CN104401990A

CN104401990A - 一种烟气脱汞专用活性炭的制备方法

Info

Publication number: CN104401990A
Application number: CN201410580279.5A
Authority: CN
Inventors: 钟浩; 马晓茹; 于翔飞; 徐建
Original assignee: Ningxia Baota Petrochemical Technology Industry Development Co Ltd
Current assignee: Ningxia Baota Petrochemical Technology Industry Development Co Ltd
Priority date: 2014-10-27
Filing date: 2014-10-27
Publication date: 2015-03-11

Abstract

本发明涉及一种烟气脱汞专用活性炭的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：选煤→磨粉→煤粉筛选→煤粉复配；按重量比，以复配后的混合煤粉65~75%，煤焦油20~35%，水1~5%，活化催化剂0.5~1%充分搅拌、混捏均匀，再经压制成型、烘干、炭化、活化，活化后的炭料加到HNO₃溶液中室温下浸泡5~8h，取出活性炭，用水反复冲洗至滤下水的pH6~7，活性炭烘干，然后将活性炭放入KI或FeCl₃或CuCl₂的溶液中搅拌浸渍3~6h后取出，活性炭烘干，破碎筛分后即得成品的烟气脱汞专用活性炭。本发明工艺简单、环保，所制备的脱汞专用活性炭具有汞吸附量大，脱除能力强，吸附速率快等优点。

Description

一种烟气脱汞专用活性炭的制备方法

技术领域

本发明属于特种炭质材料用于燃煤烟气脱汞的应用领域，主要涉及一种烟气脱汞专用活性炭的制备方法。

背景技术

汞为一种剧毒性物质，对生物体的细胞、器官和神经均会造成严重损害，同时它难以降解，能在生物链中进行永久累积，造成生物机体的病变，甲基汞甚至能伤害染色体对遗传基因产生影响。

我国因煤储存丰富，煤炭一直以来都是我国最重要的一次能源，而煤燃烧是我国汞排放的最主要来源，其中电力、蒸汽、热水供应用燃煤造成的汞排放占74%。由于早期没有制定相关的汞排放标准和法规加以限制，使得我国汞污染极为严重，目前我国汞排放约占东亚和东南亚的3/4，约为全球汞的总排放量的1/3。对燃煤锅炉燃烧排放的烟气进行脱汞处理是降低汞排放的重要途径，已刻不容缓。

活性炭是一种重要的吸附材料，对活性炭进行改性和应用到燃煤烟气脱汞领域是当前活性炭研究的热点之一，改性活性炭较之原始活性炭具有更高的脱汞活性，提高了对烟气中汞的脱出效率的同时又降低了活性炭的用量，成为燃煤烟气脱汞中行之有效的方法，环保且成本低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环保、独特的烟气脱汞专用活性炭的制备方法，通过本发明的制备方法获得了吸附量大，脱除能力强，吸收速率快的烟气脱汞专用活性炭。

本发明采用的技术方案：

一种烟气脱汞专用活性炭的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：选煤→磨粉→煤粉筛选→煤粉复配；按重量比，以复配后的混合煤粉65~75%，煤焦油20~35%，水1~5%，活化催化剂0.5~1%充分搅拌、混捏均匀，再经压制成型、烘干、炭化、活化，活化后的炭料加到HNO₃溶液中室温下浸泡5~8h，取出活性炭，用水反复冲洗至滤下水的pH 6~7，活性炭烘干，然后将活性炭放入KI或FeCl₃或CuCl₂的溶液中搅拌浸渍3~6h后取出，活性炭烘干，破碎筛分后即得成品的烟气脱汞专用活性炭。

所述选煤的煤种为太西无烟洗精煤和无烟煤，煤粉复配时按照重量百分比将太西无烟精洗煤85~90%与无烟煤10~15%进行混合。

所述煤粉筛选时选用200目的筛，煤粉细度要求过200目筛占90~95%。

所述煤粉与煤焦油混捏时加入的活化催化剂为NH₄NO₃、NH₄Cl、(NH₄)₂SO₄中的一种或几种。

所述HNO₃溶液的浓度为质量浓度10~20%。

所述浸渍液为KI、FeCl₃、CuCl₂中的一种或几种，浸渍液的质量浓度0.1~8%，浸渍时活性炭与浸渍液的质量比为(1~15)：100。

所述活性炭烘干所选温度为100~130℃。

所述炭化温度为炉头400~550 ℃，炉尾240~300 ℃；活化温度为900~980 ℃，活化炉蒸汽压力0.2~0.3 MPa，蒸汽流量1.6~1.8 t / h，空气压力360 ~ 500 Pa，炉内压力40~70 Pa。

所述废弃的HNO₃溶液和冲洗液以及浸渍后的溶液均回收处理再利用。

本发明有如下优点：

1.通过煤粉复配的方式，提高了原料煤粉的品质，加大了活性炭孔径的分布范围。煤粉捏合时混入活化催化剂，能加快活性炭的活化速率和进一步扩孔。活化后的活性炭用HNO₃溶液处理，一方面起到了进一步除灰的作用，另一方面可以在活性炭表面生成多种含氧官能团，同时还能增大活性炭的比表面积，这些都能提高活性炭对燃煤烟气中汞的脱出效率。最后将HNO₃处理过的活性炭通过浸渍的方式，对活性炭负载KI或FeCl₃或CuCl₂等金属卤化物，大大加强了活性炭的脱汞能力和汞容量，其原理如下：燃煤烟气中的Hg⁰通过活性炭表面活性位催化氧化生成Hg²⁺，在没有卤素离子存在时，Hg²⁺会部分随烟气脱离出活性炭，而在有卤素离子存在时，Hg²⁺与卤素离子结合而被束缚在活性炭内，增强了活性炭对Hg²⁺的吸附能力，进而提高了活性炭的脱汞能力。

2.本发明的制备方法工艺简单、环保，所用的HNO₃溶液、洗酸废水和浸渍液均回收处理再利用。本发明的制备方法生产的烟气脱汞专用活性炭具有脱汞能力强，吸附速度快，脱出效率高的特性。

附图说明

图1是一种烟气脱汞专用活性炭的制备方法的生产工艺流程图。

具体实施方式

实施例1

将太西无烟洗精煤和无烟煤分别磨粉，过200目的筛，按重量比，取磨粉、过筛后的煤粉,，太西无烟洗精煤85%，无烟煤15%混合复配，搅拌均匀；然后再按重量比，取混合煤粉70%，煤焦油25%，水4%，活化催化剂1%混合，充分搅拌，混捏均匀；经压制成型、烘干、炭化、活化，活化后的炭料加到质量浓度10%HNO₃溶液中室温下浸泡8h，取出活性炭，用水反复冲洗至滤下水的pH 6~7，活性炭110℃下烘干，然后按照活性炭与KI溶液质量比为5:100，将活性炭放入质量浓度为5%的KI溶液中搅拌浸渍5h后取出，活性炭110℃下烘干，破碎筛分后即得成品的烟气脱汞专用活性炭。

所述步骤中炭化温度为炉头400~550 ℃，炉尾240~300 ℃；活化温度为900~980 ℃，活化炉蒸汽压力0.2~0.3 MPa，蒸汽流量1.6~1.8 t / h，空气压力360 ~ 500 Pa，炉内压力40~70 Pa。所述废弃的HNO₃溶液和冲洗液以及浸渍后的溶液均回收处理再利用。

实施例2

将太西无烟洗精煤和无烟煤分别磨粉，过200目的筛，按重量比，取磨粉、过筛后的煤粉,，太西无烟洗精煤90%，无烟煤10%混合复配，搅拌均匀；然后再按重量比，取混合煤粉71%，煤焦油27%，水1.5%，活化催化剂0.5%混合，充分搅拌，混捏均匀；经压制成型、烘干、炭化、活化，活化后的炭料加到质量浓度15%HNO₃溶液中室温下浸泡6h，取出活性炭，用水反复冲洗至滤下水的pH 6~7，活性炭110℃下烘干，然后按照活性炭与KI溶液质量比为10:100，将活性炭放入质量浓度为8%的KI溶液中搅拌浸渍5h后取出，活性炭110℃下烘干，破碎筛分后即得成品的烟气脱汞专用活性炭。

其他条件同实施例1。

实施例3

将太西无烟洗精煤和无烟煤分别磨粉，过200目的筛，按重量比，取磨粉、过筛后的煤粉,，太西无烟洗精煤85%，无烟煤15%混合复配，搅拌均匀；然后再按重量比，取混合煤粉75%，煤焦油20%，水4.5%，活化催化剂0.5%混合，充分搅拌，混捏均匀；经压制成型、烘干、炭化、活化，活化后的炭料加到质量浓度10%HNO₃溶液中室温下浸泡8h，取出活性炭，用水反复冲洗至滤下水的pH 6~7，活性炭120℃下烘干，然后按照活性炭与FeCl₃溶液质量比为1:100，将活性炭放入质量浓度为5%的FeCl₃溶液中搅拌浸渍5h后取出，活性炭120℃下烘干，破碎筛分后即得成品的烟气脱汞专用活性炭。

其他条件同实施例1。

实施例4

将太西无烟洗精煤和无烟煤分别磨粉，过200目的筛，按重量比，取磨粉、过筛后的煤粉,，太西无烟洗精煤90%，无烟煤10%混合复配，搅拌均匀；然后再按重量比，取混合煤粉70%，煤焦油27%，水2.5%，活化催化剂0.5%混合，充分搅拌，混捏均匀；经压制成型、烘干、炭化、活化，活化后的炭料加到质量浓度20%HNO₃溶液中室温下浸泡5h，取出活性炭，用水反复冲洗至滤下水的pH 6~7，活性炭100℃下烘干，然后按照活性炭与CuCl₂溶液质量比为3:100，将活性炭放入质量浓度为5%的CuCl₂溶液中搅拌浸渍5h后取出，活性炭100℃下烘干，破碎筛分后即得成品的烟气脱汞专用活性炭。

其他条件同实施例1。

Claims

1.一种烟气脱汞专用活性炭的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：选煤→磨粉→煤粉筛选→煤粉复配；按重量比，以复配后的混合煤粉65~75%，煤焦油20~35%，水1~5%，活化催化剂0.5~1%充分搅拌、混捏均匀，再经压制成型、烘干、炭化、活化，活化后的炭料加到HNO₃溶液中室温下浸泡5~8h，取出活性炭，用水反复冲洗至滤下水的pH 6~7，活性炭烘干，然后将活性炭放入KI或FeCl₃或CuCl₂的溶液中搅拌浸渍3~6h后取出，活性炭烘干，破碎筛分后即得成品的烟气脱汞专用活性炭。

2.根据权利要求1所述的一种烟气脱汞专用活性炭的制备方法，其特征在于所述选煤的煤种为太西无烟洗精煤和无烟煤，煤粉复配时按照重量百分比将太西无烟精洗煤85~90%与无烟煤10~15%进行混合。

3.根据权利要求1所述的一种烟气脱汞专用活性炭的制备方法，其特征在于所述煤粉筛选时选用200目的筛，煤粉细度要求过200目筛占90~95%。

4.根据权利要求1所述的一种烟气脱汞专用活性炭的制备方法，其特征在于所述煤粉与煤焦油混捏时加入的活化催化剂为NH₄NO₃、NH₄Cl、(NH₄)₂SO₄中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的一种烟气脱汞专用活性炭的制备方法，其特征在于所述HNO₃溶液的质量浓度为10~20%。

6.根据权利要求1所述的一种烟气脱汞专用活性炭的制备方法，其特征在于所述浸渍液为KI、FeCl₃、CuCl₂中的一种或几种，浸渍液的质量浓度为0.1~8%，浸渍时活性炭与浸渍液的质量比为(1~15)：100。

7.根据权利要求1所述的一种烟气脱汞专用活性炭的制备方法，其特征在于所述活性炭烘干所需温度为100~130℃。

8.根据权利要求1所述的一种烟气脱汞专用活性炭的制备方法，其特征在于所述炭化温度为炉头400~550 ℃，炉尾240~300 ℃；活化温度为900~980 ℃，活化炉蒸汽压力0.2~0.3 MPa，蒸汽流量1.6~1.8 t / h，空气压力360 ~ 500 Pa，炉内压力40~70 Pa。

9.根据权利要求1所述的一种烟气脱汞专用活性炭的制备方法，其特征在于所述废弃的HNO₃溶液和冲洗液以及浸渍后的溶液均可回收处理再利用。