CN105749874A - 烟气脱汞吸附剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种烟气脱汞吸附剂及其制备方法，该吸附剂由以下重量份的组分组成：玉米芯粉10?15份、甘蔗渣20?30份、膨润土40?60份、预糊化淀粉8?15份、溴化铁2?3份和硫酸钙3?5份。本发明的吸附剂具有成本低廉、环保无毒、吸附效率高、重复使用率高、制备工艺简单等优点。本吸附剂用于烟气脱汞时，脱汞率达到86%以上，脱汞后可重复利用5次以上，大大提高脱汞效率和降低脱汞的成本。

Description

烟气脱汞吸附剂及其制备方法
技术领域
本发明属于吸附材料技术领域，具体是一种烟气脱汞吸附剂及其制备方法。
背景技术
我国是全球汞排放较为严重的国家。我国正处于工业化和城市化进程的快速发展阶段，能源消耗量急剧增加，用于发电的煤耗量继续增长，由此产生的汞污染问题日益严峻。汞是煤利用过程中排放的重要污染物之一，我国约有70％的汞通过煤的燃烧排放到大气中，研究显示中国煤炭中的汞含量约为0．15 mg／kg，属于汞含量较多的煤种，由于煤样选取的不同，也有认为平均汞含量在0．19 mg／kg。尽管汞属于煤中痕量元素，但是由于每年煤炭消耗量巨大，故汞的排放总量仍然是不容忽视的。众所周知，汞是一种高毒性的环境污染物，已被国际卫生组织列为全球最严重污染物之一。在含有汞的化合物中，甲基汞会对人体中的肝脏和肾脏造成严重伤害，并会造成人体胚胎的突发病变。在日本，近二十年来有2252人受到了水俣病的危害，并有多人因此丧命，而水俣病的根源正是由于周围工厂过高的汞排放造成的，与此同时，汞也会对水体和土壤等生态环境造成污染。我国在《火电厂大气污染物排放标准》中也首次将汞排放量的限制作为强制性指标纳入其中，因此，研究脱汞，减少汞的排放量对于煤的高效清洁利用是极其必要的。
目前，最接近生产应用的脱汞技术是向烟气中直接喷入活性炭颗粒脱除单质汞，或者利用活性炭吸附床脱除单质汞。向烟气中喷入粉末状活性炭，粉末活性炭吸附汞后由其下游的除尘器( 如静电除尘器、布袋除尘器) 除去，但是活性炭与飞灰混合在一起，不能够再生。由于存在低容量、混合性差、低热力学稳定性的问题，而且活性炭的利用率低、耗量大，使直接采用活性炭吸附法成本过高。因此，研究一种成本低、脱汞效率高的吸附剂成为本技术领域有待解决的问题。
发明内容
本发明针对现有技术不足，提供一种烟气脱汞吸附剂及其制备方法。该吸附剂具有成本低、脱汞效率高、原料来源广泛、制备工艺简单等优点。
为了实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：
一种烟气脱汞吸附剂，由以下重量份的组分组成：玉米芯粉10-15份、甘蔗渣20-30份、膨润土40-60份、预糊化淀粉8-15份、溴化铁2-3份和硫酸钙3-5份。
优选地，以上所述烟气脱汞吸附剂，由以下重量份的组分组成：玉米芯粉12份、甘蔗渣20份、膨润土45份、预糊化淀粉12份、溴化铁2份和硫酸钙4份。
优选地，以上所述烟气脱汞吸附剂，由以下重量份的组分组成：玉米芯粉13份、甘蔗渣28份、膨润土50份、预糊化淀粉15份、溴化铁3份和硫酸钙5份。
优选地，以上所述甘蔗渣的含水量≤12%。
以上所述烟气脱汞吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照上述比例称取各原料，将原料加入粉碎机粉碎至100-150目，得粉状物；
（2）取上述粉状物加入2-3倍重量份的水，搅拌均匀，得混合物料，将混合物料输送至挤压造粒机成型，得粒度为3-5mm的颗粒物；
（3）将上述颗粒物在600-800℃下焙烧6-8小时，即得脱汞吸附剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明提供的吸附剂成本低廉，环保无毒，制备工艺简单，其比表面积大，吸附量大，对燃煤电厂烟气中的汞具有明显的脱除效果。
2、本吸附剂以玉米芯、蔗渣废弃物作为原料，不仅可降低吸附剂的生产成本，还能使废气资源得到合理化的利用，减少环境污染。
3、本发明配方加入溴化铁和硫酸钙，可提高吸附剂的吸附性能，增强对汞的吸附能力。
4、本发明的吸附剂脱汞率达到86%以上，脱汞后可重复利用5次以上，大大提高脱汞效率和降低脱汞的成本。
5、本发明的吸附剂不仅具有成本低、脱汞效率高的优点，其制备工艺简单、耗能低、生产效率高等优点，具有很好的社会效益、生态效益和经济效益。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明详细说明，但不限于本发明的保护范围。
实施例1
一种烟气脱汞吸附剂，由以下重量份的组分组成：玉米芯粉10份、甘蔗渣25份、膨润土40份、预糊化淀粉10份、溴化铁2份和硫酸钙3份。
其制备方法，包括以下步骤：
（1）按照上述比例称取各原料，将原料加入粉碎机粉碎至100目，得粉状物；
（2）取上述粉状物加入2倍重量份的水，搅拌均匀，得混合物料，将混合物料输送至挤压造粒机成型，得粒度为3mm的颗粒物；
（3）将上述颗粒物在600℃下焙烧8小时，即得脱汞吸附剂。
实施例2
一种烟气脱汞吸附剂，由以下重量份的组分组成：玉米芯粉12份、甘蔗渣20份、膨润土45份、预糊化淀粉12份、溴化铁2份和硫酸钙4份。
其制备方法，包括以下步骤：
（1）按照上述比例称取各原料，将原料加入粉碎机粉碎至100目，得粉状物；
（2）取上述粉状物加入2.5倍重量份的水，搅拌均匀，得混合物料，将混合物料输送至挤压造粒机成型，得粒度为3mm的颗粒物；
（3）将上述颗粒物在700℃下焙烧8小时，即得脱汞吸附剂。
实施例3
一种烟气脱汞吸附剂，由以下重量份的组分组成：玉米芯粉13份、甘蔗渣28份、膨润土50份、预糊化淀粉15份、溴化铁3份和硫酸钙5份。
其制备方法，包括以下步骤：
（1）按照上述比例称取各原料，将原料加入粉碎机粉碎至150目，得粉状物；
（2）取上述粉状物加入3倍重量份的水，搅拌均匀，得混合物料，将混合物料输送至挤压造粒机成型，得粒度为4mm的颗粒物；
（3）将上述颗粒物在700℃下焙烧7小时，即得脱汞吸附剂。
实施例4
一种烟气脱汞吸附剂，由以下重量份的组分组成：玉米芯粉15份、甘蔗渣30份、膨润土60份、预糊化淀粉12份、溴化铁2.5份和硫酸钙5份。
其制备方法，包括以下步骤：
（1）按照上述比例称取各原料，将原料加入粉碎机粉碎至150目，得粉状物；
（2）取上述粉状物加入3倍重量份的水，搅拌均匀，得混合物料，将混合物料输送至挤压造粒机成型，得粒度为5mm的颗粒物；
（3）将上述颗粒物在800℃下焙烧6小时，即得脱汞吸附剂。
脱汞吸附剂的应用效果
一、本发明吸附剂的脱汞率试验
取实施例1-4得到的吸附剂应用于燃煤电厂烟气中，在烟气温度为130-150℃，将吸附剂喷入燃煤电厂锅炉烟气中，吸附剂与烟气混合后，用布袋除尘设备收集飞灰和吸附剂。本发明实施例1-4吸附剂的脱汞率见下表。
从上表可知，本发明的吸附剂脱汞率达到86%以上，脱汞效果非常好。
二、本发明吸附剂的重复使用率研究
一次脱汞后从布袋除尘设备中筛选出吸附剂，在温度为500～600℃的氮气下恒温加热1-2小时，使汞从吸附剂中脱离，从而得到再生的脱汞吸附剂。再生后的吸附剂可以重新用来脱除燃煤电厂烟气中的汞，将吸附剂重复5次，脱汞率见下表。
从上表得知，本发明的脱汞吸附剂重复使用5次时，脱汞率仍达到55%以上，能大幅度降低脱汞的成本。

Claims (5)

1.一种烟气脱汞吸附剂，其特征在于：由以下重量份的组分组成：玉米芯粉10-15份、甘蔗渣20-30份、膨润土40-60份、预糊化淀粉8-15份、溴化铁2-3份和硫酸钙3-5份。
2.根据权利要求1所述烟气脱汞吸附剂，其特征在于：由以下重量份的组分组成：玉米芯粉12份、甘蔗渣20份、膨润土45份、预糊化淀粉12份、溴化铁2份和硫酸钙4份。
3.根据权利要求1所述烟气脱汞吸附剂，其特征在于：由以下重量份的组分组成：玉米芯粉13份、甘蔗渣28份、膨润土50份、预糊化淀粉15份、溴化铁3份和硫酸钙5份。
4.根据权利要求1所述烟气脱汞吸附剂，其特征在于：所述甘蔗渣的含水量≤12%。
5.如权利要求1所述一种烟气脱汞吸附剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）按照上述比例称取各原料，将原料加入粉碎机粉碎至100-150目，得粉状物；
（2）取上述粉状物加入2-3倍重量份的水，搅拌均匀，得混合物料，将混合物料输送至挤压造粒机成型，得粒度为3-5mm的颗粒物；
（3）将上述颗粒物在600-800℃下焙烧6-8小时，即得脱汞吸附剂。
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