[發明專利]用于燃煤煙氣中單質汞氧化的催化劑、其制備及再生方法

有效

• 申請號: 201410355516.8
• 申請日: 2014-07-24
• 公開（公告）號: CN104307539B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: 趙永椿;楊建平;張軍營;鄭楚光
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B01J27/10
• 分類號: B01J27/10;B01D53/86;B01D53/64
• 代理公司: 華中科技大學專利中心42201
• 代理人: 李智

技術領域

本發明屬于燃煤煙氣中汞脫除技術領域，具體涉及一種用于燃煤煙氣中單質汞催化氧化的可再生催化劑，以及其制備方法和該催化劑失活后的再生方法。?

背景技術

汞是一種神經毒物，具有極強的累積性和不可逆性，對人類健康具有很大的威脅。聯合國環境規劃署2013年發布的一份調查報告指出，燃煤電廠是最主要的人為汞污染源之一。據統計，全球每年燃煤汞排放量達475噸，約占全球汞排放總量的24％。燃煤電站作為最大的燃煤汞污染源，其汞排放量約占燃煤汞排放總量的85％以上，而我國每年汞排放總量約占全球的1/3以上。為了保護環境，實現可持續發展，2011年我國環境保護部頒布了最新的《火電廠大氣污染物排放標準(GB?13223-2011)》，要求燃煤鍋爐從2015年1月1日起將汞及其化合物排放量控制在0.03mg/m³以下。隨著環保要求的不斷提高，尋求高效、經濟、環境友好型的汞控制技術具有重要意義。?

目前，活性炭噴射被認為是最為有效的燃煤煙氣汞釋放控制技術，然而要達到較高的脫汞效果，需要噴入大量的活性炭，其高昂的成本限制了其在國內的應用。其他非碳基吸附劑，如硅酸鹽礦物吸附劑、鈣基吸附劑、選擇性催化還原(SCR)催化劑，以及新型催化劑包括?納米CuO、碳納米管、金屬氧化物、貴金屬等雖然取得了較好的實驗效果，但是要運用到實際電廠汞的捕獲，仍需考慮成本、效率等綜合因素。?

向燃煤煙氣中噴入固態吸附劑以控制汞污染物的排放，一個主要問題是難以將吸附了汞的吸附劑與燃煤過程中產生的飛灰分離，無法實現吸附劑的循環利用，增加了汞控制的成本。同時，飛灰作為燃煤過程中的副產物，具有很多的工業用途，但是被吸附劑污染后的飛灰由于汞含量較高，必須作為危險物處理，不能再作為副產品利用。另外，吸附汞后的吸附劑其脫汞活性會降低，無法滿足脫汞要求，因此，有必要對經吸附汞后失活的吸附劑進行再生處理。可再生的磁性吸附劑具有容易與飛灰顆粒分離，可循環利用等特性，具有廣闊的應用前景。?

目前已有采用合成的磁性吸附劑脫除煙氣中的單質汞的相關報道。該報道中采用天然沸石作為載體，在其表面負載SiO₂包裹的Fe₃O₄顆粒后獲得磁性載體；然后采用離子交換法將Ag⁺負載到載體表面，在400℃還原性氣氛下煅燒將Ag⁺還原為Ag⁰后，獲得磁性吸附劑MagZ-Ag⁰。該磁性吸附劑雖然能獲得較高的汞氧化和脫除率，但是所負載的Fe₃O₄顆粒必須采用SiO₂層包裹以防止發生腐蝕和氧化。由于該吸附劑的合成過程復雜，成本較高，適用環境條件苛刻，目前僅處于實驗階段。因此，開發一種能應用于脫除燃煤煙氣中單質汞的高效、經濟、可再生的磁性催化劑具有重要意義。?

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種用于燃煤煙氣中單質汞氧化的催化劑，以及該催化劑的制備方法和再生方法，解決目前催化劑的催化氧化效率不高、以及吸附汞后催化劑無法從飛灰中分離而導致的飛灰利用問題以及催化劑無法循環利用的問題。?

按照本發明的一個方面，提供一種用于燃煤煙氣中單質汞氧化的催化劑，可實現單質汞的高效催化氧化且吸附汞后的催化劑易于從飛灰中磁選分離以便循環利用，其特征在于，該催化劑為對單質汞具有良好氧化性能的活性組分負載到載體表面形成，其中所述活性組分為CuCl₂，所述載體為磁珠顆粒。?

作為本發明的改進，所述活性組分與載體的質量比為3％～10％，優選為5％-8％，特別優選為6％-8％。?

按照本發明的另一方面，提供一種用于燃煤煙氣中單質汞氧化的催化劑的制備方法，用于制備可實現單質汞的高效催化氧化且吸附汞后易于從飛灰中磁選分離以便循環利用的催化劑，其特征在于，該方法包括：?

(1)選取磁珠顆粒；?

(2)將所述磁珠顆粒浸入一定濃度的CuCl₂水溶液中，機械攪拌一定時間，使得活性組分CuCl₂負載于所述磁珠顆粒；?

(3)將步驟(2)中負載了活性組分的磁珠顆粒濾出，干燥后即得到所述催化劑。?

作為本發明的改進，所述所述活性組分與載體的質量比為3％～10％，優選為5％-8％，特別優選為6％-8％。?

作為本發明的改進，所述磁珠顆粒利用磁選機從飛灰中分選，并在研磨后用200目的標準篩篩選出得到。?