CN201567303U - 一种天然沸石抑菌除味涂料添加剂节能制备装置 - Google Patents
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Abstract
一种天然沸石抑菌除味涂料添加剂节能制备装置，由两套或更多沸石反应釜和分级加热控温模块等部分组成，每个反应釜分别利用改性沸石涂料添加剂，其流程是含银、锌、铜盐溶液分别与改性天然沸石超细粉混匀后加热到70±5℃，充分反应后抽滤、洗涤，然后加热到85±5℃烘干，加热热源来自中温太阳能集热器热水、沸石前处理高温焙烧过程中产生的高温废气或由其制取的低压蒸汽或高温热水、其它废热回收热源、燃煤或电力，反应釜外壳体均采用良好保温以减少热损失。系统可节省70～95％以上的加热能量，减少设备投资和占用空间。所制备的银锌铜复合抑菌除味添加剂可用于涂料、陶瓷、塑料、合成树脂、空气过滤器材料等领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种天然沸石抑菌除味涂料添加剂节能制备装置，属于天然沸石改性利用与涂料添加剂技术领域。
背景技术
居住生活环境空气中和墙壁等处存在着大量污染物，分为粉尘、有害气体和有害微生物等类别，其中有害微生物包括病毒、细菌、真菌等，人们希望寻找各种方法尽可能降低或消除上述有害于身体健康与精神状态的各类家居环境的污染。对于有害微生物的控制问题，现有的杀菌涂料一般加入稀土及贵金属催化剂及大量有机杀菌剂，成本高，有一定毒副作用，涂料填料的催化活性亦不高。一个新的解决途径是采用含有天然沸石改性抑菌除味涂料添加剂的新型环保涂料处理墙壁表面以减少粉尘驻留量、吸附并降低有害气体散发量、抑制和杀灭有害微生物。
沸石是一种含水的碱金属或碱土金属的铝硅酸矿物，一般化学式为：AmBpO2p·nH2O，结构式为Ax/q[(AlO2)x(SiO2)y]nH2O，其中：A为Ca、Na、K、Ba、Sr等阳离子，B为Al和Si，q为阳离子电价，m为阳离子数，n为水分子数，x为Al原子数，y为Si原子数，y/x通常在15之间，(x+y)是单位晶胞中四面体的个数。沸石由硅氧和铝氧四面体组成，四面体只能以顶点相连，即共用一个氧原子，铝氧四面体本身不能相连，其间至少有一个硅氧四面体，而硅氧四面体可以直接相连。由于沸石具有独特的内部结构和结晶化学性质，因而使沸石拥有多种可供工农业利用的特性，包括吸附作用、离子交换和催化作用。
利用天然沸石经过改性制备的天然沸石涂料添加剂中加入了Ag+、Zn2+和/或Cu2+，涂料载体缓释抗菌离子或活性氧化组分，使制品具有抗菌和杀菌的效果，是一种具有持久、长效的抗菌、杀菌性能的新型无机抗菌剂，克服了传统有机抗菌产品在安全性、广谱性、抗药性和耐热加工性等方面的缺陷。同时，这种天然沸石改性涂料添加剂还可具有降低粉尘驻留几率、净化环境空气中的有害气体的作用。
目前多采用人工合成沸石添加剂成品，存在原材料及设备工艺复杂、投资大、能耗及费用高等问题，如何采用储量大、等级高且价廉的天然沸石作为原料改性制备沸石添加剂成品，并充分考虑利用能量回收利用以降低能耗，可将大幅降低沸石添加剂成品成本售价，并有效降低下游产品成本。
发明内容
本实用新型的目的和任务是，针对上述存在的问题，采用优质高等级天然沸石改性加工为天然超细沸石粉末，经与AgNO3或CuSO4或ZnCl2溶液反应改型为载银或载铜或载锌沸石添加剂以生产抑菌除味的天然沸石环保涂料，在制备流程中针对性的设计了节能降耗的热工流程，在对反应釜实施良好保温的前提下，根据每一个工艺阶段所需加热温度的不同，利用各类可再生能源和废热回收对物料进行加热，降低整个热工流程中的不可逆损失，实现最大程度的节约能耗。制备出的载银、载铜、载锌沸石可单独或按不同比例混合组成复合添加剂以满足不同应用的需要。
为此，本实用新型设计了一种天然沸石抑菌除味涂料添加剂节能制备装置，由两套或更多沸石反应釜和分级加热控温模块等部分组成，每套沸石反应釜(1、6)均设置有天然超细沸石粉(B)、AgNO3或CuSO4或ZnCl2溶液(A)和自来水(H)的进口和处理后废液(D)、沸石添加剂成品(E)的出口，每套沸石反应釜(1、6)内设置有搅拌器(5)，底部外侧与分级加热器(2)相连接，每套沸石反应釜(1或6)的分级加热器(2)的高温热水循环管进口(或出口)分别与高温热源换热器(3)的低温侧出口(或进口)和另一套沸石反应釜(6或1)的分级加热器(2)的高温热水循环管出口(或进口)相连，高温热源换热器(3)的低温侧进口处设置有热水循环泵(4)，热水循环泵(4)的进口与自来水(C)补水管相连。
每套沸石反应釜均依次经历沸石反应流程技术方案如下，天然沸石纯化研磨而成的超细改性沸石粉(B)送入沸石反应釜，并与被送入的AgNO3或CuSO4或ZnCl2溶液(A)混匀后加热到70±5℃，充分反应后抽滤、洗涤，处理后废液(D)流出，然后加热到85±5℃烘干，制备出的沸石添加剂成品(E)取出分装，两套或更多套沸石反应釜(1、6)均经历加热反应和加热烘干过程，其中后级沸石反应釜(6)内的反应过程比前级沸石反应釜(1)滞后一个变温时段，当前级沸石反应釜(1)烘干时由高温热源换热器(3)的高温供水送入前级加热器(2)对其物料进行烘干，同时高温回水进入后级沸石反应釜(6)的后级加热器(2)对后级沸石反应釜(6)内的混合物进行加热，循环水出水返回高温热源换热器(3)被高温侧的高温载冷剂来流(F)加热，当前级沸石反应釜(1)烘干过程和后级沸石反应釜(6)的溶液加热过程结束后，分别转入下一个溶液加热过程和烘干过程，此时高温热水循环管的热水流向转为相反过程，即先进入后级沸石反应釜(6)的后级加热器(2)，再进入前级沸石反应釜(1)的前级加热器(2)。
天然超细沸石粉(B)为65～80％以上的一级优质斜发沸石、丝光沸石或红辉沸石等天然沸石经高温焙烧纯化研磨并改性为铵型或钠型等后加工而成的超细改性沸石粉。
沸石反应釜(1、6)的外壳(7)的不与分级加热器(2)直接接触的外壁面外敷保温材料，上部端盖(8)为保温型端盖。
分级加热器(2)采用但不限于内浸蛇管式、外置列管式换热器，与沸石反应釜内的反应液接触的换热器表面采用耐腐蚀材料。高温热源换热器(3)采用但不限于风冷式或水冷式或汽水换热式换热器。高温热源换热器(3)的高温载冷剂采用但不限于中温太阳能集热器热水、沸石前处理高温焙烧过程中产生的高温废气或由其制取的低压蒸汽或高温热水、其它废热回收热源、燃煤或电力加热热水。
采用本实用新型由于在生产流程中采用太阳能等可再生能源和各种废热回收这一能源资源循环利用方式，70～95％以上的能量可由废热中获得，从而最大限度的降低运行能耗与费用，几乎无需另行耗化石燃料或电能，减少相应的设备投资和占用空间，有效节省运行中的人力物力消耗，并相应减少能源资源消耗所带来的环境污染。其所集成的天然沸石涂料添加剂成品合成装置及工艺流程，安全可靠、寿命长、生产成本低，便于大规模标准化生产。
本实用新型制备的沸石添加剂即可用于涂料，也可广泛应用于陶瓷、塑料、造纸、地板、合成树脂、胶粘剂、合成纤维织物、玻璃钢、有机玻璃、玻璃遮阳反射贴膜、空气过滤器材料等领域。
附图说明
图1是本实用新型的系统结构示意图。
图1中各部件编号与名称如下：
前级沸石反应釜1、分级加热器2、高温热源换热器3、热水循环泵4、搅拌器5、后级沸石反应釜6、外壳7、端盖8、AgNO3或CuSO4或ZnCl2溶液A、天然超细沸石粉B、自来水C、处理后废液D、沸石添加剂成品E、高温载冷剂来流F、高温载冷剂回流G
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施应用例对本实用新型做进一步的说明。
附图1为本实用新型的系统结构示意图。
本实用新型由两套或更多沸石反应釜和分级加热控温模块等部分组成，每套沸石反应釜(1、6)均设置有天然超细沸石粉(B)、AgNO3或CuSO4或ZnCl2溶液(A)和自来水(H)的进口和处理后废液(D)、沸石添加剂成品(E)的出口，每套沸石反应釜(1、6)内设置有搅拌器(5)，底部外侧与分级加热器(2)相连接，沸石反应釜(1)的分级加热器(2)的高温热水循环管进口与高温热源换热器(3)的低温侧出口和另一套沸石反应釜(6)的分级加热器(2)的高温热水循环管出口相连，高温热源换热器(3)的低温侧进口处设置有热水循环泵(4)，热水循环泵(4)的进口与自来水(C)补水管相连。
每套沸石反应釜均依次经历沸石反应流程技术方案如下，天然沸石纯化研磨而成的超细改性沸石粉(B)送入沸石反应釜，并与被送入的AgNO3或CuSO4或ZnCl2溶液(A)混匀后加热到70℃，充分反应后抽滤、洗涤，处理后废液(D)流出，然后加热到85℃烘干，制备出的沸石添加剂成品(E)取出分装，两套沸石反应釜(1、6)均经历加热反应和加热烘干过程，其中后级沸石反应釜(6)内的反应过程比前级沸石反应釜(1)滞后一个变温时段，当前级沸石反应釜(1)烘干时由高温热源换热器(3)的高温供水送入前级加热器(2)对其物料进行烘干，同时高温回水进入后级沸石反应釜(6)的后级加热器(2)对后级沸石反应釜(6)内的混合物进行加热，循环水出水返回高温热源换热器(3)被高温侧的高温载冷剂来流(F)加热，当前级沸石反应釜(1)烘干过程和后级沸石反应釜(6)的溶液加热过程结束后，分别转入下一个溶液加热过程和烘干过程，此时高温热水循环管的热水流向转为相反过程，即先进入后级沸石反应釜(6)的后级加热器(2)，再进入前级沸石反应釜(1)的前级加热器(2)。
天然超细沸石粉(B)为70％以上的一级优质斜发沸石经高温焙烧纯化研磨并改性为铵型或钠型等后加工而成的超细改性沸石粉。
沸石反应釜(1、6)的外壳(7)的不与分级加热器(2)直接接触的外壁面外敷保温材料，上部端盖(8)为保温型端盖。
分级加热器(2)采用内浸蛇管式换热器，与沸石反应釜内的反应液接触的换热器表面采用耐腐蚀材料。高温热源换热器(3)采用水冷式换热器并由其通过热水循环管内的循环水加热沸石反应釜内的物料。高温热源换热器(3)的高温载冷剂采用中温太阳能集热器热水，并由电加热作为备用。
Claims (5)
1.一种天然沸石抑菌除味涂料添加剂节能制备装置，由两套或更多沸石反应釜和分级加热控温模块等部分组成，其特征在于每套沸石反应釜(1、6)均设置有天然超细沸石粉(B)、AgNO3或CuSO4或ZnCl2溶液(A)和自来水(H)的进口和处理后废液(D)、沸石添加剂成品(E)的出口，每套沸石反应釜(1、6)内设置有搅拌器(5)，底部外侧与分级加热器(2)相连接，每套沸石反应釜(1或6)的分级加热器(2)的高温热水循环管进口(或出口)分别与高温热源换热器(3)的低温侧出口(或进口)和另一套沸石反应釜(6或1)的分级加热器(2)的高温热水循环管出口(或进口)相连，高温热源换热器(3)的低温侧进口处设置有热水循环泵(4)，热水循环泵(4)的进口与自来水(C)补水管相连。
2.如权利要求1所述的天然沸石抑菌除味涂料添加剂节能制备装置，其特征在于所述的沸石反应釜(1、6)的外壳(7)的不与分级加热器(2)直接接触的外壁面外敷保温材料，上部端盖(8)为保温型端盖。
3.如权利要求1所述的天然沸石抑菌除味涂料添加剂节能制备装置，其特征在于所述的分级加热器(2)采用内浸蛇管式、外置列管式换热器，与沸石反应釜内的反应液接触的换热器表面采用耐腐蚀材料。
4.如权利要求1所述的天然沸石抑菌除味涂料添加剂节能制备装置，其特征在于所述的高温热源换热器(3)采用风冷式或水冷式或汽水换热式换热器。
5.如权利要求1所述的天然沸石抑菌除味涂料添加剂节能制备装置，其特征在于所述的高温热源换热器(3)的高温载冷剂采用中温太阳能集热器热水、沸石前处理高温焙烧过程中产生的高温废气或由其制取的低压蒸汽或高温热水、其它废热回收热源、燃煤或电力加热热水。
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