专利名称：一种单质汞吸附剂的合成方法
技术领域：
本发明属于能源与环境领域，具体涉及一种汞吸附剂，它可以脱除各种含汞尾气中的单 质汞，尤其适用于燃煤电厂、垃圾燃烧厂的汞脱除，同时不影响飞灰的利用。
背景技术：
汞被联合国环境规划署列为全球性污染物，是除了温室气体外唯一一种对全球范围产生 影响的化学物质，已成为全球广泛关注的环境污染物之一。而矿石燃料的燃烧是汞环境污染 的主要来源之一。燃煤汞污染近些年来被世界公认为继燃煤硫污染之后的又一大污染问题， 尤其是燃煤电站汞排放控制已成为目前国际上研究的热点，其主要集中在燃煤电站烟气中气 态汞的脱除技术。世界范围内煤中汞含量一般在(O. 012 33)mg/kg，平均汞含量约为 0. 13mg/kg，我国煤中汞的平均含量为0.20 mg/kg左右，我国燃煤汞的排放控制不容忽视。 2000年12月，美国环保署EPA宣布开始控制燃煤电站锅炉烟气中汞的排放。2005年3月 15日，美国环保署颁布了汞排放控制标准(CAMR Clean Air MercuryRule)，美国成为世 界上首个针对燃煤电站汞排放实施限制标准的国家。我国制定针对燃煤过程汞排放的控制标 准也是大势所趋。目前国内还缺乏可行的汞控制方法和技术。汞吸附剂是燃煤电站烟气汞控 制技术的核心，开发出高效、经济、环境友好的汞吸附剂具有重大意义。
发明内容
本发明提供了一种汞吸附剂，它能够有效脱除各种含汞尾气中的单质汞，又不影响飞灰 的利用。
本发明提供的单质汞吸附剂的合成方法，在反应器中加入溶剂和改性齐IJ，溶解后再加入 20目 500目的凹凸棒石粉末，每升溶剂中加入0.04 0. l千克的凹凸棒石，加入改性剂的质 量和凹凸棒石的质量比为l: 3 1: 50，混合均匀后过滤干燥；
溶剂为去离子水、丙酮、甲醇或乙醇中的一种；
改性剂为氯化铜(CuCl2)、氯酸钠(NaC103)、溴化钾(KBr)、碘化钾(KI)、巯基乙酸 钙(-SCH2C00Ca+ 3H20)、半胱氨酸(HSCH2CH (NH2) COOH)、谷胱甘月太(C10H17N306S)、 二巯基吡啶(C5H5NS)和3-巯丙基三甲氧基硅烷(C6H1603SSi)中的任意一种。改性剂中的氯酸根、铜化合物、溴化钾和碘化钾能够很有效的与单质汞发生化学反应， 使单质汞氧化成容易脱除的离子汞，被凹凸棒石吸附以达到脱汞的目的。巯基乙酸钙、半胱 氨酸和3-巯丙基三甲氧基硅烷等有机试剂中的巯基基团是一种有机活性基团，对单质汞有很 好的吸附效果，能够与单质汞发生反应生成稳定的化合物。凹凸棒石是一种天然的矿物，具 有一定的比表面积和层链状结构，能吸附一定量的单质汞，在改性处理后能够提供有利于改 性剂与单质汞反应的微观环境，提高单质汞的脱除效率。
总之，本发明具有以下优点吸附剂为天然矿物，价格低廉容易获得，对环境不产生二 次污染，不对电厂飞灰的经济性产生影响，所使用的改性剂无毒害作用，吸附剂合成简单， 易操作，对单质汞有明显脱除效果，可使燃煤电厂烟气中单质汞浓度降低90%以上，生产过
程不危害环境。
具体实施例方式
以凹凸棒石作为吸附剂，氯化铜(CuCl2)、氯酸钠(NaC103)、溴化钾(KBr)、碘化钾( KI)、巯基乙酸钙(-SCH2C00Ca+3H20)、半胱氨酸(HSCH2CH (NH2) C00H)、谷胱甘月太
(C10H17N306S) 、 二巯基吡啶(C5H5NS)和3-巯丙基三甲氧基硅烷(C6H1603SSi)作为改性剂 对其进行改性，制备出了9种单质汞吸附剂，能够氧化吸附单质汞。由于在合成过程中溶剂 中溶解有改性剂，过滤时有部分改性剂随溶剂被过滤，使得最终制备得到的汞吸附剂中改性 剂的质量含量为O. 57% 10. 05%。所制备得到的9种单质汞吸附剂成品中，各改性剂的质量含
改性剂为氯化铜时，氯化铜与单质汞吸附剂的质量比为0.7% 7.9%; 改性剂为氯酸钠时，氯酸钠与单质汞吸附剂的质量比为0.57% 7.58%; 改性剂为溴化钾时，溴化钾与单质汞吸附剂的质量比为0.66% 7.44%;
改性剂为碘化钾时，碘化钾与单质汞吸附剂的质量比为0.77% 8.2%。； 改性剂为巯基乙酸钙时，巯基乙酸钙与单质汞吸附剂的质量比为0. 72% 7.61%; 改性剂为半胱氨酸时，半胱氨酸与单质汞吸附剂的质量比为0.91% 9.62%;
改性剂为谷胱甘肽时，谷胱甘肽与单质汞吸附剂的质量比为0.89% 10.05%; 改性剂为二巯基吡啶时，二巯基吡啶与单质汞吸附剂的质量比为0. 82% 8. 85%; 改性剂为3-巯丙基三甲氧基硅烷时，吸附剂中3-巯丙基三甲氧基硅烷的含量为0.85% 9. 12%。
下面通过借助实施例更加详细地说明本发明，但以下实施例仅是说明性的，本发明的保护范围并不受这些实施例的限制。 实例l :
溶剂为去离子水 改性剂为氯化铜
氯化铜凹凸棒石 1: 3
氯化铜 7. 9%
量取10g氯化铜于反应器中，向反应器中加入750ml去离子水搅拌至完全溶解，在持续搅 拌下缓慢加入325目30g凹凸棒石，常温下剧烈搅拌2小时，过滤，过滤后的固体物于7(TC下 干燥10小时，研磨至200目，得到由氯化铜改性凹凸棒石的单质汞吸附剂，测得单质汞吸附 剂中氯化铜的质量含量为7. 9%。
本发明吸附剂按如下方法应用于电厂尾气中单质汞的脱除在静电除尘器或布袋除尘器 前喷入吸附剂粉末，根据电厂烟气中汞的含量调节吸附剂的喷入量，从而脱除电厂烟气中的 单质汞，保护大气环境，减少企业排污费用。
实例2 6:
实例2 6按下述表中的配比采用如实例1所述的制备方法进行制备。
改性剂溶剂凹凸棒石
种类含量种类含量种类含量
实例2氯酸钠1去离子水500325目20
实例3溴化钾1去离子水50080目50
实例4碘化钾1去离子水750100目30
实例5巯基乙酸钙1去离子水375325目15
实例6半胱氨酸1去离子水375325目15
实例7谷胱甘肽1去离子水375325目15
实例8二巯基吡啶1乙醇500325目20
实例93-巯丙基三甲氧基 娃院1甲醇375500目15
实例io3-巯丙基三甲氧基 娃院1丙酮375325目15
5以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例所公开的内容。 所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。
权利要求
1.一种单质汞吸附剂的合成方法，在反应器中加入溶剂和改性剂，溶解后再加入20目～500目的凹凸棒石粉末，每升溶剂中加入0.04～0.1千克的凹凸棒石，加入改性剂的质量和凹凸棒石的质量比为1∶3～1∶50，混合均匀后过滤干燥；所述溶剂为去离子水、丙酮、甲醇或乙醇中的一种；所述改性剂为氯化铜、氯酸钠、溴化钾、碘化钾、巯基乙酸钙、半胱氨酸、谷胱甘肽、二巯基吡啶和3-巯丙基三甲氧基硅烷中的任意一种。
全文摘要
本发明公开了一种单质汞吸附剂的合成方法，在反应器中加入溶剂和改性剂，溶解后再加入20目～500目的凹凸棒石粉末，每升溶剂中加入0.04～0.1千克的凹凸棒石，加入改性剂的质量和凹凸棒石的质量比为1∶3～1∶50，混合均匀后过滤干燥；溶剂为去离子水、丙酮、甲醇或乙醇；改性剂为氯化铜、氯酸钠、溴化钾、碘化钾、巯基乙酸钙、半胱氨酸、谷胱甘肽、二巯基吡啶和3-巯丙基三甲氧基硅烷中的任意一种。本发明所合成的吸附剂为天然矿物，价格低廉容易获得，对环境不产生二次污染，不对电厂飞灰的经济性产生影响，所使用的改性剂无毒害作用，吸附剂合成简单，易操作，对单质汞有明显脱除效果，可使燃煤电厂烟气中单质汞浓度降低90％以上，生产过程不危害环境。
文档编号B01J20/12GK101642696SQ20091030686
公开日2010年2月10日 申请日期2009年9月11日 优先权日2009年9月11日
发明者峰 丁, 张军营, 赵永椿, 郑楚光 申请人:华中科技大学