[發明專利]一種粉煤灰基脫汞吸附劑的改性方法

無效

• 申請號: 201110021756.0
• 申請日: 2011-01-19
• 公開（公告）號: CN102120174A
• 公開（公告）日: 2011-07-13
• 發明（設計）人: 劉清才;楊劍;高威;姚春玲;賀媛媛;徐敏人;張洋濱
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: B01J20/12
• 分類號: B01J20/12;B01J20/30;B01D53/02
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 張先蕓

技術領域

本發明涉及煙氣脫汞領域，具體涉及到對粉煤灰基吸附劑的改性方法。

背景技術

汞環境污染主要來源于化石燃料的燃燒。我國的能源結構以煤炭為主，僅2002年一年我國煤炭消耗量就達14.8億噸。我國儲煤中的汞含量大約在0.308~15.9mg/kg之間，分布比較不均勻。在煤的燃燒過程中，絕大部分汞隨煙氣進入大氣環境中，約占70%左右。1978~1995年全國燃煤大氣汞排放量累計達2493.8t燃煤所造成的汞污染問題十分嚴峻。中國是全球范圍大氣汞污染最嚴重的區域之一，大氣中汞的年均沉降值大于70μg/m²。

為了解決汞的污染問題，從源頭上防治汞對大氣的污染，國內外研究目前大部分集中在高效、經濟的吸附劑的研制，其主要包括：活性炭基、鈣基和飛灰基吸收劑以及一些新型吸附劑等。

現有技術中，去除單質汞時最有效和最廣泛使用的技術是活性炭噴入技術，雖然該技術效果顯著——可去除99％的單質汞，但該技術的運行費用（主要是活性炭的成本）較高，因而不能大范圍推廣使用。

在國外，美國EPA研究發現可采用鈣基類物質（CaO、?Ca(OH)₂?、CaCO₃?、CaSO₄·2H₂O）進行汞的脫除，并發現鈣基類物質的脫除效率與燃煤或廢棄物燃燒的煙氣中汞存在的化學形式有緊密的關系。其研究結果表明，鈣基類物質如Ca(OH)₂，對HgCl₂的吸附效率可達到85%；堿性吸附劑如CaO，同樣也能達到很好地吸附HgCl₂的效果，但是這些鈣基類物質對單質汞的吸附效率卻很低。

在國內，粉煤灰燃煤電廠排放的固體廢棄物，含量約占燃煤的5%~20%。世界上粉煤灰年排放量約5億噸，我國年排放量1000萬噸以上。為保護環境，節約資源，粉煤灰的綜合利用便受到關注。由于粉煤灰具有良好的吸附性能，并且價格低廉，因此可以利用粉煤灰制備高效的脫汞吸附劑。在使用吸附法吸收單質汞的過程中，吸附劑的吸附能力起決定性作用。吸附是一個多元化的過程，它包括吸附、凝結、擴散以及化學反應等過程，吸附效果與吸附劑本身的物理性質(顆粒粒徑、孔徑、表面積等)、溫度、煙氣氣體成分、停留時間、煙氣中汞濃度、C/Hg比例等因素有關。因此，如何提高吸附劑的吸附性能成為目前急需解決的技術問題。

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發明內容

針對現有技術存在的上述不足，本發明的目的是提供一種粉煤灰基吸附劑的改性方法，通過該方法能夠顯著提高粉煤灰吸附劑對單質汞的吸附效果，使得粉煤灰基吸附劑具有高效脫汞的性能。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種粉煤灰基吸附劑的改性方法，包括如下步驟：

（1）粉煤灰基吸附劑的制備：配制粉煤灰基吸附劑配方：生石灰5%～10%，粘土10%～15%，稻殼或聚乙烯2%～5%，氯化鈉或溴化鈉?2%～8%，粉末活性炭3%～6%，水泥2%～10%，余量為電廠粉煤灰；將所述吸附劑配方攪拌均勻后加水制成直徑為30～50mm球形顆粒，再在900～1100℃高溫下燒結4h得到粉煤灰基吸附劑；

（2）吸附劑改性：配制質量百分濃度為2%～9%的鹵鹽水溶液，再將步驟（1）制得的粉煤灰基吸附劑倒入所述鹵鹽水溶液中，浸漬改性時間為3～12h，浸漬改性期間使用攪拌器勻速攪拌；所述鹵鹽為氯化鈉、溴化鈉、氯化鈣或溴化鈣中的任意一種；

（3）吸附劑干燥：將經過步驟（2）改性的吸附劑先晾若干小時，再放入真空烘箱中烘干至干燥，最后放置于干燥器皿中保存備用。

進一步，步驟（2）中的鹵鹽溶液為濃度為5%的氯化鈉或溴化鈉溶液，浸漬改性時間為3h。

進一步，步驟（3）中的晾干時間為12小時，真空烘箱烘干時間為24小時。

本發明與現有技術相比，具有如下技術效果：

（1）本發明改性方法通過對浸漬藥品的選擇、浸泡時間及濃度的控制，采用鹵鹽對粉煤灰基吸附劑進行浸漬改性處理，價格低廉；并且能夠大幅度提高吸附劑對汞及其他重金屬的脫除能力，尤其是對單質汞，脫除率可達90%以上，解決了粉煤灰作吸附劑脫除燃煤煙氣中的汞性能差的不足的問題。

（2）本發明改性方法能夠增大吸附劑的比表面積，在吸附劑表面及內部沉積活性成分，從而增強吸附劑對汞的吸附能力。

（3）本發明改性方法，工藝簡單、成本低廉，通過改性后的吸附劑能便于大范圍推廣使用，尤其適用于電廠燃煤煙氣中單質汞的脫除。