[發(fā)明專利]一種低成本改性煙草焦脫汞吸附劑的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610130891.1
• 申請(qǐng)日: 2016-03-08
• 公開（公告）號(hào): CN105688832A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張軍;呂進(jìn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J20/24
• 分類號(hào): B01J20/24;B01J20/32;B01D53/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李曉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種吸附劑的制備方法，具體涉及一種低成本改性煙草焦脫汞吸附劑的 制備方法。

背景技術(shù)

汞是一種自然生成的全球性循環(huán)元素，它對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康有著嚴(yán)重的危害作 用，直到20世紀(jì)50年代震驚世界的水俁病發(fā)生后才逐漸引起人們的廣泛關(guān)注，許多國家 都已經(jīng)對(duì)汞污染源的排放制定了較為明確的排放政策。

大氣中的汞污染主要由煤炭燃燒等排放造成，其中燃煤電廠是最主要的汞排放源。 許多研究一致表明，在燃燒過程中幾乎所有汞都以單質(zhì)汞(Hg⁰)形式在鍋爐中存在；當(dāng) 溫度降低至600℃，Hg⁰與煙氣中其他成分發(fā)生反應(yīng)轉(zhuǎn)化成二價(jià)汞(Hg²⁺)和顆粒態(tài)汞(Hg^p)； 最終燃煤電廠煙氣中的汞主要以單質(zhì)汞、二價(jià)汞和顆粒態(tài)汞三種形式存在。其中Hg²⁺具 有可溶性，容易被濕法脫硫裝置脫除，Hg^p可由靜電除塵等設(shè)備脫除；而Hg⁰因熔點(diǎn)低、 易揮發(fā)和難溶于水等性質(zhì)，很難通過現(xiàn)有脫除裝置從煙氣中除去，這意味著它可以在全 球傳播，從而導(dǎo)致全球汞污染。因此目前國內(nèi)外對(duì)于燃煤脫汞技術(shù)的研究多集中于煙氣 中單質(zhì)汞的脫除。

汞的脫除主要是對(duì)燃燒后的煙氣進(jìn)行控制，目前最有效的脫汞技術(shù)主要是利用吸附 劑脫汞和利用燃煤電站現(xiàn)有大氣污染物控制設(shè)備脫汞。利用吸附劑脫汞是近年來研究的 熱點(diǎn)，其中活性炭是應(yīng)用范圍最廣、研究最多的吸附劑。但活性炭的價(jià)格較高，增加了 煙氣脫汞應(yīng)用的成本，尋找廉價(jià)，高效的新型煙氣脫汞吸附劑成為能源與環(huán)境領(lǐng)域的焦 點(diǎn)之一。

生物質(zhì)焦同樣具有巨大的比表面積、豐富的孔徑結(jié)構(gòu)和重要的表面官能團(tuán)，且價(jià)格 低廉。但直接使用原始焦作吸附劑脫汞的效率較低、經(jīng)濟(jì)性較差，通常的做法是對(duì)生物 質(zhì)焦進(jìn)行各種改性來提高其脫汞的化學(xué)活性，改性方法主要有負(fù)載改性劑和利用雙氧水 氧化等。這不但增加了改性成本，也不能較好的滿足實(shí)際脫汞應(yīng)用要求。因此，基于上 述不足和需求，本發(fā)明的目的是提供一種脫汞效率高，制作成本低的新型改性脫汞吸附 劑。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種低成本改性煙草焦脫 汞吸附劑的制備方法。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的一種低成本改性煙草焦脫汞吸附劑 的制備方法，包括以下步驟

步驟1，將煙草干燥并粉碎成細(xì)顆粒；

步驟2，碳化，將細(xì)顆粒置入600～1000℃的水平管式電熱解爐中，在氮?dú)鈿夥障绿? 化20min～2h；

步驟3，冷卻，在氮?dú)鈿夥障拢ㄟ^水冷方式將碳化產(chǎn)物快速冷卻至150℃以內(nèi)， 獲得焦樣；

步驟4，浸漬，把焦樣放入濃度為5％～20％的鹽酸酸溶液中浸漬2～5h，然后將浸漬后 的焦樣清洗至中性；

步驟5，將清洗后的焦樣過濾并干燥，平鋪置入低溫等離子體發(fā)生器的下級(jí)板上；

步驟6，調(diào)整低溫等離子體發(fā)生器的兩極板間距至10～40mm；

步驟7，在低溫等離子體發(fā)生器中通入活化氣體，再將低溫等離子體發(fā)生器內(nèi)部氣 壓抽至2000～2500Pa；

步驟8，調(diào)整低溫等離子體發(fā)生器兩極板間的工作功率，樣品在活化氣體氣氛下處 理1～30min，放電結(jié)束后取出焦樣，即得高脫汞效率的改性煙草焦吸附劑。

作為優(yōu)選，所述細(xì)顆粒的粒徑小于2mm。

作為優(yōu)選，所述步驟7中的活化氣體是氮?dú)狻⒀鯕饣蚩諝庵械囊环N或幾種。

作為優(yōu)選，所述活化氣體是氮?dú)狻?

作為優(yōu)選，所述步驟6中低溫等離子體發(fā)生器的兩極板間距為30mm。

作為優(yōu)選，所述步驟8中低溫等離子體發(fā)生器兩極板間的工作功率為50W，處理時(shí) 間是5min。

有益效果：

1、相比其他生物質(zhì)，煙草自身含有豐富的堿金屬K和堿土金屬元素Ca，使制取的 煙草焦比其他生物質(zhì)焦具有更豐富的孔隙結(jié)構(gòu)。

2、相比其他活性炭和生物質(zhì)改性焦，煙草改性焦的制作工藝簡單，直接使用低溫 等離子體改性，成本低廉，且脫汞效果更好。