一種煙氣脫汞專用活性炭的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種煙氣脫汞專用活性炭的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：選煤→磨粉→煤粉篩選→煤粉復(fù)配；按重量比，以復(fù)配后的混合煤粉65~75%，煤焦油20~35%，水1~5%，活化催化劑0.5~1%充分?jǐn)嚢?、混捏均勻，再?jīng)壓制成型、烘干、炭化、活化，活化后的炭料加到HNO3溶液中室溫下浸泡5~8h，取出活性炭，用水反復(fù)沖洗至濾下水的pH6~7，活性炭烘干，然后將活性炭放入KI或FeCl3或CuCl2的溶液中攪拌浸漬3~6h后取出，活性炭烘干，破碎篩分后即得成品的煙氣脫汞專用活性炭。本發(fā)明工藝簡單、環(huán)保，所制備的脫汞專用活性炭具有汞吸附量大，脫除能力強(qiáng)，吸附速率快等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】 一種煙氣脫汞專用活性炭的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于特種炭質(zhì)材料用于燃煤煙氣脫汞的應(yīng)用領(lǐng)域，主要涉及一種煙氣脫汞專用活性炭的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]汞為一種劇毒性物質(zhì)，對生物體的細(xì)胞、器官和神經(jīng)均會(huì)造成嚴(yán)重?fù)p害，同時(shí)它難以降解，能在生物鏈中進(jìn)行永久累積，造成生物機(jī)體的病變，甲基汞甚至能傷害染色體對遺傳基因產(chǎn)生影響。
[0003]我國因煤儲(chǔ)存豐富，煤炭一直以來都是我國最重要的一次能源，而煤燃燒是我國汞排放的最主要來源，其中電力、蒸汽、熱水供應(yīng)用燃煤造成的汞排放占74%。由于早期沒有制定相關(guān)的汞排放標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)加以限制，使得我國汞污染極為嚴(yán)重，目前我國汞排放約占東亞和東南亞的3/4，約為全球汞的總排放量的1/3。對燃煤鍋爐燃燒排放的煙氣進(jìn)行脫汞處理是降低汞排放的重要途徑，已刻不容緩。
[0004]活性炭是一種重要的吸附材料，對活性炭進(jìn)行改性和應(yīng)用到燃煤煙氣脫汞領(lǐng)域是當(dāng)前活性炭研究的熱點(diǎn)之一，改性活性炭較之原始活性炭具有更高的脫汞活性，提高了對煙氣中汞的脫出效率的同時(shí)又降低了活性炭的用量，成為燃煤煙氣脫汞中行之有效的方法，環(huán)保且成本低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)保、獨(dú)特的煙氣脫汞專用活性炭的制備方法，通過本發(fā)明的制備方法獲得了吸附量大，脫除能力強(qiáng)，吸收速率快的煙氣脫汞專用活性炭。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案:
一種煙氣脫汞專用活性炭的制備方法，其特征在于:該方法包括以下步驟:選煤一磨粉一煤粉篩選一煤粉復(fù)配；按重量比，以復(fù)配后的混合煤粉65?75%，煤焦油2(Γ35%，水1飛％，活化催化劑0.5?1%充分?jǐn)嚢?、混捏均勻，再?jīng)壓制成型、烘干、炭化、活化，活化后的炭料加到HNO3溶液中室溫下浸泡5?8h，取出活性炭，用水反復(fù)沖洗至濾下水的pH 6?7，活性炭烘干，然后將活性炭放入KI或FeCl3或CuCl2的溶液中攪拌浸潰3飛h后取出，活性炭烘干，破碎篩分后即得成品的煙氣脫汞專用活性炭。
[0007]所述選煤的煤種為太西無煙洗精煤和無煙煤，煤粉復(fù)配時(shí)按照重量百分比將太西無煙精洗煤85?90%與無煙煤10?15%進(jìn)行混合。
[0008]所述煤粉篩選時(shí)選用200目的篩，煤粉細(xì)度要求過200目篩占90?95%。
[0009]所述煤粉與煤焦油混捏時(shí)加入的活化催化劑為NH4N03、NH4Cl、(NH4)2S04中的一種或幾種。
[0010]所述HNO3溶液的濃度為質(zhì)量濃度1(Γ20%。
[0011]所述浸潰液為K1、FeCl3、CuCl2中的一種或幾種，浸潰液的質(zhì)量濃度0.廣8%，浸潰時(shí)活性炭與浸潰液的質(zhì)量比為(廣15):100o
[0012]所述活性炭烘干所選溫度為10(T13(TC。
[0013]所述炭化溫度為爐頭400?550 °C，爐尾240?300 °C ;活化溫度為900?980 °C，活化爐蒸汽壓力0.2、.3 MPa，蒸汽流量1.6?1.8 t / h，空氣壓力360?500 Pa，爐內(nèi)壓力40?70 Pa。
[0014]所述廢棄的HNO3溶液和沖洗液以及浸潰后的溶液均回收處理再利用。
[0015]本發(fā)明有如下優(yōu)點(diǎn):
1.通過煤粉復(fù)配的方式，提高了原料煤粉的品質(zhì)，加大了活性炭孔徑的分布范圍。煤粉捏合時(shí)混入活化催化劑，能加快活性炭的活化速率和進(jìn)一步擴(kuò)孔?；罨蟮幕钚蕴坑肏NO3溶液處理，一方面起到了進(jìn)一步除灰的作用，另一方面可以在活性炭表面生成多種含氧官能團(tuán)，同時(shí)還能增大活性炭的比表面積，這些都能提高活性炭對燃煤煙氣中汞的脫出效率。最后將HNO3處理過的活性炭通過浸潰的方式，對活性炭負(fù)載KI或FeCl3或CuCl2等金屬鹵化物，大大加強(qiáng)了活性炭的脫汞能力和汞容量，其原理如下:燃煤煙氣中的Hgtl通過活性炭表面活性位催化氧化生成Hg2+，在沒有鹵素離子存在時(shí)，Hg2+會(huì)部分隨煙氣脫離出活性炭，而在有鹵素離子存在時(shí)，Hg2+與鹵素離子結(jié)合而被束縛在活性炭內(nèi)，增強(qiáng)了活性炭對Hg2+的吸附能力，進(jìn)而提高了活性炭的脫汞能力。
[0016]2.本發(fā)明的制備方法工藝簡單、環(huán)保，所用的HNO3溶液、洗酸廢水和浸潰液均回收處理再利用。本發(fā)明的制備方法生產(chǎn)的煙氣脫汞專用活性炭具有脫汞能力強(qiáng)，吸附速度快，脫出效率高的特性。
[0017]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是一種煙氣脫汞專用活性炭的制備方法的生產(chǎn)工藝流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例1
將太西無煙洗精煤和無煙煤分別磨粉，過200目的篩，按重量比，取磨粉、過篩后的煤粉，，太西無煙洗精煤85%，無煙煤15%混合復(fù)配，攪拌均勻；然后再按重量比，取混合煤粉70%，煤焦油25%，水4%，活化催化劑1%混合，充分?jǐn)嚢?，混捏均勻；?jīng)壓制成型、烘干、炭化、活化，活化后的炭料加到質(zhì)量濃度10%HN03溶液中室溫下浸泡8h，取出活性炭，用水反復(fù)沖洗至濾下水的PH 6?7，活性炭110°C下烘干，然后按照活性炭與KI溶液質(zhì)量比為5:100，將活性炭放入質(zhì)量濃度為5%的KI溶液中攪拌浸潰5h后取出，活性炭110°C下烘干，破碎篩分后即得成品的煙氣脫汞專用活性炭。
[0020]所述步驟中炭化溫度為爐頭400?550 °C，爐尾240?300 °C ;活化溫度為900?980°C，活化爐蒸汽壓力0.2?0.3 MPa，蒸汽流量1.6?1.8 t / h，空氣壓力360?500 Pa，爐內(nèi)壓力4(Γ70 Pa。所述廢棄的HNO3溶液和沖洗液以及浸潰后的溶液均回收處理再利用。
[0021]
實(shí)施例2
將太西無煙洗精煤和無煙煤分別磨粉，過200目的篩，按重量比，取磨粉、過篩后的煤粉，，太西無煙洗精煤90%，無煙煤10%混合復(fù)配，攪拌均勻；然后再按重量比，取混合煤粉71%,煤焦油27%，水1.5%，活化催化劑0.5%混合，充分?jǐn)嚢?，混捏均勻；?jīng)壓制成型、烘干、炭化、活化，活化后的炭料加到質(zhì)量濃度15%HN03溶液中室溫下浸泡6h，取出活性炭，用水反復(fù)沖洗至濾下水的PH 6?7，活性炭110°C下烘干，然后按照活性炭與KI溶液質(zhì)量比為10:100，將活性炭放入質(zhì)量濃度為8%的KI溶液中攪拌浸潰5h后取出，活性炭110°C下烘干，破碎篩分后即得成品的煙氣脫汞專用活性炭。
[0022]其他條件同實(shí)施例1。
[0023]
實(shí)施例3
將太西無煙洗精煤和無煙煤分別磨粉，過200目的篩，按重量比，取磨粉、過篩后的煤粉，，太西無煙洗精煤85%，無煙煤15%混合復(fù)配，攪拌均勻；然后再按重量比，取混合煤粉75%,煤焦油20%,水4.5%，活化催化劑0.5%混合，充分?jǐn)嚢?，混捏均勻；?jīng)壓制成型、烘干、炭化、活化，活化后的炭料加到質(zhì)量濃度10%HN03溶液中室溫下浸泡8h，取出活性炭，用水反復(fù)沖洗至濾下水的PH 6?7，活性炭120°C下烘干，然后按照活性炭與FeCl3溶液質(zhì)量比為1:100，將活性炭放入質(zhì)量濃度為5%的FeCl3溶液中攪拌浸潰5h后取出，活性炭120°C下烘干，破碎篩分后即得成品的煙氣脫汞專用活性炭。
[0024]其他條件同實(shí)施例1。
[0025]實(shí)施例4
將太西無煙洗精煤和無煙煤分別磨粉，過200目的篩，按重量比，取磨粉、過篩后的煤粉，，太西無煙洗精煤90%，無煙煤10%混合復(fù)配，攪拌均勻；然后再按重量比，取混合煤粉70%,煤焦油27%，水2.5%，活化催化劑0.5%混合，充分?jǐn)嚢?，混捏均勻；?jīng)壓制成型、烘干、炭化、活化，活化后的炭料加到質(zhì)量濃度20%HN03溶液中室溫下浸泡5h，取出活性炭，用水反復(fù)沖洗至濾下水的PH 6?7，活性炭100°C下烘干，然后按照活性炭與CuCl2溶液質(zhì)量比為3:100，將活性炭放入質(zhì)量濃度為5%的CuCl2溶液中攪拌浸潰5h后取出，活性炭100°C下烘干，破碎篩分后即得成品的煙氣脫汞專用活性炭。
[0026]其他條件同實(shí)施例1。
【權(quán)利要求】
1.一種煙氣脫汞專用活性炭的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟:選煤一磨粉一煤粉篩選一煤粉復(fù)配；按重量比，以復(fù)配后的混合煤粉65?75%，煤焦油2(Γ35%，水1飛％，活化催化劑0.5?1%充分?jǐn)嚢?、混捏均勻，再?jīng)壓制成型、烘干、炭化、活化，活化后的炭料加到HNO3溶液中室溫下浸泡5?8h，取出活性炭，用水反復(fù)沖洗至濾下水的pH 6?7，活性炭烘干，然后將活性炭放入KI或FeCl3或CuCl2的溶液中攪拌浸潰3飛h后取出，活性炭烘干，破碎篩分后即得成品的煙氣脫汞專用活性炭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煙氣脫汞專用活性炭的制備方法，其特征在于所述選煤的煤種為太西無煙洗精煤和無煙煤，煤粉復(fù)配時(shí)按照重量百分比將太西無煙精洗煤85、0%與無煙煤10?15%進(jìn)行混合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煙氣脫汞專用活性炭的制備方法，其特征在于所述煤粉篩選時(shí)選用200目的篩，煤粉細(xì)度要求過200目篩占90?95%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煙氣脫汞專用活性炭的制備方法，其特征在于所述煤粉與煤焦油混捏時(shí)加入的活化催化劑為NH4N03、NH4CU (NH4)2SO4中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煙氣脫汞專用活性炭的制備方法，其特征在于所述HNO3溶液的質(zhì)量濃度為10?20%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煙氣脫汞專用活性炭的制備方法，其特征在于所述浸潰液為K1、FeCl3、CuCl2中的一種或幾種，浸潰液的質(zhì)量濃度為0.Γ8%，浸潰時(shí)活性炭與浸潰液的質(zhì)量比為(I?15):100ο
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煙氣脫汞專用活性炭的制備方法，其特征在于所述活性炭烘干所需溫度為10(Tl30°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煙氣脫汞專用活性炭的制備方法，其特征在于所述炭化溫度為爐頭400?550 °C，爐尾240?300 °C ;活化溫度為900?980 °C，活化爐蒸汽壓力0.2?0.3 MPa，蒸汽流量1.6?1.8 t / h，空氣壓力360?500 Pa，爐內(nèi)壓力40?70 Pa。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煙氣脫汞專用活性炭的制備方法，其特征在于所述廢棄的HNO3溶液和沖洗液以及浸潰后的溶液均可回收處理再利用。
【文檔編號(hào)】C01B31/10GK104401990SQ201410580279
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】鐘浩, 馬曉茹, 于翔飛, 徐建 申請人:寧夏寶塔石化科技實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司