CN109589912A - 一种浓缩转轮吸附材料及其制备方法 - Google Patents

一种浓缩转轮吸附材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109589912A
CN109589912A CN201910087460.5A CN201910087460A CN109589912A CN 109589912 A CN109589912 A CN 109589912A CN 201910087460 A CN201910087460 A CN 201910087460A CN 109589912 A CN109589912 A CN 109589912A
Authority
CN
China
Prior art keywords
adsorbent material
molecular sieve
concentration runner
weight
parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910087460.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109589912B (zh
Inventor
邢延岭
潘吉庆
张兆合
刘洪月
黄妃慧
程国园
王勇伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Aofu Environmental Protection Science & Technology Co Ltd
Original Assignee
Shandong Aofu Environmental Protection Science & Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Aofu Environmental Protection Science & Technology Co Ltd filed Critical Shandong Aofu Environmental Protection Science & Technology Co Ltd
Priority to CN201910087460.5A priority Critical patent/CN109589912B/zh
Publication of CN109589912A publication Critical patent/CN109589912A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109589912B publication Critical patent/CN109589912B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/16Alumino-silicates
    • B01J20/18Synthetic zeolitic molecular sieves
    • B01J20/186Chemical treatments in view of modifying the properties of the sieve, e.g. increasing the stability or the activity, also decreasing the activity
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/06Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with moving adsorbents, e.g. rotating beds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/70Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/708Volatile organic compounds V.O.C.'s

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

本发明属于吸附材料技术领域,具体涉及一种浓缩转轮吸附材料,还涉及上述的吸附材料的制备方法。该吸附材料包括:基料:高硅型沸石分子筛ZSM‑5;无机粘结剂:气相二氧化硅和活性氧化铝前驱体;分散剂:醇醚类,润滑剂:油类;有机粘合剂:醇类和/或纤维素类;纯净水。本发明的有益效果在于,采用本发明的原料以及工艺制备所获得的吸附材料具有高分子筛含量、高强度、高比表面积、高吸脱附比、低比热容、低风阻等优点,解决了传统分子筛吸附材料吸附效率低、强度低、热稳定性不佳、使用周期短等问题。

Description

一种浓缩转轮吸附材料及其制备方法
技术领域
本发明属于吸附材料技术领域,具体涉及一种浓缩转轮吸附材料,还涉及上述的吸附材料的制备方法。
背景技术
工业生产过程排放的可挥发性有机物VOCs直接或间接构成大气灰霾,是大气污染治理重点限排污染物。随着环保法规的日益严格,化工、机械、建材、家具、光电、印刷、涂装、食品、医药、农药等行业排放的VOCs呈现低浓度、大风量的特点,传统治理方法,如吸附、吸收、蓄热氧化燃烧(RTO/RCO)、冷凝、膜分离、生物氧化、等离子体等,无法实现低运行成本下的高效治理,为降低尾气治理设备运行成本提高治理效率,对低浓度VOCs进行浓缩预处理,是VOCs污染治理的关键工艺步骤。
低浓度VOCs的浓缩预处理方法有两种:活性炭断续吸附和浓缩转轮连续吸附,活性炭使用温度低且定期更换产生固废,使用范围日渐萎缩。以分子筛为吸附材料的浓缩转轮技术,具有吸附脱附效率高、连续运行、耐高温(超过1000℃)、耐腐蚀、易再生、无固废等特点,成为工业低浓度或超低浓度VOCs排放治理的最优预处理工艺技术。
分子筛具有均匀的微孔,其孔径与一般分子大小相当的一类物质。常用分子筛为结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐,由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成分子尺寸大小的孔道和空腔体系,因吸附分子大小和形状不同而具有筛分大小不同的流体分子的能力。市场上使用的浓缩转轮分子筛吸附材料,大多以瓦楞状陶瓷纤维纸为基体,采用一定技术将分子筛均匀涂覆于陶瓷纤维纸上,制成分子筛浓缩转轮,这种方法制备的吸附材料,分子筛组分含量低,直接影响到VOCs的吸附效率,且由于吸附材料强度不足,在实际使用过程中受高空速气流的频繁机械冲击和热冲击,分子筛极易剥落,吸附材料使用寿命不高。
因此,需要针对上述的缺陷进行改进,发明一种耐机械冲击和热冲击、不易剥落、使用寿命高的吸附材料。
发明内容
为了解决上述的技术问题,本发明针对浓缩转轮吸附材料制作技术现状,以高硅型沸石分子筛ZSM-5为基料,配置无机粘结剂、分散剂、润滑剂、有机粘合剂,按照蜂窝材料制备工艺,采用整体挤制方法,制备获得了蜂窝结构浓缩转轮吸附材料,该吸附材料耐机械冲击和热冲击、不易剥落、使用寿命高;本发明解决了分子筛转轮在吸脱附过程中效率低,稳定性低的问题,降低了生产成本,提高了生产效率。
本发明的无机粘结剂为气相二氧化硅和活性氧化铝前驱体。气相二氧化硅具有粒径小、比表面积高(150-380m2/g,附图2、附图3为气相二氧化硅微观结构)、钾钠含量低、烧结强度高,且与活性氧化铝前驱体低温下(550-600℃)反应生成稳定的铝硅尖晶石,无机粘结剂的晶相变化,使ZSM-5分子筛颗粒之间具有非常高的结合强度。
本发明中,基料与无机粘结剂为最佳配比,使浓缩转轮具有高吸脱附比、吸附性能优良的特点,适用性大大增强。
本发明是通过下述的技术方案来实现的:
一种浓缩转轮吸附材料,包括:基料:高硅型沸石分子筛ZSM-5;无机粘结剂:气相二氧化硅和活性氧化铝前驱体;分散剂:醇醚类,润滑剂:油类;有机粘合剂:醇类和/或纤维素类;纯净水。
上述的吸附材料中,各原料的重量份数如下:
高硅型沸石分子筛ZSM-5:75~95份;
无机粘结剂:无机粘结剂与高硅型沸石分子筛ZSM-5的重量比为1:3~1:5;其中,气相二氧化硅和活性氧化铝前驱体的重量比为1:1~1:2;
有机粘合剂:3~8份;
分散剂:醇醚类;1.5~3.5份;
润滑剂:油类;1~5份;
纯净水:10~30份。
上述的吸附材料的孔密度100-400cpsi,壁厚5-20mil。
优选的,纤维素类为甲基纤维素或PVA、PET等,油类为豆油或黄油等。
活性氧化铝前驱体的D50为0.5~1.0μm。
气相二氧化硅D50为8~9.5μm,比表面积120-400m2/g。
有机粘合剂为纤维素类;优选的为醇类和纤维素类,且醇类和纤维素类的重量比1:1~1:3。
上述的一种浓缩转轮吸附材料的制备方法,包括下述的步骤:干混、捏合,真空练泥,挤制,获得分子筛分子筛转轮样块,干燥,焙烧,得成品浓缩转轮吸附材料。
挤制步骤中,挤制成40×40×130mm、400孔/平方英寸、壁厚7mil的分子筛转轮样块。
优选的,焙烧步骤中,工艺条件如下:
吸附水脱附:温控区间:室温-105℃,升温速率120℃/h,时间53min;
保温:105℃至120℃范围保温120min;
有机物分解:温控区间:105-550℃,升温速率120℃/h,时间223min;
保温焙烧:550℃至600℃范围保温240min。
本发明的有益效果在于,采用本发明的原料以及工艺制备所获得的吸附材料具有高分子筛含量、高强度、高比表面积、高吸脱附比、低比热容、低风阻等优点,解决了传统分子筛吸附材料吸附效率低、强度低、热稳定性不佳、使用周期短等问题。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图;
图2为×100气相二氧化硅SEM图;
图3为×10.0k气相二氧化硅SEM图;
图4为实例2外观影像测量图;
图5为对照样外观影像测量图;
图6为实例2×1.0k SEM图;
图7为对照样×1.0k SEM图;
图8为实例2×5.0k SEM图;
图9为对照样×5.0k SEM图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明,以便本领域的技术人员更了解本发明,但并不因此限制本发明。
实施例1
制备浓缩转轮吸附材料的工艺步骤如下:
(1)准备原料:
无机粉料的重量百分比:75%的高硅型沸石分子筛ZSM-5(以下简写为ZSM-5)、12.5%的D50=0.98μm的活性氧化铝前驱体、12.5%的气相二氧化硅(D50=9.23μm、比表面150m2/g)。
以无机粉料为100重量份计,取8重量份的甲基纤维素、2.67重量份的的聚醚多元醇、2.67重量份的的豆油、30重量份的的水,混合;
(2)经充分干混、捏合,真空练泥,挤制成40×40×130mm、400孔/平方英寸、壁厚7mil的分子筛转轮样块,干燥后,使用表1分子筛转轮快烧曲线,经550℃、保温4小时焙烧,烧成收缩为2.1%。
焙烧步骤中,工艺条件如下:
吸附水脱附:温控区间:室温-105℃,升温速率120℃/h,时间53min;
保温:105℃保温120min;
有机物分解:温控区间:105-550℃,升温速率120℃/h,时间223min;
保温焙烧:550℃保温240min。
浓缩转轮吸附材料性能为:容重为0.35g/cm3,热膨胀系数为1.32×10-6/℃(室温-800℃),A轴(垂直于孔道)抗压强度为1.21MPa,比表面积为326m2/g。
浓缩转轮吸附材料的静态吸附性能:水为6.3%、甲苯为11.5%、丙酮为16.5%,吸脱附比为16:1。700℃废气冲击未见损坏。
表1分子筛转轮烧成曲线
实施例2
(1)准备原料:
无机粉料的重量百分比:将80%的ZSM-5、10%的D50=0.98μm的活性氧化铝前驱体、10%的D50=9.23μm、比表面积是380m2/g的气相二氧化硅混合;
以无机粉料为100重量份计,取8重量份的甲基纤维素、2.67重量份的聚醚多元醇、2.67重量份的豆油、30重量份的水,混合均匀;
(2)经充分干混、捏合,真空练泥,挤制成40×40×130mm、400孔/平方英寸、壁厚7mil的分子筛转轮样块,干燥后,使用表1:分子筛转轮快烧曲线,经550℃、保温4小时焙烧(焙烧的工艺参数见实施例1,以下实施例均同,无如特殊说明),烧成收缩为2.1%。
浓缩转轮吸附材料性能为:容重为0.38g/cm3,热膨胀系数为1.20×10-6/℃(室温-800℃),A轴(垂直于孔道)的抗压强度为1.85MPa,比表面积为363m2/g。
浓缩转轮吸附材料的静态吸附性能:水为8.7%、甲苯为12.6%、丙酮为17.1%,吸脱附比为15:1,700℃废气冲击未见损坏。
实施例3
(1)准备原料:
无机粉料的重量百分比:将90%的ZSM-5、5%的D50=0.98μm的活性氧化铝前驱体、5%的D50=9.23μm、比表面积是220m2/g的气相二氧化硅混合;
以无机粉料为100重量份计,取8重量份的甲基纤维素、2.67重量份的聚醚多元醇、2.67重量份的豆油,30重量份的水,混合均匀;
(2)经充分干混、捏合,真空练泥,炼制捏合泥料成泥段;
(3)将具有塑性的泥段挤出成40×40×130mm,400孔/平方英寸、壁厚7mil的蜂窝状结构分子筛转轮样块,然后进行微波;
(4)微波后的坯体切割成固定高度,然后烘干、烧成曲线见表1,烧成收缩为2.0%,烧制具体工艺参数见实施例1;
浓缩转轮吸附材料性能为:容重为0.39g/cm3,热膨胀系数为1.30×10-6/℃(室温-800℃),A轴(垂直于孔道)的抗压强度为0.96MPa,比表面积为384m2/g。
浓缩转轮吸附材料的静态吸附性能:水为9.5%、甲苯为10.9%、丙酮为15.2%,吸脱附比为18:1,700℃废气冲击未见损坏。
实施例4
(1)准备原料:
无机粉料的重量百分比:将80%的ZSM-5,10%的D50=0.98μm的活性氧化铝前驱体,10%的D50=9.23μm、比表面积是380m2/g的气相二氧化硅混合;
以无机粉料为100重量份计,取6重量份的甲基纤维素、2.67重量份的聚醚多元醇、2.67重量份的豆油,30重量份的水,混合均匀;
(2)经充分干混、捏合,真空练泥,炼制捏合泥料成泥段;
(3)将具有塑性的泥段挤出成40×40×130mm,400孔/平方英寸、壁厚7mil的蜂窝状结构分子筛转轮样块,然后进行微波干燥;
(4)微波后的坯体切割成固定高度,然后烘干、烧成曲线见表1,烧成收缩为2.1%。完毕后进行材料性能检测,检测材料性能,容重为0.39g/cm3,热膨胀系数(CTE)为1.26×10-6/℃(室温-800℃),A轴(垂直于孔道)的抗压强度为1.03MPa,比表面积为346m2/g,静态吸附性能:水为8.3%、甲苯为10.1%、丙酮为14.5%,吸脱附比为16:1,700℃结构未损坏。
实施例5
(1)需干混粉料:采用干法混合90%重量的ZSM-5,5%重量的D50=0.98μm的活性氧化铝前驱体,5%重量的D50=9.23μm、比表面是150m2/g的气相二氧化硅,占无机粉料重量6%的甲基纤维素;
(2)将混合完毕的粉料置于捏合机器中,加入占无机粉料重量2.67%的聚醚多元醇、2.67%的豆油、30%重量的水进行捏合17分钟;
(3)炼制步骤(2)中捏合的泥料成泥段;
(4)将具有塑性的泥段挤出成40×40×130mm,400孔/平方英寸、壁厚7mil的蜂窝状结构分子筛转轮样块,然后进行微波干燥;
(5)微波后的坯体切割成固定高度,然后烘干、烧成曲线见表1,烧成收缩为2.0%。
完毕后进行材料性能检测,检测材料性能,容重为0.38g/cm3,热膨胀系数(CTE)为1.25×10-6/℃(室温-800℃),A轴(垂直于孔道)的抗压强度为0.95MPa,比表面积为351m2/g,静态吸附性能:水为8.7%、甲苯为10.3%、丙酮为13.5%,吸脱附比为17:1,700℃结构未损坏。
实施例6
(1)需干混粉料:采用干法混合90%重量的ZSM-5,5%重量的D50=0.98μm的活性氧化铝前驱体,5%重量的D50=9.23μm、比表面积是220m2/g的气相二氧化硅,占无机粉料重量4%的甲基纤维素;
(2)将混合完毕的粉料置于捏合机器中,加入占无机粉料重量2.67%的聚醚多元醇、2.67%的豆油、30%的水进行捏合17分钟;
(3)炼制步骤(2)中捏合的泥料成泥段;
(4)将具有塑性的泥段挤出成40×40×130mm,400孔/平方英寸、壁厚7mil的蜂窝状结构分子筛转轮样块,然后进行微波干燥;
(5)微波后的坯体切割成固定高度,然后烘干、烧成曲线见表1,烧成收缩为2.0%。完毕后进行材料性能检测,检测材料性能,容重为0.37g/cm3,热膨胀系数(CTE)为1.25×10-6/℃(室温-800℃),A轴(垂直于孔道)的抗压强度为0.86MPa,比表面积为342m2/g,静态吸附性能:水为8.6%、甲苯为10.9%、丙酮为12.5%,吸脱附比为17:1,700℃结构未损坏。
实施例7
(1)需干混粉料:采用干法混合80%重量的ZSM-5,10%重量的D50=0.98μm的活性氧化铝前驱体,10%重量的比表面积是380m2/g、D50=9.23um的气相二氧化硅,占无机粉料重量4%的甲基纤维素;
(2)将混合完毕的粉料置于捏合机器中,加入占无机粉料重量2.67%的聚醚多元醇、2.67%的豆油、30%的水进行捏合17分钟;
(3)炼制步骤(2)中捏合的泥料成泥段;
(4)将具有塑性的泥段挤出成40×40×130mm,400孔/平方英寸、壁厚7mil的蜂窝状结构分子筛转轮样块,然后进行微波干燥;
(5)微波后的坯体切割成固定高度,然后烘干、烧成曲线见表1,烧成收缩为2.1%。
完毕后进行材料性能检测,检测材料性能,容重为0.36g/cm3,热膨胀系数(CTE)为1.16×10-6/℃(室温-800℃),A轴(垂直于孔道)的抗压强度为1.04MPa,比表面积为362m2/g,静态吸附性能:水为7.9%、甲苯为10.5%、丙酮为11.5%,吸脱附比为16:1,700℃结构未损坏。
比较例1
取75%重量的ZSM-5、25%重量的D50=14.93μm的高岭土,以无机粉料的重量为100%,外加8%的甲基纤维素、2.67%的聚醚多元醇、2.67%的豆油、30%的水,经充分干混、捏合,真空练泥,挤制成40×40×130mm、400孔/平方英寸、壁厚7mil的分子筛转轮样块,干燥后,使用表1:分子筛转轮快烧曲线,经550℃、保温4小时焙烧,烧成收缩为2.2%。
制得的堇青石蜂窝陶瓷载体的性能为:容重为0.375g/cm3,热膨胀系数(CTE)为1.25×10-6/℃(室温-800℃),A轴(垂直于孔道)的抗压强度为0.86MPa,比表面积为286m2/g,静态吸附性能:水为3.1%、甲苯为10.1%、丙酮为10.5%,吸脱附比为16:1,700℃结构未损坏。
比较例2
取80%重量的ZSM-5、20%重量的D50=46.96μm的膨润土,以无机粉料重量为100%,外加8%的甲基纤维素、2.67%的聚醚多元醇、2.67%的豆油、30%的水,经充分干混、捏合,真空练泥,挤制成40×40×130mm、400孔/平方英寸、壁厚7mil的分子筛转轮样块,干燥后,使用表1:分子筛转轮快烧曲线,经550℃、保温4小时焙烧,烧成收缩为2.2%。
制得的堇青石蜂窝陶瓷载体的性能为:容重为0.47g/cm3,热膨胀系数(CTE)为1.35×10-6/℃(室温-800℃),A轴(垂直于孔道)的抗压强度为1.6MPa,比表面积为324m2/g,静态吸附性能:水为8.7%、甲苯为10.7%、丙酮为11.3%,吸脱附比为16:1,700℃结构未损坏。
比较例3
将80%重量的ZSM-5、10%重量的D50=46.96μm的膨润土,10%重量的D50=14.93μm的高岭土,以无机粉料重量为100%,外加8%的甲基纤维素、2.67%的聚醚多元醇、2.67%的豆油、30%的水,经充分干混、捏合,真空练泥,挤制成40×40×130mm、400孔/平方英寸、壁厚7mil的分子筛转轮样块,干燥后,使用表1:分子筛转轮快烧曲线,经550℃、保温4小时焙烧,烧成收缩为2.0%。
制得的堇青石蜂窝陶瓷载体的性能为:容重为0.39g/cm3,热膨胀系数(CTE)为1.25×10-6/℃(室温-800℃),A轴(垂直于孔道)的抗压强度为1.6MPa,比表面积为328m2/g,静态吸附性能:水为8.5%、甲苯为9.8%、丙酮为10.3%,吸脱附比为16:1,700℃结构未损坏。
表2实施例1-7与对比例的产品物理性能比较表
表3实施例1-7与对比例的产品吸脱附性能比较表
通过表2的实验结果比较可以看出,实例1至实例3中,随着分子筛原粉占比的增加,分子筛转轮的静态吸附性能不是呈线性增加的,分子筛含量为80%时,分子筛的静态吸附能力达到顶峰,吸脱附比也为最低,A轴抗压也达到最大值,因此得出实验结论,分子筛与粘结剂最好的搭配比例为实例2所示。
实例4和实例5通过减少2%的有机纤维素,并使用不同的分子筛与粘结剂搭配比例,得出分子筛转轮的性能在实例2的基础上有所下降的结论,说明降低甲基纤维素的含量对整体式分子筛性能影响较大;
实例6和实例7中,继续降低甲基纤维素的含量,产品性能下降明显。
在比较例中,采用高岭土、膨润土及高领土和膨润土各占50%的无机粘结剂中,抗压和静态吸附等性能与实施例中的结果有较大差异。在SEM扫描电镜图中可以看出,整体式分子筛的分子筛含量高,结晶体较好,而在陶瓷纤维纸上附着分子筛的方法则含量少且易脱落。
本发明人还做过如下的实验,但是其效果并不理想,具体的实验步骤如下:
(1)需干混粉料:采用干法混合90%重量的ZSM-5,5%重量的D50=0.98μm的活性氧化铝前驱体,5%重量的比表面积是380m2/g、D50=9.23um的气相二氧化硅,占无机粉料重量2%的甲基纤维素;
(2)将混合完毕的粉料置于捏合机器中,加入占无机粉料重量2.67%的聚醚多元醇、2.67%的豆油、30%的水进行捏合17分钟;
(3)炼制步骤(2)中捏合的泥料成泥段;
(4)将具有塑性的泥段挤出成40×40×130mm,400孔/平方英寸、壁厚7mil的蜂窝状结构分子筛转轮样块时实验失败。这是因为炼制的泥料太硬,加入的MC含量较少难以挤出成型。
通过以上实施例和比较例的对比,可以看出,本发明吸附材料的原料不是任意选择的,而是通过本发明人付出了创造性的劳动所得到的,调整分子筛的用量,会导致产品的吸脱附效果发生变化,分子筛与粘结剂必须以一定的配比结合,才达使后续的产品达到最佳的效果。
本发明中,有机纤维素的用量及选择,也是一个重要影响因素,会对产品的性能产生影响。
关于有机粘合剂,本发明人还做过如下的实验:
实施例8
与实施例2不同在于,本实施例中,将有机粘合剂选择纤维素类和醇类;
(1)准备原料:
无机粉料的重量百分比:将80%的ZSM-5、10%的D50=0.98μm的活性氧化铝前驱体、10%的D50=9.23μm、比表面积是380m2/g的气相二氧化硅混合;
以无机粉料为100重量份计,取6重量份的甲基纤维素和2重量份的乙醇、2.67重量份的聚醚多元醇、2.67重量份的豆油、30重量份的水,混合均匀;
(2)经充分干混、捏合,真空练泥,挤制成40×40×130mm、400孔/平方英寸、壁厚7mil的分子筛转轮样块,干燥后,使用表1:分子筛转轮快烧曲线,经550℃、保温4小时焙烧(焙烧的工艺参数见实施例1,以下实施例均同,无如特殊说明),烧成收缩为2.1%。
浓缩转轮吸附材料性能为:容重为0.38g/cm3,热膨胀系数为1.20×10-6/℃(室温-800℃),A轴(垂直于孔道)的抗压强度为1.85MPa,比表面积为363m2/g。
浓缩转轮吸附材料的静态吸附性能:水为8.7%、甲苯为12.6%、丙酮为17.1%,吸脱附比为15:1,700℃废气冲击未见损坏。
实施例9
与实施例8不同的是,以无机粉料为100重量份计,取6重量份的甲基纤维素和2重量份的甲醇、2.67重量份的聚醚多元醇、2.67重量份的豆油、30重量份的水,混合均匀;其余步骤与实施例1相同;
从以上的数据比较可以看出,实施例8、9与实施例2中的产品性能相差无几,这说明纤维素类与醇类作为有机粘合剂也可以达到与实施例2几乎相同的效果。
本发明的优点在于解决了传统分子筛吸附材料吸附效率低、强度低、热稳定性不佳、使用周期短等问题,利用气相二氧化硅与活性氧化铝前驱体低温下(550-600℃)反应生成稳定的铝硅尖晶石的反应机理,整体式挤出分子筛转轮,使吸附材料具有高分子筛含量、高强度、高比表面积、高吸脱附比、低比热容、低风阻等优点,本行业领域极少甚至从未出现过以气相二氧化硅和活性氧化铝前驱体作为无机粘结剂整体式挤出分子筛转轮的先例。

Claims (10)

1.一种浓缩转轮吸附材料,其特征在于,该吸附材料包括:
基料:高硅型沸石分子筛ZSM-5;
无机粘结剂:气相二氧化硅和活性氧化铝前驱体;
分散剂:醇醚类;
润滑剂:油类;
有机粘合剂:醇类和/或纤维素类;
纯净水。
2.如权利要求1所述的一种浓缩转轮吸附材料,其特征在于,该吸附材料中,各原料的重量份数如下:
高硅型沸石分子筛ZSM-5:75~95份;
无机粘结剂:无机粘结剂与高硅型沸石分子筛ZSM-5的重量比为1:3~1:5;其中,气相二氧化硅和活性氧化铝前驱体的重量比为1:1~1:2;
分散剂:醇醚类;1.5~3.5份;
润滑剂:油类;1~5份;
有机粘合剂:3~8份;
纯净水:10~30份。
3.如权利要求1所述的一种浓缩转轮吸附材料,其特征在于,该浓缩转轮吸附材料的孔密度100~400cpsi,壁厚5~20mil。
4.如权利要求1所述的一种浓缩转轮吸附材料,其特征在于,纤维素类为甲基纤维素或PVA、PET中的至少一种;油类为豆油或黄油中的至少一种。
5.如权利要求1所述的一种浓缩转轮吸附材料,其特征在于,活性氧化铝前驱体的D50为0.5~1.0μm。
6.如权利要求1所述的一种浓缩转轮吸附材料,其特征在于,气相二氧化硅D50为8~9.5μm,比表面积120~400m2/g。
7.如权利要求1所述的一种浓缩转轮吸附材料,其特征在于,有机粘合剂为纤维素类;优选的为醇类和纤维素类,且醇类和纤维素类的重量比为1:1~1:3。
8.如权利要求1所述的一种浓缩转轮吸附材料的制备方法,包括下述的步骤:干混、捏合,真空练泥,挤制,获得分子筛分子筛转轮样块,干燥,焙烧,得成品浓缩转轮吸附材料。
9.如权利要求8所述的一种浓缩转轮吸附材料的制备方法,其特征在于:挤制步骤中,挤制成40×40×130mm、400孔/平方英寸、壁厚7mil的分子筛转轮样块。
10.如权利要求8所述的一种浓缩转轮吸附材料的制备方法,其特征在于:
焙烧步骤中,工艺条件如下:
吸附水脱附:温控区间:室温-105℃,升温速率120℃/h,时间53min;
保温:105℃至120℃范围保温120min;
有机物分解:温控区间:105-550℃,升温速率120℃/h,时间223min;
保温焙烧:550℃至600℃范围保温240min。
CN201910087460.5A 2019-01-29 2019-01-29 一种浓缩转轮吸附材料及其制备方法 Active CN109589912B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910087460.5A CN109589912B (zh) 2019-01-29 2019-01-29 一种浓缩转轮吸附材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910087460.5A CN109589912B (zh) 2019-01-29 2019-01-29 一种浓缩转轮吸附材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109589912A true CN109589912A (zh) 2019-04-09
CN109589912B CN109589912B (zh) 2021-09-17

Family

ID=65967087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910087460.5A Active CN109589912B (zh) 2019-01-29 2019-01-29 一种浓缩转轮吸附材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109589912B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110193382A (zh) * 2019-05-08 2019-09-03 兰州大学 利用凹凸棒制备孔隙度可调的网眼陶瓷催化剂载体的方法
CN111203175A (zh) * 2020-02-26 2020-05-29 北京泷涛环境科技有限公司 一种蜂窝状疏水性分子筛吸附剂及其制备方法与应用
CN111558359A (zh) * 2020-04-27 2020-08-21 北京泷涛环境科技有限公司 一种用于生产吸附材料的生产线
CN111569827A (zh) * 2020-05-26 2020-08-25 北京泷涛环境科技有限公司 一种空心球分子筛吸附剂及其制备方法
RU2740603C1 (ru) * 2020-03-23 2021-01-15 Александр Николаевич Гребёнкин Способ очистки водной поверхности от плёнки нефти или нефтепродуктов
CN112316898A (zh) * 2020-11-03 2021-02-05 云汇环保科技南通有限公司 一种新型分子筛转轮制备工艺
CN112642394A (zh) * 2019-10-10 2021-04-13 萍乡市捷龙环保科技有限公司 一种蜂窝状沸石分子筛吸附剂的制备方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5512083A (en) * 1993-10-25 1996-04-30 Uop Process and apparatus for dehumidification and VOC odor remediation
CN1339334A (zh) * 2000-08-18 2002-03-13 中国石油化工股份有限公司 一种选择吸附分离芳烃异构体的吸附剂的制备方法
CN1724140A (zh) * 2005-06-10 2006-01-25 萍乡市石化填料有限责任公司 一种镁铝尖晶石活性吸附剂
CN101905145A (zh) * 2010-09-15 2010-12-08 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 一种分子筛蜂窝材料及其制备方法
CN102389773A (zh) * 2011-08-20 2012-03-28 佛山市环保技术与装备研发专业中心 一种吸附挥发性有机物的分子筛蜂窝体的制造方法
CN105582885A (zh) * 2014-10-24 2016-05-18 中国石油化工股份有限公司 利用含分子筛废催化剂制备吸附剂及其脱除甲醇的方法
CN105944665A (zh) * 2016-06-21 2016-09-21 江西博鑫精陶环保科技有限公司 一种处理VOCs用分子筛浓缩转轮吸附填料的制备方法
CN107583604A (zh) * 2017-11-02 2018-01-16 景德镇佳奕新材料有限公司 一种疏水性蜂窝状沸石材料及其制备方法和应用
US20180154303A1 (en) * 2016-12-06 2018-06-07 Munters Corporation Flow Balance Control in Volatile Organic Compound (VOC) Abatement Systems
CN108178652A (zh) * 2018-03-06 2018-06-19 山东奥福环保科技股份有限公司 低膨胀高强度薄壁堇青石蜂窝陶瓷及其制备方法
CN108786770A (zh) * 2018-06-15 2018-11-13 广州市环境保护设备厂有限公司 一种吸附材料转轮及其制备方法
CN109012021A (zh) * 2018-08-15 2018-12-18 上海复榆新材料科技有限公司 一种cha型结构分子筛在吸附甲醛中的应用

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5512083A (en) * 1993-10-25 1996-04-30 Uop Process and apparatus for dehumidification and VOC odor remediation
CN1339334A (zh) * 2000-08-18 2002-03-13 中国石油化工股份有限公司 一种选择吸附分离芳烃异构体的吸附剂的制备方法
CN1724140A (zh) * 2005-06-10 2006-01-25 萍乡市石化填料有限责任公司 一种镁铝尖晶石活性吸附剂
CN101905145A (zh) * 2010-09-15 2010-12-08 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 一种分子筛蜂窝材料及其制备方法
CN102389773A (zh) * 2011-08-20 2012-03-28 佛山市环保技术与装备研发专业中心 一种吸附挥发性有机物的分子筛蜂窝体的制造方法
CN105582885A (zh) * 2014-10-24 2016-05-18 中国石油化工股份有限公司 利用含分子筛废催化剂制备吸附剂及其脱除甲醇的方法
CN105944665A (zh) * 2016-06-21 2016-09-21 江西博鑫精陶环保科技有限公司 一种处理VOCs用分子筛浓缩转轮吸附填料的制备方法
US20180154303A1 (en) * 2016-12-06 2018-06-07 Munters Corporation Flow Balance Control in Volatile Organic Compound (VOC) Abatement Systems
CN107583604A (zh) * 2017-11-02 2018-01-16 景德镇佳奕新材料有限公司 一种疏水性蜂窝状沸石材料及其制备方法和应用
CN108178652A (zh) * 2018-03-06 2018-06-19 山东奥福环保科技股份有限公司 低膨胀高强度薄壁堇青石蜂窝陶瓷及其制备方法
CN108786770A (zh) * 2018-06-15 2018-11-13 广州市环境保护设备厂有限公司 一种吸附材料转轮及其制备方法
CN109012021A (zh) * 2018-08-15 2018-12-18 上海复榆新材料科技有限公司 一种cha型结构分子筛在吸附甲醛中的应用

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HISASHI YAMAUCHI ET AL.: ""Performance of VOC Abatement by Thermal Swing Honeycomb Rotor Adsorbers"", 《IND. ENG. CHEM. RES》 *
任冬梅等: "Al_2O_3-ZnO粘结剂对Mo/ZSM-5催化剂甲烷无氧芳构化反应性能的影响", 《化学研究与应用》 *
郭学华等: ""蜂窝状整体式分子筛催化剂制备研究进展"", 《环境科学与技术》 *
金志浩等: "《工程陶瓷材料》", 30 September 2000, 西安交通大学出版 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110193382A (zh) * 2019-05-08 2019-09-03 兰州大学 利用凹凸棒制备孔隙度可调的网眼陶瓷催化剂载体的方法
CN112642394A (zh) * 2019-10-10 2021-04-13 萍乡市捷龙环保科技有限公司 一种蜂窝状沸石分子筛吸附剂的制备方法
CN111203175A (zh) * 2020-02-26 2020-05-29 北京泷涛环境科技有限公司 一种蜂窝状疏水性分子筛吸附剂及其制备方法与应用
RU2740603C1 (ru) * 2020-03-23 2021-01-15 Александр Николаевич Гребёнкин Способ очистки водной поверхности от плёнки нефти или нефтепродуктов
CN111558359A (zh) * 2020-04-27 2020-08-21 北京泷涛环境科技有限公司 一种用于生产吸附材料的生产线
CN111569827A (zh) * 2020-05-26 2020-08-25 北京泷涛环境科技有限公司 一种空心球分子筛吸附剂及其制备方法
CN112316898A (zh) * 2020-11-03 2021-02-05 云汇环保科技南通有限公司 一种新型分子筛转轮制备工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN109589912B (zh) 2021-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109589912A (zh) 一种浓缩转轮吸附材料及其制备方法
US5194414A (en) Method of manufacturing a gas absorbing element or a catalyst carrier having a honeycomb structure
US5597617A (en) Carbon-coated inorganic substrates
KR100374779B1 (ko) 열경화성수지로부터제조된압출성형구조체
CN111203175B (zh) 一种蜂窝状疏水性分子筛吸附剂及其制备方法与应用
CA2787909C (en) Filter used for filtering molten metal and preparation method thereof
CN105148843A (zh) 一种活性炭颗粒及其制备方法及碳罐
JP5410893B2 (ja) 成形体
WO2010040335A2 (de) Adsorberelement und verfahren zur herstellung eines adsorberelements
CN112430123A (zh) 一种窄孔径分布、大尺寸堇青石汽油颗粒过滤器及其制备方法
WO2022142168A1 (zh) 一种低熔点多孔陶瓷材料及其制备方法
US5451554A (en) Activated carbon bodies having epoxy resin and bentonite binders
CN113019316A (zh) 一种可循环再生的整体式蜂窝分子筛吸附剂及其制备方法
JPS62297211A (ja) ゼオライト多孔体及びその製造法
JP3224117B2 (ja) 活性炭
JPH11147707A (ja) 活性炭ハニカム構造体及びその製造方法
JP3643920B2 (ja) 板状活性炭の製造方法
CN113321512A (zh) 复合碳化硅蜂窝陶瓷体及其制备方法
CN115254070B (zh) 一种可高温脱附的复合蜂窝吸附材料及其制备方法和应用
JP3125808B2 (ja) 活性炭ハニカム構造体とその製造方法
CN113058548A (zh) 一种用于VOCs吸附的整体式分子筛吸附剂的制备方法
CN115254070A (zh) 一种可高温脱附的复合蜂窝吸附材料及其制备方法和应用
CN107602092A (zh) 一种多孔纳米陶瓷材料的制备方法
CN113731349A (zh) 一种气凝胶基有害气体吸附颗粒及其制备方法
CN109665818A (zh) 一种氧化铝多孔材料的烧成双向控制技术

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: A kind of concentrated rotor adsorption material and preparation method thereof

Effective date of registration: 20220830

Granted publication date: 20210917

Pledgee: Shandong Linyi Rural Commercial Bank Co.,Ltd.

Pledgor: SHANDONG AOFU ENVIRONMENTAL PROTECTION SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Registration number: Y2022980014018

PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right
PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right

Date of cancellation: 20230831

Granted publication date: 20210917

Pledgee: Shandong Linyi Rural Commercial Bank Co.,Ltd.

Pledgor: SHANDONG AOFU ENVIRONMENTAL PROTECTION SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Registration number: Y2022980014018

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: A concentrated rotary adsorption material and its preparation method

Effective date of registration: 20230831

Granted publication date: 20210917

Pledgee: Shandong Linyi Rural Commercial Bank Co.,Ltd.

Pledgor: SHANDONG AOFU ENVIRONMENTAL PROTECTION SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980054878