一種煙氣脫汞吸附劑及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種吸附劑領域,具體涉及一種煙氣脫汞吸附劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002]近年來,工業(yè)快速發(fā)展引發(fā)的痕量金屬元素的污染問題受到了人們的廣泛關注,特別是汞污染危機日益嚴峻。汞作為一種主要的全球性污染物,在大氣中停留時間長,毒性大,并且具有生物累積作用,不僅污染生態(tài)環(huán)境,還可通過呼吸、皮膚接觸、飲食等方式進入人體,嚴重危及到人類的身體健康。汞主要通過自然界及人類活動釋放到環(huán)境中,燃煤鍋爐是汞排放的最大人為污染源。我國是世界第一大煤炭消費國,能源結構中煤炭的比例高達75%,并且這種格局在今后相當長的一段時間內仍不會有大的改變。因此,研宄和開發(fā)有效的燃煤煙氣汞污染控制方法是我國環(huán)??萍既藛T面臨的重要任務之一。
沸石是一種多孔性骨架型硅鋁酸鹽分子篩,可作為離子交換劑、吸附分離劑、催化劑等。沸石骨架中微孔孔徑由于孔穴的結晶性質使其分布非常均一,內部的孔穴對大小不同的分子可進行選擇性吸附。沸石是一種強極性吸附劑,極易水分子等極性分子,由于自身硅鋁比和孔徑大小不同,對不同極性分子具有選擇性,孔道內有可被交換的金屬陽離子,對某些特定分子有特殊的吸附作用。在廢氣處理方面,沸石可以吸附廢氣中的二氧化硫和氮氧化物,但是其吸附量低,利用改性方法可以改變沸石的電性、孔徑等,可以用來對不同分子特性和直徑的氣體進行吸附。
[0003]殼聚糖是甲殼素脫除部分乙?;漠a物,殼聚糖具有生無可降解、毒性低的優(yōu)點,它與氨基極易形成四級胺正離子,有弱堿性陰離子交換作用,不但對印染的廢水能脫色,還對過渡金屬離子有良好的螯合作用。殼聚糖是線型結構的高分子物質,在酸性溶液中會溶解,穩(wěn)定性差,難以形成顆粒結構,用于傳質分離過程時,平衡時間長,傳質速率慢,在固定床層中作為吸附劑應用受到了一定的限制。本發(fā)明采用浸漬法將殼聚糖和改性沸石混合,制備的吸附劑表面凹凸不平,增強了吸附力度,而且微孔數(shù)量明顯增加,孔融明顯增大,比表面積提高,因此具有較強的吸附能力。
【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明的目的是提供一種煙氣脫汞吸附劑及其制備方法。
[0005]為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的,本發(fā)明通過以下方案實施:
一種煙氣脫汞吸附劑及其制備方法,由下列重量份的原料制成:沸石30-50、鋁溶膠
3-4、聚乙烯吡咯烷酮0.4-1、脫乙酰殼聚糖15-20、陽離子聚丙烯酰胺0.1-0.3、氧化鋁6_9、氧化銅3-5、草酸鈣10-14、去離子水適量;
本發(fā)明所述一種煙氣脫汞吸附劑及其制備方法,由以下具體步驟制成:
(I)將沸石用0.lmol/1鹽酸溶液浸泡24h,過濾除去雜質,用去離子水將沸石洗滌至中性,干燥粉碎后和聚乙烯吡咯烷酮混合加熱至300-500° C,得到多孔沸石,再將多孔沸石、陽離子聚丙烯酰胺和蒸餾水加到超聲振蕩器中超聲20-40min,烘干后得到改性沸石備用; (2)將草酸鈣在700-800°C下高溫煅燒2-3小時,煅燒后粉碎成300-400目,然后和氧化鋁、氧化銅混合攪拌均勻,再將混合粉末、改性沸石、鋁溶膠和去離子水混合攪拌均勻,加熱至80-100° C,持續(xù)攪拌至變成糊狀,停止加熱,將混合物置入烘箱中于105° C下烘干備用;
(3)將脫乙酰殼聚糖用3-5倍量3%的醋酸溶液溶解,再將步驟(2)的混合物加到殼聚糖溶液中調成糊狀,攪拌均勻后加到烘箱中于100° C下加熱干燥,再研細過200目篩即得。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點是:本發(fā)明采用沸石在高溫下煅燒形成多孔結構,利用陽離子聚丙烯酰胺改性多孔沸石,在沸石表面形成帶負電的膠體,增強了沸石本身的吸附性,并且加強了與殼聚糖的相容性,提高了復合吸附劑的微孔數(shù)量,增大孔容積使吸附劑具有較強的吸附能力,本發(fā)明吸附劑具有很強的汞吸附能力,操作簡單,成本低,具有良好的經濟效益和環(huán)境效益,值得推廣。
【具體實施方式】
[0007]下面通過具體實例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0008]一種煙氣脫汞吸附劑及其制備方法,由下列重量份(公斤)的原料制成:沸石46、鋁溶膠3、聚乙烯吡咯烷酮0.6、脫乙酰殼聚糖18、陽離子聚丙烯酰胺0.2、氧化鋁7、氧化銅4、草酸鈣11、去離子水適量;
本發(fā)明所述一種煙氣脫汞吸附劑及其制備方法,由以下具體步驟制成:
(1)將沸石用0.lmol/1鹽酸溶液浸泡24h,過濾除去雜質,用去離子水將沸石洗滌至中性,干燥粉碎后和聚乙烯吡咯烷酮混合加熱至450° C,得到多孔沸石,再將多孔沸石、陽離子聚丙烯酰胺和蒸餾水加到超聲振蕩器中超聲30min,烘干后得到改性沸石備用;
(2)將草酸鈣在750°C下高溫煅燒2小時,煅燒后粉碎成400目,然后和氧化鋁、氧化銅混合攪拌均勻,再將混合粉末、改性沸石、鋁溶膠和去離子水混合攪拌均勻,加熱至90° C,持續(xù)攪拌至變成糊狀,停止加熱,將混合物置入烘箱中于105° C下烘干備用;
(3)將脫乙酰殼聚糖用4倍量3%的醋酸溶液溶解,再將步驟(2)的混合物加到殼聚糖溶液中調成糊狀,攪拌均勻后加到烘箱中于100° C下加熱干燥,再研細過200目篩即得。
[0009]經測定,按本發(fā)明制備的吸附劑吸附容量為6.72mmol/g,對汞的清除率達到70.3%ο
【主權項】
1.一種煙氣脫汞吸附劑及其制備方法,其特征在于,由以下重量份的原料制成:沸石30-50、鋁溶膠3-4、聚乙烯吡咯烷酮0.4-1、脫乙酰殼聚糖15-20、陽離子聚丙烯酰胺0.1-0.3、氧化鋁6-9、氧化銅3-5、草酸鈣10-14、去離子水適量。2.根據(jù)權利要求1所述一種煙氣脫汞吸附劑及其制備方法,其特征在于,由以下具體步驟制成: (1)將沸石用0.lmol/1鹽酸溶液浸泡24h,過濾除去雜質,用去離子水將沸石洗滌至中性,干燥粉碎后和聚乙烯吡咯烷酮混合加熱至300-500° C,得到多孔沸石,再將多孔沸石、陽離子聚丙烯酰胺和蒸餾水加到超聲振蕩器中超聲20-40min,烘干后得到改性沸石備用; (2)將草酸鈣在700-800°C下高溫煅燒2-3小時,煅燒后粉碎成300-400目,然后和氧化鋁、氧化銅混合攪拌均勻,再將混合粉末、改性沸石、鋁溶膠和去離子水混合攪拌均勻,加熱至80-100° C,持續(xù)攪拌至變成糊狀,停止加熱,將混合物置入烘箱中于105° C下烘干備用; (3)將脫乙酰殼聚糖用3-5倍量3%的醋酸溶液溶解,再將步驟(2)的混合物加到殼聚糖溶液中調成糊狀,攪拌均勻后加到烘箱中于100° C下加熱干燥,再研細過200目篩即得。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種煙氣脫汞吸附劑及其制備方法,其特征在于,由以下重量份的原料制成:沸石30-50、鋁溶膠3-4、聚乙烯吡咯烷酮0.4-1、脫乙酰殼聚糖15-20、陽離子聚丙烯酰胺0.1-0.3、氧化鋁6-9、氧化銅3-5、草酸鈣10-14、去離子水適量;本發(fā)明吸附劑具有很強的汞吸附能力,操作簡單,成本低,具有良好的經濟效益和環(huán)境效益,值得推廣。
【IPC分類】B01D53/02, B01J20/26, B01J20/30
【公開號】CN104888722
【申請?zhí)枴緾N201510238345
【發(fā)明人】黃平
【申請人】安徽鑫昆凈化設備有限公司
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年5月12日