本发明涉及大气污染
技术领域：
，具体是一种硅藻土脱汞吸附剂及其制备方法和应用。
背景技术：
：煤燃烧排放的汞是大气中汞污染的主要来源。大气中的汞可通过呼吸道或食物链进入人体，危害人体健康。汞污染问题已经成为全世界关注的焦点，也是我国迫切需要解决的环境问题。由于燃煤烟气中汞的形态以单质汞为主，国内外的研究主要集中在硅藻土脱汞吸附剂的研制。目前研究比较多的吸附剂大多有5种：活性炭、粉煤灰，钙基吸附剂、贵金属吸附剂、金属氧化物吸附剂以及矿物类吸附剂等。各种吸附剂本身都存在缺陷，活性炭虽然具有较高的脱汞效率，但利用率低。即使用卤化物或硫化物处理后能有效提高利用率，相应的成本会继续升高，仍然难以实现大规模工业化应用，而且活性炭的不当使用可能会降低飞灰的可利用性。钙基吸附剂对Hg2+的吸附效率较高，对Hg0的脱除效率却很低。贵金属及金属氧化物对汞的吸附具有较强的选择性，同时能够将Hg0氧化为易于脱除的Hg2+，效率比较低。矿物类材料，例如黏土或者沸石等材料在我国储量丰富，是一类十分经济的吸附剂，但是脱汞效率较低。虽然经过改性处理后吸附性能可能会大大提高，还没有一种可行的处理手段。硅藻土是由火山灰堆积而成，是运用最广泛的一种土壤介质。吸附效率低，但具有明显的价格优势，如何使其改性后提高脱汞效率，是本专利需解决的问题。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种脱汞效率高、使用寿命长、无二次污染、可重复利用、大幅度降低成本的硅藻土脱汞吸附剂及其制备方法和应用，以解决上述
背景技术：
中提出的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种硅藻土脱汞吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：硅藻土29-37份、硼砂1-5份、香叶醇3-7份、水杨酸11-19份。作为本发明进一步的方案：所述硅藻土脱汞吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：硅藻土31-35份、硼砂2-4份、香叶醇4-6份、水杨酸13-17份。作为本发明进一步的方案：所述硅藻土脱汞吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：硅藻土33份、硼砂3份、香叶醇5份、水杨酸15份。本发明另一目的是提供一种硅藻土脱汞吸附剂的制备方法，由以下步骤组成：1)将水杨酸与其质量8.5倍的乙醇混合，制得水杨酸溶液；2)将硅藻土与硼砂混合研磨、过120目筛，然后加入水杨酸溶液，升温至71℃并在该温度下密封搅拌处理1.6h，然后升温至115℃并滴加香叶醇，滴加完成后在该温度下搅拌18min，然后降至68℃并超声处理37min，超声功率为900W，再微波处理12min，微波功率为1000W，然后在99-101℃的温度下搅拌至干，然后在460℃的马弗炉中煅烧3.9h即得吸附剂。本发明另一目的是提供所述吸附剂在烟气汞处理中的应用。与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明将硅藻土与硼砂混合研磨，通过水杨酸、香叶醇处理后制得的吸附剂，各原料的协同作用使其脱汞效率得到很大的提升，达到95％以上，使用寿命长，对环境较为友好，无二次污染。本发明工艺简单、工艺流程短，成本低廉，适于工业化生产，使用后煅烧处理后可以重复利用，可以大幅度降低脱汞成本，适于大规模使用。具体实施方式下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1本发明实施例中，一种硅藻土脱汞吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：硅藻土29份、硼砂1份、香叶醇3份、水杨酸11份。将水杨酸与其质量8.5倍的乙醇混合，制得水杨酸溶液将硅藻土与硼砂混合研磨、过120目筛，然后加入水杨酸溶液，升温至71℃并在该温度下密封搅拌处理1.6h，然后升温至115℃并滴加香叶醇，滴加完成后在该温度下搅拌18min，然后降至68℃并超声处理37min，超声功率为900W，再微波处理12min，微波功率为1000W，然后在99℃的温度下搅拌至干，然后在460℃的马弗炉中煅烧3.9h即得吸附剂。实施例2本发明实施例中，一种硅藻土脱汞吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：硅藻土37份、硼砂5份、香叶醇7份、水杨酸19份。将水杨酸与其质量8.5倍的乙醇混合，制得水杨酸溶液将硅藻土与硼砂混合研磨、过120目筛，然后加入水杨酸溶液，升温至71℃并在该温度下密封搅拌处理1.6h，然后升温至115℃并滴加香叶醇，滴加完成后在该温度下搅拌18min，然后降至68℃并超声处理37min，超声功率为900W，再微波处理12min，微波功率为1000W，然后在101℃的温度下搅拌至干，然后在460℃的马弗炉中煅烧3.9h即得吸附剂。实施例3本发明实施例中，一种硅藻土脱汞吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：硅藻土31份、硼砂2份、香叶醇4份、水杨酸13份。将水杨酸与其质量8.5倍的乙醇混合，制得水杨酸溶液将硅藻土与硼砂混合研磨、过120目筛，然后加入水杨酸溶液，升温至71℃并在该温度下密封搅拌处理1.6h，然后升温至115℃并滴加香叶醇，滴加完成后在该温度下搅拌18min，然后降至68℃并超声处理37min，超声功率为900W，再微波处理12min，微波功率为1000W，然后在100℃的温度下搅拌至干，然后在460℃的马弗炉中煅烧3.9h即得吸附剂。实施例4本发明实施例中，一种硅藻土脱汞吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：硅藻土35份、硼砂4份、香叶醇6份、水杨酸17份。将水杨酸与其质量8.5倍的乙醇混合，制得水杨酸溶液将硅藻土与硼砂混合研磨、过120目筛，然后加入水杨酸溶液，升温至71℃并在该温度下密封搅拌处理1.6h，然后升温至115℃并滴加香叶醇，滴加完成后在该温度下搅拌18min，然后降至68℃并超声处理37min，超声功率为900W，再微波处理12min，微波功率为1000W，然后在100℃的温度下搅拌至干，然后在460℃的马弗炉中煅烧3.9h即得吸附剂。实施例5本发明实施例中，一种硅藻土脱汞吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：硅藻土33份、硼砂3份、香叶醇5份、水杨酸15份。将水杨酸与其质量8.5倍的乙醇混合，制得水杨酸溶液将硅藻土与硼砂混合研磨、过120目筛，然后加入水杨酸溶液，升温至71℃并在该温度下密封搅拌处理1.6h，然后升温至115℃并滴加香叶醇，滴加完成后在该温度下搅拌18min，然后降至68℃并超声处理37min，超声功率为900W，再微波处理12min，微波功率为1000W，然后在100℃的温度下搅拌至干，然后在460℃的马弗炉中煅烧3.9h即得吸附剂。对比例1除不含有硼砂外，其原料含量及制备过程与实施例5一致。对比例2除不含有水杨酸外，其原料含量及制备过程与实施例5一致。对比例3除不含有硼砂以及水杨酸外，其原料含量及制备过程与实施例5一致。实施例6利用上述实施例1-5以及对比例1-3所得的吸附剂分进行脱汞处理，结果如表1所示。实验环境模拟电厂锅炉的烟气条件，硅藻土脱汞吸附剂的性能测试系统主要由以下部分组成：模拟烟气产生部分、模拟烟气配合装置、保温系统、吸附反应部分、尾气处理装置。汞由渗透管(室温下渗透率175ng/min，美国VICIMetronics公司)产生，汞释放量由水浴坩埚的温度控制，用高纯N2作为载气，再混合SO2、O2和CO2，经过气体混合装置和保温装置被加热到实际烟气温度范围，然后经过装有粉煤灰吸附剂的固定吸附床。固定反应床是直径为150mm，长约300mm的不锈钢筒，外加石棉保温层。反应后的模拟烟气通过活性炭吸附装置后排入大气，避免对大气产生污染。实验时，先通入N2，再调节SO2、O2和CO2气体的流量，气体的总流量控制在约20L/min。本研究中，气体体积分数控制为：0.2％SO2，1％O2和12％CO2，其余为N2，气体温度设置为150℃。汞蒸汽发生器在正式试验之前，在室温25℃进行了标定。经过固定反应床前后的汞浓度由塞曼效应分析仪(俄罗斯RP-915+)测量。根据反应前后汞浓度来计算吸附剂的对汞的吸附率，即η＝(C0-C)/C0×100％。式中，η表示汞的吸附率，％；C0表示进口烟气汞浓度，μg/m3；C表示出口烟气汞浓度，μg/m3。表1汞吸附率(％)实施例195.8实施例296.2实施例398.5实施例498.9实施例599.6对比例168.4对比例241.3对比例335.5所有样品中，实施例5吸附剂对单质汞的吸附率最高，分别达到了99.6％。其它样品的脱汞效率均低于实施例5样品。实施例5与对比例1-3的结果表明硼砂以及水杨酸添加后能大大促进吸附剂的吸附作用。因此，硼砂以及水杨酸及其添加量对吸附剂性能影响较大。从对比实验可以看出，采用本发明公开的制备方法制备出的吸附剂具有更好的汞脱除率，这是本领域技术人员无法预见的，取得了意料不到的技术效果。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。当前第1页1 2 3