[发明专利]一种用于湿法烟气脱汞的催化氧化添加剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化氧化添加剂，具体涉及一种用于湿法烟气脱汞的催化氧化添加剂，本发明还涉及了该催化氧化添加剂的制备方法。

背景技术

汞作为燃煤中最容易挥发的重金属元素之一，近年来受到了国内外学者广泛的关注，它具有挥发性高，容易在生物体内积累、在大气中停留时间长的特点。汞一般会通过呼吸道、皮肤组织以及消化道等侵入人体，引起人体的运动失调、语言障碍，严重时甚至会导致肾衰竭，对人们带来较大的健康隐患，除了生理毒性外，汞对生态环境的影响也不容忽略。因此，控制汞的排放是亟待解决的问题。

汞污染主要来源于矿石燃料的燃烧、重金属冶炼和电器行业中汞的使用等，其中占有最大份额的是燃烧，尤其是燃煤电站排放的汞，严重加大了大气环境的负担。目前，燃煤电站脱汞的方法分为燃烧前脱汞、燃烧中脱汞和燃烧后脱汞（即烟气脱汞）。燃烧前脱汞一般是采用物理方法进行煤炭洗选或对燃煤温和热解；燃烧中脱汞的研究很少，主要有流化床燃烧、低氮燃烧和在炉膛内喷入吸附剂的方法；燃烧后脱汞由于脱汞效率高，是汞污染控制的主要方式，多采用吸附剂脱汞和结合现有的污染物控制设备脱汞。常用的脱汞吸附剂有活性炭、飞灰、金属吸附剂等，但由于吸附剂成本高、吸附容量有限、稳定性差的问题难以推广使用。利用现有污染物控制设备脱汞则由于不需要增加新的设备，基建省，投资少，且能取得较好的脱汞效果，成为了当前的研究热点。

烟气中的汞主要以三种形式存在，元素汞（Hg⁰）、氧化态汞（Hg²⁺）和颗粒态汞（Hg^p）。颗粒态汞一般经现有除尘设备去除，元素汞具有高挥发性且水溶性低，难以被现有污染物控制设备去除，氧化态汞易溶于水，容易被广泛运用的WFGD装置脱除。然而，我国燃煤普遍存在汞含量偏高、氯含量偏低的问题，导致我国燃煤烟气中的Hg⁰控制问题突出。因此，在WFGD系统中通过加入添加剂，将烟气中的Hg⁰氧化成易于吸收的Hg²⁺是可行的，这种同步脱汞的方法能在现有污染物控制设备中改善对烟气中汞的脱除效果，降低处理成本，对促进我国烟气汞的减排具有重要的意义。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种用于湿法烟气脱汞的催化氧化添加剂，该催化氧化添加剂能有效将烟气中的元素汞（Hg⁰）转化为氧化态汞，从而实现汞从气相向液相的迁移，降低烟气中汞的浓度，使湿法烟气脱汞的操作更简单，无二次污染，具有很好的环境效益。

本发明的第二个目的是提供上述催化氧化添加剂的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种用于湿法烟气脱汞的催化氧化添加剂，由H₂O₂、NaCl和金属盐组成，其中，H₂O₂与NaCl的摩尔比为0.05~1.0﹕0.05~0.3；金属盐与H₂O₂的摩尔比为0.5~4。

本发明中，H₂O₂经金属盐催化后能产生具有高活性的羟基自由基，继而引发自由基链反应，能产生较H₂O₂更强的氧化作用，有效将烟气中存在比例较大的Hg⁰转化为易于被溶液吸收的Hg²⁺，从而实现单质汞向液相的迁移，在浆液处理过程中，再将液相中的汞转化为汞的稳定形式，经固液分离得以去除，有效解决了汞的二次污染问题。NaCl中的Cl^-经电厂运行测试表明是影响汞存在形式的主要因素之一，尤其在氧化性的气氛下，氯离子含量越高，烟气中Hg²⁺和Hg^p所占比例就越大，脱汞效率也随之越高，在还原气氛下，氯对汞的形态分布影响不显著。因此，向WFGD系统中加入少量的Cl^-能促进Hg⁰向Hg²⁺的转化，但值得注意的是，氯离子含量过高会带来设备腐蚀的问题，故应严格控制催化氧化添加剂中氯离子的含量。

所述金属盐为锰盐、镍盐和钴盐中的一种或两种以上的混合。所述锰盐为MnCl₂。所述镍盐为Ni(NO₃)₂。所述钴盐为Co(NO₃)₂。