[发明专利]一种壳层银系脱汞剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种壳层银系脱汞剂及其制备方法，该脱汞剂具有壳层结构，由从内到外依次包裹的内核层、活性组分层和保护层组成；内核层由第一氧化铝组成，第一氧化铝为粒径为0.5‑2mm的氧化铝小球；活性组分层由载银分子筛组成，Ag₂O占脱汞剂总质量的0.1‑10wt％；保护层由第二氧化铝组成，第二氧化铝中至少有95％以上的孔道的孔径＞10nm。该银系脱汞剂具有壳层结构，以银为脱汞活性组分，无须硫化，也不含有贵金属，在工业使用过程中具有活性组分利用率高、汞容高且机械强度高等优势。

技术领域

本发明属于脱汞剂技术领域，具体涉及一种壳层银系脱汞剂及其制备方法。

背景技术

汞普遍存在于液化气、天然石油气、煤气和液态烃燃料中。汞不仅会腐蚀损坏设备，还会使下游贵金属催化剂中毒失活，同时燃烧后未被处理的汞进入大气会造成持续的生物危害和严重的环境污染。因此，汞污染问题已引起人们的极大关注，化石燃料在使用之前也必须脱除汞。

针对汞的脱除，工程上主要是采用吸附法脱汞。根据吸附原理的不同，分为不可再生脱汞和可再生脱汞技术，前者以载硫活性炭或载金属硫化物氧化铝为吸附剂，后者以载银分子筛为吸附剂。与不可再生脱汞相比，可再生脱汞在脱除汞后通过蒸馏法回收获得液态汞产品，同时脱汞剂再生后几乎不含汞，可继续重复使用；而不可再生脱汞剂达到使用寿命后需要作为含汞危废进一步处理，装卸、储存、运输和处理过程均较复杂。

中国专利CN109351326A公开了一种用于天然气的可再生型脱汞剂及其制备方法，包括如下步骤：将分子筛原粉、粘结剂和水混合均匀后成型，经筛分、抛光、干燥、煅烧获得成型中间品，随后加入碱液进行晶化，经洗涤、干燥后再加入银盐溶液均匀负载活性组分，最后经干燥、活化制得以银为脱汞活性组分的产品，这样制得的脱汞剂省去了硫化步骤，避免了二次污染，但是活性组分利用率不高，脱汞过程中会堵孔、不利于传质。同样中国专利CN106006664B公开了一种可脱除天然气中单质汞的耐硫可再生分子筛的制备方法，该方法包括：先采用铝酸钠和硅溶胶作为硅源和铝源，再制备一定浓度的[Ag(NH₃)]OH和Pd(NH₃)₄Cl₂溶液作为封装溶液，然后利用微波加热法合成Pd-Ag/KA分子筛，最后用高温氢气吹扫还原，成功制成封装银和钯两种贵金属的KA分子筛。虽然该技术比表面积相对较大、孔容相对较高，但其含有贵金属、生产工艺复杂，生产成本较高。

在工业脱汞过程中发现，从流体中清除的汞首先会浓缩在Ag基吸附剂的表面，形成一个富含汞的薄壳。因此，现有技术的脱汞剂存在以下问题。首先，含汞壳易碎，容易脱离吸附剂，导致产生富汞颗粒，这些富汞颗粒会造成安全和环境危害。另外，在生产使用过程中，如果发生床层扰动、磨损等其它工艺不正常的情况，这些富汞颗粒的释放会导致压力下降，从而严重影响吸附剂周围的物质流动。最后，富汞的薄壳会堵孔，不利于传质，内部的活性组分不能与汞反应，导致活性组分的利用率低。因此开发一种高效可再生型脱汞剂具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种壳层银系脱汞剂及其制备方法，该银系脱汞剂具有壳层结构，以银为脱汞活性组分，无须硫化，在工业使用过程中具有活性组分利用率高、汞容高且机械强度高等优势。

本发明通过以下技术方案实现：

第一方面，本发明提供一种壳层银系脱汞剂，脱汞剂具有壳层结构，由从内到外依次为内核层、活性组分层和保护层组成；

内核层由第一氧化铝组成，第一氧化铝为粒径为0.5-2mm的氧化铝小球；

活性组分层由载银分子筛组成，Ag₂O占脱汞剂总质量的0.1-10wt％；

保护层由第二氧化铝组成，第二氧化铝中至少有95％以上的孔道的孔径＞10nm；

脱汞剂具有介孔和大孔，孔容为0.1-0.8mL/g。