[發明專利]高效脫除單質汞和硫化氫的磁性吸附劑的制備方法及應用

有效

• 申請號: 202111211032.2
• 申請日: 2021-10-18
• 公開（公告）號: CN113797898B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 劉亭;張華偉;李利峰
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/28;B01J20/30;B01D53/02
• 代理公司: 青島眾智源知識產權代理事務所(普通合伙) 37355
• 代理人: 張紅鳳

本發明公開了一種高效脫除單質汞和硫化氫的磁性吸附劑的制備方法及應用，屬于煙氣凈化技術領域。該制備方法包括：首先將滸苔進行預處理后，磨成顆粒，并將其加入到海藻酸鈉溶液中，充分攪拌；然后向攪拌后所得溶液中加入硝酸鐵溶液，并置于真空冷凍干燥機中冷凍干燥；之后將樣品放入固定床中進行熱解，熱解結束后進行冷卻，待冷卻到一定溫度后，將硫化氫氣體通入固定床中，并用氮氣流沖洗，得到磁性吸附劑。本發明利用海洋污染物滸苔作為原料，實現了海洋污染物的再利用；在磁性吸附劑的制備過程中就消耗轉化有害氣體硫化氫，即在脫除硫化氫氣體的同時，制備得到的磁性吸附劑可實現高效的汞吸附速率，實時脫汞效率可達93％以上。

技術領域

本發明屬于煙氣凈化技術領域，具體涉及一種用于脫除硫化氫和單質汞的磁性吸附劑的制備方法及應用。

背景技術

近年來，由于汞污染所引起的各種全球性問題已受到世界的關注。燃煤煙氣中排放的痕量元素汞的濃度盡管很低(處于ppm的數量級)，但由于我國煤炭的高消耗量和痕量元素的富集特性，釋放到大氣中的汞對環境和人類健康造成了嚴重危害，已成為全球關注的重金屬污染物之一，因此，對汞的控制勢在必行。

汞是一種化學元素，不能被消滅。汞的主要存在形式以單質汞為主，單質汞具有熔點低、易揮發且難溶于水、在大氣中停留時間長的特點，該特點也成為了脫汞的重點和難點。目前燃煤電廠中一般通過混煤或在煤中摻雜其他氧化劑以及ESP，SCR等設備可以脫除煙氣中部分的汞，現有技術中已有研究利用一些活性炭類，鈣基類物質，金屬或者金屬氧化物等催化劑等對汞進行脫除，但是還沒有一種成熟的可普遍推廣應用的脫汞技術。而已投入商業應用的活性炭類吸附劑價格昂貴，制約了其在脫汞領域的應用；雖然貴金屬催化劑在低溫條件下可以促進汞的氧化，但是其成本較高很難被工業界采用，所以尋求一種更合理的吸附劑是當務之急。另外，從燃料和原材料中去除汞以減少排放會進一步產生大量被汞污染的廢棄物，而這些廢棄物又可能是釋放源，所以仍要避免其成為廢棄物管理問題或二次來源。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種高效脫除單質汞和硫化氫的磁性吸附劑的制備方法，該磁性吸附劑以海洋污染物滸苔作為主要原料，本發明通過對制備方法進行改進，得到的磁性吸附劑在高效脫汞的同時，可吸附有害氣體硫化氫，且不會造成二次污染。

為了實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

一種脫除燃煤煙氣中單質汞和硫化氫的磁性吸附劑的制備方法，依次包括以下步驟：

a、將滸苔進行預處理后，磨成顆粒，取10g并將其加入到500mL濃度為1％的海藻酸鈉溶液中，充分攪拌；

b、將步驟a攪拌所得溶液滴入1L?0.1wt％的硝酸鐵溶液，使用磁力攪拌器攪拌5h，然后將其置于真空冷凍干燥機中冷凍干燥，得樣品一；

c、將所述的樣品一放入固定床中進行熱解，熱解溫度為600～750℃，熱解時間為0.5～2h，在熱解期間通入一定氣流速度的氮氣作為保護氣；

d、熱解結束后進行冷卻，待冷卻溫度至90～110℃時，將硫化氫氣體通入所述的固定床中反應1h，并用氮氣流沖洗多余硫化氫，得到磁性吸附劑。

上述技術方案直接帶來的有益技術效果為：

1)步驟a可以實現對海洋污染物滸苔的再處理應用，解決滸苔對海洋生物多樣性的破壞，避免打撈上岸的滸苔腐爛以及惡臭帶來的公共衛生健康問題。

2)步驟b可以將步驟a獲得的樣品實現無磁性到有磁性的構造，便于實現后期活性位的負載以及達到樣品回收過程中的簡單便捷性。

3)步驟c可以將步驟b獲得的樣品通過熱解實現樣品的多孔性能，為有效活性位的負載和氣固反應中的傳質擴散提供有效的場所。