[發(fā)明專利]具有持久吸附性能的納汞材料

有效

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• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN107159088B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發(fā)明（設計）人: 張正潔;陳揚;馮欽忠
• 申請（專利權）人: 中科京投環(huán)境科技江蘇有限公司
• 主分類號: B01J20/02
• 分類號: B01J20/02;B01J20/28;B01J20/30;B01D53/64;B01D53/81
• 代理公司: 沈陽科威專利代理有限責任公司 21101
• 代理人: 王勇;趙霎

本發(fā)明涉及環(huán)境凈化和保護領域，為一種具有持久吸附性能的納汞材料。首先采用有機泡沫浸漬工藝制備出一種復合氧化鋁陶瓷材料作為載體，然后采用浸濡法將活性劑負載在載體表面及其微孔隙中，活性劑覆蓋面積要求達到85%以上。利用活性劑中氯離子、硫酸根和硝酸根離子對汞的氧化作用固定單質汞，利用銀和汞形成汞齊反應粘溶單質汞，利用多孔陶瓷的巨大表面積吸附價態(tài)汞。最后通過低溫熱脫附法回收汞，并實現(xiàn)載體循環(huán)利用。這種材料不僅具有表面積大、滲透性強、壓縮強度高、耐沖擊、耐高溫、對環(huán)境友好和化學穩(wěn)定性高等性能，而且載體可以循環(huán)使用，汞回收簡單易行，不會造成二次污染。此外，材料制備過程簡單，成本低廉。具有很好的應用潛力和良好的社會經(jīng)濟效益。

技術領域

本發(fā)明涉及環(huán)境凈化與保護領域，具體應用領域為有色金屬冶煉、PVC化工行業(yè)、廢物焚燒廢氣、燃煤排放過程中含汞廢氣治理應用的一種持久性納汞材料。

背景技術

汞是排放到大氣中毒性比較強的重金屬元素之一，對人類健康和大氣質量危害很大。它還是一種全球遷移性的污染物，汞污染問題已經(jīng)成為全球關注的熱點。

為了實現(xiàn)化工、采礦、冶煉、燃煤、醫(yī)院、工廠等行業(yè)或部門在生產(chǎn)或工作過程中向外排放的廢氣和煙氣中汞含量的合理控制，國外開展了大量的關于汞脫除技術方面的研究工作。工業(yè)生產(chǎn)中所排放的汞主要包括氣態(tài)單質汞Hg，氣態(tài)氧化物汞Hg²⁺和固態(tài)顆粒汞Hg三種形態(tài)。美國采用活性炭噴射技術（ACI）脫除燃煤煙氣中的汞，吸汞后的活性炭顆粒再被除塵器捕獲。由于活性炭表面的汞容易蒸發(fā)逸出，導致脫汞效率下降，因此采用鹵素、硫、金屬及金屬氧化物等對活性炭進行改性處理。不僅防止汞脫附，而且在活性炭表面提供了更多的汞結合位，從而提高了脫汞能力。但是單位體積的活性炭吸附能力有限，導致活性炭消耗量巨大，ACI技術運營投資成本過高。為此，部分電廠利用飛灰或其他燃燒副產(chǎn)物來吸附煙煤燃燒中的一部分氣態(tài)汞，并開始考慮將收集到的飛灰重新注入煙氣中來達到脫汞目的。例如，亞富頓公司使用燃燒裝置中某種排放物去除含汞物質，通用公司利用部分氣化的煤進行除汞，密執(zhí)安技術大學管理委員會利用燃燒副產(chǎn)物中未燃燒的炭來控制汞排放。總體來看，炭基吸附劑除汞效率不高，而且會對燃煤電站鍋爐飛灰的綜合利用產(chǎn)生不利影響。而鈣基類物質容易獲取，價格低廉，同時又是脫除煙氣中SO₂的有效脫硫劑。美國PSI機構發(fā)現(xiàn)沸石材料具有吸附汞的能力，而將其作為工業(yè)鍋爐控制汞排放的吸附劑。但是，由于沸石本身對汞的吸附能力不強，為提高單位體積沸石的除汞效果，則可通過添加劑對沸石進行處理，來大幅度提高對汞的吸附能力。但鈣基類物質容易吸潮脫落，目前尚處于實驗室研究階段，并未進入工業(yè)應用階段。日本日立公司使用選擇性催化還原（SCR）脫硝催化劑對燃煤電廠尾氣中的汞進行了去除，發(fā)現(xiàn)SCR脫硝催化劑對電廠煙氣中的汞有氧化能力，可以將Hg⁰氧化為Hg²⁺，使汞的去除率達到75%以上。同時，對SCR催化劑進行了改進，除汞率超過85%。這種催化劑使用9500h后，汞的氧化活性仍然在0.85以上。