[发明专利]一种改性活性焦及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性活性焦及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，由于国内外环境保护呼声的日益增强，对燃煤燃烧产生的各种污染物加以控制已经成为一个亟待解决的问题。煤中含有微量的重金属元素汞，在燃烧过程中很容易挥发出来与烟气一起排放到大气中，而且它能在大气中存在很长时间，当其沉降下来达到一定量后会污染水源，引起鱼类汞含量超标，然后通过食物链的传递使人的身体摄入大量的汞元素，严重影响人的身体机能和健康，因此，各国都在制订烟气中的排放标准。

利用各种吸附剂脱除烟气中单质汞的研究很多，目前工业化利用最为普遍的技术是喷射粉末活性炭法。活性炭作为一种吸附剂，用于脱除烟气中的汞，成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种改性活性焦及其制备方法和应用。

本发明提供的改性活性焦，是用改性剂处理活性焦得到的改性活性焦；所述改性剂为溴化盐、溴酸盐、碘化盐、碘酸盐、氯化盐和氯酸盐中的至少一种。

所述用改性剂处理活性焦具体可在150-300℃的温度下进行。

所述用改性剂处理活性焦具体可用0.1％-10％(质量百分含量)的改性剂溶液处理活性焦。所述改性剂溶液具体可为改性剂的水溶液。

所述处理具体可为喷雾处理。

所述活性焦可采用市售的活性焦，也可采用自制的活性焦。可用如下方法制备活性焦：1)将无烟煤破碎、磨粉捏合、压条成形、烘干；2)将步骤1)的产物进行炭化，得到炭化产物，炭化终温度为550-700℃，炭化时间为0.5-2小时；3)将炭化产物进行活化，活化温度为700-950℃，活化时间为0.5-2小时，得到活性焦。

所述改性活性焦具有活性焦的多孔结构，且用改性剂进行改性处理后产生的活性位提高了它的汞吸附能力。

本发明还提供了一种改性活性焦的制备方法，包括用改性剂处理活性焦的步骤；所述改性剂为溴化盐、溴酸盐、碘化盐、碘酸盐、氯化盐和氯酸盐中的至少一种。

所述用改性剂处理活性焦具体可在150-300℃的温度下进行。

所述用改性剂处理活性焦具体可用0.1％-10％(质量百分含量)的改性剂溶液处理活性焦。所述改性剂溶液具体可为改性剂的水溶液。

所述处理具体可为喷雾处理。

所述活性焦可采用市售的活性焦，也可采用自制的活性焦。可用如下方法制备活性焦：1)将无烟煤破碎、磨粉捏合、压条成形、烘干；2)将步骤1)的产物进行炭化，得到炭化产物，炭化终温度为550-700℃，炭化时间为0.5-2小时；3)将炭化产物进行活化，活化温度为700-950℃，活化时间为0.5-2小时，得到活性焦。

所述改性活性焦可应用于吸附气态汞。

所述改性活性焦可应用于在烟气除汞(烟气脱汞)。

采用本发明的改性活性焦进行烟气脱汞，与现有的活性炭相比具有以下优点：

(1)制备工艺。活性焦的活化程度没有活性炭高，所以活性焦单位产品的产量较高，活化温度相对较低，更节能。活性焦与活性炭制备过程中的反应参数见表1。

表1活性焦与活性炭制备过程中的反应参数

(2)工艺应用优势。活性炭的机械强度比活性焦低，所以在工业应用中更易破碎。活性炭的成本比活性焦高，大规模工业应用存在局限。

(3)烟气中汞的脱除。改性活性焦的脱汞效率表现并不弱于改性活性炭，原因如下：未改性的活性焦脱除汞主要以物理吸附为主，脱除效率不高，平均30％左右；通过各种改性剂改性后，改性活性焦的脱除效率可达到95％以上，这是因为改性过后的活性焦脱汞以化学吸附为主；因此，虽然活性焦的比表面积(一般为200-400m²/g)低于活性炭(500-600m²/g以上)，但是对于化学吸附为主的吸附剂来说，只要求有一定的比表面积，活性位的多少才是脱除效率的主要影响因素。

本发明提供了一种改性活性焦。本发明的改性活性焦具有极强的吸附汞的能力，在烟气中脱汞效率达到95％以上。本发明的改性活性焦同时具有高性能、低成本、制备工艺简单的优点。本发明利用国内现有的煤炭资源制备出了高性能、低成本、工艺简单的改性活性焦，用于烟气处理脱汞达到比较理想的效果。本发明有助于解决现存的活性炭造价高，而活性焦脱汞效率低下的现状，具有重大的经济价值和社会意义。

附图说明

图1为制备活性焦的工艺路线图1。

图2为改性活性焦制备装置的结构示意图。

具体实施方式