一种吸附气态零价汞的磁性可再生吸附剂及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种吸附气态零价汞的磁性可再生吸附剂及制备方法，属于汞吸附技术领域。本发明专利技术所述吸附剂是通过在制备过程中对磁铁矿(Fe

A magnetic renewable adsorbent for adsorption of gaseous zero valent mercury and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种吸附气态零价汞的磁性可再生吸附剂及制备方法
本专利技术涉及一种吸附气态零价汞的磁性可再生吸附剂及制备方法，属于汞吸附

技术介绍
旨在全球范围内控制和减少汞排放的国际公约《水俣公约》已经正式生效，我国作为缔约国以及最大的汞排放国，正面临着巨大的履约压力。燃煤电厂是我国主要的汞排放源，约占我国汞人为排放总量的40％。汞在燃煤烟气中主要以零价汞(Hg0)、二价汞(Hg2+)和颗粒态汞(Hgp)等三种形态存在。二价汞和颗粒态汞可分别被燃煤电厂中的湿法脱硫装置和除尘装置去除，但由于零价汞具有高挥发性和低水溶性，使得其很难被燃煤电厂中的现有烟气净化装置去除。因此，我国燃煤电厂汞污染控制的核心就是控制燃煤烟气中零价汞的排放。现有燃煤电厂汞污染控制技术未能实现零价汞排放的集中控制，而是将零价汞转化成毒性更高的二价汞，最终转移到飞灰或脱硫石膏中，然后再通过除尘装置或湿法脱硫装置去除，在此过程中极易产生二次污染。专利技术人提出了利用可循环使用的磁性吸附剂协同湿式电除尘器回收燃煤烟气中的零价汞并加以集中控制的新思路，曾试图将硫化磁赤铁矿与湿式电除尘器相结合来集中控制燃煤烟气汞污染。但发现，硫化磁赤铁矿的热稳定性较差，在热脱附回收零价汞的过程中易发生相变而失去磁性，不利于循环使用。
技术实现思路
【技术问题】克服汞的二次污染问题，以及将硫化磁赤铁矿与湿式电除尘器相结合来集中控制燃煤烟气汞污染的过程中，硫化磁赤铁矿存在热稳定性较差、不利于循环使用的问题。【技术方案】为了解决上述问题，本专利技术提供了一种能与湿式电除尘器相兼容且具有优异零价汞吸附能力并可循环使用的磁性吸附剂及其应用，本专利技术通过将磷钼酸嫁接到硫化磁赤铁矿上，并最终制备得到了多硫化钼包覆磁赤铁矿的吸附剂，本专利技术的吸附剂具有优异的汞吸附能力，以及良好的热稳定性和循环性能，可用于集中控制燃煤电厂汞污染。本专利技术的第一个目的是提供一种磁性可再生多硫化钼包覆磁赤铁矿(MoSx@γ-Fe2O3)吸附剂的制备方法，所述方法是将磷钼酸嫁接在磁铁矿或磁赤铁矿上，经过煅烧和硫化改性即可制备得到MoSx@γ-Fe2O3吸附剂。在本专利技术的一种实施方式中，所述将磷钼酸嫁接在磁铁矿或磁赤铁矿上是通过吸附方法将磷钼酸负载在磁铁矿或磁赤铁矿；所述硫化改性是将煅烧后的物质在250～400℃条件下通入硫化氢0.5～2h。在本专利技术的一种实施方式中，所述方法具体包括如下步骤：(1)将磷钼酸((HPMo))溶液和磁铁矿或磁赤铁矿混合，搅拌6～24h，其中，磁铁矿或磁赤铁矿与磷钼酸的投加量的质量比为2:1～1:4；(2)将步骤(1)获得的混合溶液进行固液分离，将固液分离得到的固体洗涤、干燥，之后再将固体在400～500℃煅烧2～4h，得到MoO3@γ-Fe2O3吸附剂；(3)取步骤(2)制备得到的MoO3@γ-Fe2O3吸附剂置于反应器中，在250～400℃条件下通入硫化氢0.5～2h，即可获得MoSx@γ-Fe2O3吸附剂。在本专利技术的一种实施方式中，所述磁铁矿和磁赤铁矿为任一方法制备或者采购获得的。在本专利技术的一种实施方式中，所述磁铁矿可以通过以下方法制备：以硫酸亚铁和氯化铁为铁源，氨水为沉淀剂，制得磁铁矿。在本专利技术的一种实施方式中，所述磁赤铁矿可以通过以下方法制备：以硫酸亚铁和氯化铁为铁源，氨水为沉淀剂，煅烧后制得磁赤铁矿。在本专利技术的一种实施方式中，步骤(2)中所述干燥是在90～110℃干燥6～24h。在本专利技术的一种实施方式中，制备得到的MoSx@γ-Fe2O3吸附剂密封保存。本专利技术的第二个目的是提供上述制备方法制备得到的MoSx@γ-Fe2O3吸附剂。本专利技术的第三个目的是提供上述MoSx@γ-Fe2O3吸附剂的再生处理的方法，所述方法为：①使用后的MoSx@γ-Fe2O3吸附剂在空气条件下高温脱附；②将脱附后的MoSx@γ-Fe2O3吸附剂在高温硫化氢气体中处理，冷却后即可得到再生吸附剂。在本专利技术的一种实施方式中，步骤(1)中，所述高温脱附的温度为300～500℃；所述高温脱附的时间为0.5～1.5h。在本专利技术的一种实施方式中，步骤(2)中，所述处理的温度为250～350℃；所述处理的时间为0.5～2h；硫化氢气体通入的流速为200-800mL/min。在本专利技术的一种实施方式中，步骤(3)中的反应器可以为固定床反应器。本专利技术的第四个目的提供了上述MoSx@γ-Fe2O3吸附剂在汞吸附领域的应用，所述汞优选为气态零价汞。本专利技术还提供了上述包含MoSx@γ-Fe2O3吸附剂的燃煤电厂湿式电除尘器。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：(1)本专利技术制备得到的MoSx@γ-Fe2O3吸附剂具有优异的气态零价汞吸附性能，能够协同湿式电除尘器回收燃煤烟气中的气态零价汞；(2)本专利技术制备得到的MoSx@γ-Fe2O3吸附剂具有强磁性，使用后可以通过磁分离从浆液中分离，分离方法简单；(3)本专利技术制备得到的MoSx@γ-Fe2O3吸附剂具有良好的热稳定性，能够再生而循环使用，在热脱附回收气态零价汞的过程中不易相变而失去磁性。附图说明图1为实施例1所得吸附剂A的Hg0穿透曲线。图2为实施例1所得吸附剂B的Hg0穿透吸附。图3实施例4中吸附剂A-D的磁化曲线。具体实施方式为更好地说明本专利技术，便于理解本专利技术的技术方案，本专利技术通过下述实施例来更清楚的描述本专利技术的技术方案。Hg0浓度的测定方法：利用LumexR915M测汞仪测得Hg0的的浓度和Hg0的穿透曲线。其中Hg0的穿透率＝反应器出口Hg0浓度与进口Hg0浓度的比值；Hg0的吸附量的计算：通过Hg0的穿透曲线的积分测得。吸附剂的磁性强度的测定方法：利用振动样品磁强计测定。其中，本专利技术实施例涉及的磁铁矿的来源：以硫酸亚铁和氯化铁为铁源，氨水为沉淀剂，制得磁铁矿。具体制备方法可参照文献：磁铁矿的制备及其分解水的研究.张春雷,中国科学,1996,26(1),72。磁赤铁矿的来源：将磁铁矿在200℃下煅烧3h，即得磁赤铁矿。实施例1MoSx@γ-Fe2O3吸附剂的制备(1)将20g/L磷钼酸溶液和磁铁矿混合，搅拌12h，其中，磁铁矿与磷钼酸的投加量的质量比为2:3；(2)将步骤(1)获得的混合溶液进行固液分离，将固液分离得到的固体洗涤、干燥，之后再将固体在500℃焙烧3h，得到MoO3@γ-Fe2O3吸附剂；(3)取250mg步骤(2)制备得到的MoO3@γ-Fe2O3吸附剂置于固定床反应器中，在350℃条件下通入硫化氢1h(流速500mL/min)，即可获得MoSx@γ-Fe2O3吸附剂，标记为吸附剂A。实施例2硫化γ-Fe2O3吸附剂的制备取250mg的γ-Fe2O3置于固定床反应器中，用硫化氢气体在350℃下处理1h，得到硫化γ本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁性可再生汞吸附剂的制备方法，其特征在于，所述方法是将磁铁矿或磁赤铁矿与磷钼酸溶液混合，然后固液分离，取固体进行煅烧，然后硫化改性即得MoS

【技术特征摘要】
1.一种磁性可再生汞吸附剂的制备方法，其特征在于，所述方法是将磁铁矿或磁赤铁矿与磷钼酸溶液混合，然后固液分离，取固体进行煅烧，然后硫化改性即得MoSx@γ-Fe2O3吸附剂。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硫化改性是将煅烧后的物质在250～400℃条件下通入硫化氢。


3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)将磁铁矿或磁赤铁矿与磷钼酸混合，其中，磁铁矿或磁赤铁矿与磷钼酸的投加量的质量比为2:1～1:4；
(2)将步骤(1)获得的混合溶液进行固液分离，将固液分离得到的固体洗涤、干燥，之后再将固体在400～500℃下进行煅烧，得到MoO3@γ-Fe2O3吸附剂；
(3)取步骤(2)制备得到的MoO3@γ-Fe2O3吸附剂置于反应器中，在250～400℃条件下通入硫化氢，即得MoSx@γ-Fe2O3吸附剂。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述干...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨士建，梅剑，王昶，孙鹏翔，胡启星，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32