[发明专利]一种基于柱撑蒙脱石的脱汞吸附剂、其制备方法及用途

说明书

技术领域

本发明属于烟气污染物控制技术领域，涉及一种吸附脱除烟气中汞的矿物 材料、其制备方法及其用途，尤其涉及一种基于柱撑蒙脱石的脱汞吸附剂、其 制备方法及用途。

背景技术

汞，俗称水银，是常温常压下唯一以液态形式存在的白色过渡金属。它具 有高毒性、持久性、易迁移以及高度生物富集性等特点，对人类和整个生态环 境都产生极大的危害。我国是产煤和燃煤大国。而煤燃烧过程中产生的重金属 汞占大气总汞排放的35％，因此控制燃煤烟气中汞的排放具有十分重要的意义。

燃煤烟气中排入空气中的汞存在三种形式：元素汞(Hg⁰)、氧化态汞(Hg²⁺)、 颗粒态汞(Hg^p)。其中Hg²⁺因其易溶于水可以通过湿法烟气脱硫装置去除；Hg^p易被静电除尘器或者袋式除尘器所捕获得以去除；而Hg⁰由于其高挥发性和难 溶于水而成为当前汞污染控制的重点和难点。

燃煤烟气汞的控制技术中研究较多的燃烧后脱汞技术，主要是汞吸附技术。 近年来，矿基吸附剂日益受到科研人员的关注。如CN105289468A公开了一种 用于烟气脱汞的改性高岭石吸附剂，以高岭石为基础吸附剂，先对高岭石进行 热活化处理，再用硫酸对活化后的高岭石进行酸改性，得到改性高岭石吸附剂； 该吸附剂对烟气中汞的去除率可达到95％以上。但是，该改性高岭石的制备方 法复杂，并且其吸附汞效果还有待进一步提高。

蒙脱石不仅具有比表面大、孔隙多、表面酸性位点多、化学性质稳定及吸 附能力强等自身特性，而且相对活性炭等其他吸附剂，蒙脱石还具备天然、丰 富、廉价、无毒无害等优势。因此，如能开发一种基于柱撑改性蒙脱石的脱汞 吸附剂，对于燃煤烟气中零价汞的脱除具有十分重要的应用价值。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于柱撑蒙脱石的 脱汞吸附剂、其制备方法及用途，所述脱汞吸附剂中的柱撑蒙脱石与活性组分 之间能够发挥出协同作用，充分利用了蒙脱石的结构特性和活性组分的活性； 所述脱汞吸附剂具有较高的热稳定性(100-450℃内脱汞效率均达99％)和脱汞 效率(入口汞浓度为120ug/m³时，10小时内脱汞效率高达99％，即使在20小 时内其脱汞效率也高达94％以上)，可应用于脱除电站、工业锅炉或工业窑炉产 生烟气中的汞。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种脱汞吸附剂，包括载体和负载于载体上的活性组分，所述载体为柱撑 蒙脱石，所述活性组分为金属氧化物，所述金属氧化物中金属元素的质量与柱 撑蒙脱石的质量之比≤10.0wt.％。

研究发现，金属氧化物与柱撑蒙脱石之间具有协同作用：适当添加金属氧 化物对柱撑蒙脱石进行改性之后，所述脱汞吸附剂对汞的脱除能力大大提高， 经验证，其零价汞的脱除效率可由原来的5％提升到99％。

所述金属氧化物中金属元素的质量与柱撑蒙脱石的质量之比≤10.0wt.％，如 0.5wt.％、0.8wt.％、1.0wt.％、2.0wt.％、3.0wt.％、4.0wt.％、5.0wt.％、6.0wt.％、 7.0wt.％、8.0wt.％、9.0wt.％或9.5wt.％等，优选为1.0-10.0wt.％，最优选为4.0wt.％。

优选地，所述脱汞吸附剂的粒径为60-80目，如65目、68目、70目、72 目、75目或78目等。

所述金属氧化物为锰的氧化物、铜的氧化物、铁的氧化物、铈的氧化物或 钴的氧化物中的任意一种或至少两种的组合。典型但非限制性的组合如，锰的 氧化物与铜的氧化物，铁的氧化物与铈的氧化物，锰的氧化物与钴的氧化物， 锰的氧化物、铜的氧化物与钴的氧化物。

优选地，所述活性组分为氧化锰、氧化铜、氧化铁、氧化铈或氧化钴中的 任意一种或至少两种的组合，优选为氧化锰。