[发明专利]一种用于汞脱除的载硫分子筛及其制备方法

说明书

本发明属于燃煤烟气汞脱除领域，并具体公开了一种用于汞脱除的载硫分子筛及其制备方法，其对置于含硫气体中的分子筛进行等离子处理，含硫气体在等离子体作用下变为高活性的硫原子或自由基，并负载在所述分子筛上，以在分子筛表面形成硫活性位点，以此完成载硫分子筛的制备；从而增加分子筛表面的硫活性位点的数量，提高分子筛的脱汞性能，制备工艺简单、耗时短、成本低，解决了高温活化和浸渍改性方法中操作复杂的问题，且载硫分子筛脱汞后生成的产物较为稳定，避免了汞的二次释放。

技术领域

本发明属于燃煤烟气汞脱除领域，更具体地，涉及一种用于汞脱除的载硫分子筛及其制备方法。

背景技术

煤炭在我国一次能源结构所占比例高达60％以上，且这种格局在短期内不会发生改变。而燃煤过程中会排放出部分汞，汞具有毒性和生物积累性，对人体危害很大。燃煤烟气中的汞主要有三种形态：氧化态汞(Hg²⁺)、颗粒态汞(Hg^p)和单质汞(Hg⁰)。大部分Hg²⁺和Hg^p可被现有的污染物控制装置所脱除，但Hg⁰难溶于水且极易挥发，所以较难脱除。

目前应用比较广泛的脱除Hg⁰的技术是活性炭喷射技术，虽然这种技术可以脱除燃煤烟气中的Hg⁰，但是该方法C/Hg比较高，导致飞灰的含碳量增加，不利于飞灰的二次资源化利用，难以得到广泛应用，故而学者们提出了各种方法提高燃煤烟气中Hg⁰的脱除效率，例如：

专利CN105854544A公布了一种烟气的除汞净化方法，该方法采用烟气调节剂对凌沸石进行负载改性，并对所述负载改性的凌沸石进行卤化盐浸渍，再将含有硫卤化合物和卤素的蒸汽通过负载有卤化盐凌沸石的吸附容器2～8h，最后加热去除可挥发性卤素得到烟气除汞吸附剂；该制备方法需要经过改性、浸渍和蒸汽活化等多个步骤，操作过程繁琐复杂，且耗时较长；

专利CN104785204A公开了一种液态改性复合型分子筛脱汞剂及其制备方法，该方法对分子筛进行溶液浸渍净化并在120℃～600℃下焙烧去除杂质，最后再将分子筛浸渍到CuCl₂溶液中进行离子交换，得到复合型分子筛脱汞剂；该方法需要经历两次溶液浸渍，会造成化学试剂的大量消耗；

专利CN106914215A公布了一种改性浸渍硫分子筛脱汞剂及其制备方法，该方法将核桃壳在900℃～1000℃下进行碳化，又在二氧化碳和氧化剂下蒸汽活化所述碳化核桃壳，最终将所述活化核桃壳与硫磺混合加热制得改性浸渍硫分子筛脱汞剂；该制备过程需要在高温下进行，并且要在二氧化碳和氧化剂下蒸汽激活，制备路径复杂且耗能高；

专利CN106040210B公布了一种基于活性炭在线活化的脱汞方法及装置，该方法将活性炭与高活性气体一起进行低温等离子体处理，使高活性气体以原子或者离子态负载于活性炭表面，提高活性炭脱汞效率；但是该方法与单质汞反应生成的汞的化合物(如HgCl₂)会在酸性条件下溶解，造成汞的二次释放，且喷射活性炭会影响飞灰的二次利用。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于汞脱除的载硫分子筛及其制备方法，其目的在于，将分子筛置于含硫气体中，并一起进行等离子处理，从而制备出载硫分子筛，该方法操作过程简单、耗时短，制备成的载硫分子筛具有良好的脱汞性能。

为实现上述目的，按照本发明的一方面，提出了一种用于汞脱除的载硫分子筛制备方法，包括如下步骤：对置于含硫气体中的分子筛进行等离子处理，含硫气体在等离子体作用下变为高活性的硫原子或自由基，并负载在所述分子筛上，以在分子筛表面形成硫活性位点，以此完成载硫分子筛的制备。

作为进一步优选的，所述分子筛为天然沸石或泡沸石。

作为进一步优选的，所述含硫气体的摩尔浓度为1％～20％。