專利名稱：一種粉煤灰基脫汞吸附劑的改性方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煙氣脫汞領(lǐng)域，具體涉及到對(duì)粉煤灰基吸附劑的改性方法。
背景技術(shù)：
汞環(huán)境污染主要來(lái)源于化石燃料的燃燒。我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主，僅2002年 一年我國(guó)煤炭消耗量就達(dá)14. 8億噸。我國(guó)儲(chǔ)煤中的汞含量大約在0. 308^15. 9mg/kg之間， 分布比較不均勻。在煤的燃燒過(guò)程中，絕大部分汞隨煙氣進(jìn)入大氣環(huán)境中，約占70%左右。 1978 1995年全國(guó)燃煤大氣汞排放量累計(jì)達(dá)2493. 8t燃煤所造成的汞污染問(wèn)題十分嚴(yán)峻。 中國(guó)是全球范圍大氣汞污染最嚴(yán)重的區(qū)域之一，大氣中汞的年均沉降值大于70μ g/m2。為了解決汞的污染問(wèn)題，從源頭上防治汞對(duì)大氣的污染，國(guó)內(nèi)外研究目前大部分 集中在高效、經(jīng)濟(jì)的吸附劑的研制，其主要包括活性炭基、鈣基和飛灰基吸收劑以及一些 新型吸附劑等?，F(xiàn)有技術(shù)中，去除單質(zhì)汞時(shí)最有效和最廣泛使用的技術(shù)是活性炭噴入技術(shù)，雖然 該技術(shù)效果顯著——可去除99%的單質(zhì)汞，但該技術(shù)的運(yùn)行費(fèi)用(主要是活性炭的成本)較 高，因而不能大范圍推廣使用。在國(guó)外，美國(guó)EPA研究發(fā)現(xiàn)可采用鈣基類物質(zhì)(CaO、Ca(OH)2、CaCO3、 CaSO4 · 2H20)進(jìn)行汞的脫除，并發(fā)現(xiàn)鈣基類物質(zhì)的脫除效率與燃煤或廢棄物燃燒的煙氣中 汞存在的化學(xué)形式有緊密的關(guān)系。其研究結(jié)果表明，鈣基類物質(zhì)如Ca(0H)2jfHgCl2的吸 附效率可達(dá)到85% ；堿性吸附劑如CaO，同樣也能達(dá)到很好地吸附HgCl2的效果，但是這些鈣 基類物質(zhì)對(duì)單質(zhì)汞的吸附效率卻很低。在國(guó)內(nèi)，粉煤灰燃煤電廠排放的固體廢棄物，含量約占燃煤的59Γ20%。世界上粉煤 灰年排放量約5億噸，我國(guó)年排放量1000萬(wàn)噸以上。為保護(hù)環(huán)境，節(jié)約資源，粉煤灰的綜合 利用便受到關(guān)注。由于粉煤灰具有良好的吸附性能，并且價(jià)格低廉，因此可以利用粉煤灰制 備高效的脫汞吸附劑。在使用吸附法吸收單質(zhì)汞的過(guò)程中，吸附劑的吸附能力起決定性作 用。吸附是一個(gè)多元化的過(guò)程，它包括吸附、凝結(jié)、擴(kuò)散以及化學(xué)反應(yīng)等過(guò)程，吸附效果與吸 附劑本身的物理性質(zhì)(顆粒粒徑、孔徑、表面積等)、溫度、煙氣氣體成分、停留時(shí)間、煙氣中 汞濃度、C/Hg比例等因素有關(guān)。因此，如何提高吸附劑的吸附性能成為目前急需解決的技 術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種粉煤灰基吸附劑的改性 方法，通過(guò)該方法能夠顯著提高粉煤灰吸附劑對(duì)單質(zhì)汞的吸附效果，使得粉煤灰基吸附劑 具有高效脫汞的性能。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種粉煤灰基吸附劑的改性方法，包括如下步驟
(1)粉煤灰基吸附劑的制備配制粉煤灰基吸附劑配方生石灰5% 10%，粘土10% 15%,稻殼或聚乙烯 5%，氯化鈉或溴化鈉 8%，粉末活性炭3% 6%，水泥 10%， 余量為電廠粉煤灰；將所述吸附劑配方攪拌均勻后加水制成直徑為30 50mm球形顆粒，再 在900 1100°C高溫下燒結(jié)4h得到粉煤灰基吸附劑；
(2)吸附劑改性配制質(zhì)量百分濃度為m 9%的鹵鹽水溶液，再將步驟(1)制得的粉 煤灰基吸附劑倒入所述鹵鹽水溶液中，浸漬改性時(shí)間為3 12h，浸漬改性期間使用攪拌器 勻速攪拌；所述鹵鹽為氯化鈉、溴化鈉、氯化鈣或溴化鈣中的任意一種；
(3)吸附劑干燥將經(jīng)過(guò)步驟(2)改性的吸附劑先晾若干小時(shí)，再放入真空烘箱中烘干 至干燥，最后放置于干燥器皿中保存?zhèn)溆?。進(jìn)一步，步驟(2)中的鹵鹽溶液為濃度為5%的氯化鈉或溴化鈉溶液，浸漬改性時(shí) 間為3h。進(jìn)一步，步驟(3 )中的晾干時(shí)間為12小時(shí)，真空烘箱烘干時(shí)間為M小時(shí)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下技術(shù)效果
(1)本發(fā)明改性方法通過(guò)對(duì)浸漬藥品的選擇、浸泡時(shí)間及濃度的控制，采用鹵鹽對(duì)粉煤 灰基吸附劑進(jìn)行浸漬改性處理，價(jià)格低廉；并且能夠大幅度提高吸附劑對(duì)汞及其他重金屬 的脫除能力，尤其是對(duì)單質(zhì)汞，脫除率可達(dá)90%以上，解決了粉煤灰作吸附劑脫除燃煤煙氣 中的汞性能差的不足的問(wèn)題。(2)本發(fā)明改性方法能夠增大吸附劑的比表面積，在吸附劑表面及內(nèi)部沉積活性 成分，從而增強(qiáng)吸附劑對(duì)汞的吸附能力。(3)本發(fā)明改性方法，工藝簡(jiǎn)單、成本低廉，通過(guò)改性后的吸附劑能便于大范圍推 廣使用，尤其適用于電廠燃煤煙氣中單質(zhì)汞的脫除。(4)通過(guò)本發(fā)明改性方法得到的吸附劑可以重復(fù)利用，可以大幅度降低脫汞成本。
具體實(shí)施案例
下面結(jié)合具體實(shí)施實(shí)例和試驗(yàn)對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。一種粉煤灰基脫汞吸附劑的改性方法，包括如下步驟
制備粉煤灰基吸附劑配制粉煤灰基吸附劑配方生石灰10%，粘土 12%，聚乙烯5%，溴 化鈉8%，粉末活性炭3%，水泥10%，余量為電廠粉煤灰；將所述吸附劑配方攪拌均勻后加水 制成直徑為40mm球形顆粒，再在1100°C高溫下燒結(jié)4h得到粉煤灰基吸附劑，這種吸附劑用 代號(hào)S表示。吸附劑改性配制質(zhì)量百分濃度為m 9%的鹵鹽水溶液，再將制得的粉煤灰基 吸附劑倒入所述鹵鹽水溶液中，浸漬改性時(shí)間為3 12h，浸漬改性期間使用攪拌器勻速攪 拌；所述鹵鹽為氯化鈉、溴化鈉、氯化鈣或溴化鈣中的任意一種。吸附劑干燥將經(jīng)過(guò)改性的吸附劑先晾干12h，再放入真空烘箱中烘干至干燥，烘 干時(shí)間為Mh，最后放置于干燥器皿中保存?zhèn)溆?。申?qǐng)人:首先采用系列試驗(yàn)確定最優(yōu)溶液類型、溶液濃度和浸漬時(shí)間。改性試驗(yàn)方 案見(jiàn)表1所示表1粉煤灰基吸附剤改性實(shí)驗(yàn)表方案
權(quán)利要求
1.一種粉煤灰基吸附劑的改性方法，其特征在于，包括如下步驟(1)粉煤灰基吸附劑的制備配制粉煤灰基吸附劑配方生石灰5% 10%，粘土10% 15%,稻殼或聚乙烯 5%，氯化鈉或溴化鈉 8%，粉末活性炭3% 6%，水泥 10%， 余量為電廠粉煤灰；將所述吸附劑配方攪拌均勻后加水制成直徑為30 50mm球形顆粒，再 在900 1100°C高溫下燒結(jié)4h得到粉煤灰基吸附劑；(2)吸附劑改性配制質(zhì)量百分濃度為m 9%的鹵鹽水溶液，再將步驟(1)制得的粉 煤灰基吸附劑倒入所述鹵鹽水溶液中進(jìn)行浸漬改性，時(shí)間為3 12h，浸漬改性期間使用攪 拌器勻速攪拌；所述鹵鹽為氯化鈉、溴化鈉、氯化鈣或溴化鈣中的任意一種；(3)吸附劑干燥將經(jīng)過(guò)步驟(2)改性的吸附劑先晾干，再放入真空烘箱中烘干至干 燥，最后放置于干燥器皿中保存?zhèn)溆谩?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性方法，其特征在于，所述步驟(2)吸附劑改性中的鹵鹽溶 液為濃度為5%的氯化鈉或溴化鈉溶液，浸漬改性時(shí)間為池。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性方法，其特征在于，所述步驟(3)吸附劑干燥中的晾干時(shí) 間為12小時(shí)，真空烘箱烘干時(shí)間為M小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種粉煤灰基脫汞吸附劑的改性方法，包括如下步驟首先用電廠粉煤灰、粘土、溴化鈉、造孔劑和工業(yè)用生石灰加水混勻后制備粉煤灰基吸附劑；然后將吸附劑倒入鹵鹽溶液中，浸漬改性時(shí)間為3～12h；最后，對(duì)完成改性的吸附劑預(yù)先晾干12小時(shí)，然后放入真空烘箱24小時(shí)烘干至干燥，即得改性粉煤灰基脫汞吸附劑。本發(fā)明方法采用鹵鹽對(duì)粉煤灰基吸附劑進(jìn)行浸漬改性處理，價(jià)格低廉；并且能夠大幅度提高吸附劑對(duì)汞及其他重金屬的脫除能力，尤其是單質(zhì)汞，脫汞率可達(dá)90%以上，解決了粉煤灰作吸附劑脫除燃煤煙氣中的汞性能差的不足。本發(fā)明尤其適用于電廠燃煤煙氣中單質(zhì)汞的脫除。
文檔編號(hào)B01J20/30GK102120174SQ20111002175
公開(kāi)日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2011年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月19日
發(fā)明者劉清才, 姚春玲, 張洋濱, 徐敏人, 楊劍, 賀媛媛, 高威 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)