本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)及大氣污染控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種燃煤電廠煙氣脫汞吸附劑的制備方法。

背景技術(shù)：

燃煤汞污染是繼燃煤硫和氮氧化物污染之后的又一大氣污染問(wèn)題，引起人們廣泛關(guān)注。燃煤電廠被認(rèn)為是最重要的人為汞排放源之一。根據(jù)我國(guó)環(huán)保部頒布的火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB13223-2011)：自2015年1月1日起，我國(guó)燃煤電廠將執(zhí)行0.03mg/m³的汞及其化合物排放限值。利用電廠現(xiàn)有的大氣污染物控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)汞的脫除在很大程度上取決于煙氣中汞的形態(tài)分布。燃燒中汞的排放有三種形態(tài)：氣相單質(zhì)汞(Hg⁰)、氣相氧化態(tài)汞(Hg²⁺)和顆粒態(tài)汞(Hg^P)。氧化態(tài)汞由于具有水溶性可被濕法脫硫裝置脫除，大部分顆粒態(tài)汞則可被靜電除塵器或布袋除塵器脫除(取決于除塵效益)，而氣相單質(zhì)汞絕大部分會(huì)以氣態(tài)的形式進(jìn)入到大氣中。因此，氣相單質(zhì)汞的高效脫除是控制燃煤煙氣中汞排放的關(guān)鍵和難點(diǎn)。

傳統(tǒng)的汞排放控制技術(shù)是主要采用活性炭噴射技術(shù)(ACI)，其脫汞效率既受到噴入量的影響，也受到煙氣溫度、成分以及自身特性的影響。由于活性炭對(duì)氣體污染物吸附選擇性差，難以再生和循環(huán)使用，造成其運(yùn)行成本高昂，難以在燃煤電廠大規(guī)模應(yīng)用。

利用貴金屬如Pd，Pt，Au，Ag能與汞形成穩(wěn)定的汞齊是有效捕集汞的另一途徑，但需要合適的載體。介孔二氧化硅SBA-15是一種優(yōu)良的載體，比表面積大，孔徑均一，水熱穩(wěn)定性好，機(jī)械強(qiáng)度高，能在其介孔內(nèi)負(fù)載貴金屬納米顆粒尤其是銀顆粒，增加吸附汞的能力。研究表明，采用檸檬酸鈉還原得到的負(fù)載納米銀顆粒的SBA-15吸附劑在150℃下其脫汞效率達(dá)到100％，而銀汞齊在227℃以上可分解釋放汞實(shí)現(xiàn)再生，由于此吸附劑可以再生和循環(huán)使用，大大降低其脫汞成本，具有一定的應(yīng)用前景。但是由于其合成過(guò)程存在需要使用還原劑，銀大量損失等問(wèn)題，并且脫汞容量也相對(duì)較低(～60μg/g)，限制了其大規(guī)模使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于燃煤電廠煙氣脫汞SBA-15基載銀吸附劑的制備方法。本發(fā)明合成方法簡(jiǎn)單可靠，無(wú)銀損失，無(wú)需使用還原劑，成本低廉，易于工業(yè)化應(yīng)用。并且，通過(guò)本方法制備的SBA-15基載銀吸附劑脫汞效率和容量極高，溫度適用廣(50～200℃)，具有極大的應(yīng)用前景。

一種上述用于燃煤電廠煙氣脫汞SBA-15基載銀吸附劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)將一定量硝酸銀溶解于水，加入氨水，制得銀氨溶液，然后加入介孔二氧化硅SBA-15，攪拌，超聲，靜置，蒸干，篩分，得到前軀體；

(2)將上述前軀體置于管式爐中在惰性氣體氛圍下180～300℃下煅燒2～5小時(shí)，得到SBA-15基負(fù)載納米銀顆粒的脫汞吸附劑。

其中，步驟(1)中的氨水質(zhì)量濃度為0.5％～15％；

步驟(1)中的超聲時(shí)間為0.1～4小時(shí)；

步驟(1)中的靜置時(shí)間為10～72小時(shí)；

步驟(1)中的蒸干溫度為50～110℃；

步驟(2)的惰性氣體氣氛是氮?dú)饣蛘邭鍤狻?/p>

本發(fā)明提供了一種用于燃煤電廠煙氣脫汞SBA-15基載銀吸附劑的制備方法，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果：

(1)吸附劑制備方法簡(jiǎn)單，穩(wěn)定可靠，無(wú)需還原劑，可精確控制銀的含量，合成成本相對(duì)低廉，適用于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)；

(2)合成的SBA-15載銀吸附劑比表面積相對(duì)較大，銀顆粒保持納米尺寸，脫汞效率高，脫汞容量高，再生簡(jiǎn)單，再生吸附劑脫汞效率和容量無(wú)明顯損失，因此可循環(huán)使用，應(yīng)用成本低；

(3)本吸附劑工藝適應(yīng)性和兼容性好，適合與除塵和脫硫設(shè)備串聯(lián)使用，特別適合于具有脫硫和除塵設(shè)備的老企業(yè)擴(kuò)展用于脫汞的升級(jí)改造，降低了設(shè)備安裝和使用費(fèi)用。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明SBA-15基載銀吸附劑的制備流程示意圖；

圖2為SBA-15以及實(shí)施例1和2制備的吸附劑的XRD圖；

圖3為SBA-15以及實(shí)施例1制備的吸附劑的TEM、EDX圖；

(圖a，b是SBA-15的TEM圖，圖c，d是吸附劑的TEM圖，圖e是圖d的放大圖，圖f是圖d下半?yún)^(qū)域的暗場(chǎng)像，圖g是吸附劑的EDX圖,圖h，i是銀顆粒的HRTEM)

圖4為吸附劑汞穿透測(cè)試示意圖；

圖5為吸附劑脫汞容量、脫汞效率測(cè)試示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施例所描述之范圍。

各實(shí)施例中所使用的化學(xué)品均可通過(guò)公開(kāi)商業(yè)途徑獲得。

實(shí)施例1

(1)將524.7mg硝酸銀溶解于去離子水，滴加質(zhì)量濃度為5％的氨水，直到棕色沉淀恰好溶解為止，制得銀氨溶液，然后加入3g介孔二氧化硅SBA-15，攪拌后超聲3小時(shí)，靜置21小時(shí)，100℃下蒸干，篩分置100目，得到前軀體；

(2)將上述前軀體置于管式爐中，在250℃氮?dú)夥諊蚂褵?小時(shí)，得到載銀量為10％的脫汞吸附劑。

首先進(jìn)行了吸附劑的汞穿透測(cè)試(圖5所示)，主要評(píng)價(jià)吸附劑在不同溫度下瞬間吸附汞的能力，測(cè)試條件是：載氣N₂，流量為50ml/min，注射汞飽和蒸汽體積為200μL(25℃下)，吸附劑用量為30mg。測(cè)試結(jié)果表明，在50～200℃范圍內(nèi)，吸附劑吸附汞的效率為100％；

然后測(cè)量了吸附劑吸附汞的容量(圖6所示)，測(cè)試條件：載氣N₂，流量為50ml/min，Hg°濃度為530μg/m³，吸附劑用量為30mg,測(cè)試溫度為150℃。測(cè)試結(jié)果表明，汞穿透1％時(shí)其脫汞容量為11.9mg/g；

接著測(cè)試了吸附劑的再生性能，再生溫度為300℃，流量200ml/min的N₂吹掃吸附劑20分鐘，然后進(jìn)行吸附劑的汞穿透測(cè)試以及容量測(cè)試。測(cè)試溫度為150℃，測(cè)試結(jié)果表明，5個(gè)循環(huán)內(nèi)吸附劑脫汞能力無(wú)明顯衰減；

最后將吸附劑置于模擬煙氣的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上進(jìn)行脫汞性能測(cè)試(圖6所示)。模擬煙氣條件如下：5％O₂,15％CO₂,600ppmSO₂,200ppm NO,4％H₂O,20ppm HCl，Hg°濃度為125.3μg/m³，平衡氣體為N₂,流量為1L/min，吸附劑用量為15mg，測(cè)試時(shí)間1小時(shí)，測(cè)試溫度為150℃。測(cè)試結(jié)果表明，其脫汞容量為459μg/g，平均脫汞效率為91.6％。

實(shí)施例2

(1)將248.5mg硝酸銀溶解于去離子水，滴加質(zhì)量濃度為1％的氨水，直到棕色沉淀恰好溶解為止，制得銀氨溶液，然后加入3g介孔二氧化硅SBA-15，攪拌后超聲1小時(shí)，靜置30小時(shí)，60℃下蒸干，篩分置100目，得到前軀體；

(2)將上述前軀體置于管式爐中，在280℃氬氣氛圍下煅燒2小時(shí)，得到載銀量為5％的脫汞吸附劑。

首先進(jìn)行了吸附劑的汞穿透測(cè)試(圖5所示)，主要評(píng)價(jià)吸附劑在不同溫度下瞬間吸附汞的能力，測(cè)試條件是：載氣N₂，流量為50ml/min，注射汞飽和蒸汽體積為200μL(25℃下)，吸附劑用量為30mg。測(cè)試結(jié)果表明，在50～200℃范圍內(nèi)，吸附劑吸附汞的效率為100％；

然后測(cè)量了吸附劑吸附汞的容量(圖6所示)，測(cè)試條件：載氣N₂，流量為50ml/min，Hg°濃度為530μg/m³，吸附劑用量為30mg，測(cè)試溫度為150℃。測(cè)試結(jié)果表明，汞穿透1％時(shí)其脫汞容量為4.6mg/g；

接著測(cè)試了吸附劑的再生性能，再生溫度為300℃，流量200ml/min的N₂吹掃吸附劑20分鐘，然后進(jìn)行吸附劑的汞穿透測(cè)試以及容量測(cè)試。測(cè)試溫度為150℃，測(cè)試結(jié)果表明，5個(gè)循環(huán)內(nèi)吸附劑脫汞能力無(wú)明顯衰減；

最后將吸附劑置于模擬煙氣的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上進(jìn)行脫汞性能測(cè)試(圖6所示)。模擬煙氣條件如下：5％O₂,15％CO₂,600ppmSO₂,200ppm NO,4％H₂O,20ppm HCl，Hg°濃度為125.3μg/m³，平衡氣體為N₂,流量為1L/min，吸附劑用量為15mg，測(cè)試時(shí)間1小時(shí)，測(cè)試溫度為150℃。測(cè)試結(jié)果表明，其脫汞容量為310.7μg/g，平均脫汞效率為62％。

上述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了更詳細(xì)的描述，不應(yīng)將此理解為本發(fā)明的主題范圍僅限于上述實(shí)施例。只要在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。