[发明专利]对废脱硫剂改性制备废气除汞剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环境保护技术领域的废气除汞的方法，具体是一种对废脱 硫剂改性制备废气除汞剂的方法。

背景技术

众所周知，汞属于有毒物质，由于汞在生物体内具有累积效应和难降解的 特性，使得汞污染问题得到越来越的重视。大气中的汞主要来自于燃煤和垃圾 焚烧过程中的排放。同时由于汞在工业上的应用非常广泛，在冶金、电子、轻 工、化工等各用汞和制汞的生产过程中均有汞蒸气排出，对环境造成极大的危 害，因此，加强对燃煤、垃圾焚烧以及工业生产过程中汞污染的控制非常重要。

含汞废气中的汞主要以颗粒汞(Hg^p)、气态二价汞(Hg²⁺)和气态零价汞(Hg⁰) 的三种形式存在。颗粒汞一般可以由除尘装置去除；气态二价汞(大多以汞化 合物的蒸汽形式存在)易被大部分吸附剂所吸附；而零价汞却很利用常规的吸 附剂进行去处。有研究尝试使用催化氧化法，将零价汞先氧化，然后再用吸附 法或吸收法将氧化态的汞从废气中去除。然而这些方法都是将废气中的汞直接 转移到吸附剂或吸收溶液中，并没有考虑汞在这些物质中的安全性和稳定性。 事实上，上述所捕集下来的汞大部分是以可溶性汞盐的形式存在，很容易被雨 水浸出造成二次污染。常用汞吸附料一般为活性炭，但活性炭必须经过适当的 改性才具备对零价汞的吸附能力，利用硫磺对活性炭进行改性是提高活性炭吸 汞能力的一种途径。但是，目前这类材料在实际应用中尚存在不足之处。首先， 由于燃煤过程中所产生的烟气量很大，而且吸附材料都是一次性使用的(不回 收)，吸附材料的损耗较大，而活性炭本身价格较高，导致运行成本较高；其次， 在活性炭上负载硫磺的处理比较复杂，而且载有硫磺的活性炭对烟气中零价汞 的吸附效果仍不理想。因此，直接利用新鲜的活性炭为原料生产脱汞吸附剂， 其成本较高，而且需要特别处理。因此，若能寻求廉价合适的原料制备汞吸附 剂，则具有很好的实际意义。

近年来，随着我国煤气化的技术的逐渐推广，在煤气脱硫过程中所产生的 废旧脱硫剂越来越多。目前，国内外应用众多的脱硫剂按物系可分为：铁系脱 硫剂，活性炭脱硫剂，铝系脱硫剂，锌系脱硫剂和分子筛脱硫剂。这类脱硫剂 一般是以活性炭为原料，通过负载一些过度金属氧化物而制成。在使用过程中， 吸附到脱硫剂上的硫化氢大部分会转化为硫磺，也有一部分会转化为过渡金属 的硫化物。由于这类脱硫剂难以再生，当其失效后饱和后难以再生，因此，这 类脱硫剂在使用之后，基本上就当作危险废品处置了，这不仅浪费了大量资源， 处理费用也很高。然而，若能利用这些用过的脱硫剂作为原料制备除汞吸附剂 则具有非常大的意义。这样既可以节约原材料的成本，又能有效地利用含硫废 弃脱硫剂，达到以废治废的作用。然而，尽管废弃脱硫剂中含有丰富的硫磺及 过渡金属元素，但其与零价汞间的反应速度比较缓慢，难以满足烟气除汞剂的 特殊要求。因此，需要对废旧脱硫剂进行适当的改性处理，才能使其能高效高 速地吸附转化零价汞。

利用卤族元素对废旧脱硫剂进行化学改性，使其在废旧脱硫剂表面形成新 的化合物，即硫卤化合物，再加上过渡金属硫化物的共同作用，可大大加快对 烟气中零价汞去除速率，而且还能把捕集下来的汞转化为稳定的硫化汞。因此， 若能通过对废旧脱硫剂进行适当的改性处理，制备价格较贵的烟气除汞吸附剂， 不仅可以合理解决废旧脱硫剂的处理问题，而且还达到了以废治废的资源综合 利用作用。经查新，目前有关对废旧脱硫剂改性制备除汞剂的方法尚未见报道。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种对废脱硫剂改性制备废 气除汞剂的方法，利用卤族元素改性脱硫剂进行含汞废气除汞，解决现有汞污 染控制过程中需要大量价格较高的除汞剂，以及废旧脱硫剂难以处理应用等问 题，能显著提高对含汞废气中零价汞的吸附效果，并能避免对环境的二次污染。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明采用卤族元素对富含硫磺、过 渡金属硫化物的废旧脱硫剂进行改性，使改性后的脱硫剂对含汞废气中的零价 汞的吸附能力显著提高，并最终把所吸附的汞转化为稳定的硫化汞。首先将卤 族元素负载在废旧脱硫剂表面，使废旧脱硫剂表面上的单质硫与卤族元素反应 形成硫卤化合物及过渡金属的卤化物，从而改变废旧脱硫剂表面的汞吸附特性， 硫卤化合物在废旧脱硫剂上的负载量的重量百分比为0.01-5％，改性后的除汞剂 以填充式或直接喷入的形式与含汞废气进行接触，直接用于含汞废气的除汞。