[发明专利]一种脱汞剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种脱汞剂及其制备方法和在气、液相吸附含汞物质中的应用。以质量份计，脱汞剂的原料组成包括：多孔炭10～100份，改性含钙废渣混合物1～400份，助剂10～50份；助剂中含有碱和/或碱土金属元素；改性含钙废渣混合物的制备方法包括：将活性介质分散剂和含钙废渣颗粒按质量比1～10:10于30～80℃混合均匀得到改性含钙废渣混合物；活性介质选自异丙醇、乙二醇、二乙二醇丁醚、异辛醇、铝酸酯、氨基改性的二氧化硅中的至少一种；活性介质分散剂中活性介质的质量浓度为1％～50％。脱汞剂的制备方法包括：将原料混匀后在惰性气氛400～900℃炭化得到脱汞剂。

技术领域

本发明涉及脱汞技术领域，具体涉及一种脱汞剂及其制备方法和应用。

背景技术

汞及其化合物具有高毒性及生物积累性，会严重威胁自然环境及人类健康。加强对工业生产中的汞排放治理非常重要。当前，汞排放主要集中在火力发电、冶金、采矿、水泥及氯碱生产等几个特殊领域中，年均汞排放量超五千吨，治汞需求十分迫切。汞的存在形式可分为零价汞和高价汞两种，针对汞的回收方法主要为氧化-吸附法，即通过气相氧化使得零价汞转为易被吸附的高价汞，再通过吸附剂进行吸附，或是直接在吸附剂上将零价汞吸附转化为高价汞。因此研发高性能的汞吸附剂是汞回收治理的关键，同时研发具有氧化作用的吸附剂可以进一步达到降低生产成本的作用。

目前，脱汞吸附剂主要有三类：金属类吸附剂、飞灰类吸附剂以及炭基类吸附剂。公开号为CN104645927A的专利说明书公布了一种高效银类脱汞剂，其脱汞性能好，但存在生产成本高，且吸附后的材料难以再生等问题，限制了该类吸附剂的工业化应用。公开号为CN106732331A的专利说明书公布了通过对锅炉飞灰进行碘化改性制备烟道气吸附剂，但由于飞灰材料的比表面积低导致其吸附容量较小，且碘、溴等卤素本身存在较大生产隐患，对生产工艺及设备要求较高。公开号为CN101406794A的专利说明书公布了通过对废脱硫剂进行卤素改性制备废气脱汞剂的方法，但使用后的废旧脱硫剂比表面积较低，难以为含汞气体的扩散提供通道。碳基吸附剂主要是以活性炭为代表，其比表面积高可以有效增加汞的传质速率，增强吸附性能，故而已经成为了在脱汞领域中研究最多、应用最广的一类吸附剂，但其对汞的吸附选择性低，容易造成二次脱附。公开号为CN113499664A的专利说明书公布了将利用煤液化油渣萃余物中的残余硫制备脱汞剂的方法，但涉硫吸附剂往往需要使用含硫前体，其在制备过程中会产生硫化氢等剧毒物质，合成工艺要求高。

Ca、Na、Mg等元素的氧化物或氢氧化物被认为是一类可以有效吸附零价汞和高价汞的材料，但比表面积低、易烧结等缺点限制了其在脱汞剂中的应用。如何扩大其比表面积以及抑制其烧结流失等问题成为开发高效脱汞剂的难题。

发明内容

针对上述问题以及本领域存在的不足之处，本发明提供了一种脱汞剂，具有优异的汞吸附性能，制备方法简单易操作，不仅生产成本较低，还解决了大量废渣所带来的环保压力，“变废为宝”，提高了工业废渣的附加值。

一种脱汞剂，以质量份计，原料组成包括：

多孔炭 10～100份，

改性含钙废渣混合物 1～400份，

助剂 10～50份；

所述助剂中含有碱和/或碱土金属元素(如钾、钠、镁、钙、钡等)；

所述改性含钙废渣混合物的制备方法包括：将活性介质分散剂和含钙废渣颗粒按质量比1～10:10于30～80℃混合均匀得到所述改性含钙废渣混合物；

所述活性介质选自异丙醇、乙二醇、二乙二醇丁醚、异辛醇、铝酸酯、氨基改性的二氧化硅中的至少一种；

所述活性介质分散剂中活性介质的质量浓度为1％～50％。