[发明专利]一种消除烟气中重金属的方法及纳米烟气脱重金属装置

权利要求书

1.一种消除烟气中重金属的方法，其特征在于它包括以下步骤：

(1)将纳米材料嵌入纤维基体上；

(2)使含有重金属的烟气通过嵌有纳米材料的纤维基体；

(3)纳米材料与烟气中的重金属反应，捕获烟气中的重金属；

所述纳米材料为附在纳米载体颗粒上的金纳米粒子、附在纳米载体颗粒上的WS₂纳米粒子或CdS纳米线；

所述纳米载体为TiO₂或r-Al₂O₃或SiO₂颗粒；

所述含有重金属的烟气通过嵌有纳米材料的纤维基体之前通入反应容器中进行预处理；所述反应容器中加入含有芬顿试剂且使用α-羟基酸调节pH值至小于等于3的溶液,所述芬顿试剂包含能发生光助芬顿反应的金属系统和过氧化氢；所述溶液配置过氧化氢与水的质量百分比为3％～5％；过氧化氢与金属系统摩尔比大于等于10：1；

根据金属系统的光吸收峰，在反应容器中设置光照系统；

烟气通入反应容器，与芬顿试剂充分接触反应，使汞元素转化为汞离子；

将反应后溶液导出，并定时监测导出溶液中芬顿试剂的浓度，根据监测的情况，添加新的含有芬顿试剂的溶液使溶液成分保持稳定；将净化后的气体排出反应容器。

2.根据权利要求1所述一种消除烟气中重金属的方法，其特征在于所述将纳米材料嵌入纤维基体上的方法为：

在纤维基体上附着粘合剂；在粘合剂变干之前，将纳米材料由纳米喷雾器喷洒在织物上；在纳米材料被喷上之后，放置在室温下至少24小时，使之完全固化；

或者，所述将纳米材料嵌入纤维基体上的方法为：直接装载纳米材料在纤维基体上：将纳米材料悬浊在挥发性溶剂中；将纤维基体浸透在纳米材料悬浊液中，或将纳米材料通过喷雾器喷洒在纤维基体上；将附着有纳米材料的纤维基体在500摄氏度的烤箱中进行3至4小时的加热处理；在溶液蒸发后，纳米线和纳米颗粒将会与纤维网交织在一起；冷却至室温后，纳米材料将被安全的锁在纤维基体中。

3.根据权利要求2所述一种消除烟气中重金属的方法，其特征在于所述挥发性溶剂为乙醇或乙酸乙酯。

4.根据权利要求1所述一种消除烟气中重金属的方法，其特征在于所述附在纳米载体颗粒上的金纳米粒子的合成方法为：用沉积加载(DP)的技术：用蒸馏水制备0.1到0.5摩尔/L的氯金酸溶液；将溶液以10毫升/分钟的速度缓慢并搅拌的加入到TiO₂或r-Al₂O₃或SiO₂纳米载体的悬浮液中；加温至65℃并保持至少1小时，然后冷却至室温；添加1摩尔/L的NH₄OH，pH调节至7；缓慢搅拌至少2小时；过滤后用热水洗涤，在80℃烤箱中烘干至少12小时；然后在空气中180℃煅烧至少4小时，得到附在纳米载体TiO₂或r-Al₂O₃或SiO₂颗粒上的Au纳米颗粒，即Au-TiO₂金-二氧化钛、Au-SiO₂金-二氧化硅或Au-Al₂O₃。

5.根据权利要求4所述一种消除烟气中重金属的方法，其特征在于所述Au-TiO₂金-二氧化钛、Au-SiO₂金-二氧化硅或Au-Al₂O₃中Au的质量百分比为少于5％。