CN114669126A - 一种复合氧化颗粒滤料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种复合氧化颗粒滤料及其制备方法，涉滤料技术领域，解决现有滤料氧化剂承载量低、易堵塞吸附剂及颗粒滤料空隙、缺少辅佐剂的技术不足，采用的技术手段包括多孔内核骨架和化学活性成分，内核骨架为多孔颗粒材料，化学活性成分包括氧化剂、吸附剂和辅佐剂，辅佐剂包括碱剂，氧化剂包括渗入内核骨架中的氧化剂A部分和混合在内核外围包裹层中的氧化剂B部分，吸附剂和辅佐剂混合在包裹层中，氧化剂A部分与内核骨架重量的比值为0.1～0.3，氧化剂B部分与吸附剂重量的比值为0.1～0.2，它们的总重量和内核骨架的重量比值为0.3～3、和碱剂的重量比值为≥3。本发明滤料中氧化剂含量高、在碱剂的配合下降低氧化剂结晶堵塞吸附剂空隙的现象。
Description
技术领域
本发明涉及化学吸附滤料技术领域，更具体的涉及一种用于对工业生产和生活场所等产生的污染性废气进行净化、处理的复合无机多孔氧化颗粒滤料及其制备方法。
背景技术
大气污染治理是我国环境保护工程领域的一项重要内容。工矿企业、城市生活场所产生的废气中含有大量具有恶臭、刺激性、有害的污染成分，国家颁布的《大气污染物综合排放标准》和《恶臭物质排放标准》以及许多地方颁布的相关排放标准要求对这些气体进行处理。另外，室内环境的《室内空气质量标准》的实施，也要求对城市公共交通设施(车辆、车站、轮船、码头)、地下建筑设施(地铁站、地下商场、隧道、以及人防工事)、和办公楼等城市公共建筑空间的空气进行质量控制和净化处理。另外，许多车间、重要库房对空气质量要求也很高，防止设备和财物因为长期暴露在污染空气中受到损坏。
吸附处理是目前常用的废气处理方法，常见的基础型吸附材料包括被制成颗粒状结构或蜂窝状结构的如活性炭、沸石、硅藻土、分子筛、树脂、活性氧化铝等材料，它们被装填在过滤装置内使用。这种基础型的滤料利用材料自身的物理和化学吸附特性可以有效地捕获废气中气体污染成分，使得废气得以净化。但是这些吸附材料一旦其表面被吸附质占满就会因失活而丧失吸附处理能力，此时需要更换滤料或使得滤料进行再生。更换下来的滤料因为仍然含有那些污染成份(吸附仅仅将污染成份从气相转移到固相)，往往被认定为危废，需要有危废处理资质的专门机构或企业进行处理，处理成本昂贵。而吸附质的再生(一般采取就地再生)也有很大难度、再生需要消耗大量的能量(一般采用热脱附的方法进行再生，把滤料加热至150度左右的温度，使得吸附在滤料表面的污染成份从吸附剂表面解析，使得吸附剂恢复吸附能力)，脱附后的气体仍然含有污染成分，需要进一步处理(一般采用燃烧或催化燃烧来处理这些高浓度的脱附气)。脱附过程中需要较高的温度，这有可能会引起像活性炭这样的可燃性滤料的自燃。
在吸附滤料中混入氧化剂来处理废气，在20世纪中叶前就被提出来了，这种氧化滤料对于单一使用吸附剂的滤料有许多优点。美国专利US Pat.No.4235750披露了一种过滤装置，采用3道过滤层，每一道过滤层装填不同的滤料。第一道使用一种含KMnO4的吸附滤料，第二道是活性炭，第三道是分子筛和活性硅胶的混合物。在含KMnO4的吸附滤料中加入了活性氧化铝为吸附剂、KMnO4为氧化剂。但是使用这种氧化滤料对H2S的饱和吸附量仅为9％，这种滤料在KMnO4浸渍过程中使用的KMnO4溶液浓度小于120g/l,KMnO4在滤料中的含量为4-5％，含量超过这个浓度时KMnO4就会堵塞吸附剂的空隙，影响吸附效果。这样的氧化剂承载量无法很好地满足实际应用上的需要。此专利没有披露滤料成型中所使用的粘结剂的种类。
美国专利US Pat No3，049，399披露了一种承载了KMnO4的化学滤料，能进行一定程度上可控的氧化反应来消除被吸附的臭味物质，在不同酸碱条件下高锰酸盐的氧化反应如下：
MnO4 -+8H++5e-→Mn2 ++4H2O(酸)
MnO4 -+2H2O+5e-→MnO2+4OH-(碱)
MnO4 -+3e-→MnO2+O2(中性)
该专利提到KMnO4在缺水时不会放出活性的MnO4-，因此，所使用的滤料载体必须吸湿性好，能从空气中获得起作用所需要的水。该专利中没有透露如何提高滤料中的自由水，也没有透露KMnO4的浓度是否能够提高到5％以上的更高值。
美国专利US Pat No 3，226，332透露了如何均匀地浸渍固体氧化剂(KMnO4)到活性氧化铝表面来制备氧化性化学滤料，方法包括将浸渍溶液喷洒到造粒机上干的颗粒混合料，而后再进行干燥除去多余的水分，基于干重的KMnO4百分含量为2.5％，含量范围为0-10％,优化的含量范围为2-4％。这个专利没有告知如何避免当氧化剂含量过高时造成的空隙堵塞。
美国专利US Pat No 6，004，522通过增加基于干重的KMnO4百分含量至12％，并可以使得滤料的H2S饱和吸附能力达到9-10％，甚至15％。一般地KMnO4的含量范围为5-12％，水10-35％，余下的组成成份为多孔吸附材料，可以选择性地少量添加NaHCO3(0-30％，最优为15-20％)，来提高滤料的保湿性。该专利提出的提高KMnO4百分含量的具体方法是提高配制KMnO4溶液的温度至37-93℃，然后将其浸渍至多孔材料。虽然提高温度能适当增加浸渍液中高锰酸盐的溶解度和浓度，然后提高滤料中的氧化剂含量，但该方法没有提到提高高锰酸盐的浓度后滤料是如何避免因高锰酸盐承载量过高而可能引起的空隙堵塞问题。
另外，这些混有氧化剂的干式化学滤料在使用后会由于化学成份的变化而发生滤料颗粒结构的缩小甚至坍塌，丧失颗粒结构，造成滤床的收缩，气体过流阻力增大，甚至过滤系统无法运行。目前还没有一种方法可以使得这些滤料在吸附大量的污染成份后仍然保持一定的结构强度，这样的问题会使得滤料内部的化学氧化剂在滤床停止工作时没有完全反应完从而造成试剂的浪费，从而增加废气处理的成本。
综上所述，现有的废气净化用的氧化性颗粒滤料存在氧化剂承载量受到滤料堵塞的现象的限制，氧化剂承载量一般不超过滤料总重量的5％。高锰酸盐等无机盐氧化剂能够堵塞吸附材料的空隙主要是由于浸渍时这些盐先以溶解状态进入这些材料的空隙，一旦干化、水分蒸发后，这些盐会以晶体状态析出来，留在空隙内堵塞滤料内部空隙，从而导致滤料的吸附性能和化学活性变差。另外，氧化剂在氧化过程中产生的产物像MnO2也极易进入吸附剂的空隙，堵塞吸附剂空隙，降低它的比表面积。
为了延长氧化性滤料的使用寿命，需要提高滤料中的氧化剂的承载量，承载量越大，滤料可以氧化更多气体中的还原性成份，单位体积的滤料从而可以处理更多的废气，从而延长滤料的使用周期，降低更换滤料的频次，减少处理成本。
另外，在颗粒滤料中承载氧化剂，除了有助于去除空气中的还原性污染成份，还有助于滤料杀灭空气中的病毒和病原菌。这些病毒和病原菌颗粒一旦和含有氧化剂的滤料颗粒碰撞或吸附在滤料表面，会瞬间失活甚至解体。为了能更有效地杀灭空气中的病原微生物，降低感染性疾病的传播，实际使用中也需要提高滤料中的氧化剂含量。
现有的氧化颗粒滤料，一般是氧化剂粉末和吸附剂粉末混合后通过造粒生成的均质颗粒，这种滤料的机械强度比较差，滤料只能堆积2-3米，堆积过高会造成颗粒压碎；另外，一旦氧化剂消耗完毕，滤料会出现结构坍塌、粉末化，导致滤料提前丧失吸附和过滤功能，且无法再生回用。
还有，目前市场上的氧化颗粒滤料所含的活性成分主要是氧化剂，缺乏像调节pH或保湿或催化这样的辅佐成份，这个也在一定程度上降低了滤料的使用效能。
因此，现实中迫切需要新的氧化颗粒滤料来满足实际应用的需要，提高滤料中的氧化剂承载量，克服氧化剂结晶对滤料空隙的堵塞问题，增加滤料中的辅助性活性成份，改变滤料的结构形式和结构强度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进型的复合氧化颗粒滤料以克服现有同类滤料的种种缺点，包括氧化剂承载量不高，氧化剂晶体会堵塞吸附剂及颗粒滤料空隙，滤料的化学组成不完备，缺乏氧化反应所必需的一些辅佐剂。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为，一种复合氧化颗粒滤料，单体为具有夹心球式结构的颗粒，其特征在于，包括：
多孔内核骨架，为通过烧结制成的多孔颗粒材料，孔隙率30-60％，等效粒径1～8mm，比表面积<10m2/g，表观密度200～800kg/m3，多孔颗粒具有良好的吸湿性，可以按任何陶粒或相应材料制造工艺制造；
添加的化学活性成分，包括有氧化剂、吸附剂和辅佐剂，所述氧化剂包括浸渍并渗入所述多孔内核骨架孔隙中的氧化剂A部分和混合在内核外围包裹层的氧化剂B部分两部分，所述吸附剂混合在内核外围包裹层，所述的辅佐剂为碱剂也混合在内核外围包裹层，所述氧化剂A部分与内核骨架重量的比值为0.1～0.3，所述氧化剂B部分与吸附剂的重量比值为0.1～0.2，氧化剂B部分和吸附剂合起来的重量和内核骨架的重量比值为0.3～3、和碱剂的重量比值为≥3。
此外，还使用一定量的粘结剂用于将氧化剂B部分、吸附剂和辅佐剂均匀附着于多孔内核骨架外构成具有氧化活性的包裹层。
进一步的，所述的多孔颗粒为玻璃质多孔颗粒或陶瓷质多孔颗粒，由废玻璃捣碎碾磨成玻璃粉末、或者由天然无机材料或废渣碾磨成粉末后，加入烧结联接剂和发泡剂成粒后烧结而成，烧结温度800-900℃。
进一步的，所述的发泡剂包括但不限于碳化硅、碳酸钙、硅酸钠、碳酸氢钠中的任何一种或几种；发泡剂的添加量根据孔隙率的要求不同选取不同的剂量。
进一步的，所述的烧结联接剂包括但不限于水玻璃、硅酸钙、硅酸乙酯、凹凸棒、拟薄水铝石、黏土、纤维素、淀粉中的至少一种。
进一步的，制成所述陶瓷质多孔颗粒的所述无机材料包括含有SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3、MnO、P2O5、K2O和Na2O成分的莫来石。
进一步的，所述的氧化剂包括但不限于高锰酸盐、高铁酸盐、三价钴盐、过硫酸盐、过氧化物、重铬酸钾、氯酸盐、次氯酸盐中的至少一种。
进一步的，所述的吸附剂包括但不限于人工合成或天然形成的树脂、硅胶、活性氧化铝、分子筛、二氧化硅、硅胶、蛭石、硅藻土中的至少一种。这些吸附剂具有粉末形状，粉末颗粒一般必须在150目以上。
进一步的，所述的粘接剂包括但不限于凹凸棒土、硅酸钠、硅酸钙、铝硅酸盐、拟薄水铝石、黏土、纤维素、淀粉、树脂中的至少一种。
进一步的，所述的包裹层中的所述碱剂，包括但不限于NaOH、KOH、NaHCO3、KHCO3、Ca(HCO3)2、Na4SiO4、Na2O·nSiO2、Na2CO3、和Na3PO4中的至少一种。
同时，本发明还公开了一种制备如上述复合氧化颗粒滤料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1制备多孔内核骨架材料：将废玻璃或其它天然或人工的无机材料破碎并磨制成150-300目的粉末，混入2-8％发泡剂和8～15％的烧结联接剂，混匀后依次经成胚、造粒、干燥和烧结，制成形状不均系数d60/d10≤1.5，等效粒径1～8mm，比表面积<10m2/g，表观密度200～800kg/m3的多孔颗粒待用；烧结温度控制在800～900℃之间；
S2配制氧化剂溶液：取包括但不限于高锰酸盐、高铁酸盐、三价钴盐、过硫酸盐、过氧化物、重铬酸钾、氯酸盐、次氯酸盐中至少一种的氧化剂溶于水配制成氧化剂溶液待用；
S3取步骤S1中烧结制成的多孔内核骨架材料置于混合容器中，边搅拌边加入步骤S2中配制好的氧化剂溶液进行浸渍，添加量以浸渍液能够渗入骨架内部为准，浸渍温度控制在25～90℃之间，浸渍0.1～2小时后排出多余的液体，并对浸渍后的内核骨架进行干化处理；
S4对干化处理后的、浸渍有氧化剂的内核骨架材料重复实施步骤S3，直至渗入内核骨架孔隙中的氧化剂与内核骨架重量的比值达到0.1～0.3；
S5将经过步骤S4处理后的内核骨架置于混合容器中，而后向混合容器中添加吸附剂、步骤S2制得的氧化剂、粘接剂，酌情加入少量水，根据待处理废气中污染成分的种类和含量选择性地添加适量碱剂，碱剂的重量与吸附剂和氧化剂合重的比≤0.33，充分混合并搅拌使内核骨架颗粒表面形成一层含氧化剂的包裹层；在包裹层中，氧化剂与吸附剂重量的比值为0.1-0.20，包裹层中的氧化剂和吸附剂的合重与内核骨架重量的比值为0.3～3；
S6对经过步骤S5处理后形成的外部有氧化包裹层内部被包埋了含大量氧化剂的内核材料的颗粒进行固化处理，室温静置1～3天后获得所述复合氧化颗粒滤料。
本发明的有益效果在于：
本发明滤料的多孔内核骨架提供了滤料的额外氧化剂储藏场所，在多孔内核内储藏的氧化剂最高可以占到内核骨架重量的10-30％，远远高于传统的均质氧化颗粒滤料中氧化剂的含量5％。处于内核中的氧化剂被外部包裹层包埋在内核骨架里面，它们与处于包裹层中的吸附材料在空间上是分开的，因此这部分氧化剂在浸渍后以结晶状态析出时不会对吸附材料内部空隙造成显著的堵塞，因而滤料整体而言可以承载更多的氧化剂，氧化剂的整体承载量可以超过10％甚至达到15％以上。处于内核骨架内的氧化剂在晶体状态下被固定在内部，当有一定的水分(湿度)存在下，这些氧化剂可以缓慢地释放出来，并扩散和转移外层包裹层中，与受吸附剂作用进入到包裹层的废气中的还原性成分进行反应，将它们氧化成无害的惰性成份如CO2和水。包裹层内的氧化剂，含量控制在15％以内，并且在碱剂的配合下，可以将氧化剂结晶堵塞吸附剂空隙的现象降低到最低限度。碱剂的存在可以保证氧化剂的氧化反应按碱性条件下的反应模式进行，防止所产生的氧化产物粘结并堵塞空隙。另外碱剂的存在还有助于增加滤料的保湿能力，防止滤料空隙堵塞。包裹层中的氧化剂，由于处于外层，最先在与废气中的还原性污染成份接触反应中得到使用，当包裹层中的氧化剂浓度降低或者消耗后，被包埋在内核骨架内的氧化剂被逐渐释放出来，并转移到外层使用，氧化剂在一定程度上获得受控使用。
本发明的氧化滤料获得高的氧化剂承载量可以提高滤料的饱和吸附容量，这样，同样体积的滤料可以处理更多的废气，从而节约废气的处理成本。
本发明所采用的内核材料比传统的陶瓷或类似的颗粒无机颗粒材料具有更大的孔隙率，从而有利于包埋储藏更多的氧化剂，使滤料的氧化剂承载量更大；玻璃质多孔颗粒材料的使用，既可以降低颗粒材料的堆积密度，又可以获得较高的孔隙率。
而且，本发明的氧化颗粒滤料的多孔内核骨架的使用，除了提供部分氧化剂的储存空间，由于其烧结产生的材料结构强度高，还提供了整个颗粒滤料的结构支撑，使得滤料在使用过程中仍然能保持原有的结构特征和形状，避免滤料结构坍陷而在氧化剂没有消耗殆尽就提早退出使用。
本发明的氧化滤料中混入的吸附剂，具有极小的粉末颗粒大小，比表面积在100m2/g以上，可以使得滤料保持良好的吸附性能，并且和氧化剂之间不会进行反应。吸附剂可以将待处理废气中的污染成份吸附到其表面并且和氧化剂进行接触和反应。
本发明的复合氧化颗粒滤料，由于表面和内部具有很高承载量的氧化剂，当空气中所含的病原微生物接触到滤料，就会被滤料表面的氧化剂氧化而失去活性，甚至被分解。
具体实施方式
为了更充分地理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步的介绍和说明。
实施例1：
一种复合氧化颗粒滤料，单体为颗粒状夹心球式结构，包括内核骨架和外部包裹层，内核骨架为通过烧结制成的玻璃质多孔颗粒，其形状不均系数d60/d10为1.0～1.5，等效粒径为3～5mm，比表面积为5.0～8m2/g，表观密度为300～400kg/m3。内核骨架包括以下按重量份计的组分：80～85％的废玻璃、6～8％的碳化硅作为发泡剂、10～12％的硅酸纳作为烧结联接剂。
其中，玻璃为废玻璃，分别经过破碎机和研磨机处理后成为200目以上的粉末，按比例加入发泡剂和烧结联接剂后，分别经过成胚和造粒制成所希望尺寸的颗粒，然后在800-900℃温度下烧结，获得上述玻璃质多孔颗粒材料。复合氧化滤料中的氧化剂采用高锰酸钾、吸附剂采用活性氧化铝。高锰酸钾中的一部分渗入内核骨架的孔隙中，一部分与活性氧化铝混合并通过粘接剂拟薄水铝石附着于内核骨架外形成包裹层。其中，渗入内核骨架孔隙中的氧化剂与内核骨架重量的比值0.2，处于包裹层中的氧化剂与吸附剂(活性氧化铝)重量的比值为0.18，包裹层中的氧化剂和吸附剂的合重与内核骨架重量的比值为1.5。
在包裹层中添加氧化剂和吸附剂合重20％的碱剂，所述的碱剂采用NaHCO3。
制备上述复合氧化颗粒滤料的方法具体包括以下步骤：
S1制备多孔内核骨架材料：将废玻璃破碎并磨制成200目的粉末，混入10～12％的烧结联接剂，混匀后依次经成胚、造粒、干燥和烧结等步骤后制成形状不均系数d60/d10≤1.5，等效粒径3～5mm，比表面积为5～8m2/g，表观密度300～400kg/m3的多孔颗粒待用；烧结温度控制在800～900℃之间；
S2配制氧化剂溶液：取高锰酸盐溶于水配制成氧化剂溶液待用。
S3：取步骤S1中烧结制成的多孔内核骨架材料置于混合容器中，边搅拌边加入步骤S2中配制好的氧化剂溶液进行浸渍，添加量以浸渍液能够渗入骨架内部为准，浸渍温度控制在25～90℃之间，浸渍0.5～1小时后排出多余的液体，并对浸渍后的内核骨架进行干化处理。
S4：对干化处理后的、浸渍有氧化剂的内核骨架材料重复实施步骤S3，直至渗入内核骨架孔隙中的氧化剂与内核骨架重量的比值达到0.2。
S5：将经过步骤S4处理后的内核骨架置于混合容器中，而后向混合容器中添加吸附剂、步骤S2制得的氧化剂、粘接剂，酌情加入少量水，添加适量碱剂，碱剂的重量占吸附剂和氧化剂合重的20％，充分混合并搅拌使内核骨架颗粒表面包裹一层含氧化剂的包裹层；在包裹层中，氧化剂与吸附剂重量的比值为0.18，包裹层中的氧化剂和吸附剂的合重与内核骨架总重量的比值为1.5。
S6：对经过步骤S5处理后形成的外部有氧化包裹层内部包埋有含大量氧化剂的内核骨架的复合颗粒进行固化处理，室温静置1～3天后获得所述复合氧化颗粒滤料。
实施例2：
一种复合氧化颗粒滤料，单体为颗粒状夹心球式结构，包括内核骨架和外部包裹层，内核骨架为通过烧结制成的陶瓷质多孔颗粒，等效粒径为2～4mm，比表面积为5.0～10m2/g，表观密度为500～800kg/m3。内核骨架包括以下按重量份计的组分：80～85％的莫来石(含20～22.5％的SiO2、60～67.5％的Al2O3、0.1～0.8％的CaO、0.2～0.9％的Fe2O3、0.02～0.06％的MnO、0.02～0.06％的P2O5、0.05～0.075％的K2O和0.5～0.75％的Na2O)、6～8％的碳酸钙作为发泡剂、10～12％的凹凸棒作为烧结联接剂。
其中，莫来石经过破碎机和研磨机处理后成为200目以上的粉末，按比例加入发泡剂和粘结剂后，分别经过成胚和造粒制成所希望尺寸的颗粒，然后在800～900℃温度下烧结，获得上述陶瓷质多孔颗粒材料。
复合氧化颗粒滤料中的氧化剂采用高锰酸钾、吸附剂采用活性氧化铝。高锰酸钾中的一部分渗入内核骨架的孔隙中，一部分与活性氧化铝混合并通过粘接剂拟薄水铝石附着于内核骨架外形成包裹层。其中，渗入内核骨架孔隙中的氧化剂与内核骨架重量的比值0.25，处于包裹层中的氧化剂与活性氧化铝的重量比为0.2，包裹层中的氧化剂和吸附剂的合重与内核骨架的重量的比值为2.5。
在包裹层中添加氧化剂和吸附剂合重20％量的碱剂，所述的碱剂采用NaHCO3。
制备上述复合氧化颗粒滤料的方法具体包括以下步骤：
S1制备多孔内核骨架材料：将莫来石磨制成250目的粉末，混入10～12％的烧结联接剂，混匀后依次经成胚、造粒、干燥和烧结等步骤后制成形状不均系数d60/d10≤1.5，等效粒径2～4mm，比表面积5～10m2/g，表观密度500～800kg/m3的多孔内核骨架颗粒待用；烧结温度控制在800～900℃之间。
S2配制氧化剂溶液：取高锰酸盐溶于水配制成氧化剂溶液待用。
S3：取步骤S1中烧结制成的多孔内核骨架材料置于混合容器中，边搅拌边加入步骤S2配制好的氧化剂溶液进行浸渍，添加量以浸渍液能够渗入骨架内部为准，浸渍温度控制在25～90℃之间，浸渍0.5～1小时后排出多余的液体，并对浸渍后的内核骨架进行干化处理。
S4：对干化处理后的、浸渍有氧化剂的内核骨架材料重复实施步骤S3，至渗入内核骨架孔隙中的氧化剂与内核骨架重量的比值达到0.25。
S5：将经过步骤S4处理后的内核骨架置于混合容器中，而后向混合容器中添加吸附剂、步骤S2制得的氧化剂、粘接剂，酌情加入少量水，添加适量碱剂，碱剂的重量占吸附剂和氧化剂合重的0.2，充分混合并搅拌使内核骨架颗粒表面包裹一层氧化剂包裹层；在包裹层中，氧化剂与吸附剂重量的比值为0.1～0.20，包裹层中的氧化剂和吸附剂的合重与内核骨架总重量的比值为0.3～3。
S6：对经过步骤S5处理后的、对形成的外部有氧化包裹层内部有含大量氧化剂的被包埋材料内核的复合颗粒进行固化处理，室温静置1～3天后获得所述滤料。
实施例3：
将实施例1或2制备的复合氧化颗粒滤料装填至干式化学吸附过滤装置的滤床中，获得干式化学吸附过滤装置。干式化学吸附过滤装置中，复合氧化颗粒滤料的堆积密度为950kg/m3。
实施例4：
某城市污水泵站产生大量硫化氢、氨、含硫有机物及VOCs等臭味的物质，散发到周边环境影响周边居民生活。泵站产生气体随空气一起被收集后送到装填有本发明的复合氧化颗粒滤料的化学吸附过滤装置进行处理。处理装置运行参数见表1。收集空气处理前后的浓度见表2。
表1实施例4运行参数表
| 运行参数 | 测定值 |
| 空塔停留时间(s) | 2 |
| 堆填厚度(m) | 1m |
| 颗粒粒径范围(mm) | 5-6 |
| 滤床阻力(Pa) | 300 |
| 运行温度(℃) | 25 |
表2，实施例4达到的效果
实施例5：
某城市办公大楼采用中央空调系统、循环风中含有氨、甲醛、苯、二甲苯、等臭味物质，以及病原菌H2S含量达到80mg/m3，氨100mg/m3，VOC达到100mg/m3，这些气体在经过内含氧化颗粒滤料的干式化学过滤装置(安放在风机前面或后面)处理后再进入循环风管中，空气在过滤层中的停留时间为1.5s。干式化学过滤装置进气和出气中的主要污染物浓度见表3。
表3实施例5达到的处理效果
需要说明的是，上述实施例仅只是本发明优选的具体实施方式，并不能理解为对本发明技术方案保护范围的限制，在本发明技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种复合氧化颗粒滤料，单体为具有夹心球式结构的颗粒，其特征在于，包括：
多孔内核骨架，为通过烧结制成的多孔颗粒，孔隙率30-60％，等效粒径1～8mm，比表面积<10m2/g，表观密度200～800kg/m3；
化学活性成分，包括有氧化剂、吸附剂和辅佐剂，所述氧化剂包括浸渍并渗入所述多孔内核骨架孔隙中的氧化剂A部分和混合在内核外围包裹层的氧化剂B部分两部分，所述吸附剂混合在内核外围包裹层，所述的辅佐剂为碱剂也混合在内核外围包裹层，所述氧化剂A部分与内核骨架重量的比值为0.1～0.3，所述氧化剂B部分与吸附剂的重量比值为0.1～0.2，氧化剂B部分和吸附剂合起来的重量和内核骨架的重量比值为0.3～3、和碱剂的重量比值为≥3；
还包括粘结剂，用于将氧化剂B部分、吸附剂和辅佐剂均匀附着于多孔内核骨架外构成具有氧化活性的包裹层。
2.根据权利要求1所述的一种复合氧化颗粒滤料，其特征在于，所述的多孔颗粒为玻璃质多孔颗粒或陶瓷质多孔颗粒，由废玻璃捣碎碾磨成玻璃粉末、或者由天然无机材料或废渣碾磨成粉末后，加入烧结联接剂和发泡剂成粒后烧结而成，烧结温度800-900℃。
3.根据权利要求2所述的一种复合氧化颗粒滤料，其特征在于，所述的发泡剂包括碳化硅、碳酸钙、硅酸钠、碳酸氢钠中的任何一种或几种。
4.根据权利要求2所述的一种复合氧化颗粒滤料，其特征在于，所述的烧结联接剂包括水玻璃、硅酸钙、硅酸乙酯、凹凸棒、拟薄水铝石、黏土、纤维素、淀粉中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的一种复合氧化颗粒滤料，其特征在于，制成所述陶瓷质多孔颗粒的所述无机材料包括含有SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3、MnO、P2O5、K2O和Na2O成分的莫来石。
6.根据权利要求1所述的一种复合氧化颗粒滤料，其特征在于，所述的氧化剂包括高锰酸盐、高铁酸盐、三价钴盐、过硫酸盐、过氧化物、重铬酸钾、氯酸盐、次氯酸盐中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种复合氧化颗粒滤料，其特征在于，所述的吸附剂具有粉末形状，粉末颗粒在150目以上，包括人工合成或天然形成的树脂、硅胶、活性氧化铝、分子筛、二氧化硅、硅胶、蛭石、硅藻土中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的一种复合氧化颗粒滤料，其特征在于，所述的粘接剂包括凹凸棒土、硅酸钠、硅酸钙、铝硅酸盐、拟薄水铝石、黏土、纤维素、淀粉、树脂中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的一种复合氧化颗粒滤料，其特征在于，所述的包裹层中的所述碱剂，包括NaOH、KOH、NaHCO3、KHCO3、Ca(HCO3)2、Na4SiO4、Na2O·nSiO2、Na2CO3、和Na3PO4中的至少一种。
10.制备如权利要求1所述的一种复合氧化颗粒滤料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1制备多孔内核骨架材料：将天然或人工的无机材料破碎并磨制成150～300目的粉末，混入2～8％的发泡剂和8～15％的烧结联接剂，混匀后依次经成胚、造粒、干燥和烧结，制成等效粒径1～8mm，比表面积<10m2/g，表观密度200～800kg/m3的多孔颗粒待用；烧结温度控制在800～900℃之间；
S2配制氧化剂溶液：取包括高锰酸盐、高铁酸盐、三价钴盐、过硫酸盐、过氧化物、重铬酸钾、氯酸盐、次氯酸盐中至少一种的氧化剂溶于水配制成氧化剂溶液待用；
S3：取步骤S1中烧结制成的多孔内核骨架材料置于混合容器中，边搅拌边加入步骤S2中配制好的氧化剂溶液进行浸渍，添加量以浸渍液能够渗入骨架内部为准，浸渍温度控制在25～90℃之间，浸渍0.1～2小时后排出多余的液体，并对浸渍后的内核骨架进行干化处理；
S4：对干化处理后的、浸渍有氧化剂的内核骨架材料重复实施步骤S3，直至渗入内核骨架孔隙中的氧化剂与内核骨架重量的比值达到0.1～0.3；
S5：将经过步骤S4处理后的内核骨架置于混合容器中，而后向混合容器中添加吸附剂,步骤S2制得的氧化剂,粘接剂，碱剂，所述碱剂的重量与吸附剂和氧化剂合重的比≤0.33，少量水，充分混合并搅拌使内核骨架颗粒表面形成一层含氧化剂的包裹层；在包裹层中，氧化剂与吸附剂重量的比值为0.1-0.20，包裹层中的氧化剂和吸附剂的合重与内核骨架重量的比值为0.3～3；
S6：对经过步骤S5处理后形成的外部有包裹层、内部包埋了含氧化剂的内核骨架材料的颗粒进行固化处理，室温静置1～3天后获得所述复合氧化颗粒滤料。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115253661A (zh) * | 2022-08-24 | 2022-11-01 | 广州同慎科技有限公司 | 一种生物菌载体及其制备方法 |
| CN115300988A (zh) * | 2022-10-11 | 2022-11-08 | 深圳逗点生物技术有限公司 | 多功能滤芯及其制备方法 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001137701A (ja) * | 1999-11-12 | 2001-05-22 | Ebara Corp | 吸着材及び脱臭方法 |
| CN101632910A (zh) * | 2009-08-28 | 2010-01-27 | 江苏三剂实业有限公司 | 空气净化剂成型方法 |
| CN101954241A (zh) * | 2010-09-16 | 2011-01-26 | 宁波工程学院 | 一种去除恶臭气体的方法及其装置 |
| CN102101008A (zh) * | 2011-01-28 | 2011-06-22 | 河北亚太环境科技发展股份有限公司 | 一种氧化型空气净化材料及其制备方法 |
| CN103435140A (zh) * | 2013-07-18 | 2013-12-11 | 中国环境科学研究院 | 一种双层过硫酸盐缓释材料及其制备方法 |
| CN106861413A (zh) * | 2017-04-18 | 2017-06-20 | 广东格仑帝环保材料科技有限公司 | 一种去除甲醛用核壳结构多孔材料及其制备方法 |
| CN108144574A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-06-12 | 大连全净科技有限公司 | 一种去除污染性气体的吸附-氧化型的载体颗粒的制备方法 |
| CN108380188A (zh) * | 2018-03-12 | 2018-08-10 | 常州达奥新材料科技有限公司 | 一种高吸附性陶瓷滤料材料的制备方法 |
| CN113040173A (zh) * | 2021-03-19 | 2021-06-29 | 深圳市华净科技有限公司 | 一种抗菌除味球形微粒及其制备工艺 |
| CN113713605A (zh) * | 2021-09-03 | 2021-11-30 | 常州翡尔达环保科技有限公司 | 一种空气净化生物过滤滤料颗粒及其制备方法和用途 |
-
2022
- 2022-04-06 CN CN202210358673.9A patent/CN114669126B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001137701A (ja) * | 1999-11-12 | 2001-05-22 | Ebara Corp | 吸着材及び脱臭方法 |
| CN101632910A (zh) * | 2009-08-28 | 2010-01-27 | 江苏三剂实业有限公司 | 空气净化剂成型方法 |
| CN101954241A (zh) * | 2010-09-16 | 2011-01-26 | 宁波工程学院 | 一种去除恶臭气体的方法及其装置 |
| CN102101008A (zh) * | 2011-01-28 | 2011-06-22 | 河北亚太环境科技发展股份有限公司 | 一种氧化型空气净化材料及其制备方法 |
| CN103435140A (zh) * | 2013-07-18 | 2013-12-11 | 中国环境科学研究院 | 一种双层过硫酸盐缓释材料及其制备方法 |
| CN106861413A (zh) * | 2017-04-18 | 2017-06-20 | 广东格仑帝环保材料科技有限公司 | 一种去除甲醛用核壳结构多孔材料及其制备方法 |
| CN108144574A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-06-12 | 大连全净科技有限公司 | 一种去除污染性气体的吸附-氧化型的载体颗粒的制备方法 |
| CN108380188A (zh) * | 2018-03-12 | 2018-08-10 | 常州达奥新材料科技有限公司 | 一种高吸附性陶瓷滤料材料的制备方法 |
| CN113040173A (zh) * | 2021-03-19 | 2021-06-29 | 深圳市华净科技有限公司 | 一种抗菌除味球形微粒及其制备工艺 |
| CN113713605A (zh) * | 2021-09-03 | 2021-11-30 | 常州翡尔达环保科技有限公司 | 一种空气净化生物过滤滤料颗粒及其制备方法和用途 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115253661A (zh) * | 2022-08-24 | 2022-11-01 | 广州同慎科技有限公司 | 一种生物菌载体及其制备方法 |
| CN115253661B (zh) * | 2022-08-24 | 2023-08-04 | 广州同慎科技有限公司 | 一种生物菌载体及其制备方法 |
| CN115300988A (zh) * | 2022-10-11 | 2022-11-08 | 深圳逗点生物技术有限公司 | 多功能滤芯及其制备方法 |
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