[發明專利]一種城鎮垃圾熱解處理過程中的脫砷吸附劑

有效

• 申請號: 202011440816.8
• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN112741979B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 仲兆平;汪寧波;杜浩然
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: A62D3/33
• 分類號: A62D3/33;B09B3/00;A62D101/40
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 王斌

本發明提供一種城鎮垃圾熱解處理過程中的脫砷吸附劑。該添加劑主要組分為納米氧化銅及高嶺土等，其中納米氧化銅作為主要的活性成分，能顯著增強高嶺土對砷的化學吸附作用。制得的復合添加劑具有熱穩定好，處理效率高的優點，實驗表明相比其他復合添加劑，該添加劑吸附容量較高，并且綜合了高嶺土廉價易得的傳統優點。

技術領域

本發明主要是降低城市生活垃圾熱解氣化產生的有毒廢氣中砷廢氣的含量，以達到無害化處理的目的，屬于固體廢棄物處理的領域。

背景技術

垃圾來源廣泛，大部分為人們日常生活產生的垃圾，也包含有一部分污染大、難降解的危險廢物，兩者皆含有各種不同的重金屬，如鉛Pb、鎘Cd、鉻Cr、砷 As、銅Cu、鋅Zn等。其中，砷是一種毒性很大的物質，對人的心肺、呼吸、免疫等系統都會造成不同程度的傷害，亞砷酸鹽的半致死量為14mg/kg。垃圾的熱解不可避免會造成這些重金屬的釋放危害人體健康。

目前，眾多針對砷污染的治理分為土壤、水體以及氣體砷的去除。氣體砷的去除方式大體都是采用吸附或著氧化和吸附結合的形式。大量的研究集中在燃煤煙氣或氧化性氣氛下氣體砷及其化合物的捕集，固體吸附劑在除去煙氣中重金屬的應用十分廣泛，吸附劑的原料選取原則是廉價易得、吸附效果優秀且二次污染低。其多用于毒性較小、相對含量較高的重金屬的捕集。相反觀之在還原性氣氛下如垃圾熱解氛圍中砷的存在與轉化形式以及采用固體吸附劑去除砷的效果研究較少，其中的反應原理也是該領域的空白。

垃圾熱解技術產生的污染物控制技術也分為三種，分別為：熱處理前、熱處理過程中及尾氣處理技術。熱處理前即將含金屬含量較高的垃圾組分分揀出來，以減少其來源，該方式能有效回收一些貴金屬等有用金屬，但是需人工分揀，耗時耗財，處理成本較高；熱解及氣化氣大部分采用焚燒的方式以熱量的形式回收其能量，所需的尾氣處理裝置與焚燒類似，占地廣、投資高。

高嶺土作為一種天然吸附劑，其來源廣泛，經濟成本低，但是單純的高嶺土脫除還原態砷的能力較低，無法滿足去除砷毒物的無害化要求。為提升吸附效果，通過物化手段等改性固體吸附劑以得到高效的固體吸附劑是常見的方法，但此類方法較簡單且提升的去除效果有限。

發明內容

技術問題：

技術方案：為了解決上述技術問題，本發明提供一種銅基高嶺土復合脫砷吸附劑能顯著增強砷的固留。

本發明的一種城鎮垃圾熱解處理過程中脫砷吸附劑的制備方法包括如下步驟：

步驟一、稱取乙酸銅、氫氧化鈉及高嶺土，乙酸銅充分溶解于去離子水中，氫氧化鈉溶解于5%的異丙醇溶液。銅溶液置于磁力攪拌器不斷攪拌，同時向溶液中緩緩加入氫氧化鈉的異丙醇溶液，充分攪拌后水浴陳化。離心過濾所得氫氧化銅沉淀，先用去離子水清洗，再用乙醇洗滌后于烘箱中于干燥，再放入到馬弗爐中煅燒，研磨后記得納米CuO粉末；將納米CuO粉末加入到3%的十六烷基三甲基溴化胺水溶液中，在超聲細胞粉碎機中超聲分散形成CuO溶膠；

步驟二、將高嶺土在烘箱中干燥，從烘箱中取出干燥后高嶺土粉末加入到納米CuO溶膠中。將混合溶液于超聲波細胞粉碎機上超聲，取出混合液攪拌。過濾洗滌三次后在烘箱中干燥。所得產品即為納米CuO-高嶺土納米復合添加劑。

其中：

步驟一所描述的異丙醇溶液濃度為5%。

步驟一所描述的水浴溫度為55~80℃，陳化時間為2~4h。

步驟一所描述的煅燒溫度350℃~500℃，干燥時間為1~2h。

步驟二中高嶺土與銅離子的比例為50~100。

步驟二中超聲時間為12~20min，超聲頻率為15~40kHz。

步驟二中攪拌時間為10~25min，洗滌次數為3~5次，干燥溫度為110~130℃。