一种用于吸附燃煤烟气中单质汞的载银褐煤半焦及其制备方法

汞是一种严重危害环境和人类健康的重金属，目前全球每年人为向大气中排放汞的总量为4000吨左右，而燃煤烟气中气态汞的排放量可占到总排放量的33%。燃煤烟气中汞的浓度一般为1~20μg/m3,主要以三种形态存在，分别为元素态Hg°、氧化态Hg2(主要为HgC12)以及颗粒态汞Hg。氧化态Hg2可溶于水，大部分可以在烟气湿法脱硫或脱硝过程中被去除，颗粒态汞Hg。则可以在电除尘或布袋除尘装置中随飞灰一起被去除，元素态 Hg°在燃煤烟气中的含量为20%~50%，其以气相形式存在，热力学性质稳定，在低温时不易被氧化，且不溶于水，利用普通的物理化学方法难以脱除。目前，固体吸附材料吸附法是有效控制燃煤烟气中汞污染物尤其是元素态Hg°污染物的主要方法。

褐煤半焦是褐煤在低温下(600~700℃)的热解产物，是一种廉价的吸附材料。其具有丰富的孔隙结构和独特的表面性质，易于进行表面改性；具有较强的负载能力，可以负载各种金属及金属氧化物；具有较强的机械强度，作为吸附剂可以反复再生利用。目前，半焦的活化方法主要有高温活化、酸碱活化、高压活化、金属氧化物活化等，活化后的半焦被广泛应用于水处理、烟气脱硫脱硝、油品脱硫等领域。然而目前尚未有利用负载银微粒的褐煤半焦作为燃煤烟气中汞污染物吸附剂的报道。

本发明提供一种用于吸附燃煤烟气中单质汞的载银褐煤半焦。

专利优势：

本发明采用廉价的褐煤为原料，经H₂O₂、AgNO₃,溶液处理后再经热解、水蒸气活化步骤制得载银褐煤半焦，通过控制各种反应条件，如褐煤加入量与H₂O₂用量的配比、浸泡时间、后续与AgNO₃溶液的反应时间、热解温度以及活化步骤中水蒸气的通入量等，实现制得的载银褐煤半焦具有丰富的表面官能团，发达的孔隙结构，比表面积可达到280m³/g以上，银以纳米级微粒负载在褐煤半焦的表面及孔道中。

本发明同时通过控制反应过程中H₂O₂处理后的褐煤加入量与AgNO₃溶液用量的配比，实现制得的载银褐煤半焦中银微粒的含量即载银量为0.01%~0.3%，以重量份计，进而实现载银褐煤半焦对燃煤烟气中单质汞的高效吸收；其中，适宜吸附温度为110℃ ~280℃，尤其优选温度为110℃~160℃时，载银褐煤半焦对燃煤烟气中单质汞的饱和吸附量可达到800~1200μg/g吸附剂。

当燃煤烟气中存在SOx、Ox、HCl等杂质气体时，本发明制得的载银褐煤半焦对燃煤烟气中单质汞的吸附能力不受影响。

本发明制得的载银褐煤半焦对单质汞进行吸附后，可在400℃~500℃加热后再生，经测试表明，再生后的载银褐煤半焦对单质汞的吸附能力可达到原载银褐煤半焦的 90%以上，而且再生后半焦的比表面积无明显变化。