汞是一種嚴重危害環境和人類健康的重金屬，目前全球每年人為向大氣中排放汞的總量為4000噸左右，而燃煤煙氣中氣態汞的排放量可占到總排放量的33%。燃煤煙氣中汞的濃度一般為1~20μg/m3,主要以三種形態存在，分別為元素態Hg°、氧化態Hg2(主要為HgC12)以及顆粒態汞Hg。氧化態Hg2可溶于水，大部分可以在煙氣濕法脫硫或脫硝過程中被去除，顆粒態汞Hg。則可以在電除塵或布袋除塵裝置中隨飛灰一起被去除，元素態 Hg°在燃煤煙氣中的含量為20%~50%，其以氣相形式存在，熱力學性質穩定，在低溫時不易被氧化，且不溶于水，利用普通的物理化學方法難以脫除。目前，固體吸附材料吸附法是有效控制燃煤煙氣中汞污染物尤其是元素態Hg°污染物的主要方法。

褐煤半焦是褐煤在低溫下(600~700℃)的熱解產物，是一種廉價的吸附材料。其具有豐富的孔隙結構和獨特的表面性質，易于進行表面改性；具有較強的負載能力，可以負載各種金屬及金屬氧化物；具有較強的機械強度，作為吸附劑可以反復再生利用。目前，半焦的活化方法主要有高溫活化、酸堿活化、高壓活化、金屬氧化物活化等，活化后的半焦被廣泛應用于水處理、煙氣脫硫脫硝、油品脫硫等領域。然而目前尚未有利用負載銀微粒的褐煤半焦作為燃煤煙氣中汞污染物吸附劑的報道。

本發明提供一種用于吸附燃煤煙氣中單質汞的載銀褐煤半焦。

專利優勢：

本發明采用廉價的褐煤為原料，經H₂O₂、AgNO₃,溶液處理后再經熱解、水蒸氣活化步驟制得載銀褐煤半焦，通過控制各種反應條件，如褐煤加入量與H₂O₂用量的配比、浸泡時間、后續與AgNO₃溶液的反應時間、熱解溫度以及活化步驟中水蒸氣的通入量等，實現制得的載銀褐煤半焦具有豐富的表面官能團，發達的孔隙結構，比表面積可達到280m³/g以上，銀以納米級微粒負載在褐煤半焦的表面及孔道中。

本發明同時通過控制反應過程中H₂O₂處理后的褐煤加入量與AgNO₃溶液用量的配比，實現制得的載銀褐煤半焦中銀微粒的含量即載銀量為0.01%~0.3%，以重量份計，進而實現載銀褐煤半焦對燃煤煙氣中單質汞的高效吸收；其中，適宜吸附溫度為110℃ ~280℃，尤其優選溫度為110℃~160℃時，載銀褐煤半焦對燃煤煙氣中單質汞的飽和吸附量可達到800~1200μg/g吸附劑。

當燃煤煙氣中存在SOx、Ox、HCl等雜質氣體時，本發明制得的載銀褐煤半焦對燃煤煙氣中單質汞的吸附能力不受影響。

本發明制得的載銀褐煤半焦對單質汞進行吸附后，可在400℃~500℃加熱后再生，經測試表明，再生后的載銀褐煤半焦對單質汞的吸附能力可達到原載銀褐煤半焦的 90%以上，而且再生后半焦的比表面積無明顯變化。