[发明专利]溴系阻燃剂与生物质制备脱汞活性炭的方法、产品及应用

说明书

本发明属于活性炭制备领域，并公开了一种溴系阻燃剂与生物质制备脱汞活性炭的方法、产品及应用。所述方法包括，S1将生物质烘干破碎后，按预设质量比与溴系阻燃剂颗粒进行混合；S2向混合物中加入KOH溶液并在惰性气氛下进行水热反应，得到热解碳固液混合物；S3将所述热解碳固液混合物进行烘干研磨后，在惰性气氛下进行炭化反应，得到脱汞活性炭。所述产品采用上述方法制备得到。本发明通过将溴系阻燃废塑料、生物质以及KOH在充分混合条件下进行热解，相应能够获得具有较高脱汞效率的脱汞吸附剂，极大提高了活性炭对单质汞Hg⁰的化学吸附能力，从而提升脱汞效率，因而尤其适用于电厂烟气脱汞之类的应用场合。

技术领域

本发明属于活性炭制备技术领域，更具体地，涉及一种溴系阻燃剂与生物质制备脱汞活性炭的方法、产品及应用。

背景技术

目前，全世界每年人类活动造成的汞排放已经达到1000-6000吨，占全球大气汞排放的30-55％。燃煤电厂是最主要的人为因素汞排放来源，占到总人为汞排放量的一半。美国2005年发布清洁空气汞法规(CAMR)，对燃煤电厂相关的汞排放施加了额外限制。2012年美国环保局(EPA)颁布汞和空气毒物标准(MATS)法规，形成限制燃煤电厂汞、酸性气体及其他有毒物质排放的最终标准。我国2011年颁布的火电厂大气污染物排放标准(GB13223-2011)规定汞及其化合物排放限值为0.03mg/m³。汞污染已经成为继气候变化后又一个全球性环境问题，汞污染防治势在必行并且已经引起越来越广泛的关注。

在燃煤电厂烟气中，汞以以下这三种形态出现：单质汞(Hg⁰)、氧化态汞(Hg²⁺)和颗粒态汞(Hg^p)。氧化态汞(Hg²⁺)易溶于水，能够被湿法脱硫(WFGD)设备高效脱除，颗粒态汞(Hg^p)也可以通过静电除尘器(ESP)或布袋除尘器(FF)脱除。然而，单质汞(Hg⁰)具有高挥发性且几乎不溶于水，很难通过烟气后处理装置脱除。单质汞的脱除成为汞排放控制技术中的重点和难点所在。近些年来，国内外发展出许多技术用以脱除单质汞(Hg⁰)，主要包括吸附法、催化氧化法、光催化氧化法、光化学脱除法、等离子体脱除法以及湿法氧化法等。汞吸附技术方法简单、可行性高，该技术将粉末状活性炭从除尘器设备(PCD)上游喷射进烟道中，活性炭吸附气态汞后被除尘器收集。国内外学者对碳基、钙基、金属氧化物、天然矿石和负载型活性炭进行了大量研究。其中，烟道活性炭喷射法(ACI)是目前燃煤电站减少汞排放最成熟可行的技术，美国燃煤电厂已经普遍使用该法进行汞的排放控制。美国国家能源技术实验室(NETL)在多个电厂现场测试了NORIT FGD商业活性炭的脱汞性能，结果表明Hg脱除效率为70％～90％。但是，现有技术中，用于吸附汞的活性炭的制备方法复杂，运行成本高，同事还存在炭/汞比高以及活性炭再生难度大等问题。

因此，本领域亟待提出一种制备工艺简单，设备和生产成本低，环保性好，同时达到固体废弃物资源化处置和燃煤电厂污染物治理的双重效果的脱汞活性炭。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了溴系阻燃剂与生物质制备脱汞活性炭的方法、产品及应用，其通过将溴系阻燃废塑料、生物质以及KOH在充分混合条件下进行水热处理，并对制备过程中的工艺条件如热解温度、混合质量比等参数进行设计，相应能够获得具有较高脱汞效率的脱汞吸附剂，极大提高了活性炭对单质汞Hg⁰的化学吸附能力，从而提升脱汞效率，因而尤其适用于电厂烟气脱汞之类的应用场合。

为了实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供一种溴系阻燃剂与生物质水热制备脱汞活性炭的方法，包括以下步骤：

S1将生物质烘干破碎后，按预设质量比与溴系阻燃剂颗粒进行混合；

S2向步骤S1得到的混合物中加入KOH溶液，得到混合溶液，将所述混合溶液在惰性气氛下进行水热反应，得到热解碳固液混合物；