專利名稱：脫汞用飛灰/活性炭復(fù)合吸附劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學(xué)吸附劑制備領(lǐng)域，涉及一種脫汞用飛灰/活性炭復(fù)合吸附劑的制備方法。
背景技術(shù)：
大量燃煤帶來嚴(yán)重的大氣污染和溫室氣體排放。煤燃燒產(chǎn)生的煙氣中不但含有酸性氣體污染物S02、N0x，而且還含有易揮發(fā)的氣態(tài)污染元素Hg、As等。據(jù)美國環(huán)保署推測， 每年全球范圍內(nèi)排放的汞金屬量在4400噸至7500噸之間，其中53%來自于亞洲。我國多數(shù)煤中含汞量處于0.01-lmg/kg之間，燃煤排放到大氣中的汞從1995年的202噸增加到2003 年的257噸。汞是一種具有嚴(yán)重生理毒性的化學(xué)物質(zhì)，排放到大氣中的汞轉(zhuǎn)換成甲基汞進(jìn)入人類和動物的食物鏈中。甲基汞可以穿過胎盤屏障侵害胎兒，使新生兒發(fā)生先天性疾病。除了神經(jīng)系統(tǒng)受到損害外，兒童的免疫系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)的發(fā)育也受到侵害。根據(jù)美國環(huán)保局 (EPA)的報(bào)告，2000年美國將近500萬名婦女體內(nèi)的汞含量高于安全標(biāo)準(zhǔn)，每年可能有高達(dá) 30萬名新生兒因?yàn)楣那趾ζ渲橇蜕窠?jīng)系統(tǒng)受到影響。國內(nèi)外很多科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行關(guān)于燃煤煙氣中的汞排放控制技術(shù)的研究，但還沒有一套成熟、可應(yīng)用的脫汞技術(shù)。目前有兩種方法有發(fā)展前景一是濕法洗滌技術(shù)，是用金屬氧化物作為催化劑把煙氣中的單質(zhì)汞轉(zhuǎn)換成可溶性的氧化態(tài)汞之后，在濕法脫硫設(shè)備中與其他的痕量元素一起洗滌脫除。但是此技術(shù)所產(chǎn)生的氧化態(tài)汞具有劇毒，因此處理它的水溶液時(shí)必須加倍小心。二是噴射吸附劑(Si)，該技術(shù)在美國已處于實(shí)證階段。主要脫汞方法是吸附劑投入(Si)，在靜電除塵器(ESP)的前部(upstream)或者后部(downstream)噴入吸附劑脫除含汞物質(zhì)包括單質(zhì)汞，氧化汞，顆粒汞等。吸附劑有活性炭、飛灰和鈣基吸附劑， 其中主流是活性炭。但是要達(dá)到一定的脫汞效率，需要噴入很多活性炭，成本大大增加。為了提高脫汞性能，部分研究者以活性炭為載體，氯or硫or碘為浸漬劑脫除單質(zhì)汞，其方法生產(chǎn)工藝復(fù)雜，費(fèi)用昂貴等缺點(diǎn)。所以研究開發(fā)吸附性能高、廉價(jià)的吸附劑具有重要意義。山核桃和竹筍等農(nóng)業(yè)廢棄物是浙江省的特色經(jīng)濟(jì)作物，在給浙江省帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也給環(huán)境帶來了嚴(yán)重的危害，解決農(nóng)林廢棄物的污染問題成為當(dāng)務(wù)之急。筍殼、山核桃殼等農(nóng)業(yè)廢棄物的處理應(yīng)遵循“資源化、生態(tài)化、無害化”的原則，力求從源頭減少污染，最大限度地實(shí)現(xiàn)筍殼、山核桃殼廢棄物的資源化和綜合利用。因此利用筍殼和山核桃殼等農(nóng)業(yè)廢棄物為原料制備活性炭具有相當(dāng)高的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。飛灰中的主要成分Si02、Ca0、Al203和!^e2O3等，在有炭參與的情況下，對汞起催化氧化作用。另外飛灰它特有的球形形狀，所制得的材料同時(shí)具有微孔和大孔的孔結(jié)構(gòu)特性， 這樣可以提高它的比表面積。筍殼、山核桃蒲殼等農(nóng)業(yè)廢棄物為炭原料制備因飛灰/活性炭吸附劑具備飛灰和活性炭兩類吸附劑的表面特性及其吸附性質(zhì)。如果能制備出成型的飛灰/活性炭吸附劑可以作為環(huán)境凈化材料，除了用在煙氣除汞吸附外，還能用在其他凈化氣體、凈化污水處理當(dāng)中，同時(shí)可以達(dá)到變廢為寶的效果，具有潛在的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種脫汞用飛灰/活性炭復(fù)合吸附劑的制備方法，該方法以筍殼和山核桃殼為活性炭源，以飛灰、浙青以及活化藥劑等為助劑，在管式反應(yīng)器中進(jìn)行熱解和活化，其步驟如下
步驟1)將筍殼、飛灰、浙青、助劑按質(zhì)量比40 80%、15 55%、5 10%、0 5%放入粉碎機(jī)內(nèi)充分粉碎、混合。步驟2)將混合后的材料采用壓片的方法來做出圓柱狀的吸附劑前軀體。步驟3)將吸附劑前軀體放入馬弗爐中，在200 250°C溫度條件下熱解2 4小時(shí)，冷卻至常溫。步驟4)將熱解之后的吸附劑在管式反應(yīng)爐中，在550 700°C、純氮?dú)鈼l件下炭化 2 4小時(shí)，冷卻至常溫，即可得炭黑。步驟5)將炭黑在管式反應(yīng)爐中，在700 900°C、純(X)2條件下活化1 4小時(shí)，
冷卻至常溫，即可得復(fù)合吸附劑。所述的步驟1)中的助劑為SiCl2粉末、KCl粉末或K2S粉末。本發(fā)明利用廉價(jià)的農(nóng)業(yè)廢棄物制備脫汞用吸附劑，該方法原料廉價(jià)易得，工藝簡單，成本低，重復(fù)性好，有利于規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)。


圖1為實(shí)例1的活化之前復(fù)合吸附劑的單質(zhì)汞吸附效率圖，其反應(yīng)條件反應(yīng)溫度 80度，空間速度對萬??！一1。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明作具體描述。但以下實(shí)施例僅僅為了本發(fā)明的具體說明，并不作為對本發(fā)明的限定。實(shí)施例1
將筍殼、飛灰、浙青、ZnCl2粉末按質(zhì)量百分比40%、55%、5%、0%放入粉碎機(jī)內(nèi)充分粉碎、混合。將混合后的材料采用壓片的方法做出圓柱狀的吸附劑前軀體，放入馬弗爐中，在 200°C溫度條件下熱解2小時(shí)，冷卻至常溫。然后將熱解之后的吸附劑放到管式反應(yīng)爐中在 650°C、純氮?dú)鈼l件下炭化2小時(shí)，冷卻至常溫，即可得炭黑。接著在700°C、純C02條件下活化1小時(shí)，即可得飛灰/活性炭復(fù)合吸附劑。圖1可見，沒有活化之前炭黑的吸附效果很好，在開始吸附后1小時(shí)的脫汞率一直保持在60%以上。實(shí)施例2
將筍殼、飛灰、浙青、KCl粉末按質(zhì)量百分比40%、55%、5%、0%放入粉碎機(jī)內(nèi)充分粉碎、 混合。將混合后的材料采用壓片的方法做出圓柱狀的吸附劑前軀體，放入馬弗爐中，在 200°C溫度條件下熱解2小時(shí)，冷卻至常溫。然后將熱解之后的吸附劑放到管式反應(yīng)爐中在 700°C、純氮?dú)鈼l件下炭化2小時(shí)，冷卻至常溫，即可得炭黑。最后將炭化之后的吸附劑繼續(xù)在管式反應(yīng)爐中在900°C、高純(X)2條件下活化1小時(shí)，冷卻至常溫，即可得到復(fù)合吸附劑。實(shí)施例3將筍殼、飛灰、浙青、ZnCl2粉末按質(zhì)量百分比40%、50%、10%、0%放入粉碎機(jī)內(nèi)充分粉碎、混合。將混合后的材料采用壓片的方法做出圓柱狀的吸附劑前軀體，放入馬弗爐中，在 225°C溫度條件下熱解4小時(shí)，冷卻至常溫。然后將熱解之后的吸附劑放到管式反應(yīng)爐中在 700°C、純氮?dú)鈼l件下炭化4小時(shí)，冷卻至常溫，即可得炭黑。最后將炭化之后的吸附劑繼續(xù)在管式反應(yīng)爐中在700°C、純(X)2條件下活化4小時(shí)，冷卻至常溫，即可得到復(fù)合吸附劑。實(shí)施例4
將筍殼、飛灰、浙青、K2S粉末按質(zhì)量百分比40%、45%、10%、5%放入粉碎機(jī)內(nèi)充分粉碎、 混合。將混合后的材料采用壓片的方法做出圓柱狀的吸附劑前軀體，放入馬弗爐中，在 200°C溫度條件下熱解2小時(shí)，冷卻至常溫。然后將熱解之后的吸附劑放到管式反應(yīng)爐中在 550°C、純氮?dú)鈼l件下炭化2小時(shí)，冷卻至常溫，即可得炭黑。最后將炭化之后的吸附劑繼續(xù)在管式反應(yīng)爐中在900°C、純(X)2條件下活化2小時(shí)，冷卻至常溫，即可得到復(fù)合吸附劑。實(shí)施例5
將筍殼、飛灰、浙青、KCl粉末按質(zhì)量百分比80%、15%、5%、0%放入粉碎機(jī)內(nèi)充分粉碎、 混合。將混合后的材料采用壓片的方法做出圓柱狀的吸附劑前軀體，放入馬弗爐中，在 240°C溫度條件下熱解4小時(shí)，冷卻至常溫。然后將熱解之后的吸附劑放到管式反應(yīng)爐中在 700°C、純氮?dú)鈼l件下炭化2小時(shí)，冷卻至常溫，即可得炭黑。最后將炭化之后的吸附劑繼續(xù)在管式反應(yīng)爐中在850°C、純(X)2條件下活化1小時(shí)，冷卻至常溫，即可得到復(fù)合吸附劑。實(shí)施例6
將筍殼、飛灰、浙青、K2S粉末按質(zhì)量百分比60%、30%、7. 5%、2. 5%放入粉碎機(jī)內(nèi)充分粉碎、混合。將混合后的材料采用壓片的方法做出圓柱狀的吸附劑前軀體，放入馬弗爐中，在 250°C溫度條件下熱解3小時(shí)，冷卻至常溫。然后將熱解之后的吸附劑放到管式反應(yīng)爐中在 650°C、純氮?dú)鈼l件下炭化3小時(shí)，冷卻至常溫，即可得炭黑。最后將炭化之后的吸附劑繼續(xù)在管式反應(yīng)爐中在850°C、純(X)2條件下活化2小時(shí)，冷卻至常溫，即可得到復(fù)合吸附劑。
權(quán)利要求
1.脫汞用飛灰/活性炭復(fù)合吸附劑的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟 步驟1)將筍殼、飛灰、浙青、助劑按質(zhì)量比40 80%、15 55%、5 10%、0 5%放入粉碎機(jī)內(nèi)充分粉碎、混合；步驟幻將混合后的材料采用壓片的方法來做出圓柱狀的吸附劑前軀體； 步驟3)將吸附劑前軀體放入馬弗爐中，在200 250°C溫度條件下熱解2 4小時(shí)，冷卻至常溫；步驟4)將熱解之后的吸附劑放入管式反應(yīng)爐中，在550 700°C、純氮?dú)鈼l件下炭化 2 4小時(shí)，冷卻至常溫，即可得炭黑；步驟5)將炭黑在管式反應(yīng)爐中，在700 900°C、純CO2條件下活化1 4小時(shí)，冷卻至常溫，即可得復(fù)合吸附劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫汞用飛灰/活性炭復(fù)合吸附劑的制備方法，其特征在于 步驟1)中所述的助劑為ZnCl2粉末、KCl粉末或K2S粉末。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種脫汞用飛灰/活性炭復(fù)合吸附劑的制備方法?，F(xiàn)有的方法生產(chǎn)工藝復(fù)雜，費(fèi)用昂貴。本發(fā)明首先將筍殼、飛灰、瀝青、助劑放入粉碎機(jī)內(nèi)充分粉碎、混合。其次將混合后的材料采用壓片的方法來做出圓柱狀的吸附劑前軀體。再將吸附劑前軀體放入馬弗爐中，熱解2～4小時(shí)，冷卻至常溫。再將熱解之后的吸附劑在管式反應(yīng)爐中，在550～700℃、純氮?dú)鈼l件下炭化，冷卻至常溫，即可得炭黑。最后將炭黑在管式反應(yīng)爐中，在700～900℃、純CO2條件下活化1～4小時(shí)，冷卻至常溫，即可得復(fù)合吸附劑。本發(fā)明利用廉價(jià)的農(nóng)業(yè)廢棄物制備脫汞用吸附劑，該方法原料廉價(jià)易得，工藝簡單，成本低，重復(fù)性好，有利于規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)。
文檔編號B01J20/30GK102179232SQ201110039619
公開日2011年9月14日 申請日期2011年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月17日
發(fā)明者吳圣姬, 周潔, 謝正苗 申請人:杭州電子科技大學(xué)