专利名称：一种粉煤灰基脱汞吸附剂的改性方法
技术领域：
本发明涉及烟气脱汞领域，具体涉及到对粉煤灰基吸附剂的改性方法。
背景技术：
汞环境污染主要来源于化石燃料的燃烧。我国的能源结构以煤炭为主，仅2002年 一年我国煤炭消耗量就达14. 8亿吨。我国储煤中的汞含量大约在0. 308^15. 9mg/kg之间， 分布比较不均勻。在煤的燃烧过程中，绝大部分汞随烟气进入大气环境中，约占70%左右。 1978 1995年全国燃煤大气汞排放量累计达2493. 8t燃煤所造成的汞污染问题十分严峻。 中国是全球范围大气汞污染最严重的区域之一，大气中汞的年均沉降值大于70μ g/m2。为了解决汞的污染问题，从源头上防治汞对大气的污染，国内外研究目前大部分 集中在高效、经济的吸附剂的研制，其主要包括活性炭基、钙基和飞灰基吸收剂以及一些 新型吸附剂等。现有技术中，去除单质汞时最有效和最广泛使用的技术是活性炭喷入技术，虽然 该技术效果显著——可去除99%的单质汞，但该技术的运行费用(主要是活性炭的成本)较 高，因而不能大范围推广使用。在国外，美国EPA研究发现可采用钙基类物质(CaO、Ca(OH)2、CaCO3、 CaSO4 · 2H20)进行汞的脱除，并发现钙基类物质的脱除效率与燃煤或废弃物燃烧的烟气中 汞存在的化学形式有紧密的关系。其研究结果表明，钙基类物质如Ca(0H)2jfHgCl2的吸 附效率可达到85% ；碱性吸附剂如CaO，同样也能达到很好地吸附HgCl2的效果，但是这些钙 基类物质对单质汞的吸附效率却很低。在国内，粉煤灰燃煤电厂排放的固体废弃物，含量约占燃煤的59Γ20%。世界上粉煤 灰年排放量约5亿吨，我国年排放量1000万吨以上。为保护环境，节约资源，粉煤灰的综合 利用便受到关注。由于粉煤灰具有良好的吸附性能，并且价格低廉，因此可以利用粉煤灰制 备高效的脱汞吸附剂。在使用吸附法吸收单质汞的过程中，吸附剂的吸附能力起决定性作 用。吸附是一个多元化的过程，它包括吸附、凝结、扩散以及化学反应等过程，吸附效果与吸 附剂本身的物理性质(颗粒粒径、孔径、表面积等)、温度、烟气气体成分、停留时间、烟气中 汞浓度、C/Hg比例等因素有关。因此，如何提高吸附剂的吸附性能成为目前急需解决的技 术问题。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种粉煤灰基吸附剂的改性 方法，通过该方法能够显著提高粉煤灰吸附剂对单质汞的吸附效果，使得粉煤灰基吸附剂 具有高效脱汞的性能。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种粉煤灰基吸附剂的改性方法，包括如下步骤
(1)粉煤灰基吸附剂的制备配制粉煤灰基吸附剂配方生石灰5% 10%，粘土10% 15%,稻壳或聚乙烯 5%，氯化钠或溴化钠 8%，粉末活性炭3% 6%，水泥 10%， 余量为电厂粉煤灰；将所述吸附剂配方搅拌均勻后加水制成直径为30 50mm球形颗粒，再 在900 1100°C高温下烧结4h得到粉煤灰基吸附剂；
(2)吸附剂改性配制质量百分浓度为m 9%的卤盐水溶液，再将步骤(1)制得的粉 煤灰基吸附剂倒入所述卤盐水溶液中，浸渍改性时间为3 12h，浸渍改性期间使用搅拌器 勻速搅拌；所述卤盐为氯化钠、溴化钠、氯化钙或溴化钙中的任意一种；
(3)吸附剂干燥将经过步骤(2)改性的吸附剂先晾若干小时，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备用。进一步，步骤(2)中的卤盐溶液为浓度为5%的氯化钠或溴化钠溶液，浸渍改性时 间为3h。进一步，步骤(3 )中的晾干时间为12小时，真空烘箱烘干时间为M小时。本发明与现有技术相比，具有如下技术效果
(1)本发明改性方法通过对浸渍药品的选择、浸泡时间及浓度的控制，采用卤盐对粉煤 灰基吸附剂进行浸渍改性处理，价格低廉；并且能够大幅度提高吸附剂对汞及其他重金属 的脱除能力，尤其是对单质汞，脱除率可达90%以上，解决了粉煤灰作吸附剂脱除燃煤烟气 中的汞性能差的不足的问题。(2)本发明改性方法能够增大吸附剂的比表面积，在吸附剂表面及内部沉积活性 成分，从而增强吸附剂对汞的吸附能力。(3)本发明改性方法，工艺简单、成本低廉，通过改性后的吸附剂能便于大范围推 广使用，尤其适用于电厂燃煤烟气中单质汞的脱除。(4)通过本发明改性方法得到的吸附剂可以重复利用，可以大幅度降低脱汞成本。
具体实施案例
下面结合具体实施实例和试验对本发明作进一步的说明。一种粉煤灰基脱汞吸附剂的改性方法，包括如下步骤
制备粉煤灰基吸附剂配制粉煤灰基吸附剂配方生石灰10%，粘土 12%，聚乙烯5%，溴 化钠8%，粉末活性炭3%，水泥10%，余量为电厂粉煤灰；将所述吸附剂配方搅拌均勻后加水 制成直径为40mm球形颗粒，再在1100°C高温下烧结4h得到粉煤灰基吸附剂，这种吸附剂用 代号S表示。吸附剂改性配制质量百分浓度为m 9%的卤盐水溶液，再将制得的粉煤灰基 吸附剂倒入所述卤盐水溶液中，浸渍改性时间为3 12h，浸渍改性期间使用搅拌器勻速搅 拌；所述卤盐为氯化钠、溴化钠、氯化钙或溴化钙中的任意一种。吸附剂干燥将经过改性的吸附剂先晾干12h，再放入真空烘箱中烘干至干燥，烘 干时间为Mh，最后放置于干燥器皿中保存备用。申请人:首先采用系列试验确定最优溶液类型、溶液浓度和浸渍时间。改性试验方 案见表1所示表1粉煤灰基吸附剤改性实验表方案
权利要求
1.一种粉煤灰基吸附剂的改性方法，其特征在于，包括如下步骤(1)粉煤灰基吸附剂的制备配制粉煤灰基吸附剂配方生石灰5% 10%，粘土10% 15%,稻壳或聚乙烯 5%，氯化钠或溴化钠 8%，粉末活性炭3% 6%，水泥 10%， 余量为电厂粉煤灰；将所述吸附剂配方搅拌均勻后加水制成直径为30 50mm球形颗粒，再 在900 1100°C高温下烧结4h得到粉煤灰基吸附剂；(2)吸附剂改性配制质量百分浓度为m 9%的卤盐水溶液，再将步骤(1)制得的粉 煤灰基吸附剂倒入所述卤盐水溶液中进行浸渍改性，时间为3 12h，浸渍改性期间使用搅 拌器勻速搅拌；所述卤盐为氯化钠、溴化钠、氯化钙或溴化钙中的任意一种；(3)吸附剂干燥将经过步骤(2)改性的吸附剂先晾干，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备用。
2.根据权利要求1所述的改性方法，其特征在于，所述步骤(2)吸附剂改性中的卤盐溶 液为浓度为5%的氯化钠或溴化钠溶液，浸渍改性时间为池。
3.根据权利要求1所述的改性方法，其特征在于，所述步骤(3)吸附剂干燥中的晾干时 间为12小时，真空烘箱烘干时间为M小时。
全文摘要
本发明公开了一种粉煤灰基脱汞吸附剂的改性方法，包括如下步骤首先用电厂粉煤灰、粘土、溴化钠、造孔剂和工业用生石灰加水混匀后制备粉煤灰基吸附剂；然后将吸附剂倒入卤盐溶液中，浸渍改性时间为3～12h；最后，对完成改性的吸附剂预先晾干12小时，然后放入真空烘箱24小时烘干至干燥，即得改性粉煤灰基脱汞吸附剂。本发明方法采用卤盐对粉煤灰基吸附剂进行浸渍改性处理，价格低廉；并且能够大幅度提高吸附剂对汞及其他重金属的脱除能力，尤其是单质汞，脱汞率可达90%以上，解决了粉煤灰作吸附剂脱除燃煤烟气中的汞性能差的不足。本发明尤其适用于电厂燃煤烟气中单质汞的脱除。
文档编号B01J20/30GK102120174SQ20111002175
公开日2011年7月13日 申请日期2011年1月19日 优先权日2011年1月19日
发明者刘清才, 姚春玲, 张洋滨, 徐敏人, 杨剑, 贺媛媛, 高威 申请人:重庆大学