一种汞吸附剂及其制备方法和应用
【专利摘要】本发明提供了一种汞吸附剂，所述汞吸附剂包括预处理过的废FCC催化剂以及负载在所述废FCC催化剂上的脱汞无机盐，其中，所述脱汞无机盐是卤化盐和/或硫酸盐。本发明还提供了所述汞吸附剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1)将废FCC催化剂在超声条件下用有机溶剂充分浸润；2)迅速加热浸润后的废FCC催化剂至所述有机溶剂的沸点以上；3)焙烧步骤2)中处理过的废FCC催化剂；4)采用浸渍法在焙烧后的废FCC催化剂上负载所述脱汞无机盐；5)干燥。本发明还提供了所述的汞吸附剂剂在吸附脱除燃煤烟气中的汞中的应用，优选地，所述吸附在60?300℃条件下进行。
【专利说明】
一种汞吸附剂及其制备方法和应用
技术领域
[0001]本发明涉及石油炼制行业固体废弃物的利用及燃煤烟气脱汞的应用领域，具体而言，涉及一种汞吸附剂及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002]汞污染具有持久性、迀移性、生物累积性和强毒性等特征，受到各国政府和科研人员的广泛关注。在大气汞的排放来源中，人为排放是汞的主要排放来源，由于人类活动导致的汞排放量持续增加，目前地球上大气汞的沉降速率已经是二十世纪的数倍。
[0003]我国是一个富煤、少气和贫油的国家，煤炭作为我国储量最大的一次能源在改革开放三十年的时间内起到了举足轻重的作用。我国煤中汞的平均含量为0.19yg/g，比世界水平高出0.7个百分点。在近五十年内，我国的现有的能源消费结构不会改变，因此，控制燃煤大气汞的排放是当前控制大气汞污染控制、履行联合国《水俣公约》的主要措施之一。当前燃煤烟气大气汞控制技术主要依靠吸附剂的吸附，其中公认效果最好的吸附剂为活性炭，但活性炭生产和使用成本较高，不符合可持续发展的目标。因此，开发使用简单、价格低廉和高效的燃煤烟气汞吸附剂对于我国的环境保护和汞履约具有重要意义。
[0004]全世界通过石油炼制过程产生的废FCC催化剂的总量约为150?170kt/a，传统的掩埋处理造成了土壤、水和大气的严重污染。工业发达国家已经明令禁止向自然环境排放废FCC催化剂，这也使得废FCC催化剂的处理与利用得到重视。废FCC催化剂是拥有大量微孔和比表面积的分子筛构成的，根据其结构特点，通过结构修饰的再生改性制备出吸附性能优异、工程应用效果极佳的燃煤汞吸附剂，既解决了废FCC催化剂和大气汞排放对环境造成污染的问题，又可以变废为宝，回收利用废FCC催化剂吸附剂，产生经济效益。
[0005]专利CN104401990A公开了一种烟气脱汞专用活性炭的制备方法，该方法首先将选好的煤进行磨粉，按重量比将煤粉、煤焦油、水和活化催化剂均匀混合，然后压制成型、烘干、炭化、活化，活化后的炭料加到HNO3溶液中室温下浸泡，接着将取出后的活性炭用水反复冲洗、烘干、放入KI或FeCl3或CuCl2的溶液中浸渍，最后将浸渍后的活性炭干燥、破碎筛分得到烟气脱汞专用活性炭的成品。上述发明提供了烟气脱汞专用活性炭的制备方法，虽然其汞脱除效率高，但其活化温度高，耗能大，生产和使用成本高，不利于烟气中汞脱除产业的可持续发展。专利CN10445009A公开了一种利用废甲醇催化剂制备脱汞剂的方法，其步骤包括:(I)将废甲醇催化剂粉碎并与粘结剂混合，将混合物挤条成型，干燥、焙烧得到脱汞剂前体；(2)将脱汞剂前体与含硫废气接触进行硫化处理，干燥即得所述脱汞剂。上述技术制得的脱汞剂虽然提高了脱汞剂的汞容，但其制备过程中产生的废气需要处理，提高了附加成本，并且脱汞剂的再生和回收难以实现，容易产生二次污染。专利CN104888806A则公开了一种钒钛基蜂窝状脱硝催化剂联合脱硝脱汞改性的再生方法。首先将可再生的SCR催化剂用去离子水、强碱或强酸溶液超声清洗，除去催化剂内积灰和中毒元素;接着将清洗后的催化剂进入联合脱硝脱汞再生液中，至催化剂活性稳定;最后将活化后的催化剂转移至微波炉中通过微波加热的方式干燥和煅烧得到脱硝催化剂。上述再生后所得的催化剂，虽然恢复脱硝活性的同时引入了联合氧化脱汞的能力，但其脱硝和脱汞效率偏低，尚达不到烟气净化的要求。
[0006]有鉴于此，提出本发明。
【发明内容】
[0007]本发明的第一目的在于提供一种汞吸附剂，汞吸附剂采用废FCC催化剂作为原料，可以节约资源，降低生产成本，而且还能减少废FCC催化剂填埋处理带来的资源浪费和环境问题。
[0008]本发明的第二目的在于提供所述汞吸附剂的制备方法，该方法工艺成熟，稳定可控，再现性好。
[0009]本发明的第三目的在于提供所述汞吸附剂的应用，所述汞吸附剂可以用于燃煤烟气脱汞，实现以废治废，变废为宝，取得环境与经济利益最大化的效益。
[0010]为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案:
[0011]本发明的一个方面涉及一种汞吸附剂，所述汞吸附剂包括预处理过的废FCC催化剂以及负载在所述废FCC催化剂上的脱汞无机盐，其中，所述脱汞无机盐是卤化盐和/或硫酸盐。
[0012]本发明使用废FCC催化剂作为脱汞无机盐的载体，通过将脱汞无机盐负载在预处理过的废FCC催化剂上制备脱汞吸附剂。废FCC催化剂属于污染物，传统的掩埋处理造成了土壤、水和大气的严重污染，本发明通过预处理FCC催化剂并将其最终制备成脱汞吸附剂实现了以废制废、变废为宝的效果，通过回收利用废FCC催化剂，既一定程度上解决了废FCC催化剂的处理问题，又能使其被再度利用从而解决含汞烟气的处理问题。
[0013]优选地，所述汞吸附剂中脱汞无机盐的质量分数为0.1%_10%。
[0014]脱汞无机盐的质量分数过低时，汞吸附剂无法起到有效的脱汞作用，而质量分数高于10%时，随着其质量分数的进一步增加，脱汞能力不再提升。
[0015]优选地，所述脱汞无机盐是氯化钠、氯化钾、氯化铵、氯化铜、氯化铁、溴化钾、溴化钠、溴化铜、溴化铵、碘化钾、硫酸铁、硫酸铜和硫酸锰中的一种或几种。
[0016]本发明的另一方面涉及所述汞吸附剂的制备方法，所述方法包括以下步骤:
[0017]I)将废FCC催化剂在超声条件下用有机溶剂充分浸润；
[0018]2)迅速加热浸润后的废FCC催化剂至所述有机溶剂的沸点以上；
[0019]3)焙烧步骤2)中处理过的废FCC催化剂；
[0020]4)采用浸渍法在焙烧后的废FCC催化剂上负载所述脱汞无机盐；
[0021]5)干燥。
[0022]废FCC催化剂是拥有大量微孔和比表面积的分子筛构成的，根据其结构特点，本发明先利用低沸点有机溶剂在超声条件下浸润废FCC催化剂，然后迅速将充分浸润的废FCC催化剂加热到有机溶剂沸点以上温度，使得浸润进入废FCC催化剂内部的有机溶剂瞬间汽化膨胀，打通废FCC催化剂孔道，清除孔道内沉积的杂质，起到活化作用。随后在预处理过的废FCC催化剂上通过浸渍法附着脱汞无机盐，制成脱汞吸附剂。
[0023]优选地，所述有机溶剂的沸点低于100°C，优选地，所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、二甲醚、乙醚和碳酸二甲酯中的一种或多种。
[0024]以上溶剂的沸点较低，在迅速升温后可以在瞬间汽化膨胀，从而带出通道内的阻塞物，起到活化FCC催化剂负载能力的作用。
[0025]优选地，所述步骤2)中的加热过程为将浸润后的废FCC催化剂迅速放入高于100°C烘箱或马弗炉内，或者沸点温度水或有机溶剂迅速倒入盛装废FCC催化剂的容器内使其内部升温汽化膨胀。
[0026]本方法中的加热需要在短时间内进行升温，实际操作中可在烘箱或马弗炉中将浸润了有机溶剂的废FCC催化剂迅速加温至该有机溶剂的沸点以上，或将开水浇淋在浸润了有机溶剂的废FCC催化剂上。升温过程必须迅速，控制升温时间在10秒?60秒以内，否则无法使得有机溶剂能够在瞬间汽化膨胀，从而造成清除效果不佳。
[0027]优选地，所述步骤3)中的焙烧温度为300-600°C，焙烧时间为l_6h。
[0028]焙烧的目的在于烧去废FCC催化剂上的积碳，积碳会导致废FCC催化剂的比表面积降低从而影响其负载能力，焙烧温度低于300°C或焙烧时间小于Ih时，焙烧不充分从而不能完全去除积碳，而根据
【申请人】的试验数据表明，焙烧温度达到600°C或焙烧时间达到6h时，已可以将积碳完全烧除，从而无需进一步提高焙烧温度或延长焙烧时间。
[0029]优选地，所述步骤4)中，浸渍法的浸渍温度为25_60°C，浸渍时间为0.5_6h。
[0030]浸渍温度过低和过高时都会影响浸渍法负载脱汞无机盐的效果。
[0031]优选地，所述步骤5)中，干燥的温度为60_160°C，干燥时间为l_10h。
[0032]干燥采用的温度越高则干燥所需的时间越短。采用低温进行干燥时需要较长的干燥时间，当干燥温度低于60°C时，需要很长的干燥时间才可实现充分干燥，在此过程中，浸渍法负载上的无机盐会发生转移团聚，从而影响脱汞效果；另一方面，干燥温度高于160°C时，完全干燥在Ih内即可实现，但是过于快速的干燥会使得无机盐发生板结，影响脱汞剂的表面形态，因此也对其脱汞效率产生不利影响。
[0033]本发明的另一方面涉及所述的汞吸附剂剂在吸附脱除燃煤烟气中的汞中的应用，优选地，所述吸附在60-300 0C条件下进行。
[0034]与现有技术相比，本发明的有益效果为:
[0035](I)本发明的汞吸附剂，其所用的原料废FCC催化剂具有比表面积大、吸附容量大、热稳定性好、机械性能好、吸附能力强、成本低和原材料易得等优点，并且可以避免废FCC催化剂填埋处理造成的资源浪费和环境污染；
[0036](2)本发明提出的废FCC催化剂改性制备脱汞吸附剂方法简单、易操作，燃煤烟气脱萊效率尚且稳定；
[0037](3)本发明制备的燃煤烟气脱汞吸附剂适用范围广，可用于固定床吸附技术，与除尘和脱硫设备串联使用，也可以应用于烟气喷射脱汞技术。
【具体实施方式】
[0038]下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0039]实施例1:
[0040]称取1g废FCC催化剂，按照质量体积比1:1加入1ml无水乙醇，在室温1kHz频率下超声lh，然后迅速放入105°C烘箱内，使浸润废FCC催化剂内部的乙醇瞬间汽化膨胀，清除废FCC催化剂孔道内的积炭和杂质；取出烘箱内的废FCC催化剂，用去离子水清洗过滤3次，然后放入马弗炉，在350 °C下高温焙烧3h;将再生好的废FCC催化剂用含0.1g的氯化钾溶液浸渍，浸渍温度为40°C，浸渍时间为Ih，搅拌转速为200r/min;在80°C下干燥4h，然后研磨，过160目筛即可得废FCC催化剂再生改性脱汞吸附剂。
[0041]将上述废FCC催化剂再生改性脱汞吸附剂Ig放入汞评价装置固定吸附床，在1.2L.min—1流量模拟烟气条件下进行脱汞吸附实验，氧气的浓度为6%，C02的含量为5%，SO2的浓度为1600ppm，HCl浓度为50ppm，元素萊的浓度为15.6yg/L,吸附温度为120°C，吸附效率维持在90 %以上，实现了燃煤烟气的高效脱汞过程。
[0042]实施例2:
[0043]称取1g废FCC催化剂，按照质量体积比I: 5加入50ml无水乙醇，在室温40kHz频率下超声0.5h，然后迅速放入105°C烘箱内，使浸润废FCC催化剂内部的乙醇瞬间汽化膨胀，清除废FCC催化剂孔道内的积炭和杂质；取出烘箱内的废FCC催化剂，用去离子水清洗过滤3次，然后放入马弗炉，在4500C下高温焙烧3h;将再生好的废FCC催化剂用含0.1g的溴化钾溶液浸渍，浸渍温度为40 0C，浸渍时间为2h，搅拌转速为200r/min ；在80°C下干燥6h，然后研磨，过160目筛即可得废FCC催化剂再生改性脱汞吸附剂。
[0044]将上述废FCC催化剂再生改性脱汞吸附剂Ig放入汞评价装置固定吸附床，在1.2L.min—1流量模拟烟气条件下进行脱汞吸附实验，氧气的浓度为6%，C02的含量为5%，SO2的浓度为1000ppm，HCl浓度为50ppm，元素萊的浓度为15.6yg/L,吸附温度为120°C，吸附效率维持在92%以上，实现了燃煤烟气的高效脱汞过程。
[0045]实施例3:
[0046]称取1g废FCC催化剂，按照质量体积比1:1加入1ml碳酸二甲酯，在室温48kHz频率下超声0.5h，然后迅速放入120°C烘箱内，使浸润废FCC催化剂内部的碳酸二甲酯瞬间汽化膨胀，清除废FCC催化剂孔道内的积炭和杂质;取出烘箱内的废FCC催化剂，用去离子水清洗过滤3次，然后放入马弗炉，在500°C下高温焙烧4h;将再生好的废FCC催化剂用含0.5g的氯化铜溶液浸渍，浸渍温度为600C，浸渍时间为2h，搅拌转速为200r/min;在105°C下干燥4h，然后研磨，过160目筛即可得废FCC催化剂再生改性脱汞吸附剂。
[0047]将上述废FCC催化剂再生改性脱汞吸附剂Ig放入汞评价装置固定吸附床，在1.2L.min—1流量模拟烟气条件下进行脱汞吸附实验，氧气的浓度为6%，C02的含量为5%，SO2的浓度为1000ppm，HCl浓度为50ppm，元素萊的浓度为40yg/L,吸附温度为120°C，吸附效率维持在94 %以上，实现了燃煤烟气的高效脱汞过程。
[0048]实施例4:
[0049]称取1g废FCC催化剂，按照质量体积比1:10加入10ml甲醇，在室温64kHz频率下超声lh，然后迅速放入105°C烘箱内，使浸润废FCC催化剂内部的甲醇瞬间汽化膨胀，清除废FCC催化剂孔道内的积炭和杂质；取出烘箱内的废FCC催化剂，用去离子水清洗过滤3次，然后放入马弗炉，在4500C下高温焙烧3h;将再生好的废FCC催化剂用含0.5g的硫酸铁溶液浸渍，浸渍温度为40°C，浸渍时间为lh，搅拌转速为200r/min;在80°C下干燥4h，然后研磨，过160目筛即可得废FCC催化剂再生改性脱汞吸附剂。
[0050]将上述废FCC催化剂再生改性脱汞吸附剂Ig放入汞评价装置固定吸附床，在1.2L.min—1流量模拟烟气条件下进行脱汞吸附实验，氧气的浓度为6%，C02的含量为5%，SO2的浓度为1000ppm，HCl浓度为50ppm，元素萊的浓度为15.6yg/L,吸附温度为100°C，吸附效率维持在95%以上，实现了燃煤烟气的高效脱汞过程。
[0051 ] 实施例5:
[0052]称取1g废FCC催化剂，按照质量体积比1:10加入10ml无水乙醇，在室温40kHz频率下超声lh，然后迅速放入105°C烘箱内，使浸润废FCC催化剂内部的乙醇瞬间汽化膨胀，清除废FCC催化剂孔道内的积炭和杂质；取出烘箱内的废FCC催化剂，用去离子水清洗过滤3次，然后放入马弗炉，在4500C下高温焙烧3h;将再生好的废FCC催化剂用含0.1g的氯化钠和氯化钾的混合溶液浸渍，浸渍温度为40°C，浸渍时间为2h，搅拌转速为200r/min;在80°C下干燥4h，然后研磨，过160目筛即可得废FCC催化剂再生改性脱汞吸附剂。
[0053]将上述废FCC催化剂再生改性脱汞吸附剂Ig放入汞评价装置固定吸附床，在1.2L.min—1流量模拟烟气条件下进行脱汞吸附实验，氧气的浓度为6%，C02的含量为5%，SO2的浓度为1000ppm，HCl浓度为50ppm，元素萊的浓度为10.0yg/L，吸附温度为200°C，吸附效率维持在93%以上，实现了燃煤烟气的高效脱汞过程。
[0054]实施例6:
[0055]称取1g废FCC催化剂，按照质量体积比I: 5加入50ml无水乙醇，在室温40kHz频率下超声0.5h，然后迅速放入105°C烘箱内，使浸润废FCC催化剂内部的乙醇瞬间汽化膨胀，清除废FCC催化剂孔道内的积炭和杂质；取出烘箱内的废FCC催化剂，用去离子水清洗过滤3次，然后放入马弗炉，在550°C下高温焙烧Ih;将再生好的废FCC催化剂用含0.1g的氯化铁溶液浸渍，浸渍温度为40 0C，浸渍时间为Ih，搅拌转速为200r/min ；在80°C下干燥4h，然后研磨，过160目筛即可得废FCC催化剂再生改性脱汞吸附剂。
[0056]将上述废FCC催化剂再生改性脱汞吸附剂Ig放入汞评价装置固定吸附床，在1.2L.min—1流量模拟烟气条件下进行脱汞吸附实验，氧气的浓度为6%，C02的含量为5%，SO2的浓度为1000ppm，HCl浓度为50ppm，元素萊的浓度为60.0yg/L,吸附温度为120°C，吸附效率维持在93%以上，实现了燃煤烟气的高效脱汞过程。
[0057]实施例7
[0058]称取1g废FCC催化剂，按照质量体积比I: 5加入1ml无水乙醇，在室温64kHz频率下超声0.5h，然后迅速放入105°C烘箱内，使浸润废FCC催化剂内部的乙醇瞬间汽化膨胀，清除废FCC催化剂孔道内的积炭和杂质；取出烘箱内的废FCC催化剂，用去离子水清洗过滤3次，然后放入马弗炉，在4500C下高温焙烧4h;将再生好的废FCC催化剂用含0.1g的硫酸锰溶液浸渍，浸渍温度为60 0C，浸渍时间为2h，搅拌转速为200r/min ；在80°C下干燥4h，然后研磨，过160目筛即可得废FCC催化剂再生改性脱汞吸附剂。
[0059]将上述废FCC催化剂再生改性脱汞吸附剂Ig放入汞评价装置固定吸附床，在1.2L.min—1流量模拟烟气条件下进行脱汞吸附实验，氧气的浓度为6%，C02的含量为5%，SO2的浓度为1000ppm，HCl浓度为50ppm，元素萊的浓度为15.6yg/L,吸附温度为120°C，吸附效率维持在95%以上，实现了燃煤烟气的高效脱汞过程。
[0060]实施例8:
[0061 ] 称取1g废FCC催化剂，按照质量体积比1:5加入50ml甲醇，在室温32kHz频率下超声lh，然后迅速放入105°C烘箱内，使浸润废FCC催化剂内部的甲醇瞬间汽化膨胀，清除废FCC催化剂孔道内的积炭和杂质；取出烘箱内的废FCC催化剂，用去离子水清洗过滤3次，然后放入马弗炉，在3500C下高温焙烧3h;将再生好的废FCC催化剂用含0.5g的碘化钾溶液浸渍，浸渍温度为40°C，浸渍时间为2h，搅拌转速为200r/min;在80°C下干燥4h，然后研磨，过160目筛即可得废FCC催化剂再生改性脱汞吸附剂。
[0062]将上述废FCC催化剂再生改性脱汞吸附剂Ig放入汞评价装置固定吸附床，在1.2L.min—1流量模拟烟气条件下进行脱汞吸附实验，氧气的浓度为6%，C02的含量为5%，SO2的浓度为1000ppm，HCl浓度为50ppm，元素萊的浓度为24.0yg/L,吸附温度为120°C，吸附效率维持在92%以上，实现了燃煤烟气的高效脱汞过程。
[0063]实施例9:
[0064]称取1g废FCC催化剂，按照质量体积比1:1加入1ml甲醇，在室温40kHz频率下超声lh，然后迅速放入105°C烘箱内，使浸润废FCC催化剂内部的甲醇瞬间汽化膨胀，清除废FCC催化剂孔道内的积炭和杂质；取出烘箱内的废FCC催化剂，用去离子水清洗过滤3次，然后放入马弗炉，在6000C下高温焙烧3h;将再生好的废FCC催化剂用含1.0g的溴化钠溶液浸渍，浸渍温度为40°C，浸渍时间为4h，搅拌转速为200r/min;在80°C下干燥4h，然后研磨，过160目筛即可得废FCC催化剂再生改性脱汞吸附剂。
[0065]将上述废FCC催化剂再生改性脱汞吸附剂Ig放入汞评价装置固定吸附床，在1.2L.min—1流量模拟烟气条件下进行脱汞吸附实验，氧气的浓度为6%，C02的含量为5%，SO2的浓度为1000ppm，HCl浓度为50ppm，元素萊的浓度为15.6yg/L,吸附温度为120°C，吸附效率维持在93%以上，实现了燃煤烟气的高效脱汞过程。
[0066]实施例10:
[0067]称取1g废FCC催化剂，按照质量体积比1:10加入10ml无水乙醇，在室温64kHz频率下超声0.5h，然后迅速放入105°C烘箱内，使浸润废FCC催化剂内部的乙醇瞬间汽化膨胀，清除废FCC催化剂孔道内的积炭和杂质;取出烘箱内的废FCC催化剂，用去离子水清洗过滤3次，然后放入马弗炉，在550 0C下高温焙烧5h;将再生好的废FCC催化剂用含0.5g氯化钾的溶液浸渍，浸渍温度为40 0C，浸渍时间为Ih，搅拌转速为200r/min ；在80°C下干燥4h，然后研磨，过160目筛即可得废FCC催化剂再生改性脱汞吸附剂。
[0068]将上述废FCC催化剂再生改性脱汞吸附剂Ig放入汞评价装置固定吸附床，在1.2L.min—1流量模拟烟气条件下进行脱汞吸附实验，氧气的浓度为8%，C02的含量为5%，SO2的浓度为800ppm，HCl浓度为80ppm，元素萊的浓度为15.6yg/L,吸附温度为120°C，吸附效率维持在99 %以上，实现了燃煤烟气的高效脱汞过程。
[0069]实施例11:
[0070]称取1g废FCC催化剂，按照质量体积比1:10加入10ml乙醚，在室温64kHz频率下超声0.5h，然后迅速放入105°C烘箱内，使浸润废FCC催化剂内部的乙醇瞬间汽化膨胀，清除废FCC催化剂孔道内的积炭和杂质；取出烘箱内的废FCC催化剂，用去离子水清洗过滤3次，然后放入马弗炉，在300°C下高温焙烧5h;将再生好的废FCC催化剂用含0.1g氯化钾和氯化铵混合物的溶液浸渍，浸渍温度为250C，浸渍时间为6h，搅拌转速为200r/min;在160°C下干燥lh，然后研磨，过160目筛即可得废FCC催化剂再生改性脱汞吸附剂。
[0071]将上述废FCC催化剂再生改性脱汞吸附剂Ig放入汞评价装置固定吸附床，在1.2L.min—1流量模拟烟气条件下进行脱汞吸附实验，氧气的浓度为8%，C02的含量为5%，SO2的浓度为800ppm，HCl浓度为80ppm，元素萊的浓度为15.6yg/L,吸附温度为60°C，吸附效率维持在90 %以上，实现了燃煤烟气的高效脱汞过程。
[0072]实施例12:
[0073]称取1g废FCC催化剂，按照质量体积比1:10加入10ml二甲醚，在室温64kHz频率下超声0.5h，然后迅速放入105°C烘箱内，使浸润废FCC催化剂内部的乙醇瞬间汽化膨胀，清除废FCC催化剂孔道内的积炭和杂质；取出烘箱内的废FCC催化剂，用去离子水清洗过滤3次，然后放入马弗炉，在600 0C下高温焙烧5h;将再生好的废FCC催化剂用含I g氯化钠和硫酸铜混合物的溶液浸渍，浸渍温度为60 0C，浸渍时间为0.5h，搅拌转速为200r/min;在60 V下干燥10h，然后研磨，过160目筛即可得废FCC催化剂再生改性脱汞吸附剂。
[0074]将上述废FCC催化剂再生改性脱汞吸附剂Ig放入汞评价装置固定吸附床，在1.2L.min—1流量模拟烟气条件下进行脱汞吸附实验，氧气的浓度为8%，C02的含量为5%，SO2的浓度为800ppm，HCl浓度为80ppm，元素萊的浓度为15.6yg/L,吸附温度为300°C，吸附效率维持在91%以上，实现了燃煤烟气的高效脱汞过程。
[0075]对比例1:
[0076]称取1g废FCC催化剂，按照质量体积比1:10加入10ml无水乙醇，在室温64kHz频率下超声0.5h，清除废FCC催化剂孔道内的积炭和杂质；用去离子水清洗过滤3次，然后放入马弗炉，在550°C下高温焙烧5h;将再生好的废FCC催化剂用含0.5g氯化钾的溶液浸渍，浸渍温度为400C，浸渍时间为Ih，搅拌转速为200r/min;在80°C下干燥4h，然后研磨，过160目筛即可得废FCC催化剂再生改性脱汞吸附剂。
[0077]将上述废FCC催化剂再生改性脱汞吸附剂Ig放入汞评价装置固定吸附床，在1.2L.min—1流量模拟烟气条件下进行脱汞吸附实验，氧气的浓度为8%，C02的含量为5%，SO2的浓度为800ppm，HCl浓度为80ppm，元素萊的浓度为15.6yg/L,吸附温度为120°C，吸附效率75 %。
[0078]对比例2:
[0079]称取1g废FCC催化剂，按照质量体积比1:1加入1ml无水乙醇，在室温1kHz频率下超声lh，然后迅速放入105°C烘箱内，使浸润废FCC催化剂内部的乙醇瞬间汽化膨胀，清除废FCC催化剂孔道内的积炭和杂质；取出烘箱内的废FCC催化剂，用去离子水清洗过滤3次，然后放入马弗炉，在350°C下高温焙烧3h;将再生好的废FCC催化剂用含2g的氯化钾溶液浸渍，浸渍温度为40°C，浸渍时间为lh，搅拌转速为200r/min;在80°C下干燥4h，然后研磨，过160目筛即可得废FCC催化剂再生改性脱汞吸附剂。
[0080]将上述废FCC催化剂再生改性脱汞吸附剂Ig放入汞评价装置固定吸附床，在
1.2L.min—1流量模拟烟气条件下进行脱汞吸附实验，氧气的浓度为6%，C02的含量为5%，SO2的浓度为1600ppm，HCl浓度为50ppm，元素萊的浓度为15.6yg/L,吸附温度为120°C，吸附效率维持为90 %。
[0081 ]将对比例I与实施例10对比，可以看出，使用低沸点溶剂瞬间汽化膨胀以清理废FCC催化剂可以显著的提高附着脱汞剂的FCC催化剂的吸附效率，原因在于，清理后的FCC催化剂在负载能力上有着明显的提尚。
[0082]将对比例2与实施例1对比，可以看出，仅仅提高脱汞无机盐的负载量对于吸附剂的吸附效率没有明显的提升作用。
[0083]尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。
【主权项】
1.一种汞吸附剂，其特征在于，所述汞吸附剂包括预处理过的废FCC催化剂以及负载在所述废FCC催化剂上的脱汞无机盐，其中，所述脱汞无机盐是卤化盐和/或硫酸盐。2.根据权利要求1所述的汞吸附剂，其特征在于，所述汞吸附剂中脱汞无机盐的质量分数为 0.1%_10%。3.根据权利要求1所述的汞吸附剂，其特征在于，所述脱汞无机盐是氯化钠、氯化钾、氯化铵、氯化铜、氯化铁、溴化钾、溴化钠、溴化铜、溴化铵、碘化钾、硫酸铁、硫酸铜和硫酸锰中的一种或几种。4.权利要求1-3中任意一项所述的汞吸附剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: 1)将废FCC催化剂在超声条件下用有机溶剂充分浸润； 2)迅速加热浸润后的废FCC催化剂至所述有机溶剂的沸点以上； 3)焙烧步骤2)中处理过的废FCC催化剂； 4)采用浸渍法在焙烧后的废FCC催化剂上负载所述脱汞无机盐； 5)干燥。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂的沸点低于100°C，优选地，所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、二甲醚、乙醚和碳酸二甲酯中的一种或多种。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中的加热过程为将浸润后的废FCC催化剂迅速放入高于100 °C烘箱或马弗炉内，或者把沸点温度的水或有机溶剂迅速倒入盛装废FCC催化剂的容器内使其内部升温汽化膨胀。7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中的焙烧温度为300-600°C，焙烧时间为l_6h。8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤4)中，浸渍法的浸渍温度为25-60°C，浸渍时间为0.5-6h。9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤5)中，干燥的温度为60-160°C，干燥时间为1-1Oh。10.权利要求1-3中任意一项所述的汞吸附剂剂在吸附脱除燃煤烟气中的汞中的应用，优选地，所述吸附在60-300 0C条件下进行。
【文档编号】B01J20/30GK105921139SQ201610524841
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年7月5日
【发明人】邓双, 王华生, 陈小鹏, 王琳琳, 梁杰珍, 张凡
【申请人】中国环境科学研究院, 广西大学