[發明專利]一種煙氣脫汞脫硫脫硝吸附劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201310491568.3
• 申請日: 2013-10-18
• 公開（公告）號: CN103521164A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 黃亞繼;嚴玉朋;王昕曄;邵志偉;楊高強;劉長奇
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B01J20/06
• 分類號: B01J20/06;B01J20/30;B01D53/02
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明涉及制鋁工業廢棄物的綜合利用和煙氣脫汞、脫硫、脫硝領域，具體涉及一種煙氣脫汞脫硝脫硫吸附劑及其制備方法。

背景技術

我國是以煤炭為主要能源的國家，而煤炭在燃燒過程中會產生大量的污染物，據統計，我國二氧化硫90%、氮氧化物60%、汞40%均來自煤炭燃燒。燃煤煙氣中的SO₂和NO_X是形成酸雨和光化學煙霧等環境污染的罪魁禍首，而汞是一種在生物體內和生物鏈中具有永久累積性的有毒物質，很容易被皮膚以及呼吸道和消化道吸收。這些環境污染問題已經嚴重危害人類生存，因此對燃煤污染物的排放加以控制已經成為亟待解決的問題。

煙氣中的汞主要以三種形態存在：元素態汞（Hg⁰）、氧化態汞（Hg²⁺）和顆粒態汞（Hg_p），其中Hg⁰相對穩定，難溶于水，在大氣中停留時間長，易隨著大氣的運動造成全球性的汞污染，是煙氣汞污染控制的難點和重點。目前控制燃燒煙氣中汞排放的主要方法是使用吸附劑吸附。已投入商業應用的煙氣脫汞吸附劑是活性炭類吸附劑。然而活性炭類吸附劑價格昂貴，嚴重制約了其在煙氣脫汞方面的應用。另一方面大量活性炭吸附劑的噴入勢必會提高飛灰中的碳含量，而飛灰是水泥生產過程中的一種優良添加劑，較高的碳含量會降低水泥的強度，從而影響了電廠飛灰的商業價值。

相對于單獨應用脫汞、脫硫、脫硝技術，聯合脫汞、脫硫、脫硝在經濟性和資源利用效率方面具有優勢。因此尋找高效、廉價的煙氣脫汞脫硫脫硝吸附劑成為能源與環境領域的焦點。

赤泥是氧化鋁生產過程中產生的固體廢渣，我國各鋁廠每年排放赤泥一千多萬噸。目前，赤泥的綜合利用已經擴展到材料、建筑、環保等領域，但是國內很少將其應用于脫汞、脫硫、脫硝領域，而且將赤泥直接用于脫汞、脫硫、脫硝，吸附效率低下，不能滿足工業需求。

發明內容

本發明的目的是提供一種煙氣脫汞脫硫脫硝吸附劑，該吸附劑是以MnO₂和V₂O₅聯合浸漬改性的赤泥，并提供了該吸附劑的制備方法，解決了現有技術中單獨應用脫汞、脫硫、脫硝技術經濟成本高，直接將赤泥作為吸附劑吸附效率低等問題。

為解決上述問題，本發明采用以下技術方案：

一種煙氣脫汞脫硫脫硝吸附劑，所述吸附劑是以MnO₂和V₂O₅聯合改性的赤泥，其中，所述MnO₂和V₂O₅的質量占吸附劑總質量的5%～15%，MnO₂和V₂O₅中Mn/V的摩爾比為0.5～2.0；所述吸附劑粒度小于100目,平均孔徑為10～20nm，比表面積為15～30m²/g。

制備上述煙氣脫汞脫硫脫硝吸附劑的方法，包括如下步驟：

步驟一、將赤泥原料放于通風處自然干燥24～48h，將干燥好的赤泥轉置于馬弗爐中300～500℃下焙燒3～4h，冷卻后破碎并過100～200目篩；

步驟二、將0.15～0.3mol/L鹽酸溶液和步驟一得到的赤泥以液固比10～30mL/g加入反應器并置于80～100℃恒溫浴鍋內浸漬2～4h，之后將赤泥-鹽酸溶液以7000～10000r/min離心10～60min，濾出赤泥；

步驟三、將步驟二得到的赤泥水洗、過濾2～3次；

步驟四、將步驟三得到的赤泥置于干燥箱內，在90～120℃下保持12～24h；

步驟五、按Mn/V的摩爾比為0.5～2.0稱取Mn(NO₃)₂和NH₄VO₃，用去離子水溶解，置于80～100℃恒溫浴鍋內攪拌得到混合溶液，所述混合溶液中Mn(NO₃)₂濃度為0.1～0.4mol/L；將步驟四得到的赤泥加入到所述混合溶液中，浸漬8～12h，之后置于干燥箱中150～200℃干燥12～24h以使浸漬液蒸干；