一种岩沥青基脱汞吸附剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种岩沥青基脱汞吸附剂及其制备方法，制备方法包括如下过程：将岩沥青进行水热化反应处理、干燥，得到水热化岩沥青；对所述水热化岩沥青用有机溶剂进行洗涤、干燥，得到沥青质，将沥青质加工成沥青质颗粒；将沥青质颗粒加碱进行碳化、活化，得到含有所述岩沥青基脱汞吸附剂的混合物；将所述混合物与水混合形成混合液，向所述混合液中加入酸，使混合液呈酸性，得到酸性混合液；将所述酸性混合液利用水进行抽滤，直至滤液呈中性，滤出残渣并进行干燥，得到所述岩沥青基脱汞吸附剂。本发明专利技术通过开发一种吸附剂，以增加中Hg0的吸附性，实现燃煤电厂烟气中汞的高效脱除，保证烟气汞的达标排放。烟气汞的达标排放。

【技术实现步骤摘要】
一种岩沥青基脱汞吸附剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于节能环保领域，涉及一种岩沥青基脱汞吸附剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]煤炭目前是主要的能源然而，煤炭又是一种不清洁的能源。研究表明，元素周期表中的所有元素都可以在煤中找到。燃煤产生的烟气中含有大量二氧化碳、可吸入颗粒物、氮氧化物、硫氧化物和重金属等污染物，如果不经处理直接排放，将会造成严重的环境污染。其中，燃煤烟气中的痕量重金属元素汞进入环境后，由于其独特的富集效应，将对环境和包括人类在内的生物产生极大的危害，近年来，燃煤烟气中重金属汞的排放与控制已经得到世界上广泛的关注，并成为国际上的研究热点。
[0003]燃煤电厂环保设备(脱硝、除尘器、湿法脱硫等)具有一定脱汞能力，燃煤电厂烟气汞有三种存在形式：零价汞(Hg0)、二价汞(Hg
2+
)和颗粒汞(Hg
p
)，Hg
2+
主要在湿法脱硫系统中脱除，Hg
p
主要在除尘器中附着于飞灰脱除，Hg0具有沸点低，易挥发，难溶于水等特点，脱硝装置能够氧化一部分Hg0成为Hg
2+
，但氧化能力有限，大部分Hg0仍随烟气排放到空气中，因此，Hg0仍是燃煤电厂进行汞脱除的难点。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种岩沥青基脱汞吸附剂及其制备方法，本专利技术通过开发一种吸附剂，以增加中Hg0的吸附性，实现燃煤电厂烟气中汞的高效脱除，保证烟气汞的达标排放。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]一种岩沥青基脱汞吸附剂的制备方法，包括如下过程：
[0007]将岩沥青进行水热化反应处理、干燥，得到水热化岩沥青；
[0008]对所述水热化岩沥青用有机溶剂进行洗涤、干燥，得到沥青质，将沥青质加工成沥青质颗粒；
[0009]将沥青质颗粒加碱进行碳化、活化，得到含有所述岩沥青基脱汞吸附剂的混合物；
[0010]将所述混合物与水混合形成混合液，向所述混合液中加入酸，使混合液呈酸性，得到酸性混合液；
[0011]将所述酸性混合液利用水进行抽滤，直至滤液呈中性，滤出残渣并进行干燥，得到所述岩沥青基脱汞吸附剂。
[0012]优选的，将岩沥青进行水热化反应处理的过程包括：将岩沥青原料加热到300～600℃，再加入水，进行水热化反应处理。
[0013]优选的，对所述水热化岩沥青用有机溶剂进行洗涤的过程如下步骤：
[0014]S1，将水热化岩沥青加入到有机溶剂中进行处理，磁力搅拌30～40分钟，使它们充分混合，去除岩沥青中饱和烃、芳香烃以及胶质这些轻质组分，再用20～25μm滤纸抽滤，去除杂质；
[0015]S2，将S1抽滤得到的固体物质加入到有机溶剂中进行处理，磁力搅拌30～40分钟，使它们充分混合，去除岩沥青中饱和烃、芳香烃以及胶质这些轻质组分，再用8μm滤纸抽滤，去除杂质；
[0016]S3，将S2抽滤得到的固体物质加入到有机溶剂中进行处理，磁力搅拌30～40分钟，使它们充分混合，去除岩沥青中饱和烃、芳香烃以及胶质这些轻质组分，再用2.5μm滤纸抽滤，进一步去除杂质；
[0017]S4，将S3抽滤得到的固体物质加入到有机溶剂中进行处理，磁力搅拌30～40分钟，使它们充分混合，去除岩沥青中饱和烃、芳香烃以及胶质这些轻质组分，再用2.5μm滤纸抽滤，去除杂质后得到抽滤残渣。
[0018]优选的，所述有机溶剂采用正戊烷，S1中，正戊烷的体积与水热化岩沥青的质量比为(5～8):1；S2中，正戊烷的体积与固体物质的质量比为(5～8):1；S3中，正戊烷的体积与固体物质的质量比为(5～8):1；S4中，正戊烷的体积与固体物质的质量比为(5～8):1，有机溶剂目的是去除岩沥青中饱和烃、芳香烃以及胶质等轻质组分。
[0019]优选的，沥青质颗粒的粒度不大于200目。
[0020]优选的，将沥青质颗粒加碱进行碳化、活化时，碱与沥青质按(0.5～4):1的质量比混合均匀，然后进行碳化、活化，其中采用的碱为KOH或NaOH。
[0021]优选的，将沥青质颗粒加碱进行碳化时，在惰性保护气体氛围下，以4～20℃/min的升温速率升温至350～550℃，保温0.5～2h。
[0022]优选的，沥青质颗粒加碱碳化结束后，以4～20℃/min的升温速率加热至750～950℃，保温0.5～2h，活化结束，得到含有所述岩沥青基脱汞吸附剂的混合物。
[0023]优选的，将所述混合物与水混合形成混合液，向所述混合液中加入酸，使混合液呈酸性，得到酸性混合液的过程包括：将所述混合液在90～95℃下水浴加热2～3h。
[0024]向混合液中滴加2～3mol/L的HNO3溶液并搅拌均匀，测量混合液的pH值，直至混合液呈酸性(pH＝1～2)，静置1～2min，使混合液达到稳定状态，得到所述酸性混合液；
[0025]将所述酸性混合液利用UP水进行抽滤。
[0026]本专利技术还提供了一种岩沥青基脱汞吸附剂，该岩沥青基脱汞吸附剂采用本专利技术如上所述的制备方法制得，所述岩沥青基脱汞吸附剂对烟气中的脱汞效率能够达到98.5％以上。
[0027]本专利技术具有以下有益效果：
[0028]本专利技术岩沥青基脱汞吸附剂的制备方法中，将岩沥青进行水热化反应处理、干燥，使得岩沥青晶粒发育完整，分布均匀，避免晶粒缺陷形成和杂质带入，具有较高的活性，得到水热化岩沥青。对所述水热化岩沥青用有机溶剂进行洗涤过滤，去除岩沥青中的饱和烃、芳香烃以及胶质等轻质组分再进行干燥去除有机溶剂，得到沥青质，将干燥后的沥青质加工成沥青质颗粒；将沥青质颗粒加碱进行碳化、活化，加入碱，能够加快氮、氢等非碳元素的脱除。碱与含碳材料中的炭反应，将部分炭刻蚀掉，高温下，钾蒸气进行扩孔，将剩余碱与生成的盐类洗掉，被刻蚀的位置就会出现孔结构。将所述混合物与水混合形成混合液，向所述混合液中加入酸，中和残留的KOH，使混合液呈酸性，得到酸性混合液；将所述酸性混合液利用水进行抽滤，直至滤液呈中性，滤出残渣并进行干燥，得到所述岩沥青基脱汞吸附剂。本专利技术制得的岩沥青基脱汞吸附剂的比表面积为1607～2399m2/g，汞吸附容量为23910～
72680ng/g，固定反应床30min内脱汞效率为98.6％～99.6％。可见本专利技术制得的岩沥青基脱汞吸附剂对Hg0的吸附性较好，能够实现燃煤电厂烟气中汞的高效脱除，保证烟气汞的达标排放。
具体实施方式
[0029]下面结合实施例对本专利技术进行进一步的说明。
[0030]本专利技术岩沥青基脱汞吸附剂的制备方法包括如下步骤：
[0031]步骤1、岩沥青的洗涤，操作步骤如下：
[0032]步骤1.1、将岩沥青原料加热到300～600℃，再加入水，进行水热化反应处理，在105℃下鼓风干燥10小时去除水分后，得到水热化岩沥青；
[0033]步骤1.2、将水热化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种岩沥青基脱汞吸附剂的制备方法，其特征在于，包括如下过程：将岩沥青进行水热化反应处理、干燥，得到水热化岩沥青；对所述水热化岩沥青用有机溶剂进行洗涤、干燥，得到沥青质，将沥青质加工成沥青质颗粒；将沥青质颗粒加碱进行碳化、活化，得到含有所述岩沥青基脱汞吸附剂的混合物；将所述混合物与水混合形成混合液，向所述混合液中加入酸，使混合液呈酸性，得到酸性混合液；将所述酸性混合液利用水进行抽滤，直至滤液呈中性，滤出残渣并进行干燥，得到所述岩沥青基脱汞吸附剂。2.根据权利要求1所述的一种岩沥青基脱汞吸附剂的制备方法，其特征在于，将岩沥青进行水热化反应处理的过程包括：将岩沥青原料加热到300～600℃，再加入水，进行水热化反应处理。3.根据权利要求1所述的一种岩沥青基脱汞吸附剂的制备方法，其特征在于，对所述水热化岩沥青用有机溶剂进行洗涤的过程如下步骤：S1，将水热化岩沥青加入到有机溶剂中进行处理，磁力搅拌30～40分钟，再用20～25μm滤纸抽滤；S2，将S1抽滤得到的固体物质加入到有机溶剂中进行处理，磁力搅拌30～40分钟，再用8μm滤纸抽滤；S3，将S2抽滤得到的固体物质加入到有机溶剂中进行处理，磁力搅拌30～40分钟，再用2.5μm滤纸抽滤；S4，将S3抽滤得到的固体物质加入到有机溶剂中进行处理，磁力搅拌30～40分钟，再用2.5μm滤纸抽滤，得到沥青质。4.根据权利要求3所述的一种岩沥青基脱汞吸附剂的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂采用正戊烷，S1中，正戊烷的体积与水热化岩沥青的质量比为(5～8):1；S2中，正戊烷的体积与固体物质的质量比为(5～8):1；S3中，正戊烷的体积与固体物质的质量比为...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴晓龙，何育东，李兴华，陶明，孟令海，何仰朋，余昭，宦宣州，李楠，王韶晖，房孝维，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：