[發明專利]一種巰基活性炭脫汞劑的制備方法與應用

在審

• 申請號: 201610364462.0
• 申請日: 2016-05-27
• 公開（公告）號: CN105771902A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 李新;王春艷;樊俐;成峻青
• 申請（專利權）人: 北京三聚環保新材料股份有限公司
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;B01D53/02;C02F1/28
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 李靜

技術領域

本發明涉及脫汞劑技術領域，具體涉及一種巰基活性炭脫汞劑的制備 方法與應用。

背景技術

汞是一種劇毒物質，因具有揮發性、難降解性及在生物體內的沉積性 等特性而成為繼二氧化硫和氮氧化合物之后最受關注的大氣有毒污染物， 目前，大氣中的汞主要來自燃煤過程中的煙氣排放，除此之外，垃圾焚燒、 冶金、電子、化工等工業過程中也會有汞釋放。汞在自然界中的存在形態 主要有三種，分別為氣態單質汞(Hg⁰)、氧化態汞(Hg²⁺)以及顆粒態汞(Hg^P)， 不同形態的汞具有不同的物理化學特性和環境遷徙能力。例如，顆粒態汞 易于被吸附，可使用除塵設備脫除；而單質汞的揮發性高(沸點357℃)、 難溶于水(6×10^-5g/L，25℃)、常溫時呈蒸汽態、且很難被捕獲，是大氣環 境中穩定的汞存在形態，極易通過長距離的大氣傳輸形成全球性的汞污染； 氧化態汞由于能溶于水，故而煙氣中大部分的氧化態汞可由濕法脫硫裝置 捕集，但仍有少部分的氧化態汞會隨氣態單質汞排放。因此，汞污染問題 受到了越來越多的重視，如何有效治理汞污染已成為當前亟待解決的環境 問題，這就促使汞的監測與脫除技術應運而生。

在現有的汞監測及汞脫除技術中，固體吸附劑吸收法是最為實用且方 便的方法。活性炭因具有發達的孔隙結構和較大的比表面積，可用作脫汞 吸附材料，但如果活性炭是潔凈的且未經過改性處理，那么在操作溫度及 煙氣中的酸性氣體和水分的影響下，汞與活性炭之間的范德華力會被輕易 地破壞，造成汞從活性炭上脫附下來，另外，煙氣中的酸性氣體還可將吸 附后形成的汞化合物還原為單質汞而降低吸附率，從而導致汞的逃逸。

為解決活性炭脫汞劑所存在的上述缺陷，中國專利文獻CN103977763B 公開了一種改性活性炭脫汞劑的制備方法，該方法先對活性炭進行水浸泡 和酸洗滌得到潔凈的活性炭，再將其浸入含溴化碘、氯化鉀和二巰基丁二 酸鈉的水溶液中，超聲震蕩一段時間后取出，并于氮氣保護下烘干即可。 該技術制得的改性活性炭脫汞劑通過向活性炭表面引入鹵素、羰基等活性 官能團，有利于促進活性炭對元素汞和二價汞的化學吸附，提高了活性炭 的脫汞性能。但由于上述技術中的二巰基丁二酸鈉水溶液的穩定性差，需 新鮮配制且不可被加熱，導致活性炭對二巰基丁二酸鈉的負載量較少，進 而影響活性炭的脫汞效果，除此之外還將造成活性炭的改性操作繁雜、難 以控制，因而不利于改性活性炭脫汞劑的大規模生產與應用。并且，令人 匪夷所思的是，上述技術的改性液中，溴化碘是強氧化劑，其與二巰基丁 二酸鈉接觸便即刻發生氧化還原反應，從而消耗掉溴化碘和巰基，這似乎 與該技術的初衷(即利用溴化碘氧化單質汞)相悖。

綜上所述，如何對活性炭進行改性處理以獲得可滿足產業化生產的高 活性脫汞劑，是本領域尚未解決的一個技術難題。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于克服現有的改性活性炭脫汞劑所存在的 脫汞活性差、難以大規模生產和應用的缺陷，進而提供一種脫汞活性高、 可實現產業化生產與應用的巰基活性炭脫汞劑的制備方法及其應用。

為此，本發明實現上述目的的技術方案為：

一種巰基活性炭脫汞劑的制備方法，包括如下步驟：

(1)將活性炭粉碎得活性炭粉體，備用；

將巰基乙酸與乙酸酐、濃硫酸混合形成巰基改性液，備用；

(2)采用所述巰基改性液對所述活性炭粉體進行改性處理，得改性活 性炭；

(3)將所述改性活性炭洗滌并干燥，即得巰基活性炭脫汞劑。

所述活性炭粉體的粒度不小于100目，優選地大于200目。

所述巰基乙酸與所述乙酸酐、所述濃硫酸的體積比為(180～220)： (120～150)：(1～2)。

所述改性處理具體為：將所述活性炭粉體浸泡于所述巰基改性液中， 于20～80℃靜置5～48h；優選地，于30～60℃靜置10～24h。

步驟(3)中采用去離子水將所述改性活性炭洗滌至中性，并于80～120℃ 下干燥至含水率不大于5wt％。

在步驟(2)之前還包括對所述活性炭粉體進行預處理的步驟，其包括：

將所述活性炭粉體與含羥基的粘結劑水溶液混合形成混合物，所述混 合物經成型、干燥、及熱處理后，得活性炭成型物。