本發明涉及大氣污染
技術領域：
，具體是一種硅藻土脫汞吸附劑及其制備方法和應用。
背景技術：
：煤燃燒排放的汞是大氣中汞污染的主要來源。大氣中的汞可通過呼吸道或食物鏈進入人體，危害人體健康。汞污染問題已經成為全世界關注的焦點，也是我國迫切需要解決的環境問題。由于燃煤煙氣中汞的形態以單質汞為主，國內外的研究主要集中在硅藻土脫汞吸附劑的研制。目前研究比較多的吸附劑大多有5種：活性炭、粉煤灰，鈣基吸附劑、貴金屬吸附劑、金屬氧化物吸附劑以及礦物類吸附劑等。各種吸附劑本身都存在缺陷，活性炭雖然具有較高的脫汞效率，但利用率低。即使用鹵化物或硫化物處理后能有效提高利用率，相應的成本會繼續升高，仍然難以實現大規模工業化應用，而且活性炭的不當使用可能會降低飛灰的可利用性。鈣基吸附劑對Hg2+的吸附效率較高，對Hg0的脫除效率卻很低。貴金屬及金屬氧化物對汞的吸附具有較強的選擇性，同時能夠將Hg0氧化為易于脫除的Hg2+，效率比較低。礦物類材料，例如黏土或者沸石等材料在我國儲量豐富，是一類十分經濟的吸附劑，但是脫汞效率較低。雖然經過改性處理后吸附性能可能會大大提高，還沒有一種可行的處理手段。硅藻土是由火山灰堆積而成，是運用最廣泛的一種土壤介質。吸附效率低，但具有明顯的價格優勢，如何使其改性后提高脫汞效率，是本專利需解決的問題。技術實現要素：本發明的目的在于提供一種脫汞效率高、使用壽命長、無二次污染、可重復利用、大幅度降低成本的硅藻土脫汞吸附劑及其制備方法和應用，以解決上述
背景技術：
中提出的問題。為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種硅藻土脫汞吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：硅藻土29-37份、硼砂1-5份、香葉醇3-7份、水楊酸11-19份。作為本發明進一步的方案：所述硅藻土脫汞吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：硅藻土31-35份、硼砂2-4份、香葉醇4-6份、水楊酸13-17份。作為本發明進一步的方案：所述硅藻土脫汞吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：硅藻土33份、硼砂3份、香葉醇5份、水楊酸15份。本發明另一目的是提供一種硅藻土脫汞吸附劑的制備方法，由以下步驟組成：1)將水楊酸與其質量8.5倍的乙醇混合，制得水楊酸溶液；2)將硅藻土與硼砂混合研磨、過120目篩，然后加入水楊酸溶液，升溫至71℃并在該溫度下密封攪拌處理1.6h，然后升溫至115℃并滴加香葉醇，滴加完成后在該溫度下攪拌18min，然后降至68℃并超聲處理37min，超聲功率為900W，再微波處理12min，微波功率為1000W，然后在99-101℃的溫度下攪拌至干，然后在460℃的馬弗爐中煅燒3.9h即得吸附劑。本發明另一目的是提供所述吸附劑在煙氣汞處理中的應用。與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明將硅藻土與硼砂混合研磨，通過水楊酸、香葉醇處理后制得的吸附劑，各原料的協同作用使其脫汞效率得到很大的提升，達到95％以上，使用壽命長，對環境較為友好，無二次污染。本發明工藝簡單、工藝流程短，成本低廉，適于工業化生產，使用后煅燒處理后可以重復利用，可以大幅度降低脫汞成本，適于大規模使用。具體實施方式下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。實施例1本發明實施例中，一種硅藻土脫汞吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：硅藻土29份、硼砂1份、香葉醇3份、水楊酸11份。將水楊酸與其質量8.5倍的乙醇混合，制得水楊酸溶液將硅藻土與硼砂混合研磨、過120目篩，然后加入水楊酸溶液，升溫至71℃并在該溫度下密封攪拌處理1.6h，然后升溫至115℃并滴加香葉醇，滴加完成后在該溫度下攪拌18min，然后降至68℃并超聲處理37min，超聲功率為900W，再微波處理12min，微波功率為1000W，然后在99℃的溫度下攪拌至干，然后在460℃的馬弗爐中煅燒3.9h即得吸附劑。實施例2本發明實施例中，一種硅藻土脫汞吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：硅藻土37份、硼砂5份、香葉醇7份、水楊酸19份。將水楊酸與其質量8.5倍的乙醇混合，制得水楊酸溶液將硅藻土與硼砂混合研磨、過120目篩，然后加入水楊酸溶液，升溫至71℃并在該溫度下密封攪拌處理1.6h，然后升溫至115℃并滴加香葉醇，滴加完成后在該溫度下攪拌18min，然后降至68℃并超聲處理37min，超聲功率為900W，再微波處理12min，微波功率為1000W，然后在101℃的溫度下攪拌至干，然后在460℃的馬弗爐中煅燒3.9h即得吸附劑。實施例3本發明實施例中，一種硅藻土脫汞吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：硅藻土31份、硼砂2份、香葉醇4份、水楊酸13份。將水楊酸與其質量8.5倍的乙醇混合，制得水楊酸溶液將硅藻土與硼砂混合研磨、過120目篩，然后加入水楊酸溶液，升溫至71℃并在該溫度下密封攪拌處理1.6h，然后升溫至115℃并滴加香葉醇，滴加完成后在該溫度下攪拌18min，然后降至68℃并超聲處理37min，超聲功率為900W，再微波處理12min，微波功率為1000W，然后在100℃的溫度下攪拌至干，然后在460℃的馬弗爐中煅燒3.9h即得吸附劑。實施例4本發明實施例中，一種硅藻土脫汞吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：硅藻土35份、硼砂4份、香葉醇6份、水楊酸17份。將水楊酸與其質量8.5倍的乙醇混合，制得水楊酸溶液將硅藻土與硼砂混合研磨、過120目篩，然后加入水楊酸溶液，升溫至71℃并在該溫度下密封攪拌處理1.6h，然后升溫至115℃并滴加香葉醇，滴加完成后在該溫度下攪拌18min，然后降至68℃并超聲處理37min，超聲功率為900W，再微波處理12min，微波功率為1000W，然后在100℃的溫度下攪拌至干，然后在460℃的馬弗爐中煅燒3.9h即得吸附劑。實施例5本發明實施例中，一種硅藻土脫汞吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：硅藻土33份、硼砂3份、香葉醇5份、水楊酸15份。將水楊酸與其質量8.5倍的乙醇混合，制得水楊酸溶液將硅藻土與硼砂混合研磨、過120目篩，然后加入水楊酸溶液，升溫至71℃并在該溫度下密封攪拌處理1.6h，然后升溫至115℃并滴加香葉醇，滴加完成后在該溫度下攪拌18min，然后降至68℃并超聲處理37min，超聲功率為900W，再微波處理12min，微波功率為1000W，然后在100℃的溫度下攪拌至干，然后在460℃的馬弗爐中煅燒3.9h即得吸附劑。對比例1除不含有硼砂外，其原料含量及制備過程與實施例5一致。對比例2除不含有水楊酸外，其原料含量及制備過程與實施例5一致。對比例3除不含有硼砂以及水楊酸外，其原料含量及制備過程與實施例5一致。實施例6利用上述實施例1-5以及對比例1-3所得的吸附劑分進行脫汞處理，結果如表1所示。實驗環境模擬電廠鍋爐的煙氣條件，硅藻土脫汞吸附劑的性能測試系統主要由以下部分組成：模擬煙氣產生部分、模擬煙氣配合裝置、保溫系統、吸附反應部分、尾氣處理裝置。汞由滲透管(室溫下滲透率175ng/min，美國VICIMetronics公司)產生，汞釋放量由水浴坩堝的溫度控制，用高純N2作為載氣，再混合SO2、O2和CO2，經過氣體混合裝置和保溫裝置被加熱到實際煙氣溫度范圍，然后經過裝有粉煤灰吸附劑的固定吸附床。固定反應床是直徑為150mm，長約300mm的不銹鋼筒，外加石棉保溫層。反應后的模擬煙氣通過活性炭吸附裝置后排入大氣，避免對大氣產生污染。實驗時，先通入N2，再調節SO2、O2和CO2氣體的流量，氣體的總流量控制在約20L/min。本研究中，氣體體積分數控制為：0.2％SO2，1％O2和12％CO2，其余為N2，氣體溫度設置為150℃。汞蒸汽發生器在正式試驗之前，在室溫25℃進行了標定。經過固定反應床前后的汞濃度由塞曼效應分析儀(俄羅斯RP-915+)測量。根據反應前后汞濃度來計算吸附劑的對汞的吸附率，即η＝(C0-C)/C0×100％。式中，η表示汞的吸附率，％；C0表示進口煙氣汞濃度，μg/m3；C表示出口煙氣汞濃度，μg/m3。表1汞吸附率(％)實施例195.8實施例296.2實施例398.5實施例498.9實施例599.6對比例168.4對比例241.3對比例335.5所有樣品中，實施例5吸附劑對單質汞的吸附率最高，分別達到了99.6％。其它樣品的脫汞效率均低于實施例5樣品。實施例5與對比例1-3的結果表明硼砂以及水楊酸添加后能大大促進吸附劑的吸附作用。因此，硼砂以及水楊酸及其添加量對吸附劑性能影響較大。從對比實驗可以看出，采用本發明公開的制備方法制備出的吸附劑具有更好的汞脫除率，這是本領域技術人員無法預見的，取得了意料不到的技術效果。對于本領域技術人員而言，顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發明內。此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。當前第1頁1 2 3