[發明專利]一種可再生脫汞吸附劑的再生方法

在審

• 申請號: 201710232172.5
• 申請日: 2017-04-11
• 公開（公告）號: CN106861664A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 段鈺鋒;許靜;張君;丁衛科
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B01J20/34
• 分類號: B01J20/34;B01D53/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明屬于煙氣脫汞和吸附劑循環使用領域，涉及一種利用低溫等離子體技術電離再生吸附劑的方法。

背景技術

煤炭資源在未來相對較長時期內仍將是我國能源結構的重要組成，其帶來的環境污染問題也將更為嚴峻，對煤炭清潔化利用的需求也更為迫切。重金屬汞及其化合物的排放作為燃煤煙氣中繼煙塵、SO₂和NOx后的第四大污染物，由于其在較強的大氣中遷移、富集及潛在劇毒性，對環境和人類健康的危害日益彰顯。因此，研發具有我國自主知識產權的燃煤電廠經濟高效的脫汞技術，不僅能切實減少汞污染物對生態環境和人類健康的危害，而且是燃煤火力發電廠“超低排放”發展中不可分割的重要需求。

在現有的脫汞技術中，從脫汞效率、設備改造、運行操作及對現有設備影響程度等角度綜合考慮，吸附劑煙氣噴射技術被認為是目前最具工業應用前景的汞脫除技術，并已在城市固廢焚燒裝置上得到廣泛應用。但目前的各種燃煤脫汞技術均沒有實現脫汞吸附劑的再生利用，極大的降低了自然界寶貴資源的可利用率，可再生脫汞吸附劑的研究不僅可以解決汞污染問題，并且可以實現吸附劑的有效再利用。

發明內容

發明目的：本發明提供一種可再生脫汞吸附劑的再生方法，再生后孔隙結構發達，具有更好的吸附效果，制備簡單、可操作性強，成本低廉。

技術方案：本發明的可再生脫汞吸附劑的再生方法，包括以下步驟：

1)將脫汞吸附劑放入低溫等離子反應器中，用石英棉固定脫汞吸附劑使其在再生過程中處于等離子放電區域中；

2)向反應器中通純O₂ 5～30min后停止，用止水夾夾緊反應器的進氣口和出氣口，使吸附劑處于密封的純O₂環境中；

3)接通等離子反應器的電源，通過調節電源電壓來控制等離子放電的輸出功率，維持等離子放電功率為5～60W，等離子放電時長為1～20min；

4)斷開電源，使吸附劑處于放電后活性氣氛下反應作用2～10min后重復上述2)、3)步驟1～5次，最后斷開電源，取出產物即為再生的吸附劑。

其中，脫汞吸附劑，即再生對象為Mn_xO_y類的金屬氧化物脫汞吸附劑。

所述步驟3)中，等離子放電氣氛為純O₂、空氣或其他含O₂氣氛。

所述低溫等離子反應器的高壓電極為不銹鋼棒，阻擋介質為石英玻璃，接地電極為鋁網。

低溫等離子反應器為圓筒式低溫等離子反應器。

本發明對脫汞吸附劑的再生方法的實施例中，將脫汞吸附劑置于圓筒式等離子再生反應器中，兩端用石英棉塞在吸附劑的兩端，防止吸附劑在再生的過程中移動到反應區外的位置，通入氧氣將反應器中的空氣排出并用止水夾夾住進出口的硅膠軟管，將O₂密封在反應器中，打開電源通過調節電壓控制輸出功率，在O₂氣氛下用等離子法再生后將吸附劑取出，放在固定床脫汞實驗臺上測試再生后的脫汞效率。

再生方法為圓筒式反應器低溫等離子法再生，再生方法十分新穎，再生后的吸附劑很好地恢復了活性。

可再生脫汞吸附劑的選擇要求如下：(1)孔隙結構較為發達，能夠增大活性組分最大單層負載量，為氣相汞的氧化吸附創造條件；(2)具有良好的穩定性和機械強度，在多次循環再生的過程中能夠保持良好的物理化學性質與結構強度；(3)負載于載體上有利于脫汞的基團及有效組分不會在再生過程中丟失，或失活后可以通過熱處理等手段恢復活性。因此，本發明使用機械強度較高且孔隙結構較為發達的Al₂O₃作為制備脫汞吸附劑的載體，負載較為活潑的錳氧化物作為活性組分。

有益效果：有現有技術相比，本發明有以下顯著優點。

熱再生法是目前研究最多、采用最廣泛的一種脫汞吸附劑再生的方法。煙氣中的汞以汞的化合物或汞齊的形式被吸附在吸附劑的表面，而形成的這些物質會在特定的溫度下分解將汞重新釋放出來，汞占據的活性位點也被重新釋放出來，從而達到吸附劑再生的目的。但熱再生過程中的較高溫度會使吸附劑的表面結構受到一定程度的破壞，導致吸附劑吸附能力的下降及吸附劑失活。該方法使用局限性較大，且熱再生對環境破壞較大、清潔性較差。