一种精准控温载硫活性炭及其制备方法与流程

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1.本发明属于活性炭领域，具体涉及一种精准控温载硫活性炭及其制备方法。


背景技术：

2.汞是一种神经毒物，具有极强的累积性和不可逆性，对人类健康具有很大的威胁。燃煤和冶金行业是最主要的人为汞排放源。2017年8月16日，具有全球法律约束力的《关于汞的水俣公约》正式生效，公约规定，必须对燃煤锅炉、冶炼烟气采取措施，控制并减少烟气中汞及其化合物的排放。烟气中的汞以三种形式存在：单质汞(hg0)、氧化态汞(hg2 )和颗粒态汞(hgp)。其中颗粒态汞(hgp)可被除尘装置捕获，而氧化态汞(hg2 )易溶于水，可被湿式烟气净化装置高效去除，而单质汞(hg0)因其极易挥发且不溶于水，很难利用现有的烟气处理装置直接去除。因此，hg0成为烟气汞污染治理的重点和难题。
3.活性炭喷射是目前较为成熟的燃煤烟气脱汞技术，然而，要达到较高的脱汞效果，需要喷入大量的活性炭。许多研究者通过在活性炭表面引入与汞具有较强亲和力的化学基团(s、i、cl、br等)，以提高活性炭的汞吸附性能，在这些化学基团中，s能与hg0反应生成稳定的汞化合物(hgs)，从而有效避免汞的二次逃逸，研究最为广泛。但是载硫活性炭还面临着以下几个问题：(1)硫通常以较弱的物理吸附形式负载在活性炭表面，热稳定性较差，在烟气脱汞过程中会释放到烟气中，带来二次污染；(2)通常硫在活性炭表面的分布越均匀，覆盖率越大，其对hg0的吸附能越强。常用的载硫方法，无论是浸渍法还是共沉淀法，在载硫过程中硫化物的沉淀会堵塞活性炭孔隙结构，同时，当负载量较高时还会在活性炭表面团聚，导致负载不均匀。传统的解决方案通常以牺牲硫的载量来制备高分散的载硫活性炭，这极大地降低了其汞吸附容量。以上问题限制了载硫活性炭的实际应用。
4.载硫活性炭在活性炭市场上占有很高比例，在汞矿冶炼、金属矿冶炼、天然气净化等化工厂中，排出的气体流中含有汞蒸气，汞蒸气是极毒的，为保护环境和人体健康，并回收有价值的汞，中国林科院林化所南京科技开发总公司和试验工厂联合研究与开发了载硫活性炭用于除汞。由于活性炭载硫时绝大多数硫被覆于活性炭孔隙中,当气体流通过载硫活性炭床时，汞蒸气更容易、更有效地与硫接触,从而迅速与硫反应生成硫化汞，沉积于活性炭孔隙中，达到除汞目的。这种载硫活性炭适用于常规方法除汞困难的场合，以除去气体流中的汞蒸气。现有载硫活性炭生产工艺复杂，生产效率低。


技术实现要素：

5.为了克服上述技术问题，本发明提供一种精准控温载硫活性炭及其制备方法，操作简单，温度控制准确，生产效率高。
6.一种精准控温载硫活性炭，所述的载硫活性炭原料质量百分比为活性炭80-90％,硫为10-20％。
7.优选的，比表面积为900-1000m2/g，以载硫活性炭材料的总重量为基准，该载硫活性炭材料的硫含量为12-18％，粒度为4-8目，除汞效率达到99％以上。
8.一种精准控温载硫活性炭的制备方法，具体生产步骤如下：
9.第一步：计量，按比例分别称取活性炭和硫原料；
10.第二步：加热，将第一步称取后的活性炭置入载硫设备加热箱内加热，加热温度350-450℃，加热1-2小时；
11.第三步：混合，将加热后的活性炭和硫原料采用圆形缩分器混合均匀；
12.第四步：吸收，将上述混合后的原料至于载硫设备吸收箱内，加热至硫升华并完全吸收，吸收后的活性炭为载硫活性炭。
13.优选的，所述的载硫设备吸收箱温度为250-380℃。
14.相比现有技术，本发明具有如下优点：
15.1、本发明首先将普通活性炭至于载硫设备加热箱内加热，加热温度350-450℃，进一步提高活性炭孔径，提高活性炭对硫原料的吸附。
16.2、本发明比表面积为900-1000m2/g，除汞效率达到99％以上。
17.3、本发明工艺方法简单、容易操作，成本低廉，可广泛应用于燃煤电厂脱汞等行业应用。
具体实施方式：
18.实施例一：
19.一种精准控温载硫活性炭，所述的载硫活性炭原料质量百分比为活性炭80％,硫为20％。
20.一种精准控温载硫活性炭的制备方法，具体生产步骤如下：
21.第一步：计量，按比例分别称取活性炭和硫原料；
22.第二步：加热，将第一步称取后的活性炭置入载硫设备加热箱内加热，加热温度350-450℃，加热1-2小时；
23.第三步：混合，将加热后的活性炭和硫原料采用圆形缩分器混合均匀；
24.第四步：吸收，将上述混合后的原料至于载硫设备吸收箱内，加热至硫升华并完全吸收，吸收后的活性炭为载硫活性炭；载硫设备吸收箱温度为250-380℃。
25.经过上述方法制得的活性炭比表面积为900-1000m2/g，以载硫活性炭材料的总重量为基准，该载硫活性炭材料的硫含量为12-18％，粒度为4-8目，除汞效率达到99％以上。
26.实施例二：
27.一种精准控温载硫活性炭，所述的载硫活性炭原料质量百分比为活性炭85％,硫为15％。
28.一种精准控温载硫活性炭的制备方法，具体生产步骤如下：
29.第一步：计量，按比例分别称取活性炭和硫原料；
30.第二步：加热，将第一步称取后的活性炭置入载硫设备加热箱内加热，加热温度350-450℃，加热1-2小时；
31.第三步：混合，将加热后的活性炭和硫原料采用圆形缩分器混合均匀；
32.第四步：吸收，将上述混合后的原料至于载硫设备吸收箱内，加热至硫升华并完全吸收，吸收后的活性炭为载硫活性炭；载硫设备吸收箱温度为250-380℃。
33.经过上述方法制得的活性炭比表面积为900-1000m2/g，以载硫活性炭材料的总重
量为基准，该载硫活性炭材料的硫含量为12-18％，粒度为4-8目，除汞效率达到99％以上。
34.实施例三：
35.一种精准控温载硫活性炭，所述的载硫活性炭原料质量百分比为活性炭90％,硫为10％。
36.一种精准控温载硫活性炭的制备方法，具体生产步骤如下：
37.第一步：计量，按比例分别称取活性炭和硫原料；
38.第二步：加热，将第一步称取后的活性炭置入载硫设备加热箱内加热，加热温度350-450℃，加热1-2小时；
39.第三步：混合，将加热后的活性炭和硫原料采用圆形缩分器混合均匀；
40.第四步：吸收，将上述混合后的原料至于载硫设备吸收箱内，加热至硫升华并完全吸收，吸收后的活性炭为载硫活性炭；载硫设备吸收箱温度为250-380℃。
41.经过上述方法制得的活性炭比表面积为900-1000m2/g，以载硫活性炭材料的总重量为基准，该载硫活性炭材料的硫含量为12-18％，粒度为4-8目，除汞效率达到99％以上。
42.基于以上三种方法制得的载硫活性炭，分别取相同质量的活性炭，放置在汞含量相同的环境中，载硫炭对汞的脱除效果测试具体试验数据如下：
43.

技术特征：
1.一种精准控温载硫活性炭，其特征在于：所述的载硫活性炭原料质量百分比为活性炭80-90％,硫为10-20％。2.根据权利要求1所述的一种精准控温载硫活性炭，其特征在于：比表面积为900-1000m2/g，以载硫活性炭材料的总重量为基准，该载硫活性炭材料的硫含量为12-18％，粒度为4-8目，除汞效率达到99％以上。3.一种精准控温载硫活性炭的制备方法，其特征在于：具体生产步骤如下：第一步：计量，按比例分别称取活性炭和硫原料；第二步：加热，将第一步称取后的活性炭置入载硫设备加热箱内加热，加热温度350-450℃，加热1-2小时；第三步：混合，将加热后的活性炭和硫原料采用圆形缩分器混合均匀；第四步：吸收，将上述混合后的原料至于载硫设备吸收箱内，加热至硫升华并完全吸收，吸收后的活性炭为载硫活性炭。4.根据权利要求1所述的一种精准控温载硫活性炭的制备方法，其特征在于：所述的载硫设备吸收箱温度为250-380℃。

技术总结
本发明属于活性炭领域，具体涉及一种精准控温载硫活性炭及其制备方法；所述的载硫活性炭原料质量百分比为活性炭80-90％,硫为10-20％；比表面积为900-1000m2/g，以载硫活性炭材料的总重量为基准，该载硫活性炭材料的硫含量为12-18％，粒度为4-8目，除汞效率达到99％以上；本发明首先将普通活性炭至于载硫设备加热箱内加热，加热温度350-450℃，进一步提高活性炭孔径，提高活性炭对硫原料的吸附，本发明比表面积为900-1000m2/g，除汞效率达到99％以上，本发明工艺方法简单、容易操作，成本低廉，可广泛应用于燃煤电厂脱汞等行业应用。可广泛应用于燃煤电厂脱汞等行业应用。


技术研发人员：柯小龙 刘培成 金福林 张小宁
受保护的技术使用者：宁夏华辉环保科技股份有限公司
技术研发日：2022.08.19
技术公布日：2022/11/11