[發明專利]一種高效抗硫銅基脫汞吸附劑的制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201711328522.4
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN107999024B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 劉志樓;徐志峰;鐘曉聰;陳芳會
• 申請（專利權）人: 江西理工大學
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;B01D53/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

針對目前大氣汞污染排放的環境問題，本發明公開了一種高效抗硫銅基脫汞吸附劑的制備方法及其應用，該方法具有工藝流程短、操作簡單、適用范圍廣、無污染等特點，可實現高二氧化硫氣氛下單質態汞和氧化態汞的高效吸附脫除。該吸附劑的制作過程中首先將經過含銅溶液浸漬過的秸稈進行高溫碳化，然后再通入二氧化硫氣體進行高溫活化，即可得到抗硫銅基吸附劑。將該吸附劑噴入煙氣凈化系統中，并最終在除塵過程中回收，汞的脫除效率在98%以上。本發明主要通過銅復合改性、高溫碳化和高溫活化三個步驟提高吸附材料的脫汞性能和抗硫效率，適合于有色金屬冶煉和燃煤煙氣的處理。

技術領域

本發明涉及一種高效抗硫銅基脫汞吸附劑的制備方法及其應用，尤其適合于燃煤、有色金屬冶煉等過程產生的高硫含汞煙氣的處理，屬于汞污染排放控制和煙氣治理領域。

背景技術

隨著人們對大氣汞的危害認識的加深，如何控制大氣汞的排放已經成為全球關注的熱點之一。早在上世紀九十年代大氣汞污染控制就納入了國際協議，且聯合國多次將全球汞污染作為主要議題。在2013年，包括中國在內的92個國家和地區在聯合國共同簽署了旨在降低汞危害的《關于汞的水俁公約》，是全球汞污染控制的里程碑。中國是全球最大的大氣汞污染排放國，據估計我國每年向大氣排放的汞量超過500t，其中燃煤發電和有色金屬冶是主要的大氣汞排放來源。在高溫燃燒過程中，燃料或礦石中大部分硫元素和汞一起進入煙氣中，這就形成了含硫含汞煙氣，因此如何高效處理含硫煙氣中的汞成為我國汞污染治理的主要任務。

煙氣中汞通常有三種形態，即顆粒態汞、單質態汞和氧化態汞。煙氣中不同形態的汞去除難度不同，顆粒態的汞容易在除塵設備（靜電除塵、布袋除塵等）去除；氧化態汞由于良好的水溶性，常在濕法洗滌凈化過程中去除；單質汞穩定性較高，難以被現有設備凈化，從而最終排放到大氣中去。目前吸附技術已經成為汞污染防控技術的主流方向，因其脫汞效率高、易回收等優點而得到廣泛的應用。中國專利ZL201310254794.X公開一種脫汞吸附劑的制備方法，其使用氧化鎳或氧化銅作為活性成分，使用三氧化二鋁作為載體，實現Hg和NO的協同氧化去除，但該方法使用活性氧化鋁做載體，材料成本高。中國專利ZL201610944690.5中公布了一種復合高活性脫汞吸附劑的制備方法，其應用氯化銅改性飛灰并在凹凸棒土上負載氧化銅，從而實現單質態汞的高效吸附，但是其易受高濃度二氧化硫的影響。針對燃煤和有色冶煉行業領域，煙氣脫汞的核心是采用廉價的吸附材料實現高硫氣氛下汞的高效吸附脫除，因此亟需開發新型的抗硫、高效、廉價的吸附材料。

發明內容

針對現有的吸附劑脫汞效率低、抗硫性差和價格昂貴的問題，本發明的目的在于提供一種制備工藝簡單、脫汞效率高、對環境友好的吸附脫汞的方法，該方法可實現高二氧化硫氣氛下汞高效的吸附脫除。

本發明的另一個目的是提供所述的吸附劑在煙氣脫汞工藝上的應用，特別適合于燃煤和冶煉等高硫煙氣中汞的脫除。

為了達到上述目的，本發明一方面提供了一種高效抗硫銅基脫汞吸附劑的制備方法，該方法是將經過含銅溶液浸漬過的秸稈進行高溫碳化，然后再通入二氧化硫氣體進行高溫活化，即得所述銅基脫汞吸附劑。

優選的，含銅溶液可為氯化銅、硝酸銅和硫酸銅溶液中的一種或多種，銅離子摩爾濃度為0.1~0.25mol/L。

優選的，秸稈的粒度小于0.5mm，秸稈和含銅溶液的質量比為（0.2~0.4）：1。

優選的，所述的銅溶液浸漬過程為：將粉碎的秸稈和銅溶按比例混合，然后進行10min的超聲處理，并過濾、自然干燥，得到樣品A。

優選的，所述的高溫活碳化過程為：將樣品A置于管式爐中，通入高純氮氣作為保護氣體，流速為0.4L/min~0.8L/min，然后以5℃/min的升溫速率加熱到550℃~700℃，再保溫15~30min，得到樣品B。