[发明专利]一种固体改性复合型分子筛脱汞剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种废气处理领域的脱汞剂，具体的说，涉及一种固体改性复合型的分子筛脱汞剂及其制备方法。

背景技术

汞的排放与污染控制是环保热点，其蒸气压低，易挥发，是全球性的污染物。它广泛存在于大气、水体、土壤中，并且在自然力的作用下不断循环。通常，燃煤电站汞的排放浓度为0.1～0.6mg/m³，而垃圾废物焚烧排放汞的浓度则在10～100mg/m³之间。随着工业化进程的加速，大气中汞的累积量也不断增大，严重超出了大自然中汞的背景值。国内外对烟气脱汞的研究正在迅速发展，但目前进展不大，虽然研究人员尝试了很多种类的脱汞吸附剂，但至今还未找到脱汞效率高且经济、能广泛用于工业生产的理想型的汞吸附剂，因此继续探索高效脱汞剂是废气治理中迫切需要解决的课题。

烟气中单质汞的脱除方法主要包括吸附法、利用现有除尘装置或脱硫装置脱汞法、化学氧化法、金属及金属氧化物以及脉冲放电等离子体法等。近几年，利用已有的净化装置实现同时脱汞是国内外热门研究之一。基于袋式除尘和静电除尘的吸附剂喷入技术是国内外研究的重点。活性炭吸附剂对各个形态汞脱除效率均很高，达90％以上，且能同时脱除其它种类的有毒气体，但也存在大规模使用性价比低等缺点。飞灰脱汞效率不稳定；钙基类物质对Hg0脱除效率低，只能达到10％～20％；气体氧化法主要实现把Hg⁰转为Hg²⁺，效率高低与要氧化的气体成分密切相关，操作简单，但用于氧化的气体生产率低、制备费用高；羟基自由基氧化技术效率较高，但OH存活时间短、能耗大、效率不高、难以长期稳定运行。

基于上述缺陷和需求，本发明的目的是提供一种高效的固体改性复合型分子筛脱汞剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种固体改性复合型分子筛脱汞剂及其制备方法。所述复合型分子筛脱汞剂能够高效脱除烟气中的汞蒸气，脱汞效率高、工艺简单、无二次污染，而且能够回收汞单质后重复使用。

本发明所述的固体改性复合型分子筛脱汞剂主要利用了高铁酸钾(K₂FeO₄)的强氧化性、无毒性，与汞结合的能力。

本发明所述的固体改性复合型分子筛脱汞剂是分子筛与催化氧化型物质进行离子交换后的产物,主要采用下述方法制备：将分子筛与K₂FeO₄进行离子交换，得到。

其中，所述分子筛与K₂FeO₄的离子交换过程是固体离子交换过程；是将分子筛与K₂FeO₄混合后，在120-160℃焙烧10-14h进行固体离子交换；其中，所述分子筛与K₂FeO₄的质量比为10:1.0-2.4。

优选的，所述分子筛与K₂FeO₄的质量比为10:1.2-2.0。其中，本发明采用的分子筛可以是市购的各种分子筛，因为分子筛本身就具有很好的吸附性能，也具有较强的脱汞性能，且分子筛比表面积大，热稳定性好，但优选的，所述分子筛为经Materials Studio软件模拟代表145种不同骨架结构的分子筛吸附单质汞，筛选出脱汞效率高的分子筛。

更优选的，所述分子筛为SOD、LTN、AEI、MFI中的一种。

其中，所述SOD型骨架分子筛典型材料为方钠石，其典型材料组成为[Al₆Si₆O₂₄]，但不限于本组成。

所述LTN型骨架分子筛典型材料组成为[Si₃₈₄Al₃₈₄O₁₅₃₆]，但不限于本组成。

所述AEI型骨架分子筛典型材料组成为[Al₂₄P₂₄O₉₆]，但不限于本组成。

所述MFI型分子筛为ZSM-5分子筛，典型材料组成为[Si₉₆O₁₉₂]，但不限于本组成。

更优选的，所述的分子筛为ZSM-5分子筛的MFI型，其微孔孔径0.5-0.6nm；

另外，所述分子筛在离子交换之前，还包括将分子筛进行净化，所述净化如下进行：将分子筛研磨，过300目筛，然后对分子筛在120℃-600℃下焙烧，以除去分子筛中的杂质，得到净化的分子筛；