[发明专利]改性生物质焦脱汞吸附剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种改性生物质焦脱汞吸附剂的制备方法。所述方法先按生物质与H₂O₂的质量比为1.2～1.5：1，将生物质焦颗粒浸入质量百分含量为10％～30％的H₂O₂溶液中，搅拌混合均匀，得到H₂O₂/生物质液固混合物，再在室温下静置24h以上，水洗至中性，过滤，干燥得到改性生物质焦烟气脱汞剂。本发明基于生物质焦的热分解以及H₂O₂改性特性，利用H₂O₂溶液对生物质焦进行高温热处理，在形成发达孔隙结构的同时，其表面形成了大量利于脱汞的含氧官能团，大幅增加了吸附剂的吸附能力。

技术领域

本发明属于生物质的资源化利用和燃煤烟气脱汞技术领域，涉及一种改性生物质焦脱汞吸附剂的制备方法。

背景技术

汞(Hg)是环境中毒性最强的重金属元素之一，对环境和人体健康危害严重。由于其易挥发性、作用持久性、生物富集性以及能转换为毒性更强的甲基汞等特点，成为大气污染物中的主要控制对象。活性炭具有良好的吸附性能，能够有效脱除烟气中的Hg。但活性炭由于成本较高，可利用生物质进行替代。生物质是通过绿色植物的光合作用，将太阳能转化为化学能贮存在体内的一种物质。作为环境友好型可再生资源，生物质具有低硫氮、高挥发分、高灰焦活性、零CO₂净排放等优点，是理想的碳基吸附剂原料。

生物质焦是生物质热解得到的固体产物，呈黑色粉末状。生物质焦含有较多的炭黑和有机物，并且具有复杂的孔隙结构和丰富的表面化学特性，对其进行化学改性，在其表面形成有利于汞吸附的官能团，则有可能获得具有高效吸附能力的脱汞吸附剂。

发明内容

针对现有的活性炭脱汞吸附剂价格昂贵，无法大规模商用的缺点，同时现有的生物质焦吸附能力不强的问题，本发明提供一种改性生物质焦脱汞吸附剂的制备方法，利用H₂O₂溶液浸渍生物质焦进行改性处理，得到具有较强脱除燃煤烟气中汞的能力的改性生物质焦脱汞吸附剂。

本发明的技术方案如下：

改性生物质焦脱汞吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

按生物质与H₂O₂的质量比为1.2～1.5：1，将生物质焦颗粒浸入质量百分含量为10％～30％的H₂O₂溶液中，搅拌混合均匀，得到H₂O₂/生物质液固混合物，再在室温下静置24h以上，水洗至中性，过滤，干燥得到改性生物质焦烟气脱汞剂。

所述的生物质为本领域常规采用的生物质，可以是水稻、小麦、玉米、棉花等农作物的根、茎、叶以及树叶等。

所述的生物质焦通过以下步骤制备：将生物质研磨过筛后，得到50～100μm生物质粉末，500～800℃下热解20～30min，自然冷却后，研磨过筛得到粒径不大于0.5mm的生物质焦颗粒。

优选地，所述的搅拌时间为1～2h。

优选地，所述的干燥温度为50～60℃。

本发明的机理为生物质中含有较高的挥发分，在惰性气氛中高温条件下发生热解反应，挥发出如CO₂、CH₄、SO₂、水蒸气等气体产物，可在生物质表面和内部形成大的孔隙；此外，含氧官能团对生物质焦的吸附性能起着重要的的作用。经过H₂O₂溶液改性后，生物质焦表面含氧官能团的数量增加，表面极性也得到增加，具备了较好的化学吸附能力。同时，改性以后，生物质焦的比表面积以及总孔容积增加，并产生了大量的微孔。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：