CN107252610B - 一种用于顺丁橡胶干燥废气中橡胶微粒的捕集剂及其制法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于顺丁橡胶干燥废气中橡胶微粒的捕集剂及其制法。该捕集剂包括：60wt％‑88wt％的硅源，5wt％‑20wt％的铝源，2wt％‑15wt％的复合炭，硅源和铝源总重量的3wt％‑8wt％的造孔剂，硅源和铝源总重量的1wt％‑3wt％的硅溶胶粘结剂；硅源的平均孔径为8.0nm‑20.0nm，比表面积为300m2/g‑500m2/g，孔容为0.8mL/g‑1.5mL/g；铝源的孔容为0.5mL/g‑1.0mL/g、比表面积为200m2/g‑300m2/g；复合炭大于50nm的孔的孔体积占35％以上。本发明还提供了上述捕集剂的制备方法。本发明的捕集剂可以有效脱除顺丁橡胶干燥废气中的橡胶微粒等颗粒物，脱除率可以达到99.9％以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于捕集顺丁橡胶干燥废气中橡胶微粒的捕集剂及其制备方法，属于废气治理技术领域。
背景技术
随着我国工业的迅猛发展，在工业生产过程中产生大量的废气。工业废气排放已经严重影响到人们的生存环境和生活质量。近年来，我国雾霾天气频发与工业废气排放有着直接关系，特别是其中的挥发性有机物(VOCs)。挥发性有机物在大气圈中可参与形成气溶胶和光化学烟雾，其有效治理已经成为大气科学研究中重要的一部分。
顺丁橡胶生产过程中产生的废气中含有的许多橡胶微粒和溶剂油等，其中挥发性有机物超过国家允许的排放指标。同时顺丁橡胶工业废气中环境有害污染物具有浓度低、排放量大、多变复杂等特点，必须对其进行处理才能达标排放。采用专用VOCs吸附剂的吸附法是一种有效的处理低浓度VOCs的方法，但因顺丁橡胶废气中含有不少橡胶微粒为主的固体颗粒物，这些橡胶微粒往往具有很高的粘性，容易粘附在管壁、器壁、阀门、吸附剂等表面，并逐渐累积，不仅会降低设备效率，导致后续吸附装置不能正常运行，使得吸附法失效，而且还可导致堵塞、火灾等安全隐患。传统的吸附剂和常规使用方法由于粘结堵塞等问题不能实现对橡胶微粒吸附以实现脱除的目的。脱除橡胶微粒是处理橡胶废气的难点之一。
因此，在处理顺丁橡胶废气中VOCs前，必须对顺丁橡胶废气进行预处理，脱除其中的橡胶微粒是解决橡胶废气环保治理的关键技术之一。中国专利申请201410173077.9公开了一种脱除橡胶厂废气中高粘度胶末的方法和装置，通过雾化水包裹橡胶废气中胶末，降低胶末的粘度，经旋分和多级水洗将废气中的胶末脱除到收集装置。该法较方便的处理了橡胶废气中的橡胶微粒物，而橡胶干燥废气中成气溶胶状态的橡胶微粒并未得到脱除，同时增加了尾气中的水汽含量，为后续橡胶废气中VOCs的脱除带来了不利影响。
因此，提供一种可以有效去除废气中的橡胶微粒的方法成为了本领域亟待解决的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种可以高效的脱除顺丁橡胶干燥废气中的橡胶微粒的捕集剂及其制备方法。
为了实现上述技术目的，本发明首先提供了一种用于顺丁橡胶干燥废气中橡胶微粒的捕集剂，以该捕集剂的总质量为100％计，该捕集剂的原料组成包括：硅源60wt％-88wt％，铝源5wt％-20wt％，复合炭2wt％-15wt％，硅源和铝源总重量的3wt％-8wt％的造孔剂，硅源和铝源总重量的1wt％-3wt％的硅溶胶粘结剂(以干基计)；该捕集剂各原料组成的质量百分比之和为100％；
其中，硅源的平均孔径为8.0nm-20.0nm，比表面积为300m2/g-500m2/g，孔容为0.8mL/g-1.5mL/g；铝源的孔容为0.5mL/g-1.0mL/g、比表面积为200m2/g-300m2/g；复合炭中大于50nm的孔的孔体积占35％以上。
在本发明的用于顺丁橡胶干燥废气中橡胶微粒的捕集剂中，优选地，所采用的硅源选自含有二氧化硅的物质，具体选自粗孔硅胶、啤酒硅胶、B型硅胶、柱层层析硅胶和硅藻土中的一种或两种；更优选地，所采用的硅源为粗孔硅胶和/或啤酒硅胶。
上述硅源采用的物质均由青岛海洋化工有限公司生产。
在本发明的用于顺丁橡胶干燥废气中橡胶微粒的捕集剂中，优选地，所采用的铝源选自含有氧化铝的物质，具体选自氧化铝干胶粉、高粘拟薄水铝石(由山东山铝颐丰铝基新材料股份有限公司)、SB粉(由德国Condea公司生产)、一水硬铝石、勃姆石、三水铝石中的一种或两种；更优选地，所述铝源为氧化铝干胶粉和/或高粘拟薄水铝石。
在本发明的用于顺丁橡胶干燥废气中橡胶微粒的捕集剂中，复合炭是由活性炭与顺丁橡胶复合得到的。优选地，以复合炭的总质量为100％计，采用的复合炭的原料组成包括：80wt％-98wt％的活性炭，5wt％-20wt％的顺丁橡胶，复合炭各原料组成的质量百分比之和为100％；更优选地，顺丁橡胶的含量为8wt％-15wt％。
在本发明的用于顺丁橡胶干燥废气中橡胶微粒的捕集剂中，优选地，所采用的造孔剂为活性炭、田箐粉和淀粉中的一种或两种。
在本发明的用于顺丁橡胶干燥废气中橡胶微粒的捕集剂中，优选地，采用的硅溶胶粘结剂为氨型硅溶胶或钠型硅溶胶；更优选地，采用的硅溶胶粘结剂为氨型硅溶胶。
在本发明的用于顺丁橡胶干燥废气中橡胶微粒的捕集剂中，优选地，以该捕集剂的总质量为100％计，该捕集剂的原料组成包括：65wt％-85wt％的硅源，8wt％-15wt％的铝源，5wt％-10wt％的复合炭，硅源和铝源总重量的3wt％-8wt％的造孔剂，硅源和铝源总重量的1wt％-3wt％的硅溶胶粘结剂，捕集剂各原料组成的质量百分比之和为100％。
在本发明的用于顺丁橡胶干燥废气中橡胶微粒的捕集剂中，优选地，该捕集剂的堆密度为0.35g/cm3-1.15g/cm3，孔隙率为35％-80％，表面能低于320mJ/m2；更优选地，该捕集剂的堆密度为0.5g/cm3-1.0g/cm3，孔隙率为50％-75％，表面自由能低于300mJ/m2。
本发明还提供了上述用于顺丁橡胶干燥废气中橡胶微粒的捕集剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
步骤一：将硅源、铝源和造孔剂粉碎成粒度小于200μm的细粉；
步骤二：将粉碎后的硅源、铝源和造孔剂与水混合，将混合物研磨至粒度为1μm-10μm，得到混合浆液，经过过滤、离心(将混合浆液中的水除去)，得到水含量低于35wt％的滤饼，其中，水的添加量是所有固体粉料干重的1.0倍-5.0倍；
步骤三：向滤饼中加入酸性液体，调节滤饼的pH为2-4，捏合，经过干燥、粉碎、焙烧，得到捕集剂前体；
步骤四：将捕集剂前体与水和复合炭混合，研磨至粒度为1μm-10μm，得到混合浆液，浆液过滤，得到水含量低于35％的滤饼，其中，水的添加量是所有固体粉料干重的1.0倍-5.0倍；
步骤五：向滤饼中加入硅溶胶粘结剂，捏合，经过干燥、粉碎、筛分出30μm-120μm的颗粒，得到用于顺丁橡胶干燥废气中橡胶微粒的捕集剂。
在本发明的制备方法中，通过添加造孔剂，经过焙烧后，可形成部分大孔结构，有利于废气中气溶胶的扩散，从而有利于粘性胶粒的捕集。
在本发明的制备方法中，优选地，采用的酸性液体为质量浓度为25％-30％的酸的水溶液；更优选地，采用的酸为盐酸、硝酸或醋酸。
在本发明的制备方法中，优选地，步骤三中，在氧气浓度为5wt-10wt％的气氛下焙烧，焙烧的温度为500℃-750℃，焙烧的时间为3小时-6小时。
在本发明的制备方法中，优选地，步骤三中，干燥的温度为80℃-120℃，干燥的时间为3小时-6小时。
在本发明的制备方法中，优选地，步骤五中，干燥的温度为90℃-130℃，干燥的时间为3小时-5小时。
在本发明的制备方法中，优选地，在步骤二和步骤四中，水的添加量是所有固体粉料干重的2.0倍-4.0倍。
在本发明的制备方法中，研磨步骤为本领域常规操作，可采用球磨机、砂磨机等设备进行。
本发明的捕集剂可以用于除去顺丁橡胶干燥废气中的橡胶微粒，具体是在40℃-150℃(优选为80℃-120℃)进行，与顺丁橡胶干燥废气充分接触后，顺丁橡胶废气中橡胶微粒的脱除率可以达到99.9％以上。
本发明的捕集剂适用于脱除稀土顺丁橡胶和顺丁橡胶生产线的废气。
本发明的捕集剂与顺丁橡胶废气接触时，粘性橡胶微粒可通过捕集剂上的孔道进入捕集剂内部并被捕获，使橡胶微粒等颗粒物被脱除，脱除率可以达到99.9％以上，解决了橡胶微粒难以脱除的问题。
本发明的制备方法的成本低，操作控制简单，操作弹性很大，便于工业化应用。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种用于顺丁橡胶干燥废气中橡胶微粒的捕集剂，其是通过以下步骤制备得到的：
取粗孔硅胶7.89kg(青岛海洋化工有限公司生产，含干基7.50kg)，氧化铝干胶粉1.63kg(中国铝业山东分公司生产，含干基92％)和田箐粉0.30kg(上海绿源生物科技有限公司生产)混合后，用不锈钢粉碎机(温岭市林大机械有限公司生产，DF-50型)粉碎至100目以下；
在上述研磨得到的细粉中加入19.6kg去离子水，混匀后放入球磨机中研磨，将其研磨至1-10μm，得到混合浆液；
利用板框压滤机(景津环保股份有限公司，XAYG4/630-UK型)压滤后，得到水含量为32％的滤饼；
将滤饼、210g浓度为30wt％的盐酸(化学纯，北京化工厂生产)在捏合机中捏合1小时得到捕集剂前体混合物料团；
将捕集剂前体混合物料团在80℃下干燥6h，然后在500℃下含氧气10.0vol％的氧气-氮气焙烧6小时得到捕集剂前体，在粉碎机中粉碎至100目以下；
取大孔活性炭0.85kg(淄博鹏达环保科技有限公司生产)和顺丁橡胶0.15kg(淄博齐翔腾达化工股份有限公司生产)粉碎至100目以下混合均匀，得到复合炭；
将上述复合炭和捕集剂前体粉料混合，并加入40.0kg去离子水，混匀后放入球磨机中研磨，将其研磨至1-10μm，得到混合浆液；
利用板框压滤机(景津环保股份有限公司，XAYG4/630-UK型)压滤后，得到水含量为30％的滤饼；
在滤饼中加入400g的JA-25氨型硅溶胶(青岛海洋化工有限公司生产，含SiO225％)在捏合机中捏合1小时得到捕集剂混合物料团；
将上述捕集剂混合物料团在130℃下干燥3h，得到顺丁橡胶微粒捕集剂。
将本实施例的上述顺丁橡胶微粒捕集剂粉碎至10-120μm，测得其堆密度为0.75g/cm3；采用WAVE 2305型多孔固体孔隙率测定仪测得孔隙率60％，表面能为300mJ/m2，压汞法测得的大于50nm大孔孔体积占36％。
顺丁橡胶干燥废气经冷凝器冷却至20℃脱水后，以450m3/h的流量进入直径为250mm、温度为85℃的沸腾床反应器，反应器中装有5.0kg直径为20-100μm的上述橡胶微粒捕集剂，经充分接触捕集后，经旋分器和布袋除尘器分离后，顺丁橡胶废气中橡胶微粒等颗粒物脱除率为99.92％。
实施例2
本实施例提供了一种用于顺丁橡胶干燥废气中橡胶微粒的捕集剂，其是通过以下步骤制备得到的：
取啤酒硅胶8.42kg(青岛海洋化工有限公司生产，含干基8.0kg)，拟薄水铝石1.43kg(中国铝业山东分公司生产，含干基70％)和淀粉0.50kg(上海绿源生物科技有限公司生产)混合后，用不锈钢粉碎机(温岭市林大机械有限公司生产，DF-50型)粉碎至100目以下；
在上述研磨得到的细粉中加入31.0kg去离子水，混匀后放入球磨机中研磨，将其研磨至1-10μm，得到混合浆液
利用板框压滤机压滤后，得到水含量为30％的滤饼；
向滤饼中加入240g浓度为30wt％的盐酸(化学纯，北京化工厂生产)，在捏合机中捏合1小时得到捕集剂前体混合物料团；
将上述捕集剂前体混合物料团在100℃下干燥4h，然后在600℃下含氧气8.5vol％的氧气-氮气焙烧4小时得到捕集剂前体，在粉碎机中粉碎至100目以下；
取大孔活性炭0.92kg(淄博鹏达环保科技有限公司生产)和顺丁橡胶0.08kg(淄博齐翔腾达化工股份有限公司生产)粉碎至100目以下混合均匀，得到复合炭；
将上述复合炭和捕集剂前体粉料混合，并加入30.0kg去离子水，混匀后放入球磨机中研磨，将其研磨至1-10μm，得到混合浆液；
利用板框压滤机(景津环保股份有限公司，XAYG4/630-UK型)压滤后，得到水含量为30％的滤饼；
在滤饼中加入1000g的JX-15钠型硅溶胶(青岛海洋化工有限公司生产，含SiO215％)在捏合机中捏合1小时得到捕集剂混合物料团；
将上述捕集剂混合物料团在110℃下干燥4h，得到顺丁橡胶微粒捕集剂。
将上述捕集剂粉碎至10-120μm，测得其堆密度为0.68g/cm3；采用WAVE 2305型多孔固体孔隙率测定仪测得孔隙率65％，表面能为270mJ/m2，压汞法测得的大于50nm大孔孔体积占37％。
顺丁橡胶干燥废气经冷凝器冷却至15℃脱水后，以550m3/h的流量进入直径为250mm、温度为95℃的沸腾床反应器，反应器中装有5.5kg直径为20-100μm的上述橡胶微粒捕集剂，经充分接触捕集后，经旋分器和布袋除尘器分离后，顺丁橡胶废气中橡胶微粒等颗粒物脱除率为99.93％。
实施例3
本实施例提供了一种用于顺丁橡胶干燥废气中橡胶微粒的捕集剂，其是通过以下步骤制备得到的：
取啤酒硅胶8.95kg(青岛海洋化工有限公司生产，含干基8.5kg)，氧化铝干胶粉0.87kg(中国铝业山东分公司生产，含干基92％)和活性炭0.65kg(淄博鹏达环保科技有限公司)混合后，用不锈钢粉碎机(温岭市林大机械有限公司生产，DF-50型)粉碎至100目以下；
在上述研磨得到的细粉中加入41.8kg去离子水，混匀后放入球磨机中研磨，将其研磨至1-10μm，得到混合浆液；
利用板框压滤机压滤后，得到水含量为33％的滤饼；
在滤饼中加入102g浓度为65wt％的硝酸(化学纯，北京化工厂生产)在捏合机中捏合1小时得到捕集剂前体混合物料团；
将上述捕集剂前体混合物料团在110℃下干燥4h，然后在650℃下含氧气7.0vol％的氧气-氮气焙烧4小时得到捕集剂前体，在粉碎机中粉碎至100目以下；
取大孔活性炭0.63kg(淄博鹏达环保科技有限公司生产)和顺丁橡胶0.07kg(淄博齐翔腾达化工股份有限公司生产)粉碎至100目以下混合均匀，得到复合炭；
将上述复合炭和捕集剂前体粉料混合，并加入20.0kg去离子水，混匀后放入球磨机中研磨，将其研磨至1-10μm，得到混合浆液；
利用板框压滤机压滤后，得到水含量为30％的滤饼；
在滤饼中加入800g的JA-25氨型硅溶胶(青岛海洋化工有限公司生产，含SiO225％)在捏合机中捏合1小时得到捕集剂混合物料团；
将上述捕集剂混合物料团在100℃下干燥5h，得到顺丁橡胶微粒捕集剂。
将其粉碎至10-120μm，测得其堆密度为0.65g/cm3；采用WAVE 2305型多孔固体孔隙率测定仪测得孔隙率68％，表面能为250mJ/m2，压汞法测得的大于50nm大孔孔体积占39％。
顺丁橡胶干燥废气经冷凝器冷却至10℃脱水后，以600m3/h的流量进入直径为250mm、温度为100℃的沸腾床反应器，反应器中装有5.75kg直径为20-100μm的上述橡胶微粒捕集剂，经充分接触捕集后，经旋分器和布袋除尘器分离后，顺丁橡胶废气中橡胶微粒等颗粒物脱除率为99.97％。
实施例4
本实施例提供了一种用于顺丁橡胶干燥废气中橡胶微粒的捕集剂，其是通过以下步骤制备得到的：
取粗孔硅胶8.95kg(青岛海洋化工有限公司生产，含干基8.5kg)，拟薄水铝石1.43kg(中国铝业山东分公司生产，含干基70％)和活性炭0.80kg(淄博鹏达环保科技有限公司)混合后，用不锈钢粉碎机(温岭市林大机械有限公司生产，DF-50型)粉碎至100目以下；
在上述研磨得到的细粉中加入43.5kg去离子水，混匀后放入球磨机中研磨，将其研磨至1-10μm，得到混合浆液；
利用板框压滤机(景津环保股份有限公司，XAYG4/630-UK型)压滤后，得到水含量为31％的滤饼；
在滤饼中加入119g浓度为65wt％的硝酸(化学纯，北京化工厂生产)在捏合机中捏合1小时得到捕集剂前体混合物料团；
将上述捕集剂前体混合物料团在90℃下干燥6h，然后在700℃下含氧气6.0vol％的氧气-氮气焙烧3小时得到捕集剂前体，在粉碎机中粉碎至100目以下；
取大孔活性炭0.59kg(淄博鹏达环保科技有限公司生产)和顺丁橡胶0.11kg(淄博齐翔腾达化工股份有限公司生产)粉碎至100目以下混合均匀，得到复合炭；
将上述复合炭和捕集剂前体粉料混合，并加入30.0kg去离子水，混匀后放入球磨机中研磨，将其研磨至1-10μm，得到混合浆液；
利用板框压滤机(景津环保股份有限公司，XAYG4/630-UK型)压滤后，得到水含量为30％的滤饼；
在滤饼中加入1200g的JA-25氨型硅溶胶(青岛海洋化工有限公司生产，含SiO225％)在捏合机中捏合1小时得到捕集剂混合物料团；
将上述捕集剂混合物料团在95℃下干燥5h，得到顺丁橡胶微粒捕集剂。
将其粉碎至10-120μm，测得其堆密度为0.58g/cm3；采用WAVE 2305型多孔固体孔隙率测定仪测得孔隙率69％，表面能为240mJ/m2，压汞法测得的大于50nm大孔孔体积占39％。
顺丁橡胶干燥废气经冷凝器冷却至10℃脱水后，以550m3/h的流量进入直径为250mm、温度为105℃的沸腾床反应器，反应器中装有5.75kg直径为20-100μm的上述橡胶微粒捕集剂，经充分接触捕集后，经旋分器和布袋除尘器分离后，顺丁橡胶废气中橡胶微粒等颗粒物脱除率为99.95％。
实施例5
本实施例提供了一种用于顺丁橡胶干燥废气中橡胶微粒的捕集剂，其是通过以下步骤制备得到的：
取粗孔硅胶4.21kg(青岛海洋化工有限公司生产，含干基8.5kg)，啤酒硅胶4.21kg(青岛海洋化工有限公司生产，含干基8.5kg)，拟薄水铝石2.14kg(中国铝业山东分公司生产，含干基70％)和田箐粉0.30kg(上海绿源生物科技有限公司生产)混合后，用不锈钢粉碎机(温岭市林大机械有限公司生产，DF-50型)粉碎至100目以下；
在上述研磨得到的细粉中加入38.5kg去离子水，混匀后放入球磨机中研磨，将其研磨至1-10μm，得到混合浆液；
利用板框压滤机(景津环保股份有限公司，XAYG4/630-UK型)压滤后，得到水含量为34％的滤饼；
在滤饼中加入90g浓度为99.9wt％冰醋酸(化学纯，北京化工厂生产)在捏合机中捏合1小时得到捕集剂前体混合物料团；
将上述捕集剂前体混合物料团在120℃下干燥3h，然后在750℃下含氧气5.0vol％的氧气-氮气焙烧3小时得到捕集剂前体，在粉碎机中粉碎至100目以下；
取大孔活性炭0.44kg(淄博鹏达环保科技有限公司生产)和顺丁橡胶0.06kg(淄博齐翔腾达化工股份有限公司生产)粉碎至100目以下混合均匀，得到复合炭；
将上述复合炭和捕集剂前体粉料混合，并加入35.0kg去离子水，混匀后放入球磨机中研磨，将其研磨至1-10μm，得到混合浆液；
利用板框压滤机(景津环保股份有限公司，XAYG4/630-UK型)压滤后，得到水含量为30％的滤饼；
在滤饼中加入1000g的JA-25氨型硅溶胶(青岛海洋化工有限公司生产，含SiO225％)在捏合机中捏合1小时得到捕集剂混合物料团；
将上述捕集剂混合物料团在120℃下干燥3h，得到顺丁橡胶微粒捕集剂。
将其粉碎至10-120μm，测得其堆密度为0.63g/cm3；采用WAVE 2305型多孔固体孔隙率测定仪测得孔隙率65％，表面能为260mJ/m2，压汞法测得的大于50nm大孔孔体积占37％。
顺丁橡胶干燥废气经冷凝器冷却至15℃脱水后，以550m3/h的流量进入直径为250mm、温度为110℃的沸腾床反应器，反应器中装有5.5kg直径为20-100μm的上述橡胶微粒捕集剂，经充分接触捕集后，经旋分器和布袋除尘器分离后，顺丁橡胶废气中橡胶微粒等颗粒物脱除率为99.98％。
实施例6
本实施例提供了一种用于顺丁橡胶干燥废气中橡胶微粒的捕集剂，其是通过以下步骤制备得到的：
取粗孔硅胶8.63kg(青岛海洋化工有限公司生产，含干基8.5kg)，氧化铝干胶粉0.44kg(中国铝业山东分公司生产，含干基70％)，拟薄水铝石0.56kg(中国铝业山东分公司生产，含干基92％)和活性炭0.50kg(淄博鹏达环保科技有限公司)混合后，用不锈钢粉碎机(温岭市林大机械有限公司生产，DF-50型)粉碎至100目以下；
在上述研磨得到的细粉中加入38kg去离子水，混匀后放入球磨机中研磨，将其研磨至1-10μm，得到混合浆液；
利用板框压滤机(景津环保股份有限公司，XAYG4/630-UK型)压滤后，得到水含量为33％的滤饼；
在滤饼中加入119g浓度为65wt％的硝酸(化学纯，北京化工厂生产)在捏合机中捏合1小时得到捕集剂前体混合物料团；
将上述捕集剂前体混合物料团在110℃下干燥3h，然后在650℃下含氧气7.0vol％的氧气-氮气焙烧3小时得到捕集剂前体，在粉碎机中粉碎至100目以下；
取大孔活性炭0.90kg(淄博鹏达环保科技有限公司生产)和顺丁橡胶0.10kg(淄博齐翔腾达化工股份有限公司生产)粉碎至100目以下混合均匀，得到复合炭；
将上述复合炭和捕集剂前体粉料混合，并加入40.0kg去离子水，混匀后放入球磨机中研磨，将其研磨至1-10μm，得到混合浆液；
利用板框压滤机(景津环保股份有限公司，XAYG4/630-UK型)压滤后，得到水含量为30％的滤饼；
在滤饼中加入600g的JA-25氨型硅溶胶(青岛海洋化工有限公司生产，含SiO225％)在捏合机中捏合1小时得到捕集剂混合物料团；
将上述捕集剂混合物料团在110℃下干燥3h，得到顺丁橡胶微粒捕集剂。
将其粉碎至10-120μm，测得其堆密度为0.61g/cm3；采用WAVE 2305型多孔固体孔隙率测定仪测得孔隙率67％，表面能为245mJ/m2，压汞法测得的大于50nm大孔孔体积占38％。
顺丁橡胶干燥废气经冷凝器冷却至10℃脱水后，以500m3/h的流量进入直径为250mm、温度为120℃的沸腾床反应器，反应器中装有5.5kg直径为20-100μm的上述橡胶微粒捕集剂，经充分接触捕集后，经旋分器和布袋除尘器分离后，顺丁橡胶废气中橡胶微粒等颗粒物脱除率为99.98％。
以上实施例说明，本发明的顺丁橡胶干燥废气中橡胶微粒的捕集剂可以有效脱除橡胶微粒等颗粒物，脱除率可以达到99.9％以上，解决了橡胶微粒难以脱除的问题。而且其制备方法成本低，操作控制简单。
Claims (14)
1.一种用于顺丁橡胶干燥废气中橡胶微粒的捕集剂，其特征在于，以该捕集剂的总质量为100％计，该捕集剂的原料组成包括：硅源60wt％-88wt％，铝源5wt％-20wt％，复合炭2wt％-15wt％，硅源和铝源总重量的3wt％-8wt％的造孔剂，硅源和铝源总重量的1wt％-3wt％的硅溶胶粘结剂；该捕集剂各原料组成的质量百分比之和为100％；
其中，所述硅源的平均孔径为8.0nm-20.0nm，比表面积为300m2/g-500m2/g，孔容为0.8mL/g-1.5mL/g；
所述铝源的孔容为0.5mL/g-1.0mL/g、比表面积为200m2/g-300m2/g；
所述复合炭的原料组成包括：80wt％-98wt％的活性炭，5wt％-20wt％的顺丁橡胶，所述复合炭各原料组成的质量百分比之和为100％；
所述复合炭中大于50nm的孔的孔体积占35％以上；
该用于顺丁橡胶干燥废气中橡胶微粒的捕集剂是通过以下步骤制备得到的：
步骤一：将硅源、铝源和造孔剂粉碎成粒度小于200μm的细粉；
步骤二：将粉碎后的硅源、铝源和造孔剂与水混合，将混合物研磨至粒度为1μm-10μm，得到混合浆液，经过过滤、离心，得到水含量低于35wt％的滤饼，其中，水的添加量是所有固体粉料干重的1.0倍-5.0倍；
步骤三：向滤饼中加入酸性液体，调节滤饼的pH为2-4，捏合，经过干燥、粉碎、焙烧，得到捕集剂前体；
步骤四：将所述捕集剂前体与水和复合炭混合，研磨至粒度为1μm-10μm，得到混合浆液，浆液过滤，得到水含量低于35％的滤饼，其中，水的添加量是所有固体粉料干重的1.0倍-5.0倍；
步骤五：向滤饼中加入硅溶胶粘结剂，捏合，经过干燥、粉碎、筛分出30μm-120μm的颗粒，得到所述用于顺丁橡胶干燥废气中橡胶微粒的捕集剂。
2.根据权利要求1所述的捕集剂，其特征在于，所述硅源选自粗孔硅胶、啤酒硅胶、B型硅胶、柱层层析硅胶和硅藻土中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的捕集剂，其特征在于，所述硅源为粗孔硅胶和/或啤酒硅胶。
4.根据权利要求1所述的捕集剂，其特征在于，所述铝源选自氧化铝干胶粉、高粘拟薄水铝石、SB粉、一水硬铝石、勃姆石、三水铝石中的一种或两种。
5.根据权利要求4所述的捕集剂，其特征在于，所述铝源为氧化铝干胶粉和/或高粘拟薄水铝石；所述造孔剂为活性炭、田箐粉和淀粉中的一种或两种；所述硅溶胶粘结剂为氨型硅溶胶或钠型硅溶胶。
6.根据权利要求1所述的捕集剂，其特征在于，以所述复合炭的总质量为100％计，顺丁橡胶的含量为8wt％-15wt％。
7.根据权利要求1所述的捕集剂，其特征在于，以该捕集剂的总质量为100％计，该捕集剂的原料组成包括：65wt％-85wt％的硅源，8wt％-15wt％的铝源，5wt％-10wt％的复合炭，硅源和铝源总重量的3wt％-8wt％的造孔剂，硅源和铝源总重量的1wt％-3wt％的硅溶胶粘结剂，该捕集剂各原料组成的质量百分比之和为100％。
8.根据权利要求1-7任一项所述的捕集剂，其特征在于，该捕集剂的堆密度为0.35g/cm3-1.15g/cm3，孔隙率为35％-80％，表面自由能低于320mJ/m2。
9.根据权利要求8所述的捕集剂，其特征在于，该捕集剂的堆密度为0.5g/cm3-1.0g/cm3，孔隙率为50％-75％，表面能低于300mJ/m2。
10.权利要求1-9任一项所述的用于顺丁橡胶干燥废气中橡胶微粒的捕集剂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：
步骤一：将硅源、铝源和造孔剂粉碎成粒度小于200μm的细粉；
步骤二：将粉碎后的硅源、铝源和造孔剂与水混合，将混合物研磨至粒度为1μm-10μm，得到混合浆液，经过过滤、离心，得到水含量低于35wt％的滤饼，其中，水的添加量是所有固体粉料干重的1.0倍-5.0倍；
步骤三：向滤饼中加入酸性液体，调节滤饼的pH为2-4，捏合，经过干燥、粉碎、焙烧，得到捕集剂前体；
步骤四：将所述捕集剂前体与水和复合炭混合，研磨至粒度为1μm-10μm，得到混合浆液，浆液过滤，得到水含量低于35％的滤饼，其中，水的添加量是所有固体粉料干重的1.0倍-5.0倍；
步骤五：向滤饼中加入硅溶胶粘结剂，捏合，经过干燥、粉碎、筛分出30μm-120μm的颗粒，得到所述用于顺丁橡胶干燥废气中橡胶微粒的捕集剂。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述酸性液体为质量浓度为25％-30％的酸的水溶液。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，采用的酸为盐酸、硝酸或醋酸。
13.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤三中，在氧气浓度为5wt-10wt％的气氛下焙烧，焙烧的温度为500℃-750℃，焙烧的时间为3小时-6小时。
14.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤三中，干燥的温度为80℃-120℃，干燥的时间为3小时-6小时；在所述步骤五中，干燥的温度为90℃-130℃，干燥的时间为3小时-5小时。
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