筒形容器１９０における乱流層または乱流流れを与えるように設計され得る。
【００５６】
円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０は、その上に配置される１つまたはそれより多い噴霧器１３０を有し得る。噴霧器１３０は、噴霧化された含浸剤小滴１００を形成するために含浸剤１００を噴霧化させるように操作可能であり得る。噴霧器１３０は、噴霧化された小滴を流入させるように操作可能であり得る。円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０は、流入して収着剤２０と噴霧化された含浸剤小滴１００を混合して、製品１６５ともいわれる含浸された収着剤１６５を形成するように操作可能であり得る。製品排出管１４０（出口１４０とも呼ばれる）は、円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０の第２端でフランジ１９６上に配置され得る。
【００５７】
いくつかの態様において、円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０は、摩砕された、または摩砕されていない収着剤２０を噴霧化された含浸剤小滴１００と効率的な混合を行なうための、流れおよび動力学を有する乱流層を発生するように設計され得る。いくつかの態様において、円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０と、温度移動抵抗性材料との混合の構成は、含浸剤１００（たとえば、水性含浸剤）が水性相に留まり、ガス相に転換されない範囲内で、シリンダー１９０内での反応温度を保持するのを容易にするように設計され得る。
【００５８】
さらに、円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０は、シリンダー１９０から製品排出管１４０により含浸された収着剤１６５を排出するための逆の流れを有するように設計され得る。円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０の形状は、反応成分による、または製品による、出口および入口の固化および詰まりを減少または防止するように設計され得る。いくつかの態様において、含浸剤収着剤１６５の形成および通気の間の乱流速度の保持は、固化または詰まりを減少または防止し得る。円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０に関する他の態様は、図４に記載される。
【００５９】
さらに、装置１０において、入口３１を通って円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０の第１端１９１への収着剤２０の配給は、エダクタ４０により容易にされ得る。装置１０は、調節器８１、圧力バルブ９１、バルブ８０、要素８５により、コニカル混合チャンバを有する混合容器５０の底部端５９に収着剤２０とともに配給されるように操作され得る圧縮空気６０を有する圧縮空気源７０を含み得る。いくつかの態様において、回転バルブとＴ字管が希釈相収着剤を運ぶのに用いられ得る。いくつかの態様において、ポンプ４０が使用され得る。圧縮空気源７０は、非制限的態様において、圧力下の空気を有する空気シリンダー、低圧力下の空気を有する源または空気ブロワーを含む。
【００６０】
容器１０１は、含浸剤１００を含み得、そしてポンプ１１０により収着剤２０を噴霧器１３０に配給または供給するように操作可能であり得る。回転流量計１２０は、噴霧器１３０への含浸剤１００の流入を調節するように操作可能である、圧力バルブ９４および要素９６に連結され得る。
【００６１】
圧縮空気源７０は、円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０の表面の１つまたはそれより多い位置に配置された、１つまたはそれより多い噴霧器１３０に、入口３２を通って圧縮空気６０を供給するように設計され得る。調節器８２は、噴霧器１３０への圧縮空気の流れを制御し得る。圧力バルブ９３および空気流量計８５は、圧縮空気６０の流れを調節し得る。
【００６２】
図３は、４つの噴霧器１３０を示す。しかし、装置１０は、その噴霧器の数、または噴霧器の位置に限定されない。もっと多いか少ない噴霧器１３０も存在し得、そして円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０の表面の、いくつかの位置に配置され得る（図示されないが）。いくつかの態様において、噴霧器１３０は、摩砕された収着剤２０の大きさに、大きさが類似する噴霧化された小滴に含浸剤を噴霧化するように操作可能であり得る。いくつかの態様において、噴霧器１３０は、含浸剤１００を約１０μｍ〜約３０μｍ（これに限定されない）の大きさの範囲を持つ小滴に噴霧化するように操作可能であり得る。
【００６３】
噴霧器１３０は、収着剤２０の乱流に対して角度をなして噴霧化された水性含浸剤小滴を噴射するように設計され得る。噴霧器１３０の噴射角度は、収着剤２０の実質的にすべての粒子に、含浸剤１００を分配するのに十分に広くし得る。噴霧器噴射角度も終了製品１６５の噴射を避けるように設計され得る。
【００６４】
含浸された収着剤１６５、すなわち製品１６５は、製品排出管１４０を通って、円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０を出ることができる。調整バルブ８０は、捕集チャンバ１６０への製品１６５の流れを制御し得る。１５２は、希釈相における含浸された収着剤１６５および空気の出口温度を測定する温度表示器であり得る。
【００６５】
製品排出管１４０は、捕集チャンバ１６０（集塵器１６０ともいわれる）に取り付けられ得、そこでは含浸された摩砕収着剤１６５は、円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０において、含浸に続いて捕集され得る。集塵器１６０は、前述のものに類似していてよく、フィルター、ブロワー、および／または底部ホッパーのような要素を含み得るが、これらに限定されない。回転バルブ１７０は、チャンバ１８０への含浸された収着剤１６５の流れを制御し得る。
【００６６】
図３に示される装置１０の自動化およびマニュアル制御は、図１の装置１０についての記載に類似し得る。
【００６７】
１つの例示的態様において、収着剤２０は、図３の装置１０を通って流れて、円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０内において、含浸された収着剤１６５を形成する。いくつかの態様において、収着剤２０は、摩砕された収着剤であり得る。いかなる摩砕された、粉末化された収着剤、または未摩砕収着剤も図３の装置１０に関連して使用され得、そしてその装置および／または装置デザインは特定の収着剤種類の使用を制限するものではない。１つの例の態様において、装置１０を通る収着剤の流れは、入口３１を通って、円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０の第１端１９１への、収着剤配給チャンバ３０からの収着剤２０の配給で始まり得る。円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０への収着剤２０の配給および流れは、圧縮空気６０を有する圧縮空気源７０により促進され得る。したがって、圧縮空気６０と収着剤２０は、第１端１９１上に配置される入口３１を通って、円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０の第１端１９１に同時に配給され得、エダクタを通って調節器８１、圧力バルブ９１、バルブ８０、および／または要素８５の１つまたそれ以上により調節され得る。空気６０を有する収着剤２０は、希釈相収着剤を含み得る。いくつかの態様において、収着剤２０は、約１０００ｌｂ／時間〜約５０００ｌｂ／時間（約４５０ｋｇ／時間〜約２２５０ｋｇ／時間）の速度で、円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０の端５９に入り得る。
【００６８】
円筒形混合チャンバを含む円筒形チャンバ混合容器１９０への圧縮空気６０との収着剤２０の同時流入は、乱流速度を有する収着剤２０の粒子を含む、乱流層または乱流流れを生じさせる。同時に、含浸剤１００は、噴霧器１３０を通って、円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０の円筒形チャンバに配給され得る。容器１０１から噴霧器１３０への含浸剤１００の配給は、ポンプ１１０、圧力バルブ９４および９５、要素９６、および回転流量計１２０により容易にされ得る。圧縮空気源７０からの圧縮空気６０は、含浸剤１００として同時に噴霧器１３０に配給され得る。含浸剤１００とともに圧縮空気６０が、噴霧器１３０に入り、噴霧化された含浸剤小滴１００に噴霧化され得、含浸剤小滴は円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０内で、収着剤と圧縮空気の乱流上に噴霧化され得る。
【００６９】
いくつかの態様において、噴霧器１３０により形成された、噴霧化された含浸剤小滴の比較的細かな粒径は、収着剤２０と接触するように操作可能な含浸剤１００の比較的大きな表面積をもたらし得る。いくつかの態様において、噴霧器１３０は、収着剤２０の乱流流れに対して角度をなして、噴霧化された含浸剤小滴１００を噴射し得る。いくつかの態様において、噴霧器１３０の噴射角度は、実質的にすべての収着剤２０の粒子に含浸剤を配給し得る。いくつかの態様において、多数の噴霧器は、含浸剤１００との収着剤の接触と混合を最大化する。
【００７０】
噴霧化された含浸剤小滴１００が、噴霧器１３０を通ってシリンダー１９０に流入するので、含浸剤１００は、摩砕された収着剤２０および圧縮空気６０を含む乱流層と接触するに至る。このことは、シリンダー１９０における収着剤２０と含浸剤１００との混合をもたらす。いくつかの態様において、その混合は乱流混合（すなわち、混合される、１つまたはそれより多い成分の乱流速度で生じる混合）であり得る。混合は、摩砕された収着剤２０への含浸剤１００の吸着および含浸された収着剤１６５の形成をもたらす。
【００７１】
いくつかの態様において、円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０における乱流層は、収着剤２０を噴霧化された含浸剤小滴１００と効率的な混合を行なうための、流れおよび動力学を有し得る。未摩砕収着剤２０が、装置１０のシリンダー１９０および／または他の部分を用いて含浸され得る態様において、未摩砕収着剤２０の粒径は、未摩砕収着剤粒子２０を含浸剤と混合させ得る相対的乱流速度で圧縮空気で流動化するのに十分に細かであり得る。
【００７２】
含浸された収着剤１６５は、製品排出管１４０を通って逆の流れにより円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０を出ることができる。製品１６５は、排出管１４０の通気によりでることができる。
【００７３】
図４は、円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０の３次元図を示す。円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０は、第１端１９１および第２端１９２を持つ円筒形チャンバである。第１のフランジ１９５は、第１端１９１上に配置され得る。フランジ１９５は、収着剤２０および圧縮空気６０のシリンダー１９０への導入のための入口３１を有し得る。
【００７４】
１つまたはそれより多い噴霧器１３０は、前述のように種々の位置で、円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０の表面に配置され得る。含浸剤１００および圧縮空気６０は、円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０の外側表面１９４のほうに位置する入口３２を通って噴霧器１３０に入り得る。噴霧化された含浸剤小滴１００は、内側表面１９３のほうに噴霧器１３０を通って円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０に入り得る。
【００７５】
円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０は、第２端１９２上に配置される第２フランジ１９６を有し得る。製品排出管１４０は、円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０の第２フランジに配置され得る。
【００７６】
いくつかの態様において、円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０の形状は、入口３１を通る収着剤２０と圧縮空気６０の流れの後に、シリンダー１９０における乱流層を可能にするように設計され得る。
【００７７】
いくつかの態様において、円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０は、摩砕された収着剤２０を噴霧化された含浸剤小滴１００と効率的な混合を行なうための、流れおよび動力学を有する乱流層を発生するように設計される。未摩砕収着剤２０が、装置１０のシリンダー１９０および／または他の部分を用いて含浸され得る態様において、未摩砕収着剤２０の粒径は、未摩砕収着剤粒子２０を含浸剤と混合させ得る相対的乱流速度で圧縮空気で流動化するのに十分に細かであり得る。
【００７８】
いくつかの態様において、円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０は、反応温度を制御するように設計され得る。いくつかの態様において、シリンダー１９０における要素の温度は、含浸剤１００が水性層に留まり、ガス相に転換されない範囲内に維持され得る。
【００７９】
図１〜４に示される本発明装置は、いくつかの態様において、粘性力に対する流体流（たとえば、収着剤２０および圧縮空気６０）の慣性力の比が臨界値を超えるときに、乱流を発生するように設計され得る。いくつかの態様において、本発明の装置設計は、増加された滞留時間（含浸剤１００と収着剤２０の接触時間）をもたらし得る。増加された滞留時間は、収着剤２０の粒子にわたる含浸剤１００の均一な分布を容易にし得、増加された吸着を与える。
【００８０】
いくつかの態様において、本発明の装置は、収着剤２０にわたって均一な含浸剤１００の分布を与える、乱流と滞留時間を創出するように設計され得、含浸剤１００（たとえば、ハロゲン溶液のような水性含浸剤）中の水分が収着剤の細孔上に吸着され、および／または蒸発し、その結果、水分は含浸剤収着剤１６５の表面に凝縮されない。
【００８１】
図１および３に示される装置１０ならびに図２Ａ〜２Ｇおよび図４に示されるデバイス態様は、本発明方法により開示される組成を製造するのに使用され得る。本発明は、含浸剤収着剤１６５を製造する、いくつかの方法を提供する。
【００８２】
本発明のいくつかの例示的方法は、摩砕された（または粉末化された）収着剤の含浸に関する。１つのこのような例示的方法は、図５に示され、摩砕された収着剤が受け取られるステップ３００で始まる。ステップ３０１で、摩砕された収着剤は摩砕された希釈相収着剤に形成される。これは、収着剤の跳躍速度を超える運搬速度に、摩砕された収着剤をガス（空気のような）で撹拌することを含む。ステップ３０２は、含浸剤を受け取ることを含み、そしてステップ３０３は、摩砕された希釈相収着剤を、摩砕された収着剤への含浸剤の含浸を生じさせる条件で、含浸剤と接触させることを含む。
【００８３】
いくつかの態様において、上述の方法は、コニカル混合チャンバを有する混合容器５０、または円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０を含む、本発明の装置１０において実施され得る。いくつかの態様において、摩砕された収着剤の粒径は、接触ステップの間の含浸剤の粒径に類似し得る。
【００８４】
含浸が生じ得る例示的条件は、次の１つまたはそれより多い条件を含み得る：含浸剤を噴霧化して噴霧化された含浸剤小滴を形成すること；摩砕された希釈相収着剤の乱流速度を発生させること；噴霧化された含浸剤小滴を噴射することにより、噴霧化された含浸剤および摩砕された希釈相収着剤を、摩砕された希釈相収着剤の乱流流れに接触させること；噴霧化された含浸剤および希釈相収着剤を乱流混合すること；および／または混合温度を制御すること；噴霧器および収着剤の乱流流れにより噴射を同期化すること；および／または形成された製品上への噴霧器による噴射を防止すること。
【００８５】
いくつかの態様において、噴霧化された含浸剤は、水性含浸剤であり得る。したがって、本発明方法のいくつかの態様において、液相（水性含浸剤）は、乱流速度で希釈相収着剤を含む液相と混合され得る。１つの態様において、水性含浸剤が使用され得ると、条件は、水性収着剤からの液体の蒸発を避けるように温度を維持または制御することを含む。
【００８６】
いくつかの態様において、非水性含浸剤が使用され得る。このような態様において、ガス相含浸剤は液相（または希釈相）摩砕収着剤と混合され得る。摩砕された、または粉末化された収着剤を含浸するように操作し得る、本発明のもう１つの方法は、図５Ｂに示され、そして摩砕された収着剤が受け取られるとき、ステップ３１０で開始する。ステップ３１１で、摩砕された収着剤は、摩砕された希釈相収着剤に形成される。ステップ３１２は、含浸剤を受け取ることを含み、ステップ３１３は、含浸剤を噴霧化して噴霧化された含浸剤小滴を形成することを含む。ステップ３１４で、摩砕された希釈相収着剤は、摩砕された収着剤への含浸剤の含浸が生じる条件下で、噴霧化された含浸剤と接触される。
【００８７】
いくつかの態様において、図５Ｂに記載される方法が、コニカル混合チャンバを有する混合容器５０、または円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０を含む、本発明の装置１０において実施され得る。いくつかの態様において、摩砕された収着剤の粒径は、接触ステップの間の含浸剤の粒径に類似し得る。
【００８８】
上述の２つの例示的方法において、使用され得る収着剤の１例は、摩砕された、または粉末化された活性炭を含み得る。粉末化された活性炭は、石炭燃焼発電プラントのような水銀放出設備の排ガスからの、水銀、特に水銀元素の除去のために、目下は「Ｂｅｓｔ  Ａｖａｉｌａｂｌｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」（“ＢＡＣＴ”）であり得る。含浸剤の１例は、石炭燃焼発電プラントからの煙道ガスまたは排ガスから汚染水銀を除去するための、臭素のようなハロゲンであり得る。いくつかの態様において、ハロゲンは、水性層である。他の態様において、ハロゲンはガスであり得る。
【００８９】
石炭燃焼発電プラントからの水銀および／または水銀元素の除去に関する用途のために、他の方法が非ハロゲン化活性炭よりもハロゲン化活性炭を用いて著しく良好な水銀除去を示した。しかし、これらのすべての方法は、まず粒状活性炭をハロゲン化し、ついでハロゲン化された粒状活性炭を摩砕して、ハロゲン化された粉末化活性炭を得ることを含む。たとえば、いくつかの方法において、ハロゲン化合物は、粉末に摩砕する前に、水性溶液に溶解され、粒状形態の炭素を含浸する。いくつかの他の方法においては、収着剤は、粉末化された活性炭に粉砕されるミルに供給する前に、粒状活性炭を水性ＮａＢｒとともに噴射することにより、ハロゲンで含浸され得る。
【００９０】
水性ハロゲン溶液で粉末化された活性炭を含浸する試みは、粉末化された活性炭をバッチでハロゲン溶液と混合し、ついでバッチを乾燥することを含み得る。しかし、これらの努力は、非効率的で、高価であり、そして形成される製品の組成および品質に一貫性を欠く。
【００９１】
したがって、粒状活性炭のような収着剤がハロゲン化により含浸されるが、ハロゲン化された粒状活性炭は、ハロゲン化された粉末化活性炭を得るために、後で摩砕され得る。含浸された収着剤を摩砕することは、いくつかの問題と関連する。たとえば、含浸に使用されるハロゲンは、腐食性であり、ミル部品を腐食し、損傷する。したがって、このような方法は、ミル部品の繰り返される取り替えならびにメインテナンスおよび／または修理に関連する停止によるミル操作の非稼動時間をもたらす。
【００９２】
ハロゲン含浸が、含浸された収着剤の摩砕に引き継がれる方法に関連する、もう１つの問題は、ハロゲン化された活性炭による汚染である。摩砕に使用されるミルの可動部品は毒性ハロゲンで汚染されており、ミルを他の製品の摩砕に使用できないものにする。したがって、従来の方法は、ハロゲン含浸された収着剤用のミルの排他的使用という制限を課してきた。
【００９３】
含浸の後に続く摩砕を使用する方法は、流動性の問題でも悩まされる。ラインは活性炭、含浸剤により、および/または含浸剤収着剤製品により、固化または詰まることが多く、これらは流動性に乏しい。これは摩砕能力を低減させる。
【００９４】
対照的に、本発明の摩砕された収着剤の含浸方法は、もっと多くの含浸剤に吸着/捕捉する、比較的大きな表面積を有するので、大きな表面積を含浸するように操作可能であり得る。たとえば、粒状活性炭の各粒子は、約４７２，０００個の粉末化された活性炭となり得る。本発明方法の１つの技術的利点は、ハロゲン化/含浸に続く摩砕ステップを実施する、他の方法により形成される製品と比較して、比較的高濃度の含浸剤を有する製品の形成であり得る。いくつかの態様において、本発明方法は、実質的に比較的高濃度の含浸された含浸剤を有する、含浸された収着剤を製造し得る。いくつかの態様において、本発明方法は、約３％〜約４％のＢｒを有する収着剤を含浸することを含み得る。
【００９５】
いくつかの態様において記載されるように、噴霧器および乱流流れの使用は、含浸剤とのさらに良好な接触および収着剤の混合を確実にし、含浸の均一性をもたらす。したがって、いくつかの態様において、本発明方法は実質的に均一に含侵された収着剤を製造する。
【００９６】
いくつかの態様において、本発明方法は、摩砕されていない収着剤の含浸に関する。摩砕されていない収着剤を含浸するように操作し得る例示的方法は、図６に示され、そしてステップ３２０から開始し、そこではそれぞれ収着剤粒径を有する摩砕されていない収着剤が受け取られる。その摩砕されていない収着剤は希釈相であり得る。ステップ３２１で、水性含浸剤溶液は、噴霧化されてそれぞれ水性噴霧化含浸剤粒径を有する水性噴霧化含浸剤を形成する。ステップ３２２は、収着剤を水性噴霧化含浸剤と接触させることを含み、そしてステップ３２３は、収着剤を水性噴霧化含浸剤と混合させることを含み、それにより含浸された収着剤を形成する。
【００９７】
いくつかの態様において、図６に記載される方法は、コニカル混合チャンバを有する混合容器５０、または円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０を含む、本発明の装置１０において実施され得る。接触は、収着剤粒子の乱流速度をはっせいさせること、および１つまたはそれより多い噴霧器を用いて含浸剤を噴射することを含み得る。収着剤の混合は、乱流混合を含み得る。
【００９８】
この方法のいくつかの態様において、摩砕されていない収着剤の粒径は、噴霧化された水性含浸剤の粒径に実質的に類似し得る。いくつかの態様において、摩砕されていない収着剤の粒径は、約１０μｍ〜約３０μｍの範囲であり得、そして噴霧化された水性含浸剤小滴径は、約１０μｍ〜約３０μｍの範囲であり得る。しかし、本発明方法は、これらの噴霧化された小滴径に限定されず、他の小滴径も同様に使用され得る。
【００９９】
いくつかの態様において、本発明は、本発明の装置１０を用いて含浸された収着剤を製造する方法に関する。図７は、コニカル混合チャンバを有する混合容器５０を用いて、収着剤２０を含浸するための例示的方法を示し、ステップ３３０で開始し、そこでは希釈相収着剤２０を受け取ることを含む。ステップ３３１で、希釈相収着剤２０と圧縮空気６０は、コニカル混合チャンバを有する混合容器５０のコニカルチャンバ５４の底部に輸送されて、収着剤２０と圧縮空気６０を含む乱流層を形成する。ステップ３３２で、水性含浸剤１００が受け取られる；そしてステップ３３３で、水性含浸剤１００と圧縮空気６０がコニカル混合チャンバを有する混合容器５０内に配置される、１つまたはそれより多い噴霧器１３０に輸送される。ステップ３３４は、水性含浸剤１００を噴霧化して噴霧化された含浸剤を形成することを含む。ステップ３３５は、コニカル混合チャンバを有する混合容器５０のコニカルチャンバ５４内で、乱流層を噴霧化された含浸剤と接触させることを含む。ステップ３３６は、コニカル混合チャンバを有する混合容器５０のコニカルチャンバ５４内で、乱流層を噴霧化された含浸剤と混合させて、収着剤２０に含浸剤１００を吸着させて含浸された収着剤１６５を形成することを含む。混合は、収着剤表面を含浸剤と接触させることを含む。混合は、いくつかの態様において、収着剤への含浸剤１００の吸着を含み得る。ステップ３３７は、コニカル混合チャンバを有する混合容器５０の頂部５８上の排出管１４０に含浸された収着剤１６５を通気して、コニカル混合チャンバを有する混合容器５０から、含浸された収着剤１６５を除去することを含む。
【０１００】
いくつかの態様において、乱流層は、収着剤２０と圧縮空気６０を含み得る。いくつかの態様において、乱流層は、収着剤２０、噴霧化された含浸剤、および圧縮空気６０を含み得る。摩砕された収着剤２０と含浸剤１００を混合するために使用される乱流層は、乱流混合といわれ得る。
【０１０１】
いくつかの態様において、本発明方法は、図３および４に記載されるように、円筒形混合チャンバ１９５を有する混合容器を使用し得る。図８は、１例の方法を示し、ステップ３５０で開始し、そこでは希釈相収着剤２０が受け取られる。ステップ３５１において、希釈相収着剤２０と圧縮空気６０が円筒形混合チャンバ１９５を含む混合容器１９０の円筒形チャンバに輸送され、収着剤２０と圧縮空気６０を含む乱流層を形成する。
【０１０２】
ステップ３５２は、水性含浸剤１００を受け取ることを含み、そしてステップ３５３は、水性含浸剤１００と圧縮空気６０を円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０の、１つまたはそれより多い多数の噴霧器１３０に輸送することを含む。ステップ３５４は、水性含浸剤１００を噴霧化して噴霧化された含浸剤を形成することを含み、そしてステップ３５５は、円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０の円筒形チャンバ内で、乱流層を噴霧化された含浸剤と接触させることを含む。ステップ３５６は、円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０の円筒形チャンバ内で、乱流層を噴霧化された含浸剤と混合させて、収着剤に含浸剤を接触させて含浸された収着剤１６５を形成することを含む。ステップ３５６での混合は、収着剤表面を含浸剤と接触させることを含み得る。ステップ３５６での混合は、いくつかの態様において、収着剤への含浸剤１００の吸着を含み得る。ステップ３５７は、円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０の第２端上の排出管１４０に、含浸された収着剤１６５を通気して、円筒形混合チャンバを含む混合容器１９０から、含浸された収着剤１６５を除去することを含む。
【０１０３】
本発明方法は、他の方法により形成された製品と比較して、もっと高濃度の含浸剤を有する含浸剤収着剤１６５を有利にもたらし得る。たとえば、摩砕された収着剤が含浸される態様において、比較的大きい表面積の収着剤が含浸される。摩砕されていない収着剤が含浸されるとき、噴霧化された含浸剤溶液の使用は、収着剤と含浸剤の分子間の接触を大いに増加させる。さらに、本発明の装置１０は、乱流混合のために設計され、収着剤と含浸剤の分子の接触および混合を大いに向上させる。したがって、本発明方法は、実質的にもっと高い濃度の含浸剤を有する、含浸された収着剤を製造し得る。いくつかの態様において、本発明方法は、Ｂｒ分布を増加させることを含み得る。いくつかの態様において、本発明方法は、実質的に均一に分散された収着剤１６５を製造する。いくつかの態様において、本発明方法は、連続プロセスであり得る。
【０１０４】
さらに、本発明の態様は、本発明方法により製造される含浸剤収着剤に関する。本発明組成物は、本発明の方法により、および／または装置において、製造される、含浸された収着剤１６５を含み得る。
【０１０５】
本発明の含浸された収着剤組成物１６５は、ハロゲン、銀、またはＡｌ，Ｍｎ．Ｚｎ，Ｆｅ，Ｌｉ，Ｃａのようなカチオンを含み得るが、これらに限定されない。いくつかの態様において、本発明の組成物は、活性炭を含む収着剤およびハロゲンを含む含浸剤を含み得る。１例の態様の組成物は、臭素で含浸された粉末化活性炭を含み得る。
【０１０６】
いくつかの態様において、本発明の組成物は、含浸剤で実質的に均一に含浸された収着剤を含み得る。いくつかの態様において、本発明の組成物は、収着剤の単位当たり、高濃度の含浸剤を有する収着剤を含み得る。さらに、本発明の組成物は、他の方法で製造される含浸された収着剤と比較して、含浸剤のもっと均一な分布を有する。本発明の含浸剤の１つの技術的利点は、改良された収着剤効率であり得る。
【０１０７】
本発明による含浸された収着剤効率（ここでは、「収着剤および／または含浸された収着剤の吸着効率」、「収着剤の効率」、または「収着剤効率」ともいわれる）は、汚染された流体（液体またはガス）から汚染物（たとえば、危険な分子）の実質的にすべての分子を除去する、含浸された収着剤の能力であり得る。本発明の方法および／または装置により製造された、含浸された収着剤は、きゅうちゃく、結合、または捕捉により汚染された流体から汚染物を除去し得る。いくつかの態様において、本発明の含浸された収着剤は、汚染物を化学的に変性して、汚染物をより少ない毒性にし得る。たとえば、例示的な態様において、ハロゲン（たとえば臭素（Ｂｒ））を含む、がんしんされた収着剤は、煙道ガスまたは排ガスからの水銀を酸化し得、それにより水銀を除染する。
【０１０８】
いくつかの態様において、収着剤効率は、汚染された流体から法的に受け入れられるレベルまで、汚染物を除去、還元または低下させる、含浸された収着剤の能力であり得る。他の態様において、収着剤効率は、汚染された流体から実質的な部分の汚染物を除去する、含浸された収着剤の能力であり得る。さらに、収着剤効率は、汚染された流体から約２０％〜約１００％の汚染物を除去する、含浸された収着剤の能力を示し得る。いくつかの態様において、収着剤効率は、汚染された流体における約２０％〜約９９．９％の汚染物のレベルを低下させる、含浸された収着剤であり得る。いくつかの態様において、ここで記載されるように、活性炭収着剤とハロゲン収着剤を含む、含浸された収着剤は、汚染された流体における約２０％〜約９９．９％の水銀レベルを低下させる能力を有し得る。
【０１０９】
本発明の含浸された収着剤は、種々の炭素収着剤および／または非炭素収着剤を含み得る。非炭素収着剤の例示的で制限されない例は、ゼオライト（アルミノシリケート）、ポリマー樹脂、非金属樹脂、粘土および／またはイオン交換樹脂を含み得る。以下は、本発明の組成物を形成するのに使用され得る、異なる源と種類の炭素収着剤材料を記載する。しかし、本発明の含浸剤収着剤組成物は記載される収着剤に限定されない。
【０１１０】
いくつかの態様において、活性炭収着剤は、ここで記載される装置および方法により含浸され得、本発明のいくつかの組成物例に到達する。活性炭は、硫化水素（Ｈ２Ｓ）、アンモニア（ＮＨ３）、ホルムアルデヒド（ＨＣＯＨ）、放射性同位体要素１３１（１３１Ｉ）および水銀（Ｈｇ）のような危険な化学剤または汚染物を除染する収着剤として使用され得るが、これらに限定されない。活性炭は、無定形炭素の粉末化、粒状、ブリケットおよび／またはペレット形態であり得、そして活性炭の表面の数多くの細孔の存在により、単位容積あたりの大きな表面積で特徴付けられるのが通常である。活性炭は、主に吸着によりその細孔表面でガス、固体および／または溶解物質を捕捉し得る。活性炭は、吸着活性の幅広いスペクトル、優れた物理化学的安定性、および廃材料を含む容易に利用可能な材料からの製造の容易さ、を有する。種々の炭素質原料が活性炭の製造に使用され得、木材、ピート、リグナイト、ココヤシ繊維、ボーンを仮焼することにより得られるボーンチャー、ナッツシェル（たとえばココナッツ）、石炭、石油コークスおよび石油ピッチを含むが、これらに限定されない。
【０１１１】
活性化は、炭素を処理して、約１．２ナノメーター（ｎｍ）〜約２０ｎｍ（たとえばガス吸着剤炭素）、または約１００ｎｍまでの範囲（たとえば脱色用炭素）にわたる直径を有する多くの細孔を開くことを含み得る。活性化に続いて、活性炭は、１つまたはそれより多い危険な化学剤または汚染物を吸着するように操作可能にする大きな表面積（典型的には５００〜１５００ｍ２／ｇ）を有し得る。
【０１１２】
種々の活性化方法が、炭素を活性化するのに使用され得る。炭素を活性化するのに使用される非制限的な方法は、蒸気、二酸化炭素、煙道ガス、または空気を用いて細孔を開く選択的酸化に炭素を供することを含み得る。他の活性化方法は、金属塩化物（たとえば塩化亜鉛）、金属硫化物、金属リン酸塩、硫化カリウム、チオシアン酸カリウム、および／またはリン酸のような化学剤を炭素質物質と混合し、ついで仮焼し、残留物を洗浄することを含み得る。高表面積に加えて、ある化学処理が、活性炭収着剤の吸収特性を向上するのに使用され得る。本発明の態様は、特定の活性化方法、特定の原料源および／または活性炭収着剤の処方に限定されない。
【０１１３】
電子顕微鏡下に、活性炭の高表面積構造は、種々の多孔性を示す非常に入り組んだ、個々の粒子を明らかにする。微細孔は、黒鉛様の材料の平らな表面が互いに平行に並び、わずか数ナノメーターで分離さている領域として観察される。吸着材は同時に多くの表面と相互作用するので、微細孔は、吸着に優れた条件を提供し得る。活性炭は、ファンデルワールス力またはロンドン分散力により材料（汚染物のような）と結合または吸着し得る。いくつかの場合において、活性炭は、化学吸着により、ある汚染物質と結合または吸着し得る。
【０１１４】
活性炭は、その挙動、表面特性および調製法を基礎として分類するのが困難である複雑な製品である。しかし、本発明の非制限的態様において収着剤として使用され得る物理的性質に基づいて幅広く分類される活性炭のいくつかの例は、次のものを含む：粉末化された活性炭（ＰＡＣ），粒状活性炭（ＧＡＣ）、押出された活性炭（ＥＡＣ）、含浸された炭素、およびポリマー被覆された炭素。本発明のいくつかの態様は、いくつかの用途のための収着剤として、さらに高表面積を有する活性炭エアロゲルを用い得る。
【０１１５】
例示的なＰＡＣは、平均径０．１５ｍｍ〜０．２５ｍｍを持ち、大きさが１．０ｍｍ未満である粉末または細粒としての活性炭を含み得る。ＰＡＣは容積に対し大きな表面を有し得、小さな拡散距離を有する。ＰＡＣは、破砕または粉砕された炭素粒子を含み得、その９５〜１００％は指定されるメッシュ篩を通過される。
【０１１６】
ＧＡＣは、ＰＡＣに比べて比較的大きい粒径を有するので、もっと小さい外部表面を有する。ＧＡＣは、吸着質拡散により作用し得、その拡散速度は比較的速いので、ガスおよび上記の吸着に使用され得る。粒状化された炭素は、水処理、臭気除去および流れ系成分の分離に使用され得る。ＧＡＣは、粒状形態または押し出されていてよい。ＧＡＣは、液相用途に、８×２０、２０×４０、または８×３０、そして蒸気相用途に４×６、４×８または４×１０のような大きさに指定されるのが典型的である。２０×４０の炭素は、Ｕ．Ｓ．Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｍｅｓｈ  Ｓｉｚｅ  Ｎｕｍｂｅｒ  ２０篩（０．８４ｍｍ）（通常、８５％通過と特定される）を通過する粒子で得られるが、Ｕ．Ｓ．Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｍｅｓｈ  Ｓｉｚｅ  Ｎｕｍｂｅｒ  ４０篩（０．４２ｍｍ）（通常、９５％保持と特定される）で保持される。Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｗａｔｅｒ  Ｗｏｒｋｓ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  （ＡＷＷＡ）（１９９２）  Ｂ６０４は、最小ＧＡＣとして、５０メッシュ篩（０．２９７ｍｍ）を使用する。
【０１１７】
Ｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  （ＡＳＴＭ）は、８０メッシュ篩（０．１７７ｍｍ）およびもっと小さなものに相当する粒径をＰＡＣとして分類するが、ＧＡＣは、５０メッシュ篩（０．２９７ｍｍ）に保持された活性炭およびもっと細かな材料としてＰＡＣ材料を含み得る。
【０１１８】
ＥＡＣは、ＰＡＣとバインダーの組み合わせを含み得、一緒に溶融され、円筒形の形状の、０．８ｍｍ〜１３０ｍｍの直径を有する活性炭ブロックに押し出される。ＥＡＣは、低い圧力降下、高い機械的強さおよび低いダスト含量のために、ガス相用途に使用され得る。
【０１１９】
ポリマー被覆炭素は、生物的適合性ポリマーで被覆された多孔質炭素を含み得、細孔を塞がないで平滑で透過性の被覆を与える。得られる活性炭は、血液潅流に有用であり得る。血液潅流は、大量の患者血液が吸着材を通過し、血液から毒性物質を除去する処置方法である。
【０１２０】
いくつかの態様は、摩砕され得る活性炭収着剤を含む、本発明組成物に関する。
【０１２１】
いくつかの態様が詳細に示され、きさいされたが、置換および変更は請求の範囲に記載さるような、本発明の精神および範囲から逸脱しない限り、可能であることが認識されるであろう。
【図１】
2013538123.tif 000002
【図２Ａ】
2013538123.tif 000003
【図２Ｂ】
2013538123.tif 000004
【図２Ｃ】
2013538123.tif 000005
【図２Ｄ】
2013538123.tif 000006
【図２Ｅ】
2013538123.tif 000007
【図２Ｆ】
2013538123.tif 000008
【図２Ｇ】
2013538123.tif 000009
【図３】
2013538123.tif 000010
【図４】
2013538123.tif 000011
【図５Ａ】
2013538123.tif 000012
【図５Ｂ】
2013538123.tif 000013
【図６】
2013538123.tif 000014
【図７】
2013538123.tif 000015
【図８】
2013538123.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成25年5月30日(2013.5.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
収着剤配給チャンバにおいて、摩砕された収着剤を受け取ること；
摩砕された希釈相収着剤を形成すること；
容器内において、含浸剤を受け取ること；ならびに
摩砕された希釈相収着剤を、含浸剤の収着剤への含浸を生じさせる条件下で含浸剤と接触させること、
を含む、収着剤の含浸方法。
【請求項２】
含浸剤が噴霧化されて、噴霧化された含浸剤小滴を接触前に形成する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
含浸剤が、ハロゲン、ハロゲン塩、ハロゲン酸、カチオン、銀およびイオウから選ばれ、ハロゲンは水性溶液に含まれていてもよい請求項１に記載の方法。
【請求項４】
摩砕された収着剤が、活性炭、非炭素収着剤またはその組み合わせを含み、非炭素収着剤が、ゼオライト、アルミノシリケート、ポリマー樹脂、非金属樹脂、粘土またはイオン交換樹脂からなる群より必要に応じて選ばれ、そして活性炭が、粉末化された活性炭，粒状活性炭、リグナイト、褐炭、直径４０μｍ以下の活性炭、直径１０〜３０μｍの活性炭、およびそれらの組み合わせからなる群より必要に応じて選ばれる請求項１に記載の方法。
【請求項５】
摩砕された収着剤の粒径範囲が、含浸剤の粒径範囲に類似する請求項１に記載の方法。
【請求項６】
摩砕された希釈相収着剤および含浸剤を接触させることが、コニカルチャンバまたは円筒形チャンバを有する混合器内で実施される請求項１に記載の方法。
【請求項７】
それぞれの収着剤粒径を有する収着剤を受け取ること；
水性含浸剤溶液を噴霧化して、噴霧化された水性含浸剤小滴径を有する水性含浸剤小滴を形成すること；
収着剤を水性含浸剤小滴と接触させること；ならびに
収着剤を水性含浸剤小滴と混合させ、それにより含浸された収着剤を形成すること、
を含む、収着剤の含浸方法。
【請求項８】
収着剤の粒径範囲が、噴霧化された水性含浸剤小滴径の粒径範囲に類似する請求項７に記載の方法。
【請求項９】
収着剤および噴霧化された水性含浸剤小滴を接触させることが、乱流相形成を含み、そして収着剤および噴霧化された水性含浸剤小滴を混合することが、乱流相混合を含む請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
収着剤および噴霧化された水性含浸剤小滴を接触および混合させることが、コニカルチャンバまたは円筒形チャンバを有する混合器内で実施される請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
収着剤が摩砕された収着剤または粉末化された収着剤である請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
含浸剤が、臭素、塩素、ヨウ素およびフッ素からなる群から選ばれるハロゲンを含み、  そしてハロゲンは、ハロゲン塩およびハロゲン酸から必要に応じて選ばれる請求項３または７に記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも１つの噴霧器を有する混合容器、ここで混合容器は、噴霧器からの噴霧化された含浸剤小滴の、同期化された噴射を容易にし、さらに収着剤粒子および噴霧化された含浸剤小滴の同期化された乱流層形成を容易にするように操作可能であり、そして含浸された収着剤を形成するために乱流層の混合を容易にするように操作可能であり、混合容器は第１端と第２端を有することを含み：さらに
第１端の方に配置される円筒形チャンバ；
第２端の方に配置されるコニカルチャンバ；
第１端の方に配置され、その上に配置される、少なくとも１つの噴霧器を有する頂部フランジ、そこでは少なくとも１つの噴霧器は、水性含浸剤源および圧縮空気源に操作可能に結合され、噴霧器は含浸剤の噴霧化された小滴に水性含浸剤を噴霧化するように操作可能である；
第２端の方に配置され、コニカルチャンバへの収着剤と圧縮空気の流入を容易にするように操作可能な入口を有する底部フランジ；ならびに
製品排出管、そこではコニカルチャンバは、収着剤と圧縮空気を含む乱流層形成、ついで底部フランジ上の入口を通って収着剤と圧縮空気の流入、を容易にするように操作可能であり、そして製品排出管は外部の製品捕集器に、含浸された収着剤を排出するように操作可能である、
収着剤を含浸するための装置。
【請求項１４】
混合容器が腐食耐性材料もしくは温度移動耐性材料またはその両方からなり、混合容器が、噴霧化された含浸剤小滴が水性層に留まり、ガス相に転換されない範囲内で、含浸された収着剤を形成するために、乱流層と噴霧化された含浸剤小滴を混合する間は、温度を維持するように必要に応じてさらに操作可能である請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
噴霧器の噴射角度が１０度〜１５度であり、または噴霧器の噴射角度が実質的にすべての収着剤に噴射するように操作可能であり、または噴霧器の噴射角度が、含浸された収着剤を噴射するのを避けるように設計される請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
請求項１３に記載の装置を用いることを含む収着剤の含浸方法であり、その方法は：
収着剤および圧縮空気を含む希釈相収着剤を受け取ること；
収着剤および圧縮空気を含む乱流層を形成するために、混合容器のコニカルチャンバへの希釈相収着剤の流入を容易にすること；
水性含浸剤を受け取ること；
混合容器の噴霧器への水性含浸剤と圧縮空気の流れを容易にすること；
水性含浸剤を噴霧化して噴霧化された含浸剤小滴を形成すること；
混合容器のコニカルチャンバ内で乱流層を噴霧化された含浸剤小滴と接触させること；ならびに
混合容器のコニカルチャンバ内で乱流層を噴霧化された含浸剤小滴と混合して、含浸剤小滴を収着剤粒子と接触させて、含侵された収着剤を形成すること；
混合容器の頂部の排出管に含侵された収着剤を通気して、混合容器から含侵された収着剤を除去すること；
を含む。
【請求項１７】
少なくとも１つの噴霧器を有する混合容器、ここで混合容器は、噴霧器からの噴霧化された含浸剤小滴の、同期化された噴射を容易にし、さらに収着剤粒子および噴霧化された含浸剤小滴の同期化された乱流層形成を容易にするように操作可能であり、そして含浸された収着剤を形成するために乱流層の混合を容易にするように操作可能であり、混合容器は第１端と第２端を有する円筒形チャンバを含み：
第１フランジおよび第２フランジを有する円筒形チャンバ；
第１端の方に配置され、収着剤と圧縮空気を配給するように操作可能な第１入口を有する第１フランジ；
第２端の方に配置され、その上に配置され、出口を含む製品排出管を有する第２フランジ；
円筒形チャンバの表面に種々の位置に配置される、１つまたはそれより多い噴霧器；
各噴霧器は水性含浸剤源に操作可能に連結されていること；
各噴霧器は圧縮空気源に操作可能に連結されていること；
各噴霧器は、含浸剤および圧縮空気を配給するように操作可能である噴霧器入口を有すること；
各噴霧器は、噴霧化された含浸剤小滴に水性含浸剤を噴霧化するように操作可能であること；ならびに
製品排出管は、外部の製品捕集器に、含浸された収着剤を排出するように操作可能であること、
を含む収着剤を含浸するための装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の装置を用いることを含む摩砕された収着剤の含浸方法であり、その方法は：
希釈相収着剤を得ること；
希釈相収着剤および圧縮空気を混合容器の円筒形チャンバに輸送して、収着剤および圧縮空気を含む乱流層を形成すること；
水性含浸剤を得ること；
混合容器上に位置される多数の噴霧器に水性含浸剤と圧縮空気を輸送すること；
円筒形混合チャンバを有する混合容器の円筒形チャンバにおいて、乱流層を噴霧化された含浸剤小滴と接触させること；
混合容器の円筒形チャンバにおいて、乱流層を噴霧化された含浸剤小滴と混合して、収着剤に含浸剤を接触させて、含侵された収着剤を形成すること；ならびに
混合容器の第２端の排出管に含侵された収着剤を通気して、混合容器から含侵された収着剤を除去すること；
を含む。
【請求項１９】
収着剤が摩砕された収着剤である請求項１６または１８記載の方法。
【請求項２０】
請求項１、７、１６または１８に記載の方法により製造される、含浸された収着剤。
【国際調査報告】
2013538123.tif 000017
2013538123.tif 000018
2013538123.tif 000019