[发明专利]一种基于凹凸棒土的可再生烟气脱汞吸附剂及其制备方法

说明书

本发明属于燃煤烟气污染物控制技术领域，具体涉及一种基于凹凸棒土的可再生烟气脱汞吸附剂及其制备方法，所述的可再生烟气脱汞吸附剂是以凹凸棒土为原料，利用铁氧化物磁改性和锰铜硝酸盐浸渍改性制备而成。本发明利用凹凸棒土这种廉价矿物质材料来制取烟气脱汞吸附剂，有效利用廉价的天然矿物质，相比其他类型吸附剂成本更加低廉。本发明制备的烟气脱汞吸附剂具有磁性，可在完成汞吸附后进行分离回收，并进行循环再生利用，有效节约实际生产成本。本发明的烟气脱汞吸附剂，制备过程简单且环境友好具有较大的实际应用前景。本发明的烟气脱汞吸附剂具有较高的脱汞性能，脱汞效率高达90％以上，即使在含硫烟气中依然拥有80％以上的脱汞效率。

技术领域

本发明属于燃煤烟气污染物控制技术领域，具体涉及一种基于凹凸棒土的可再生烟气脱汞吸附剂及其制备方法。

背景技术

汞是一种有毒的重金属元素，且具有挥发性、持久性和生物累积性，可通过食物链进入人体，对人的神经系统和生长发育产生致命影响。在所有汞的排放源中，人为排放的比例最高。而在人为排放中，燃煤排放的比例又是最高的。

在煤炭的燃烧过程中会产生三种不同形式的汞，分别为二价汞、单质汞、颗粒态汞，其中二价汞易溶于水，可在湿法脱硫系统内被高效脱除，颗粒态汞则可在电厂现有的除灰装置内与烟气中的飞灰一同被脱除。而与二价汞和颗粒态汞相比，单质汞因为挥发性高、水溶性低而难以被有效脱除。控制煤燃烧过程产生的烟气中汞污染排放的技术很多，其中以吸附剂吸附烟气中的汞，是研究最多的方法。吸附法的机理主要是依靠吸附剂表面的多孔结以吸附污染物。目前，研究的脱汞吸附剂主要有活性炭、飞灰、钙基吸附剂、沸石材料等。研究最多的是活性炭类吸附剂，活性炭类吸附剂脱汞效率高，但是价格昂贵；飞灰、钙基吸附剂价格低，但是对单质汞的脱除效率不是很高。除此之外，在实际工业生产中的吸附剂用量大，在完成脱汞后，吸附剂通常与飞灰混合在一起，无法再生，导致运行成本高昂。因此，寻找廉价，高效且可再生的新型烟气脱汞吸附剂成为当前工作的关键之一。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种基于凹凸棒土的可再生烟气脱汞吸附剂，可有效脱除燃煤烟气中的零价汞，脱汞效率高、分离循环再生性能好。

本发明的目的之二在于提供一种基于凹凸棒土的可再生烟气脱汞吸附剂的制备方法，制备过程简单、成本低廉、易于调节。

本发明实现目的之一所采用的方案是：一种基于凹凸棒土的可再生烟气脱汞吸附剂，所述的可再生烟气脱汞吸附剂是以凹凸棒土为原料，利用铁氧化物磁改性和锰铜硝酸盐浸渍改性制备而成。

本发明实现目的之二所采用的方案是：一种所述的基于凹凸棒土的可再生烟气脱汞吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)配置一定浓度的铁盐溶液，加入经预处理过的凹凸棒土，固液比为1:35～45，混合均匀后，加入过量浓氨水，并在一定温度下恒温搅拌至形成稳定均匀的黑色悬浊液后过滤、洗涤至中性，干燥后煅烧，研磨既得磁性凹凸棒土；

(2)取适量步骤(1)中获得的磁性凹凸棒土加入一定浓度的锰铜盐溶液中，浸渍后干燥，煅烧即制得所述可再生烟气脱汞吸附剂。

优选地，所述步骤(1)中，铁盐溶液为含有铁离子及亚铁离子的混合盐溶液；所述含有铁离子的盐是硫酸铁、氯化铁、硝酸铁中的至少一种；所述含有亚铁离子的盐是硫酸亚铁、氯化亚铁、硫酸亚铁铵中的至少一种；所述凹凸棒土、亚铁离子、铁离子的质量比为1:0.109～0.133:0.218～0.266。

优选地，所述步骤(1)中，搅拌温度为65～75℃；干燥温度95～105℃。

优选地，所述步骤(1)中，煅烧温度为230～270℃，煅烧时间为3～4h。

优选地，所述步骤(1)中，凹凸棒土的预处理步骤为将凹凸棒土加入水中，搅拌分散为悬浮液之后过滤、干燥、研磨，即得预处理后的凹凸棒土。