[发明专利]用于烟气脱汞的可再生掺硫介孔炭吸附剂的制备工艺

说明书

本发明涉及一种用于烟气脱汞的可再生掺硫介孔炭吸附剂的制备工艺，将百里香酚蓝、2‑噻吩乙醇分别作为碳源、硫源，以MCM‑41作为模板制备出的掺硫介孔炭吸附剂具有较优的脱汞能力，尤其是针对燃煤电厂的烟气脱汞，同时具备优质的再生性以及抗SO₂干扰能力，能够实现燃煤烟气的高效脱汞。

技术领域

本发明涉及一种用于烟气脱汞的可再生掺硫介孔炭吸附剂的制备工艺，属于燃煤烟气脱汞领域。

背景技术

汞（Hg）俗称水银，是一种可以在全球范围内对环境产生严重污染的剧毒物质，原因是其能够通过大气实现长距离的传输以及远距离的沉降。汞的人为排放主要来自于燃料燃烧，而以燃煤作为主要燃料的火力发电站是目前最大的人为汞排放源。在燃煤污染物中，汞已然成为继粉尘、SO₂、NOx之后的第四大污染物。

适用于燃煤烟气脱汞的最成熟可行的技术是烟道吸附剂喷射技术，目前针对该技术的研究主要关注于廉价高效的脱汞吸附剂开发。研究表明，吸附剂的脱汞效率易受到烟气中SO₂的干扰，主要因为SO₂会与Hg竞争相同的吸附活性位点，而硫改性活性炭吸附剂因能在低浓度SO₂环境下保持较高的脱汞效率受到了广泛关注。但是，现有的商用硫改性活性炭主要采用后修饰浸渍改性制得，硫基团主要停留在活性炭的孔道中，堵塞了汞向活性炭内部的扩散，在高温时硫易析出，稳定性较差，吸附剂再生成本高。

针对上述现状，采用模板法制备掺硫有序介孔炭脱汞具有非常大的优势，如掺硫介孔碳拥有更加规整的孔道结构，更大的比表面积和孔容积，没有硫基团停留在孔道内堵塞汞的扩散，同时经过高温煅烧后介孔炭石墨化程度更高，在吸附重金属等污染物后有着良好的热稳定性和化学稳定性；选用模板法制备掺硫介孔炭，可将硫官能团一次性掺入介孔炭内部，省去了活性炭的硫浸渍改性工艺。然而，目前利用模板法开发掺硫介孔碳用于燃煤烟气汞脱除领域的相关研究报道非常有限，基于此，亟需研究出一种可再生的掺硫介孔炭制备工艺，使得制备出的吸附剂不仅不会堵塞吸附剂的孔道结构，还能增强硫基团的稳定性，最终显著提高其脱汞与再生能力，降低吸附剂的再生成本。

发明内容

本发明提供一种用于烟气脱汞的可再生掺硫介孔炭吸附剂的制备工艺，通过此工艺制备获取的掺硫介孔炭吸附剂具有较优的脱汞能力，同时具备优质的再生性以及抗SO₂干扰能力。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于烟气脱汞的可再生掺硫介孔炭吸附剂的制备工艺，包括以下步骤：

第一步，将MCM-41、百里香酚蓝、2-噻吩乙醇三种组分进行混合，搅拌均匀后加入无水乙醇，制备形成15ml的混合溶液A；

第二步，将混合溶液A在室温下采用电磁搅拌器进行搅拌，在搅拌过程中混合溶液A中的无水乙醇自然蒸干，形成凝胶状物质，此时将凝胶状物质置于恒温水浴锅中，无水乙醇继续得到蒸发，形成粉末聚合物；

第三步，将粉末聚合物放置在瓷舟中，瓷舟置于卧式管式炉中进行升温煅烧；

第四步，将煅烧后的粉末聚合物放入HF溶液内，获得100ml混合溶液B，混合溶液B在室温下采用电磁搅拌器进行搅拌；

第五步，将搅拌后的混合溶液B置于离心管内，离心管通过离心机进行固液分离，对分离后的潮湿固体进行洗涤，直至潮湿固体的PH值呈中性；

第六步，将潮湿固体放置在离心管内，再将离心管放入烘箱中进行烘干；

第七步，将烘干获得的固体进行研磨，获取用于烟气脱汞的可再生掺硫介孔炭吸附剂；

作为本发明的进一步优选，在第一步中，MCM-41、百里香酚蓝、2-噻吩乙醇三种组分的质量份数比为3:1:6；