[发明专利]能净化烟气中气态汞的化学药剂及制备方法和净化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种能净化烟气中气态汞的化学药剂及制备方法和净化方法。

背景技术

在煤炭、城市生活垃圾、生物质、工业废物以及其它危险废物的燃烧过程中，均可能释放出一定浓度的汞。由于汞在环境生物中的生物富集性和生态毒性，汞的排放已经引起全世界的广泛关注。

目前国内外公知的烟气汞净化技术主要采用湿法洗涤、活物理吸附、硫化钠喷射以及改性活性炭(负载硫元素)等方式。其优缺点如下：

(1)湿式洗涤：采用水(溶液)喷淋的方法可以十分有效地去除焚烧烟气中的氧化态汞，但是一般对气态元素汞的去除效果较差，而且湿式洗涤过程产生大量的含汞废水，给后续的污水处理工艺带来较大的困难，二次污染严重。

(2)物理吸附：采用在烟气中喷射物理吸附材料或者在除尘设备后面安装吸附塔的方法。其中，活性炭和分子筛属于应用最为广泛和成熟的吸附材料，能很好地吸附烟气中的氧化态汞；但是，对于气态元素汞的吸附效果较差。已有文献资料表明，如果从元素汞浓度为10μg/m³的烟气中去除90％的元素汞，所需要喷射的活性炭量相当于元素汞质量浓度的3000倍～18000倍。因此，采用物理吸附的方法控制元素汞其成本十分昂贵。另外，活性炭吸附后的元素汞在填埋处置后将重新进入环境，造成二次污染。

(3)硫化钠喷射：利用硫化钠与氧化态汞(主要为氯化汞)具有良好的反应性，可以有效地将氯化汞转化为颗粒态的汞，从而被除尘设备净化；但是，该方法对元素汞的净化效率一般低于30％。

(4)改性活性炭(负载硫元素)：在美国最新出现了利用硫元素负载活性炭来改善元素汞净化效率的实验方法，可以比较有效地净化元素态汞，但是对于气态氯化汞的去除效果不理想。

而且，以上这些常见技术通常只适合于净化烟气中氧化态的汞。

发明内容

本发明需要解决的技术问题就在于克服现有的净化技术仅能净化氧化态汞、而不能有效净化元素态汞的缺点，提供一种能净化烟气中气态汞的化学药剂及制备方法和净化方法，它既能有效净化烟气中氧化态汞，又能高效净化元素态汞。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

本发明一种能净化烟气中气态汞的化学药剂，所述化学药剂为含2～6个硫原子的多硫化钠或含2～6个硫原子的多硫化钠的碱性溶液，硫元素在多硫化钠分子中的质量百分比为41％-81％。

本发明同时公开了所述的化学药剂的制备方法，以工业硫化钠或硫磺为原料，与碱性药剂进行化学反应，反应原料的重量份配比为硫化钠∶NaOH＝2～6∶1或硫磺∶NaOH＝2～6∶1，反应温度为50～250℃，反应时间为1～3小时，制取含2～6个硫原子的多硫化钠溶液或粉末。

或者，以工业级多硫化钠溶液或粉末为原料，经碱溶液处理，反应温度50～250℃，反应时间为1～3小时，冷却到室温，得到含2～6个硫原子的多硫化钠溶液或粉末。

将所述含2～6个硫原子的多硫化钠溶解于碱性溶液中，制得含2～6个硫原子的多硫化钠的碱性溶液。

所述碱性药剂为氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠或碳酸氢钠。

本发明同时公开了一种所述的化学药剂的应用方法，将含2～6个硫原子的多硫化钠的碱性溶液通过旋转喷雾器喷入烟气中，即可有效去除气态汞，达到净化烟气的目的。

本发明可以将燃料或废物焚烧过程中释放的气态元素汞和氧化态汞高效地转化为颗粒态的汞，从而可以被除尘设备高效捕集而去除。

本发明具有以下的特点：

(1)根据烟气中气态汞组成的差别以及汞净化效率的不同，多硫化钠中硫原子的百分率可以根据需要控制，范围可从41％到81％不等。

(2)喷加多硫化钠碱溶液后的烟气可以经干式或湿式除尘器净化去除已经转化为颗粒态的汞。

(3)多硫化钠药剂包括各种浓度的水剂和固态粉末。

(4)本发明可以高效净化烟气中的气态汞，包括氧化态和元素态的汞，工艺设备，如多硫化钠碱溶液喷雾塔，结构简单，运行方便。

附图说明

图1是本发明所述化学药剂含2～6个硫原子的多硫化钠的分子结构图，以及硫元素在分子中所占质量百分率的变化范围。

图2是本发明所述化学药剂含2～6个硫原子的多硫化钠应用实例的工艺流程示意图。

图中：1.经锅炉降温后的烟气，2.含2～6个硫原子的多硫化钠碱性溶液，3.旋转雾化器，4.多硫化钠碱液喷射塔，5.除尘设施。

具体实施方式

实施例1