CN105289468A - 一种用于烟气脱汞的改性高岭石吸附剂 - Google Patents

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孙琼珂
裴晓辉
刘天辉
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Abstract

本发明涉及一种用于烟气脱汞的改性高岭石吸附剂，以高岭石为基础吸附剂，先对高岭石进行热活化处理，再用硫酸对活化后的高岭石进行酸改性，得到改性高岭石吸附剂；该吸附剂对烟气中汞的去除率可达到95％以上。该吸附剂制备方法简单，成本较低，成为一种高效廉价的矿物吸附剂。

Description

一种用于烟气脱汞的改性高岭石吸附剂
技术领域
本发明涉及吸附剂制备领域，特别是涉及一种用于烟气脱汞的改性高岭石吸附剂及其制备方法。
背景技术
目前，煤作为我国的主要一次能源，在工业领域的动力设备及居民生活尤其是农村居民生活的能源消耗中占据很大比例。特别是近几年来随着我国经济的发展，对电的需求量大增，极大的增加了煤的消耗。煤炭是一种极其复杂的物质，其主要含有的元素为C、H、O、N、S，此外还含有Al、Fe、Na、K、Ca等次量元素，以及对环境危害较大的Hg、As、Se、Pb、Cd等痕量元素。煤大量燃烧的同时释放出大量气体污染物及粉尘污染物，这些污染物严重危害人类居住环境及身体健康。尤其是燃煤烟气中含有的汞，其对人类的危害不可忽视。烟气脱汞日益受到人们的重视。
采用吸附法处理烟气中的汞是一项有效的措施。常用的吸附剂有活性炭、硅胶、活性氧化铝、分子筛等。这些吸附剂应用较多，且价格偏高。近年来，矿物的吸附性能逐渐被人们发现。矿物吸附剂由于其储量丰富、价格低廉、对环境无毒无害等优点备受人们关注。矿物吸附剂用于对环境污染控制的研究也逐渐成为热点。矿物本身的吸附性能并不高，但是对矿物进行一定的改性之后，其吸附性能可大幅提高。
高岭石是一种天然硅酸盐粘土矿物质，是由硅氧四面体及铝氧八面体通过共同的氧互相连接形成的晶胞结构，在硅氧四面体和铝氧八面体组成的单元层中，四面体的边缘是氧原子，而八面体的边缘时氢氧基团，单元层与单元层之间通过氢键相互连接。高岭石具有很大的比表面积，由于铝氧八面体内的三价铝离子被镁离子或钙离子同晶置换，片层带负电性，因而在片层表面吸附了无机阳离子以保持电中性。这种结构特点能使它与有机物、重金属等污染物之间强烈作用，从而达到吸附去除污染物的目的。将高岭石直接用于烟气脱汞处理，往往不能达到好的处理效果，将高岭石进行适当的改性，可提高其吸附性能，对于烟气脱汞可发挥重要作用。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于烟气脱汞的改性高岭石吸附剂，所要解决的技术问题是提供一种新的用于烟气脱汞的廉价高效吸附剂，该吸附剂由高岭石经改性处理得到，对烟气中汞的去除率可达到95％以上。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
依据本发明提出的一种用于烟气脱汞的改性高岭石吸附剂，其中，以高岭石为基础吸附剂，先对高岭石进行热活化处理，再用硫酸对活化后的高岭石进行酸改性，得到改性高岭石吸附剂；该吸附剂对烟气中汞的去除率可达到95％以上。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。
依据本发明提出的一种用于烟气脱汞的改性高岭石吸附剂的制备方法，其中，其具体步骤如下：
(1)首先，对高岭石进行清洗，烘干，然后粉碎，筛选，选择粒径在80-160目的高岭石；
(2)其次，将高岭石在500℃的马弗炉中煅烧3h；然后取出，冷却至室温；
(3)然后将上述活化后的高岭石用硫酸溶液按照固液比浸泡24h，以完成对高岭石的改性；
(4)将浸泡后的改性高岭石用蒸馏水清洗至清洗液呈中性，再将改性高岭石吸附剂于80℃恒温干燥箱中烘干即可。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的一种用于烟气脱汞的改性高岭石吸附剂的制备方法，其中，步骤(3)所述的硫酸溶液的浓度为5mol/L。
前述的一种用于烟气脱汞的改性高岭石吸附剂的制备方法，其中，步骤(3)所述的固液比为1:3-1:7。
前述的一种用于烟气脱汞的改性高岭石吸附剂的制备方法，其中，步骤(3)所述的固液比为1:5。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明一种用于烟气脱汞的改性高岭石吸附剂可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：
1、本发明提供了一种用于烟气脱汞的改性高岭石吸附剂，以高岭石为基础吸附剂，先对高岭石进行热活化处理，再用硫酸对活化后的高岭石进行酸改性，得到改性高岭石吸附剂；该吸附剂对烟气中汞的去除率可达到95％以上。
2、本发明原料易得，无毒无害，成本较低，且制备方法简单，能够显著降低制造成本，在使用的实用性及成本效益上，确实完全符合产业发展所需，相当具有产业利用价值。
综上所述，本发明一种用于烟气脱汞的改性高岭石吸附剂，在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下。
具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，将在以下具体进行说明。通过具体实施方式的说明,当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附实施例仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
本发明一种用于烟气脱汞的改性高岭石吸附剂，以高岭石为基础吸附剂，先对高岭石进行热活化处理，再用硫酸对活化后的高岭石进行酸改性，得到改性高岭石吸附剂；该吸附剂对烟气中汞的去除率可达到95％以上。
本发明一种用于烟气脱汞的改性高岭石吸附剂的制备方法具体如下：
(1)首先，对高岭石进行清洗，烘干，然后粉碎，筛选，选择粒径在80-160目的高岭石；
(2)其次，将高岭石在500℃的马弗炉中煅烧3h；然后取出，冷却至室温；
(3)然后将上述活化后的高岭石用硫酸溶液按照固液比浸泡24h，以完成对高岭石的改性；
(4)将浸泡后的改性高岭石用蒸馏水清洗至清洗液呈中性，再将改性高岭石吸附剂于80℃恒温干燥箱中烘干即可。
前述的一种用于烟气脱汞的改性高岭石吸附剂的制备方法，其中，步骤(3)所述的硫酸溶液的浓度为5mol/L。
前述的一种用于烟气脱汞的改性高岭石吸附剂的制备方法，其中，步骤(3)所述的固液比为1:3-1:7。
前述的一种用于烟气脱汞的改性高岭石吸附剂的制备方法，其中，步骤(3)所述的固液比为1:5。
实施例1
对高岭石进行清洗，烘干，然后粉碎，筛选，选择粒径在80目的高岭石；将高岭石在500℃的马弗炉中煅烧3h；然后取出，冷却至室温；然后将活化后的高岭石用5mol/L硫酸溶液按照固液比为1:3浸泡24h，以完成对高岭石的改性；将浸泡后的改性高岭石用蒸馏水清洗至清洗液呈中性，再将改性高岭石吸附剂于80℃恒温干燥箱中烘干即可。
所得到的改性高岭石吸附剂对烟气中汞的去除率为95％。
实施例2
对高岭石进行清洗，烘干，然后粉碎，筛选，选择粒径在120目的高岭石；将高岭石在500℃的马弗炉中煅烧3h；然后取出，冷却至室温；然后将活化后的高岭石用5mol/L硫酸溶液按照固液比为1:5浸泡24h，以完成对高岭石的改性；将浸泡后的改性高岭石用蒸馏水清洗至清洗液呈中性，再将改性高岭石吸附剂于80℃恒温干燥箱中烘干即可。
所得到的改性高岭石吸附剂对烟气中汞的去除率为98％。
实施例3
对高岭石进行清洗，烘干，然后粉碎，筛选，选择粒径在160目的高岭石；将高岭石在500℃的马弗炉中煅烧3h；然后取出，冷却至室温；然后将活化后的高岭石用5mol/L硫酸溶液按照固液比为1:7浸泡24h，以完成对高岭石的改性；将浸泡后的改性高岭石用蒸馏水清洗至清洗液呈中性，再将改性高岭石吸附剂于80℃恒温干燥箱中烘干即可。
所得到的改性高岭石吸附剂对烟气中汞的去除率为96％。
实施例4
对高岭石进行清洗，烘干，然后粉碎，筛选，选择粒径在100目的高岭石；将高岭石在500℃的马弗炉中煅烧3h；然后取出，冷却至室温；然后将活化后的高岭石用5mol/L硫酸溶液按照固液比为1:3浸泡24h，以完成对高岭石的改性；将浸泡后的改性高岭石用蒸馏水清洗至清洗液呈中性，再将改性高岭石吸附剂于80℃恒温干燥箱中烘干即可。
所得到的改性高岭石吸附剂对烟气中汞的去除率为95％。
上述本发明的一种用于烟气脱汞的改性高岭石吸附剂的技术创新，对于现今同行业的技术人员来说均具有许多可取之处，而确实具有技术进步性。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种用于烟气脱汞的改性高岭石吸附剂，其特征在于以高岭石为基础吸附剂，先对高岭石进行热活化处理，再用硫酸对活化后的高岭石进行酸改性，得到改性高岭石吸附剂；该吸附剂对烟气中汞的去除率可达到95％以上。
2.如权利要求1所述的一种用于烟气脱汞的改性高岭石吸附剂的制备方法，其特征在于其包括以下步骤：
(1)首先，对高岭石进行清洗，烘干，然后粉碎，筛选，选择粒径在80-160目的高岭石；
(2)其次，将高岭石在500℃的马弗炉中煅烧3h；然后取出，冷却至室温；
(3)然后将上述活化后的高岭石用硫酸溶液按照固液比浸泡24h，以完成对高岭石的改性；
(4)将浸泡后的改性高岭石用蒸馏水清洗至清洗液呈中性，再将改性高岭石吸附剂于80℃恒温干燥箱中烘干即可。
3.如权利要求2所述的一种用于烟气脱汞的改性高岭石吸附剂的制备方法，其特征在于步骤(3)所述的硫酸溶液的浓度为5mol/L。
4.如权利要求2所述的一种用于烟气脱汞的改性高岭石吸附剂的制备方法，其特征在于步骤(3)所述的固液比为1:3-1:7。
5.如权利要求1所述的一种用于烟气脱汞的改性高岭石吸附剂的制备方法，其特征在于步骤(3)所述的固液比为1:5。
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