CN110064362A - 一种高效油烟吸附分子筛及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高效油烟吸附分子筛及制备方法，分子筛由陶瓷纤维载体和填充在陶瓷纤维载体内的填充料制成；填充料由如下重量份数的原料组成：硅藻土2份‑4份；凹凸棒土0.5份‑1.2份；高岭土1.3‑1.8份；13x分子筛原粉0.5份‑1.2份和硅溶胶4.2‑6份；所述制备方法包括步骤：将陶瓷纤维载体用碱液浸泡、水洗、干燥处理后，制成蜂窝网孔状基体；将硅藻土、凹凸棒土、高岭土和13x分子筛原粉混合后磨粉、过筛与硅溶胶水溶液混匀后，得到料浆；将料浆浸没过蜂窝网孔状基体的表面，浸泡后，得到附着好料浆的蜂窝载体；将附着好料浆的蜂窝载体干燥后，焙烧，得到高效油烟吸附分子筛。本发明具有比重轻、气体阻力小、对各种油烟的吸附效果好、不易堵塞、可再生使用的特点。

Description

一种高效油烟吸附分子筛及制备方法
技术领域
本发明属于分子筛技术领域，具体涉及一种高效油烟吸附分子筛及制备方法。
背景技术
自然界中存在一种天然硅铝酸盐，它们具有筛分分子、吸附、离子交换和催化作用。这种天然物质称为沸石，人工合成的沸石也称为分子筛。分子筛可用作化学工业中的固体吸附剂，还可用于气体或液体的干燥、纯化、分离和回收或用作石油炼制工业中的裂化催化剂。
目前行业内有很多品种的分子筛吸附剂，这些分子筛产品，根据其各自的晶格结构和孔道体系，可以应用于多种气体组分的吸附，具有一定的处理效果。但这些分子筛吸附剂在对于油烟混合气体，尤其是餐饮行业的油烟进行吸附时，净化效果并不理想，且其内部孔道极易被油烟堵塞，很快就会失效；同时，这类分子筛的比重相对较大，装填后造成装置的总重偏重，易使风管失稳，不适合烟道管系中对设备轻量化的要求。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种高效油烟吸附分子筛及制备方法。
本发明所采用的技术方案为：
一种高效油烟吸附分子筛，由陶瓷纤维载体和填充在陶瓷纤维载体内的填充料制成；所述填充料由如下重量份数的原料组成：硅藻土2份-4份；凹凸棒土0.5份-1.2份；高岭土1.3-1.8份；13x分子筛原粉0.5份-1.2份和硅溶胶4.2-6份。
进一步的，所述陶瓷纤维载体为耐高温800℃以上的耐高温陶瓷纤维棉。
进一步的，所述耐高温陶瓷纤维棉的厚度为1-3mm。
进一步的，所述硅溶胶的质量分数为30％的硅溶胶水溶液。
进一步的，所述填充料由如下重量份数的原料组成：硅藻土3份；凹凸棒土1份；高岭土1.5份；13x分子筛原粉1份和30％的硅溶胶水溶液5份。
一种高效油烟吸附分子筛的制备方法，包括步骤：
将陶瓷纤维载体用碱液浸泡、水洗、干燥处理后，制成蜂窝网孔状基体；
将硅藻土、凹凸棒土、高岭土和13x分子筛原粉混合后磨粉、过筛与硅溶胶水溶液混匀后，得到料浆；
将料浆浸没过蜂窝网孔状基体的表面，浸泡后，得到附着好料浆的蜂窝载体；
将附着好料浆的蜂窝载体干燥后，焙烧，得到高效油烟吸附分子筛。
进一步的，所述陶瓷纤维载体用碱液浸泡采用的碱液为质量分数为2％的氢氧化钠，浸泡时间为30min；所述陶瓷纤维载体进行水洗后，其表面的pH值小于8；陶瓷纤维载体干燥处理采用的处理方式为采用常温气体吹干。
进一步的，所述过筛采取的筛网为200目筛。
进一步的，所述蜂窝网孔状基体浸泡的时间为10min。
进一步的，所述附着好料浆的蜂窝载体干燥采用的方式为采用80-100℃的热空气吹扫60min以上，热空气流经附着好料浆的蜂窝载体的流速小于0.5m/s；所述焙烧包括步骤：将干燥的附着好料浆的蜂窝载体放入电加热炉中，电热炉采用如下方式焙烧：先用30min升温至150℃；150℃焙烧1h后，再用30min从150℃升温至350℃；350℃焙烧2h后，用30min从350℃升温至450℃，在450℃焙烧30min后，用1h降温至200℃。
本发明的有益效果为：本发明的一种高效油烟吸附分子筛及制备方法通过选用多种轻量化的原料，采用硅藻土、凹凸棒土、高岭土、13x分子筛原粉和硅溶胶的合理配比制成填充料，又通过采用陶瓷纤维作为填充料的载体提高了分子筛整体的耐高温性能，为后续高温制备分子筛提供了保障；本发明的制备方法中对焙烧的温度进行了优化，采用本发明的焙烧方式，可得到效果较佳的高效油烟吸附分子筛；采用本发明的制备方法制成的高效油烟吸附分子筛具有如下的特点：比重轻，约为250-300Kg/m3；气体阻力小，只有同类型产品阻力降的55-60％；孔隙发达均匀，以中孔为主；对各种油烟的吸附效果好，饱和吸附质量约为0.4-0.5g/g；不易堵塞；可采用高温蒸汽或热空气再生使用,从而本发明具有比重轻、气体阻力小、对各种油烟的吸附效果好、不易堵塞和可再生使用的特点。
附图说明
图1是本发明的焙烧曲线。
图2是本发明的分子筛的测试曲线。
图中，1-吸附床层温度曲线；2-烟气出口烟气浓度曲线。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。
一种高效油烟吸附分子筛，由陶瓷纤维载体和填充在陶瓷纤维载体内的填充料制成；所述填充料由如下重量份数的原料组成：硅藻土2份-4份；凹凸棒土0.5份-1.2份；高岭土1.3-1.8份；13x分子筛原粉0.5份-1.2份和硅溶胶4.2-6份。
进一步的，所述陶瓷纤维载体为耐高温800℃以上的耐高温陶瓷纤维棉。
进一步的，所述耐高温陶瓷纤维棉的厚度为1-3mm。
进一步的，所述硅溶胶的质量分数为30％的硅溶胶水溶液。
进一步的，所述填充料由如下重量份数的原料组成：硅藻土3份；凹凸棒土1份；高岭土1.5份；13x分子筛原粉1份和30％的硅溶胶水溶液5份。
一种高效油烟吸附分子筛的制备方法，包括步骤：
将陶瓷纤维载体用碱液浸泡、水洗、干燥处理后，制成蜂窝网孔状基体；
将硅藻土、凹凸棒土、高岭土和13x分子筛原粉混合后磨粉、过筛与硅溶胶水溶液混匀后，得到料浆；
将料浆浸没过蜂窝网孔状基体的表面，浸泡后，得到附着好料浆的蜂窝载体；
将附着好料浆的蜂窝载体干燥后，焙烧，得到高效油烟吸附分子筛。
进一步的，所述陶瓷纤维载体用碱液浸泡采用的碱液为质量分数为2％的氢氧化钠，浸泡时间为30min；所述陶瓷纤维载体进行水洗后，其表面的pH值小于8；陶瓷纤维载体干燥处理采用的处理方式为采用常温气体吹干。
进一步的，所述过筛采取的筛网为200目筛。
进一步的，所述蜂窝网孔状基体浸泡的时间为10min。
进一步的，所述附着好料浆的蜂窝载体干燥采用的方式为采用80-100℃的热空气吹扫60min以上，热空气流经附着好料浆的蜂窝载体的流速小于0.5m/s；所述焙烧包括步骤：将干燥的附着好料浆的蜂窝载体放入电加热炉中，电热炉采用如下方式焙烧：先用30min升温至150℃；150℃焙烧1h后，再用30min从150℃升温至350℃；350℃焙烧2h后，用30min从350℃升温至450℃，在450℃焙烧30min后，用1h降温至200℃。
实施例1
一种高效油烟吸附分子筛，由陶瓷纤维载体和填充在陶瓷纤维载体内的填充料制成；所述填充料由如下重量份数的原料组成：硅藻土2份；凹凸棒土0.5份；高岭土1.3份；13x分子筛原粉0.5份和硅溶胶4.2份。
实施例2
一种高效油烟吸附分子筛，由陶瓷纤维载体和填充在陶瓷纤维载体内的填充料制成；所述填充料由如下重量份数的原料组成：硅藻土4份；凹凸棒土1.2份；高岭土1.8份；13x分子筛原粉1.2份和硅溶胶6份。
实施例3
一种高效油烟吸附分子筛，由陶瓷纤维载体和填充在陶瓷纤维载体内的填充料制成；所述填充料由如下重量份数的原料组成：硅藻土3份；凹凸棒土0.8份；高岭土1.4份；13x分子筛原粉0.8份和硅溶胶4.8份。
实施例4
一种高效油烟吸附分子筛，由陶瓷纤维载体和填充在陶瓷纤维载体内的填充料制成；所述填充料由如下重量份数的原料组成：硅藻土2.5份；凹凸棒土0.9份；高岭土1.6份；13x分子筛原粉0.9份和30％的硅溶胶水溶液5份。所述陶瓷纤维载体为耐高温800℃以上的耐高温陶瓷纤维棉。所述耐高温陶瓷纤维棉的厚度为1mm。
一种高效油烟吸附分子筛的制备方法，包括步骤：
将陶瓷纤维载体用碱液浸泡、水洗、干燥处理后，制成蜂窝网孔状基体；
将硅藻土、凹凸棒土、高岭土和13x分子筛原粉混合后磨粉、过筛与硅溶胶水溶液混匀后，得到料浆；
将料浆浸没过蜂窝网孔状基体的表面，浸泡后，得到附着好料浆的蜂窝载体；
将附着好料浆的蜂窝载体干燥后，焙烧，得到高效油烟吸附分子筛。
所述陶瓷纤维载体用碱液浸泡采用的碱液为质量分数为2％的氢氧化钠，浸泡时间为30min；所述陶瓷纤维载体进行水洗后，其表面的pH值小于8；陶瓷纤维载体干燥处理采用的处理方式为采用常温气体吹干。所述过筛采取的筛网为200目筛。所述蜂窝网孔状基体浸泡的时间为10min。
附着好料浆的蜂窝载体干燥采用的方式为采用90℃的热空气吹扫60min以上，热空气流经附着好料浆的蜂窝载体的流速小于0.5m/s；所述焙烧包括步骤：将干燥的附着好料浆的蜂窝载体放入电加热炉中，电热炉采用如下方式焙烧：具体如图1所示，先用30min升温至150℃；150℃焙烧1h后，再用30min从150℃升温至350℃；350℃焙烧2h后，用30min从350℃升温至450℃，在450℃焙烧30min后，用1h降温至200℃。
实施例5
一种高效油烟吸附分子筛，由陶瓷纤维载体和填充在陶瓷纤维载体内的填充料制成；所述填充料由如下重量份数的原料组成：硅藻土3.2份；凹凸棒土1份；高岭土1.7份；13x分子筛原粉0.7份和30％的硅溶胶水溶液4.9份。所述陶瓷纤维载体为耐高温800℃以上的耐高温陶瓷纤维棉。所述耐高温陶瓷纤维棉的厚度为3mm。
一种高效油烟吸附分子筛的制备方法，包括步骤：
将陶瓷纤维载体用碱液浸泡、水洗、干燥处理后，制成蜂窝网孔状基体；
将硅藻土、凹凸棒土、高岭土和13x分子筛原粉混合后磨粉、过筛与硅溶胶水溶液混匀后，得到料浆；
将料浆浸没过蜂窝网孔状基体的表面，浸泡后，得到附着好料浆的蜂窝载体；
将附着好料浆的蜂窝载体干燥后，焙烧，得到高效油烟吸附分子筛。
陶瓷纤维载体用碱液浸泡采用的碱液为质量分数为2％的氢氧化钠，浸泡时间为30min；所述陶瓷纤维载体进行水洗后，其表面的pH值小于8；陶瓷纤维载体干燥处理采用的处理方式为采用常温气体吹干。所述过筛采取的筛网为200目筛。所述蜂窝网孔状基体浸泡的时间为10min。
附着好料浆的蜂窝载体干燥采用的方式为采用100℃的热空气吹扫60min以上，热空气流经附着好料浆的蜂窝载体的流速小于0.5m/s；所述焙烧包括步骤：将干燥的附着好料浆的蜂窝载体放入电加热炉中，电热炉采用如下方式焙烧：具体如图1所示，先用30min升温至150℃；150℃焙烧1h后，再用30min从150℃升温至350℃；350℃焙烧2h后，用30min从350℃升温至450℃，在450℃焙烧30min后，用1h降温至200℃。
实施例6
一种高效油烟吸附分子筛，由陶瓷纤维载体和填充在陶瓷纤维载体内的填充料制成；所述填充料由如下重量份数的原料组成：硅藻土3.5份；凹凸棒土1.1份；高岭土1.6份；13x分子筛原粉0.9份和30％的硅溶胶水溶液5份。所述陶瓷纤维载体为耐高温800℃以上的耐高温陶瓷纤维棉。所述耐高温陶瓷纤维棉的厚度为2mm。
一种高效油烟吸附分子筛的制备方法，包括步骤：
将陶瓷纤维载体用碱液浸泡、水洗、干燥处理后，制成蜂窝网孔状基体；
将硅藻土、凹凸棒土、高岭土和13x分子筛原粉混合后磨粉、过筛与硅溶胶水溶液混匀后，得到料浆；
将料浆浸没过蜂窝网孔状基体的表面，浸泡后，得到附着好料浆的蜂窝载体；
将附着好料浆的蜂窝载体干燥后，焙烧，得到高效油烟吸附分子筛。
陶瓷纤维载体用碱液浸泡采用的碱液为质量分数为2％的氢氧化钠，浸泡时间为30min；所述陶瓷纤维载体进行水洗后，其表面的pH值小于8；陶瓷纤维载体干燥处理采用的处理方式为采用常温气体吹干。所述过筛采取的筛网为200目筛。所述蜂窝网孔状基体浸泡的时间为10min。
所述附着好料浆的蜂窝载体干燥采用的方式为采用80℃的热空气吹扫60min以上，热空气流经附着好料浆的蜂窝载体的流速小于0.5m/s；所述焙烧包括步骤：将干燥的附着好料浆的蜂窝载体放入电加热炉中，电热炉采用如下方式焙烧：具体如图1所示，先用30min升温至150℃；150℃焙烧1h后，再用30min从150℃升温至350℃；350℃焙烧2h后，用30min从350℃升温至450℃，在450℃焙烧30min后，用1h降温至200℃。
实施例7
一种高效油烟吸附分子筛，由陶瓷纤维载体和填充在陶瓷纤维载体内的填充料制成；所述填充料由如下重量份数的原料组成：硅藻土3份；凹凸棒土1份；高岭土1.5份；13x分子筛原粉1份和30％的硅溶胶水溶液5份。
一种高效油烟吸附分子筛的制备方法，包括步骤：
将陶瓷纤维载体用碱液浸泡、水洗、干燥处理后，制成蜂窝网孔状基体；
将硅藻土、凹凸棒土、高岭土和13x分子筛原粉混合后磨粉、过筛与硅溶胶水溶液混匀后，得到料浆；
将料浆浸没过蜂窝网孔状基体的表面，浸泡后，得到附着好料浆的蜂窝载体；
将附着好料浆的蜂窝载体干燥后，焙烧，得到高效油烟吸附分子筛。
所述陶瓷纤维载体用碱液浸泡采用的碱液为质量分数为2％的氢氧化钠，浸泡时间为30min；所述陶瓷纤维载体进行水洗后，其表面的pH值小于8；陶瓷纤维载体干燥处理采用的处理方式为采用常温气体吹干。所述过筛采取的筛网为200目筛。所述蜂窝网孔状基体浸泡的时间为10min。
所述附着好料浆的蜂窝载体干燥采用的方式为采用80-100℃的热空气吹扫60min以上，热空气流经附着好料浆的蜂窝载体的流速小于0.5m/s；所述焙烧包括步骤：将干燥的附着好料浆的蜂窝载体放入电加热炉中，电热炉采用如下方式焙烧：具体如图1所示，先用30min升温至150℃；150℃焙烧1h后，再用30min从150℃升温至350℃；350℃焙烧2h后，用30min从350℃升温至450℃，在450℃焙烧30min后，用1h降温至200℃。
将实施例7的高效油烟吸附分子筛经过实验测试可知，比重约为250-300Kg/m3；气体阻力只有同类型产品阻力降的55-60％；孔隙发达均匀，以中孔为主。
烟气吸附实验
将实施例7制备的高效油烟吸附分子筛进行烟气吸附测试。
将高于常规餐饮行业的模拟油烟试样(浓度约为350PPm)，以1m/s的气速通过厚度为300mm的高效油烟吸附分子筛，测油烟出口浓度，对所得数据进行曲线拟合得到如图2所示的分子筛的测试曲线。
如图2所示，吸附床层温度曲线1表示由高效油烟吸附分子筛组成的吸附床层在进行烟气吸附实验过程中的温度变化；烟气出口烟气浓度曲线2表示烟气在通过300mm厚的吸附床层后油烟出口的油烟浓度。
如图2可知，整个吸附床层在吸附油烟的过程中，其温度较为稳定，变化不大。从烟气出口烟气浓度曲线来看，在吸附床层接触烟气的瞬间烟气浓度急速下降至0-5ppm,随着时间的进行，以及吸附床层的吸附位的减少，烟气出口的烟气浓度缓慢上升，从图2的烟气出口烟气浓度曲线可知，从0到100min烟气浓度并未超过10ppm，即使是到200min时，烟气浓度也仅20ppm；远远低于国家标准；从而本发明的高效油烟吸附分子筛具有长效吸附、使用寿命长的特点；当该分子筛组成的吸附床层处理烟气效果低于国家标准时，可采用高温蒸汽或热空气再生重新投入使用。从而本发明对油烟具有较好的吸附效果，其饱和吸附质量约为0.4-0.5g/g；不易堵塞；从而本发明具有比重轻、气体阻力小、对各种油烟的吸附效果好、不易堵塞和可再生使用的特点。
本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (10)

1.一种高效油烟吸附分子筛，其特征在于：由陶瓷纤维载体和填充在陶瓷纤维载体内的填充料制成；所述填充料由如下重量份数的原料组成：硅藻土2份-4份；凹凸棒土0.5份-1.2份；高岭土1.3-1.8份；13x分子筛原粉0.5份-1.2份和硅溶胶4.2-6份。
2.根据权利要求1所述的一种高效油烟吸附分子筛，其特征在于：所述陶瓷纤维载体为耐高温800℃以上的耐高温陶瓷纤维棉。
3.根据权利要求2所述的一种高效油烟吸附分子筛，其特征在于：所述耐高温陶瓷纤维棉的厚度为1-3mm。
4.根据权利要求3所述的一种高效油烟吸附分子筛，其特征在于：所述硅溶胶的质量分数为30％的硅溶胶水溶液。
5.根据权利要求4所述的一种高效油烟吸附分子筛，其特征在于：所述填充料由如下重量份数的原料组成：硅藻土3份；凹凸棒土1份；高岭土1.5份；13x分子筛原粉1份和30％的硅溶胶水溶液5份。
6.一种权利要求4或5所述的一种高效油烟吸附分子筛的制备方法，其特征在于：包括步骤：
将陶瓷纤维载体用碱液浸泡、水洗、干燥处理后，制成蜂窝网孔状基体；
将硅藻土、凹凸棒土、高岭土和13x分子筛原粉混合后磨粉、过筛与硅溶胶水溶液混匀后，得到料浆；
将料浆浸没过蜂窝网孔状基体的表面，浸泡后，得到附着好料浆的蜂窝载体；
将附着好料浆的蜂窝载体干燥后，焙烧，得到高效油烟吸附分子筛。
7.根据权利要求6所述的一种高效油烟吸附分子筛的制备方法，其特征在于：所述陶瓷纤维载体用碱液浸泡采用的碱液为质量分数为2％的氢氧化钠，浸泡时间为30min；所述陶瓷纤维载体进行水洗后，其表面的pH值小于8；陶瓷纤维载体干燥处理采用的处理方式为采用常温气体吹干。
8.根据权利要求7所述的一种高效油烟吸附分子筛的制备方法，其特征在于：所述过筛采取的筛网为200目筛。
9.根据权利要求8所述的一种高效油烟吸附分子筛的制备方法，其特征在于：所述蜂窝网孔状基体浸泡的时间为10min。
10.根据权利要求9所述的一种高效油烟吸附分子筛的制备方法，其特征在于：所述附着好料浆的蜂窝载体干燥采用的方式为采用80-100℃的热空气吹扫60min以上，热空气流经附着好料浆的蜂窝载体的流速小于0.5m/s；所述焙烧包括步骤：将干燥的附着好料浆的蜂窝载体放入电加热炉中，电热炉采用如下方式焙烧：先用30min升温至150℃；150℃焙烧1h后，再用30min从150℃升温至350℃；350℃焙烧2h后，用30min从350℃升温至450℃，在450℃焙烧30min后，用1h降温至200℃。
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