申请日2017.06.29
公开(公告)日2017.10.20
IPC分类号B01J20/20; B01J20/30; B01D53/02
摘要
本发明公开了一种氯化锌活化改性污泥‑秸秆脱汞吸附剂及制备方法，本发明采用污泥和玉米秸秆共热解后再用氯化锌改性处理，制得的吸附剂具有脱汞效率高、“以废治废”、成本低、经济实用等特点;一方面本发明巧妙利用污泥与秸秆的高氧含量特点，在热解时形成CO、CO2、水蒸气等气体，可使固体炭粉中形成孔隙，同时随着玉米秸秆量的增加和热解温度的升高，污泥和玉米秸秆中有机物发生解聚、断键反应，导致更多的碳以挥发分的形式析出，具有造孔作用，对吸附剂孔隙发展有一定促进作用;另一方面本工艺制备过程省略多步干燥环节，直接利用脱水污泥中含有的水分溶解药剂，减少工艺用水，过程简单，成本较低。
权利要求书
1.一种氯化锌活化改性污泥-秸秆脱汞吸附剂，其特征在于，采用城市污泥与玉米秸秆为原料，按一定质量比添加活化剂固体氯化锌粉末，通过共热解法制备而成。
2.根据权利要求1所述的一种氯化锌活化改性污泥-秸秆脱汞吸附剂，其特征在于，所述的城市污泥与玉米秸秆质量比为配比1∶1，其中所述的城市污泥含水率为80-85%。
3.根据权利要求1所述的一种氯化锌活化改性污泥-秸秆脱汞吸附剂，其特征在于，所述的氯化锌粉末∶(城市污泥与玉米秸秆)质量比为0.7∶1。
4.根据权利要求1所述的一种氯化锌活化改性污泥-秸秆脱汞吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将玉米秸秆破碎至长度为3-5mm的粉体备用;
(2)将氯化锌粉末加入到城市污泥中，边加边搅拌直至氯化锌全部溶解;
(3)将步骤(1)和步骤(2)物料搅拌混匀置于马弗炉中，通入氮气30min，然后打开电源，在氮气氛中以10℃/min速度升至175℃，干燥1 h，继续升温至指定温度，保持温度活化一段时间，关闭电源，在氮气保护下冷却至室温，得到活化热解产物;
(4)将步骤(3)制得的活化产物研磨筛分过200-300目筛，先用3mol/L的盐酸清洗8-10次，再用70℃以上热水漂洗至无Cl-，置于鼓风干燥箱中在105℃的条件下干燥12 h，出料。
5.根据权利要求4所述的一种氯化锌活化改性污泥-秸秆脱汞吸附剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中氮气流量为30L/h，活化热解终温为645-650℃，保持温度活化20min。
说明书
一种氯化锌活化改性污泥-秸秆脱汞吸附剂及制备方法
技术领域
本发明涉及烟气脱汞技术领域，具体涉及一种氯化锌活化改性污泥-秸秆脱汞吸附剂及制备方法。
背景技术
在燃煤烟气中，单质气态汞Hg0难以捕获，随烟气释放到大气中，成为主要的环境污染物。且Hg0是大气环境中相对较稳定的形态，可在大气中被长距离地输运迁移，从而形成大范围的汞污染。我国作为以煤为主要能源的国家，燃煤导致的汞超标排放已经承受世界其它国家的巨大政治压力，对燃煤锅炉汞的排放控制已刻不容缓。目前燃烧后脱汞为大气汞污染控制的主要实现方式，分为活性炭吸附剂法、FGD除汞法、飞灰除汞法、钙基吸附剂脱汞法等。其中活性炭吸附是最有效的烟气脱汞方法，但常规活性炭吸附剂成本高且消耗量大，运行费用昂贵，一般燃煤电厂难以承受。因此，亟待研制新型、高效、低成本的吸附剂以替代传统的商业活性炭用于烟道气脱汞。
城市污泥的处理处置是我国乃至当今世界另一个严峻的环境问题。传统污泥处置如填埋、焚烧等方式的弊端日渐凸显，为此，世界各国纷纷开展了污泥处理处置的研究，将污泥制成吸附剂是方向之一，但多采用传统化学法制备，成本高、性能无法与传统活性炭相比，很难在工业上推广应用。
为此张双全，王文俊等人提出将污泥与秸秆共热解制吸附剂的技术路线，研究共热解所得吸附剂的一般吸附性能和重金属转化特性，虽然取得一定效果，但改吸附剂仅有物理吸附，除汞效率低。
发明内容
本发明的目的就是提供一种氯化锌活化改性污泥-秸秆脱汞吸附剂及制备方法，以克服现有技术的不足。
本发明的目的是这样实现的：
一种氯化锌活化改性污泥-秸秆脱汞吸附剂，其特征在于，采用城市污泥与玉米秸秆为原料，按一定质量比添加活化剂固体氯化锌粉末，通过共热解法制备而成。
所述的城市污泥与玉米秸秆质量比为配比1∶1，其中所述的城市污泥含水率为80-85%。
所述的氯化锌粉末∶(城市污泥与玉米秸秆)质量比为0.7∶1。
所述的一种氯化锌活化改性污泥-秸秆脱汞吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将玉米秸秆破碎至长度为3-5mm的粉体备用;
(2)将氯化锌粉末加入到城市污泥中，边加边搅拌直至氯化锌全部溶解;
(3)将步骤(1)和步骤(2)物料搅拌混匀置于马弗炉中，通入氮气30min，然后打开电源，在氮气氛中以10℃/min速度升至175℃，干燥1 h，继续升温至指定温度，保持温度活化一段时间，关闭电源，在氮气保护下冷却至室温，得到活化热解产物;
(4)将步骤(3)制得的活化产物研磨筛分过200-300目筛，先用3mol/L的盐酸清洗8-10次，再用70℃以上热水漂洗至无Cl-，置于鼓风干燥箱中在105℃的条件下干燥12 h，出料。
所述步骤(3)中氮气流量为30L/h，活化热解终温为645-650℃，保持温度活化20min。
本发明有以下有益效果：本发明采用污泥和玉米秸秆共热解后再用氯化锌改性处理，制得的吸附剂既有物理吸附又有化学吸附，除汞效率高，成本低;一方面本发明巧妙利用污泥与秸秆的高氧含量特点，在热解时形成CO、CO2、水蒸气等气体，可使固体炭粉中形成孔隙，免去常规活性炭制备方法的炭化、活化等复杂工序，成本大幅降低，仅为传统活性炭的10%-20%，同时随着玉米秸秆量的增加和热解温度的升高，污泥和玉米秸秆中有机物发生解聚、断键反应，导致更多的碳以挥发分的形式析出，而挥发分的析出具有造孔作用，对吸附剂孔隙发展有一定促进作用;另一方面本工艺制备过程省略多步干燥环节，直接利用脱水污泥中含有的水分溶解药剂，减少工艺用水，过程简单，成本较低，制得的吸附剂具有脱汞效率高、“以废治废”、成本低、经济实用等特点。
具体实施方式
一种氯化锌活化改性污泥-秸秆脱汞吸附剂，其特征在于，采用城市污泥与玉米秸秆为原料，按一定质量比添加活化剂固体氯化锌粉末，通过共热解法制备而成。
所述的城市污泥与玉米秸秆质量比为配比1∶1，其中所述的城市污泥含水率为80-85%。
所述的氯化锌粉末∶(城市污泥与玉米秸秆)质量比为0.7∶1。
所述的一种氯化锌活化改性污泥-秸秆脱汞吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将玉米秸秆破碎至长度为3-5mm的粉体备用;
(2)将氯化锌粉末加入到城市污泥中，边加边搅拌直至氯化锌全部溶解;
(3)将步骤(1)和步骤(2)物料搅拌混匀置于马弗炉中，通入氮气30min，然后打开电源，在氮气氛中以10℃/min速度升至175℃，干燥1 h，继续升温至指定温度，保持温度活化一段时间，关闭电源，在氮气保护下冷却至室温，得到活化热解产物;
(4)将步骤(3)制得的活化产物研磨筛分过200-300目筛，先用3mol/L的盐酸清洗8-10次，再用70℃以上热水漂洗至无Cl-，置于鼓风干燥箱中在105℃的条件下干燥12 h，出料。
所述步骤(3)中氮气流量为30L/h，活化热解终温为645-650℃，保持温度活化20min。