[發(fā)明專利]一種利用超細納米硫溶液洗滌脫除含汞氣體中單質汞的方法

有效

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• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN109248549B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發(fā)明（設計）人: 劉恢;顏旭;謝小峰;陳昊;陳志軍;楊姝;劉操;柴立元;楊志輝
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B01D53/64
• 分類號: B01D53/64;B01D53/78
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 張偉;魏娟

本發(fā)明公開了一種利用超細納米硫溶液洗滌脫除含汞氣體中單質汞的方法，該方法是將含Hg⁰氣體與超細納米硫溶液進行氣液混合反應，脫除含Hg⁰氣體中單質汞；該方法具有工藝簡單、價格低廉、綠色環(huán)保的特點，可實現(xiàn)單質汞的高效凈化。

技術領域

本發(fā)明涉及一種含汞氣體的處理方法，特別涉及利用超細納米硫溶液濕法洗滌脫除含汞氣體中單質汞的方法，屬于汞蒸汽污染控制及減排技術領域。

背景技術

汞是一種劇毒污染物，其所帶來的一系列環(huán)境和健康問題已經(jīng)成為全球的關注熱點之一。因此，2016年4月28日我國第十二屆全國人民代表大會常務委員會第二十次會議決定:批準了2013年10月10日在熊本簽署的《關于汞的水俁公約》，并且2017年8月16日公約已正式生效，一系列致力于控制汞污染減排的措施同步實施，將含汞煙氣的污染控制及減排工作推向了高潮。

硫磺本身與汞之間存在相互作用，可以與含汞氣體中的汞反應，生成穩(wěn)定的硫化汞，因此，硫磺被視為一種良好的捕汞劑。但因硫磺在低溫時捕汞速率低，故常應用于處理高溫含汞煙氣，如中國專利CN201510210205.7公布了在一種粉煤灰的顆粒表面和部分微孔孔道中預吸附單質硫凈化高溫煙氣中汞的方法。但在高溫下硫磺易揮發(fā)，嚴重影響到材料捕汞穩(wěn)定性，甚至對后端工序和設備造成不良影響。因此，濕法洗滌是一種更適合硫材料高效捕汞的方式。然而，硫磺的親水性差以及在水溶液中分散性差，導致硫磺在洗滌過程中對單質汞的捕集能力不強，汞的脫除效率不高，汞的捕集容量小。因此，硫磺捕集氣體中單質汞的應用中受到局限。

發(fā)明內容

為了解決硫磺親水性及分散性差引起其對氣態(tài)汞的捕集能力差、吸附容量小、脫除汞效率低等難題，通過將硫磺顆粒納米化，以提高其在水溶液中的親水性和分散性，同時提高硫磺活性，改善硫磺顆粒表面性質，提高其對氣態(tài)單質汞的絡合反應能力，實現(xiàn)濕法高效脫除氣體中單質汞，該方法具有工藝簡單、價格低廉、綠色環(huán)保的特點，可實現(xiàn)煙氣中單質汞的高效凈化。

為了實現(xiàn)上述技術目的，本發(fā)明提供了一種利用超細納米硫溶液洗滌脫除含汞氣體中單質汞的方法，該方法是將含Hg⁰氣體與超細納米硫溶液進行氣液混合反應，脫除含Hg⁰氣體中Hg⁰。

本發(fā)明采用超細納米硫溶液作為氣態(tài)汞洗滌液，超細納米硫其包含納米硫粒子，納米硫粒子表面性能得到改善，相對一般硫磺顆粒的親水性較好，在水中具有較好的分散性，如圖1，超細納米硫溶液為透明溶液；且納米硫磺粒子表面活性相對一般硫磺顆粒要高，與Hg⁰反應活性大，表現(xiàn)出較高的脫汞能力。

優(yōu)選的方案，所述超細納米硫溶液通過液相法合成。通過液相法制備的納米硫顆粒親水性良好，在水溶液中能穩(wěn)定均勻地分散。

較優(yōu)選的方案，所述超細納米硫溶液通過二氧化硫、亞硫酸氫鹽或硫代硫酸鹽中的至少一種硫源采用酸誘導法液相制得。

較優(yōu)選的方案。所述酸誘導法采用有機弱酸作為誘導劑。采用有機弱酸作為誘導劑制備的超細納米硫溶液相比采用無機強酸制備的超細納米硫溶液脫汞性能更穩(wěn)當。

優(yōu)選的方案，所述的超細納米硫溶液中包含粒徑不大于10nm的納米硫顆粒。

優(yōu)選的方案，所述含Hg⁰氣體理論上包括任何含Hg⁰的氣體，如純Hg⁰蒸汽、含Hg⁰空氣、含Hg⁰煙氣或Hg⁰蒸汽與其他惰性氣體組成的混合氣體。

優(yōu)選的方案，所述超細納米硫溶液的pH值控制在0.5～3.6范圍；優(yōu)選為0.5～2。在該pH范圍內，有利于提高單質汞與超細納米硫的反應效率。