[发明专利]一种活性炭脱汞吸附剂的载硫热再生方法

说明书

本发明提出一种活性炭脱汞吸附剂的载硫热再生方法，步骤包括：将失活的活性炭脱汞吸附剂与硫磺单质以质量比(0.5‑2):1混合均匀，得到混合物；将该混合物置于惰性气体气氛下，于反应温度400‑700℃下恒温保持0.5‑3h；在惰性气体气氛保护下停止加热，冷却至室温，实现活性炭脱汞吸附剂的载硫热再生。本方法过程简单，成本较低，能够使吸附剂再生后孔隙发达且表面富含大量含硫官能团，具有较强的汞吸附性能和循环再生特性。

技术领域

本发明涉及燃煤烟气脱汞和吸附剂循环使用领域，具体涉及一种利用硫磺单质实现失活活性炭脱汞吸附剂的载硫热再生方法。

背景技术

重金属汞及其化合物的排放作为燃煤烟气中继烟尘、SO₂和NO_x后的第四大污染物，由于其在大气中较强的迁移、富集及潜在剧毒性，对环境和人类健康危害严重。燃煤电站烟气汞排放是最主要的人为汞排放源，我国作为世界上最大的煤炭生产国和消费国，面临极为严重的汞污染防治压力。烟道活性炭喷射技术被认为是目前最具前景的燃煤汞脱除技术，作为现阶段控制燃煤烟气汞排放的有效手段，已在城市固废焚烧装置上得到广泛应用。

活性炭自身的成本较为昂贵，在实际应用过程中，复杂的烟气成分以及气相汞对吸附剂表面活性位点的覆盖会导致其活性下降，大量的失活吸附剂处理不当则会造成二次汞污染。目前的各种燃煤脱汞技术均没有实现脱汞吸附剂的再生利用，因此极大地降低了自然界宝贵资源的可利用率。可再生脱汞吸附剂的研究不仅可以解决汞污染问题，并且可以实现吸附剂的有效再利用。

因此，将吸附剂寿命作为一个重要的考察指标，深入研究活性炭等吸附剂脱汞后面临的汞脱附回收、吸附剂活化再生等课题，对于推广吸附剂喷射脱汞技术的应用、满足燃煤电站趋零排放的要求具有重要的现实意义。

发明内容

针对现有商业活性炭脱汞吸附剂无法重复利用的不足，本发明提供一种活性炭脱汞吸附剂的载硫热再生方法，过程简单，成本较低，能够使吸附剂再生后孔隙发达且表面富含大量含硫官能团，具有较强的汞吸附性能和循环再生特性。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种活性炭脱汞吸附剂的载硫热再生方法，步骤包括：

将失活的活性炭脱汞吸附剂与硫磺单质以质量比(0.5-2):1混合均匀，得到混合物；

将该混合物置于惰性气体气氛下，于反应温度400-700℃下恒温保持0.5-3h；

在惰性气体气氛保护下停止加热，冷却至室温，实现活性炭脱汞吸附剂的载硫热再生。

进一步地，所述活性炭脱汞吸附剂为饱和吸附单质汞的失活活性炭，如活性炭脱汞吸附作业后的废弃物。

进一步地，将所述混合物放入坩埚中，再将该坩埚放入石英反应管中，再将该石英反应管置于管式炉有效加热恒温区内进行加热。

进一步地，以10-20℃/min的升温速率升温至所述反应温度。

进一步地，所述升温速率优选为15℃/min。

进一步地，利用玛瑙研钵将所述活性炭脱汞吸附剂破碎研磨，使用160-250目的标准筛筛分获得160-250目粒径。

进一步地，所述活性炭脱汞吸附剂与硫磺单质的质量比优选为1:1。

进一步地，所述惰性气体包括N₂、非放射性稀有气体。

进一步地，所述N₂通入的流速为0.015-0.02m/s。

进一步地，所述反应温度优选为600℃，恒温保持1h。