[發(fā)明專利]一種硫改性固廢基脫汞吸附劑及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910963199.0
• 申請(qǐng)日: 2019-10-11
• 公開（公告）號(hào): CN110681351B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許洋;張慶竹;崔偉;徐菲;李延偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J20/20
• 分類號(hào): B01J20/20;B01J20/30;B01D53/04;C10B53/07;C10B53/02
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張曉鵬

本發(fā)明公開了一種硫改性固廢基脫汞吸附劑及其制備方法與應(yīng)用，制備方法包括如下步驟：將廢舊輪胎和生物質(zhì)破碎后混合均勻，進(jìn)行共熱解反應(yīng)，共熱解反應(yīng)的溫度為500?900℃，廢舊輪胎的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為5％?95％，熱解設(shè)定時(shí)間后，制得吸附劑。在熱解過程中，共熱解過程中加入生物質(zhì)使得輪胎焦中的硫化物(S^2?)向單質(zhì)硫轉(zhuǎn)化，制備的吸附劑可以顯著提高汞的吸附效率。同時(shí)減少了廢舊輪胎單獨(dú)熱解過程中硫化氫和二氧化硫等有害氣體的釋放，實(shí)現(xiàn)了固體廢棄物的資源化利用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于燃煤煙氣凈化和固體廢棄物處置及資源化利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硫改性固廢基脫汞吸附劑的制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)

公開該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解，而不必然被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已經(jīng)成為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

汞是一種常溫常壓下以液態(tài)形式存在的金屬，汞不溶于水且極易揮發(fā)，在環(huán)境中能穩(wěn)定存在半年至兩年，可以造成全球性的汞污染。研究表明，人類活動(dòng)是造成全球汞排放的主要原因，而燃煤電站被認(rèn)為是最大的人為汞排放源之一，因此世界上很多國家均制定出相關(guān)法律條規(guī)來限制燃煤電廠中汞的排放。截至2016年3月，128個(gè)國家已簽署由聯(lián)合國環(huán)境保護(hù)署倡導(dǎo)的《關(guān)于汞的水俁條約》，該條約于2017年8月16日正式生效，旨在保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)免受燃煤等人為汞排放源的危害。

汞在燃煤煙氣中的存在形態(tài)有單質(zhì)汞(Hg⁰)、氧化態(tài)汞(Hg²⁺)和顆粒態(tài)汞(Hg^P)三種。其中Hg²⁺和Hg^P能分別被濕法脫硫裝置和除塵裝置(靜電除塵器和布袋式除塵器)捕獲，而Hg⁰因其不溶于水和高揮發(fā)性無法被煙氣凈化裝置去除。目前，活性炭噴射技術(shù)(ACI)被認(rèn)為是脫除煙氣中的汞最為成熟有效的方法，但原始活性炭較低的吸附能力造成噴射過程中較高的C/Hg比，使得ACI技術(shù)的成本較高。一種普遍的做法是利用S和鹵素(Cl/Br/I)對(duì)活性炭進(jìn)行浸漬改性，相較于含Cl/Br/I脫汞吸附劑，S改性吸附劑的穩(wěn)定性更佳，因?yàn)槲絼┟摴磻?yīng)生成的HgS不溶于水，在雨水沖刷或浸泡作用下不易出現(xiàn)汞的濾出釋放問題。文獻(xiàn)【Yan R,Liang D T,Tsen L,et al.Bench-scale experimental evaluation of carbonperformance on mercury vapor adsorption.Fuel,2004,83(17-18):2401-2409】通過對(duì)比多種硫改性商業(yè)活性炭的脫汞性能發(fā)現(xiàn)，硫改性可提升吸附劑的脫汞性能，較高的比表面積會(huì)促進(jìn)汞的脫除過程。文獻(xiàn)【Lopez-Antón M A,Tascón J M D,Martínez-Tarazona MR.Retention of mercury in activated carbons in coal combustion andgasification flue gases.Fuel Processing Technology,2002,77(2):353-358】探究了原始活性炭、硫改性活性炭對(duì)煤燃燒和煤氣化煙氣中汞的脫除特性，發(fā)現(xiàn)硫改性活性炭對(duì)煙氣中Hg⁰的脫除率高達(dá)70％，而未改性活性炭對(duì)Hg⁰的脫除率僅有30％。雖然浸漬改性可以大幅提高吸附劑的脫汞性能，但是化學(xué)浸漬法改性耗時(shí)較長、工藝復(fù)雜且會(huì)消耗大量的化學(xué)試劑，這使得吸附劑的成本增加，也限制了ACI技術(shù)的發(fā)展和普及。因此，有必要尋求一種價(jià)格低廉、性能較好的吸附劑替代活性炭來脫除燃煤煙氣中的汞。