[发明专利]一种烟气脱汞脱硫脱硝吸附剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及制铝工业废弃物的综合利用和烟气脱汞、脱硫、脱硝领域，具体涉及一种烟气脱汞脱硝脱硫吸附剂及其制备方法。

背景技术

我国是以煤炭为主要能源的国家，而煤炭在燃烧过程中会产生大量的污染物，据统计，我国二氧化硫90%、氮氧化物60%、汞40%均来自煤炭燃烧。燃煤烟气中的SO₂和NO_X是形成酸雨和光化学烟雾等环境污染的罪魁祸首，而汞是一种在生物体内和生物链中具有永久累积性的有毒物质，很容易被皮肤以及呼吸道和消化道吸收。这些环境污染问题已经严重危害人类生存，因此对燃煤污染物的排放加以控制已经成为亟待解决的问题。

烟气中的汞主要以三种形态存在：元素态汞（Hg⁰）、氧化态汞（Hg²⁺）和颗粒态汞（Hg_p），其中Hg⁰相对稳定，难溶于水，在大气中停留时间长，易随着大气的运动造成全球性的汞污染，是烟气汞污染控制的难点和重点。目前控制燃烧烟气中汞排放的主要方法是使用吸附剂吸附。已投入商业应用的烟气脱汞吸附剂是活性炭类吸附剂。然而活性炭类吸附剂价格昂贵，严重制约了其在烟气脱汞方面的应用。另一方面大量活性炭吸附剂的喷入势必会提高飞灰中的碳含量，而飞灰是水泥生产过程中的一种优良添加剂，较高的碳含量会降低水泥的强度，从而影响了电厂飞灰的商业价值。

相对于单独应用脱汞、脱硫、脱硝技术，联合脱汞、脱硫、脱硝在经济性和资源利用效率方面具有优势。因此寻找高效、廉价的烟气脱汞脱硫脱硝吸附剂成为能源与环境领域的焦点。

赤泥是氧化铝生产过程中产生的固体废渣，我国各铝厂每年排放赤泥一千多万吨。目前，赤泥的综合利用已经扩展到材料、建筑、环保等领域，但是国内很少将其应用于脱汞、脱硫、脱硝领域，而且将赤泥直接用于脱汞、脱硫、脱硝，吸附效率低下，不能满足工业需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种烟气脱汞脱硫脱硝吸附剂，该吸附剂是以MnO₂和V₂O₅联合浸渍改性的赤泥，并提供了该吸附剂的制备方法，解决了现有技术中单独应用脱汞、脱硫、脱硝技术经济成本高，直接将赤泥作为吸附剂吸附效率低等问题。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种烟气脱汞脱硫脱硝吸附剂，所述吸附剂是以MnO₂和V₂O₅联合改性的赤泥，其中，所述MnO₂和V₂O₅的质量占吸附剂总质量的5%～15%，MnO₂和V₂O₅中Mn/V的摩尔比为0.5～2.0；所述吸附剂粒度小于100目,平均孔径为10～20nm，比表面积为15～30m²/g。

制备上述烟气脱汞脱硫脱硝吸附剂的方法，包括如下步骤：

步骤一、将赤泥原料放于通风处自然干燥24～48h，将干燥好的赤泥转置于马弗炉中300～500℃下焙烧3～4h，冷却后破碎并过100～200目筛；

步骤二、将0.15～0.3mol/L盐酸溶液和步骤一得到的赤泥以液固比10～30mL/g加入反应器并置于80～100℃恒温浴锅内浸渍2～4h，之后将赤泥-盐酸溶液以7000～10000r/min离心10～60min，滤出赤泥；

步骤三、将步骤二得到的赤泥水洗、过滤2～3次；

步骤四、将步骤三得到的赤泥置于干燥箱内，在90～120℃下保持12～24h；

步骤五、按Mn/V的摩尔比为0.5～2.0称取Mn(NO₃)₂和NH₄VO₃，用去离子水溶解，置于80～100℃恒温浴锅内搅拌得到混合溶液，所述混合溶液中Mn(NO₃)₂浓度为0.1～0.4mol/L；将步骤四得到的赤泥加入到所述混合溶液中，浸渍8～12h，之后置于干燥箱中150～200℃干燥12～24h以使浸渍液蒸干；