[發明專利]原位級納米硒非炭基脫汞吸附材料制備方法及材料和應用

在審

• 申請號: 201910471519.0
• 申請日: 2019-05-31
• 公開（公告）號: CN110170301A
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: 張彬;李武斌;何家明
• 申請（專利權）人: 貴州重力科技環保有限公司
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;B01D53/02
• 代理公司: 北京聯創佳為專利事務所(普通合伙) 11362
• 代理人: 韓煒

本發明公開了一種原位級納米硒非炭基脫汞吸附材料制備方法及材料和應用，本發明是將二氧化硫氣體通入負載硒的非炭基吸附材料中，利用氣相原位還原的方式制備原位級納米硒非炭基脫汞吸附材料。本發明的制備方法簡單，還原條件較溫和，制備成本低，所制備的原位級納米硒非炭基脫汞吸附材料具有硒晶體附著力強，不易脫落，分散性好的優點，不僅吸附汞的活性位點和活性中心較多，提高了對汞的吸附反應活性，汞吸附能力強，而且使用壽命較長，可滿足涉汞行業中天然氣脫汞，有色金屬冶煉廠、燃煤電廠復雜含汞煙氣尾氣處理的要求。

技術領域

本發明涉及大氣汞污染控制技術，特別是一種原位級納米硒非炭基脫汞吸附材料制備方法及材料和應用。

背景技術

汞(Hg)在自然環境中是毒性最強的重金屬元素之一，汞在常溫下揮發性很大，產生的汞蒸氣是單分子狀態存在的，而且汞在空氣中的飽和濃度較大，在5～30℃時汞蒸氣分壓力是0.04～0.37Pa，而飽和濃度是3.52～29.5mg/m³，汞的氣化熱為271.7J/g。

目前涉及大氣汞污染的行業包括PVC行業，蒽醌類化合物生產行業，燃煤電廠及其燃煤鍋爐、石油煉化廠行業、化學工業、鋼鐵及有色金屬冶煉行業，含汞廢物處置回收行業、水泥行業、垃圾焚燒發電、土壤重金屬汞污染治理工程，以及焦爐煤氣、水煤氣、天然氣和頁巖氣等能源相關的行業，電池、電光源和醫療器械行業。

其中，以燃煤電廠金屬汞排放量最多，每年排放約800～1200t/a，是引起汞污染的主要源頭，隨著排放量遞增，汞在全國范圍內的污染空間不斷擴大。迫于此壓力，《汞公約》自2017年8月16日起對我國正式生效，目標是保護人類健康與環境免受汞及其化合物人為排放和釋放的危害。

針對大氣汞污染在全國及全球范圍汞污染日益加重的情況下，全國實行分行業進行汞減排標準的制定，各行業的汞污染排放標準并不一致，燃煤電廠煙氣汞排放標準限值為0.03mg/m³，錫、銻、汞行業及無機化學工業煙氣汞排放標準限值為0.01mg/m³，鉛、鋅工業煙氣汞排放標準限值為0.05mg/m³。

可以看出，涉汞的污染源氣體最嚴的汞排放標準限值為：汞及其化合物≦0.01mg/m³。

國內外大氣汞污染治理相關研究較多，且主要以化學反應洗滌、反應吸附及物理性吸附為主。歸納起來，主要的脫汞方法如下：

（1）燃煤電廠飛灰脫汞，發明專利[CN106732331A]所述的華北電力大學首創燃煤電廠飛灰在線鹵素改性吸附脫汞技術并研制了相關設備，綜合脫汞率90%，但是若入口汞含量偏高時，其使用效果不穩定，針對出口的汞排放并沒有提及相應的汞排放標準，使用的元素碘、溴為稀有非金屬元素，價格高且不易回收（在一定的中高溫條件下，溴、碘元素易被氧化成Br₂、I₂、HBr、HI等有毒蒸汽排入大氣環境中，帶來二次污染，嚴重破壞空氣的生態平衡和人體身體健康），綜合成本高。發明專利[CN103495322A]所述的“一種除塵脫汞一體化的裝置和方法”，方法雖好，但并未提及汞排放達標的問題，且工序較為復雜，不能真正用于工業化生產。

（2）活性炭脫汞，發明專利[CN101497029]所述的用于煙氣脫汞的吸附劑及其制備方法，采用成本低廉的硫磺和活性炭制成載硫活性炭，但是并未說明脫汞效率及脫汞后能達到的標準排放限值，無法真正地證明載硫活性對汞的吸附效果。周強等作者的文獻《燃煤電廠控制汞排放的活性炭噴射技術》所述的煙道活性炭噴射法(ACI)是目前燃煤電站減少汞排放最成熟可行的技術，美國燃煤電廠已經普遍使用該法進行汞的排放控制，美國ACI技術的發展經歷了實驗室測試、中試，現場試驗，目前仍存在成本高，煙氣中酸性氣體的濃度范圍較大，吸附劑停留時間短等問題。