[发明专利]一种粉煤飞灰载体重金属吸附剂的制备方法及其产品

说明书

本发明公开了一种粉煤飞灰载体重金属吸附剂的制备方法，该方法包括如下步骤：S1：选取粉煤飞灰作为原料，并分析该粉煤飞灰中的多种金属成分比例，筛选出所需粉煤飞灰作为吸附剂原料，经筛分获得所需粒径的飞灰颗粒，作为吸附剂载体；所述粉煤飞灰主要成分为SiO₂和Al₂O₃；S2：将高岭土粉末、Fe粉末、Ca粉末与所述飞灰颗粒混合，搅拌均匀并高温煅烧，待冷却得到所述吸附剂。本发明还公开了一种粉煤飞灰载体重金属吸附剂。本发明采用粉煤飞灰颗粒为载体，通过物理掺混‑高温煅烧方式将高岭土、Fe、Ca粉末均匀固化在粉煤灰颗粒表面，由此制备所需吸附剂，集成多种活性组分，由此解决吸附剂吸附效率低和多种重金属协同脱除的技术问题。

技术领域

本发明属于有机固废气化气中重金属吸附剂技术领域，更具体地，涉及一种粉煤飞灰载体重金属吸附剂的制备方法及其产品。

背景技术

有机固废的热解、气化是实现有机固废资源化利用最有效的方式，然而有机固废的成分复杂，含有As、Pb、Cd、Cr、Hg等有显著生物毒性的元素。按挥发特性，Hg属于易挥发类重金属，As、Cd、Pb属于半挥发类重金属，Cr属于难挥发类，采用重金属吸附剂是控制重金属释放的主要方式。有机固废热解气化过程中，～30％的As、～20-30％的Pb、少量的Cr、13-25％的Cd释放到烟气中。排放的砷主要以As³⁺和As⁵⁺形式存在，毒性As³⁺As⁵⁺，容易和飞灰中钙、铝、铁化合物结合；排放的铅有PbCl₂、PbSO₄、PbO，主要以Pb²⁺形式存在，容易和飞灰硅铝化合物的Si-O和Al-O键结合；Cd主要分布在布袋飞灰中，易与CaO等结合。此外，气化气中的HCl、H₂O、SO₂等对重金属的吸附具有显著影响。

目前针对有机固废热解气化中重金属释放的上述问题，国内主要采取添加某种重金属的吸附剂方式，不能同时脱除多种重金属，有机固废的热解气化是有机固废资源化利用的主要方向，因此针对有机固废热解气化开发复合型高效重金属吸附剂，是现实需要。寻找清洁、高效、廉价、环保的吸附剂，是目前国内外研究有机固废气化过程中重金属控制的热点。此外，随着我国经济的发展，燃煤发电量迅速提升，燃煤电厂产生的粉煤灰大量堆积，粉煤灰的资源化处理亟待解决。粉煤灰的主要成分是SiO₂、Al₂O₃、CaO、Fe₂O₃等，对其进行活化、改性，能够作为廉价重金属吸附剂使用，具有良好的前景。

现有重金属的吸附剂主要为针对某一种重金属的吸附剂，大量应用于城市生活垃圾焚烧，由于有机固废气化气为还原性气氛，气体中含有大量酸气，影响重金属的吸附，传统单一吸附剂吸附重金属效率低、综合成本高、难于回收，限制了该技术的推广，有机固废多工况热解气化重金属协同脱除是个难题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供一种粉煤飞灰载体重金属吸附剂的制备方法及其产品，选取目标组分的粉煤灰，经筛分制备所需吸附剂载体，通过物理掺混-高温煅烧方式将高岭土、Fe、Ca粉末均匀固化在粉煤灰颗粒表面，由此制备所需吸附剂，操作简单，成本低廉，原料广泛，且复合吸附剂集成多种活性组分，由此解决吸附剂吸附效率低和多种重金属协同脱除的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供一种粉煤飞灰载体重金属吸附剂的制备方法，该方法包括如下步骤：

S1：选取粉煤飞灰作为原料，并分析该粉煤飞灰中的多种金属成分比例，筛选出所需粉煤飞灰作为吸附剂原料，经筛分获得所需粒径的飞灰颗粒，作为吸附剂载体；