專利名稱：一種單質(zhì)汞吸附劑的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于能源與環(huán)境領(lǐng)域，具體涉及一種汞吸附劑，它可以脫除各種含汞尾氣中的單 質(zhì)汞，尤其適用于燃煤電廠、垃圾燃燒廠的汞脫除，同時(shí)不影響飛灰的利用。
背景技術(shù)：
汞被聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署列為全球性污染物，是除了溫室氣體外唯一一種對(duì)全球范圍產(chǎn)生 影響的化學(xué)物質(zhì)，已成為全球廣泛關(guān)注的環(huán)境污染物之一。而礦石燃料的燃燒是汞環(huán)境污染 的主要來源之一。燃煤汞污染近些年來被世界公認(rèn)為繼燃煤硫污染之后的又一大污染問題， 尤其是燃煤電站汞排放控制已成為目前國(guó)際上研究的熱點(diǎn)，其主要集中在燃煤電站煙氣中氣 態(tài)汞的脫除技術(shù)。世界范圍內(nèi)煤中汞含量一般在(O. 012 33)mg/kg，平均汞含量約為 0. 13mg/kg，我國(guó)煤中汞的平均含量為0.20 mg/kg左右，我國(guó)燃煤汞的排放控制不容忽視。 2000年12月，美國(guó)環(huán)保署EPA宣布開始控制燃煤電站鍋爐煙氣中汞的排放。2005年3月 15日，美國(guó)環(huán)保署頒布了汞排放控制標(biāo)準(zhǔn)(CAMR Clean Air MercuryRule)，美國(guó)成為世 界上首個(gè)針對(duì)燃煤電站汞排放實(shí)施限制標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)家。我國(guó)制定針對(duì)燃煤過程汞排放的控制標(biāo) 準(zhǔn)也是大勢(shì)所趨。目前國(guó)內(nèi)還缺乏可行的汞控制方法和技術(shù)。汞吸附劑是燃煤電站煙氣汞控 制技術(shù)的核心，開發(fā)出高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境友好的汞吸附劑具有重大意義。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種汞吸附劑，它能夠有效脫除各種含汞尾氣中的單質(zhì)汞，又不影響飛灰 的利用。
本發(fā)明提供的單質(zhì)汞吸附劑的合成方法，在反應(yīng)器中加入溶劑和改性齊IJ，溶解后再加入 20目 500目的凹凸棒石粉末，每升溶劑中加入0.04 0. l千克的凹凸棒石，加入改性劑的質(zhì) 量和凹凸棒石的質(zhì)量比為l: 3 1: 50，混合均勻后過濾干燥；
溶劑為去離子水、丙酮、甲醇或乙醇中的一種；
改性劑為氯化銅(CuCl2)、氯酸鈉(NaC103)、溴化鉀(KBr)、碘化鉀(KI)、巰基乙酸 鈣(-SCH2C00Ca+ 3H20)、半胱氨酸(HSCH2CH (NH2) COOH)、谷胱甘月太(C10H17N306S)、 二巰基吡啶(C5H5NS)和3-巰丙基三甲氧基硅烷(C6H1603SSi)中的任意一種。改性劑中的氯酸根、銅化合物、溴化鉀和碘化鉀能夠很有效的與單質(zhì)汞發(fā)生化學(xué)反應(yīng)， 使單質(zhì)汞氧化成容易脫除的離子汞，被凹凸棒石吸附以達(dá)到脫汞的目的。巰基乙酸鈣、半胱 氨酸和3-巰丙基三甲氧基硅烷等有機(jī)試劑中的巰基基團(tuán)是一種有機(jī)活性基團(tuán)，對(duì)單質(zhì)汞有很 好的吸附效果，能夠與單質(zhì)汞發(fā)生反應(yīng)生成穩(wěn)定的化合物。凹凸棒石是一種天然的礦物，具 有一定的比表面積和層鏈狀結(jié)構(gòu)，能吸附一定量的單質(zhì)汞，在改性處理后能夠提供有利于改 性劑與單質(zhì)汞反應(yīng)的微觀環(huán)境，提高單質(zhì)汞的脫除效率。
總之，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)吸附劑為天然礦物，價(jià)格低廉容易獲得，對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生二 次污染，不對(duì)電廠飛灰的經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生影響，所使用的改性劑無毒害作用，吸附劑合成簡(jiǎn)單， 易操作，對(duì)單質(zhì)汞有明顯脫除效果，可使燃煤電廠煙氣中單質(zhì)汞濃度降低90%以上，生產(chǎn)過
程不危害環(huán)境。
具體實(shí)施例方式
以凹凸棒石作為吸附劑，氯化銅(CuCl2)、氯酸鈉(NaC103)、溴化鉀(KBr)、碘化鉀( KI)、巰基乙酸鈣(-SCH2C00Ca+3H20)、半胱氨酸(HSCH2CH (NH2) C00H)、谷胱甘月太
(C10H17N306S) 、 二巰基吡啶(C5H5NS)和3-巰丙基三甲氧基硅烷(C6H1603SSi)作為改性劑 對(duì)其進(jìn)行改性，制備出了9種單質(zhì)汞吸附劑，能夠氧化吸附單質(zhì)汞。由于在合成過程中溶劑 中溶解有改性劑，過濾時(shí)有部分改性劑隨溶劑被過濾，使得最終制備得到的汞吸附劑中改性 劑的質(zhì)量含量為O. 57% 10. 05%。所制備得到的9種單質(zhì)汞吸附劑成品中，各改性劑的質(zhì)量含
改性劑為氯化銅時(shí)，氯化銅與單質(zhì)汞吸附劑的質(zhì)量比為0.7% 7.9%; 改性劑為氯酸鈉時(shí)，氯酸鈉與單質(zhì)汞吸附劑的質(zhì)量比為0.57% 7.58%; 改性劑為溴化鉀時(shí)，溴化鉀與單質(zhì)汞吸附劑的質(zhì)量比為0.66% 7.44%;
改性劑為碘化鉀時(shí)，碘化鉀與單質(zhì)汞吸附劑的質(zhì)量比為0.77% 8.2%。； 改性劑為巰基乙酸鈣時(shí)，巰基乙酸鈣與單質(zhì)汞吸附劑的質(zhì)量比為0. 72% 7.61%; 改性劑為半胱氨酸時(shí)，半胱氨酸與單質(zhì)汞吸附劑的質(zhì)量比為0.91% 9.62%;
改性劑為谷胱甘肽時(shí)，谷胱甘肽與單質(zhì)汞吸附劑的質(zhì)量比為0.89% 10.05%; 改性劑為二巰基吡啶時(shí)，二巰基吡啶與單質(zhì)汞吸附劑的質(zhì)量比為0. 82% 8. 85%; 改性劑為3-巰丙基三甲氧基硅烷時(shí)，吸附劑中3-巰丙基三甲氧基硅烷的含量為0.85% 9. 12%。
下面通過借助實(shí)施例更加詳細(xì)地說明本發(fā)明，但以下實(shí)施例僅是說明性的，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受這些實(shí)施例的限制。 實(shí)例l :
溶劑為去離子水 改性劑為氯化銅
氯化銅凹凸棒石 1: 3
氯化銅 7. 9%
量取10g氯化銅于反應(yīng)器中，向反應(yīng)器中加入750ml去離子水?dāng)嚢柚镣耆芙?，在持續(xù)攪 拌下緩慢加入325目30g凹凸棒石，常溫下劇烈攪拌2小時(shí)，過濾，過濾后的固體物于7(TC下 干燥10小時(shí)，研磨至200目，得到由氯化銅改性凹凸棒石的單質(zhì)汞吸附劑，測(cè)得單質(zhì)汞吸附 劑中氯化銅的質(zhì)量含量為7. 9%。
本發(fā)明吸附劑按如下方法應(yīng)用于電廠尾氣中單質(zhì)汞的脫除在靜電除塵器或布袋除塵器 前噴入吸附劑粉末，根據(jù)電廠煙氣中汞的含量調(diào)節(jié)吸附劑的噴入量，從而脫除電廠煙氣中的 單質(zhì)汞，保護(hù)大氣環(huán)境，減少企業(yè)排污費(fèi)用。
實(shí)例2 6:
實(shí)例2 6按下述表中的配比采用如實(shí)例1所述的制備方法進(jìn)行制備。
改性劑溶劑凹凸棒石
種類含量種類含量種類含量
實(shí)例2氯酸鈉1去離子水500325目20
實(shí)例3溴化鉀1去離子水50080目50
實(shí)例4碘化鉀1去離子水750100目30
實(shí)例5巰基乙酸鈣1去離子水375325目15
實(shí)例6半胱氨酸1去離子水375325目15
實(shí)例7谷胱甘肽1去離子水375325目15
實(shí)例8二巰基吡啶1乙醇500325目20
實(shí)例93-巰丙基三甲氧基 娃院1甲醇375500目15
實(shí)例io3-巰丙基三甲氧基 娃院1丙酮375325目15
5以上所述為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，但本發(fā)明不應(yīng)該局限于該實(shí)施例所公開的內(nèi)容。 所以凡是不脫離本發(fā)明所公開的精神下完成的等效或修改，都落入本發(fā)明保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種單質(zhì)汞吸附劑的合成方法，在反應(yīng)器中加入溶劑和改性劑，溶解后再加入20目～500目的凹凸棒石粉末，每升溶劑中加入0.04～0.1千克的凹凸棒石，加入改性劑的質(zhì)量和凹凸棒石的質(zhì)量比為1∶3～1∶50，混合均勻后過濾干燥；所述溶劑為去離子水、丙酮、甲醇或乙醇中的一種；所述改性劑為氯化銅、氯酸鈉、溴化鉀、碘化鉀、巰基乙酸鈣、半胱氨酸、谷胱甘肽、二巰基吡啶和3-巰丙基三甲氧基硅烷中的任意一種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種單質(zhì)汞吸附劑的合成方法，在反應(yīng)器中加入溶劑和改性劑，溶解后再加入20目～500目的凹凸棒石粉末，每升溶劑中加入0.04～0.1千克的凹凸棒石，加入改性劑的質(zhì)量和凹凸棒石的質(zhì)量比為1∶3～1∶50，混合均勻后過濾干燥；溶劑為去離子水、丙酮、甲醇或乙醇；改性劑為氯化銅、氯酸鈉、溴化鉀、碘化鉀、巰基乙酸鈣、半胱氨酸、谷胱甘肽、二巰基吡啶和3-巰丙基三甲氧基硅烷中的任意一種。本發(fā)明所合成的吸附劑為天然礦物，價(jià)格低廉容易獲得，對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生二次污染，不對(duì)電廠飛灰的經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生影響，所使用的改性劑無毒害作用，吸附劑合成簡(jiǎn)單，易操作，對(duì)單質(zhì)汞有明顯脫除效果，可使燃煤電廠煙氣中單質(zhì)汞濃度降低90％以上，生產(chǎn)過程不危害環(huán)境。
文檔編號(hào)B01J20/12GK101642696SQ20091030686
公開日2010年2月10日 申請(qǐng)日期2009年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月11日
發(fā)明者峰 丁, 張軍營(yíng), 趙永椿, 鄭楚光 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)