[發(fā)明專利]一種由改性海泡石吸附苯乙烯廢氣的方法

有效

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• 申請日: 2012-02-10
• 公開（公告）號: CN102527185A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設計）人: 段二紅;郭斌;任愛玲;楊斌彬
• 申請（專利權）人: 河北科技大學
• 主分類號: B01D53/04
• 分類號: B01D53/04;B01J20/16;B01J20/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明屬化工領域，具體涉及一種由水熱-鹽酸改性海泡石吸附苯乙烯廢氣的方法。

背景技術

苯乙烯屬于苯類化合物，是一種典型的揮發(fā)性有機污染物(VOCs)，作為單體在合成塑料、橡膠、乳膠、以及離子交換樹脂等化學工業(yè)中廣泛應用，也用于涂料、顏料、合成醫(yī)藥、農藥、紡織工業(yè)，是重要的有機化工生產原料和基礎化工產品。苯乙烯為人民生活提供了方便，也帶來令人擔憂的環(huán)境問題。苯乙烯屬于芳香類碳氫化合物，在國家標準《惡臭污染物排放標準》(GB-14554-93)中被列為惡臭污染物，且是八大受限污染物之一。逸散在空氣中的惡臭物質對人類的危害，在七大公害中僅次于噪聲而居于第二位，因此世界各國對惡臭污染都給予了高度重視。

目前治理苯乙烯的方法主要有吸收法、冷凝法和吸附法。其中吸收法的優(yōu)點是幾乎可以處理各種有害氣體，適用范圍很廣，并可回收有價值的產品；缺點是工藝比較復雜，吸收效率有時不高，吸收液需要再次處理，并且會造成廢水的污染。冷凝法工藝原理簡單，可直接回收液態(tài)目標化合物，但冷凝法要達標需要降到很低的溫度，能耗非常高。其中吸收法和冷凝法適用于高濃度的苯乙烯廢氣，對于低濃度的苯乙烯廢氣能耗很高，成本較高。吸附法是處理有機廢氣方法中應用最為廣泛的一種。吸附劑有天然或合成的、有機或無機的，種類繁多，而實用性高的吸附劑種類卻很少，吸附苯乙烯所用的傳統(tǒng)吸附劑是活性炭，但是活性炭生產成本較高，且苯系物易使活性炭失活，活性炭失活后存在二次污染問題。國產活性炭吸附力一般只有7％左右，而且壽命不長，一般兩年左右要換一次，換一次活性炭成本很高。我國海泡石物產豐富，占世界儲量的四分之一，但是天然海泡石礦的品位低、雜質含量較高，且表面酸性弱，通道小、熱穩(wěn)定性不好，這些弱點限制了海泡石的用途。

發(fā)明內容

本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術中的問題，提供一種由水熱-鹽酸改性海泡石吸附苯乙烯廢氣的方法，它通過對低品位海泡石改性制備出高比表面積的海泡石，并且此改性海泡石的孔容和孔徑也較高，對苯乙烯有很好的選擇吸附性。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案予以實現(xiàn)：

本發(fā)明一種由改性海泡石吸附苯乙烯廢氣的方法，它包括如下步驟：

a將原始海泡石與5～20倍質量的水混合裝入高壓釜，于120～220℃攪拌1～3h，抽濾，在120℃干燥，粉碎即得到水熱改性海泡石。

b.將步驟a所得的水熱改性海泡石與濃度為2～14％的鹽酸(體積百分比)加入到反應釜，固液質量比為1∶2～20，常溫攪拌2.5～12h，抽濾，用蒸餾水洗滌至水溶液中不含鎂離子，所得固體物質在120℃干燥，得到水熱-鹽酸改性海泡石。

c.將步驟b干燥后的水熱-鹽酸改性海泡石裝入吸附塔，在0～80℃吸附含有苯乙烯的廢氣。

d.將吸附飽和的水熱-鹽酸改性海泡石，在150～350℃脫附苯乙烯，高濃度苯乙烯冷凝回收，海泡石再生后循環(huán)利用。

優(yōu)選的，所述的一種由改性海泡石吸附苯乙烯廢氣的方法，海泡石原石的比表面積為15～45m²/g。

優(yōu)選的，所述的一種由改性海泡石吸附苯乙烯廢氣的方法，所述稀鹽酸是以體積百分比計鹽酸濃度為12％。

由于低品位的原始海泡石的主要成分是以海泡石礦物為主要成分的纖維，稱為海泡石礦物纖維，海泡是一種富鎂硅酸鹽纖維礦物，其理化學式為MgO[Si₁₂O₃₀](OH)₄·12H₂O，水分子中有4個為結晶水，其余為沸石吸附水，使之成為多孔性材料可制備活性炭。本發(fā)明對海泡石進行水熱-鹽酸改性，通過水熱改性，將未經處理的大纖維束海泡石改性成為纖維長度適中、分離性能較好的水熱改性海泡石；再用鹽酸將水熱改性海泡石結構中Mg²⁺溶出，使硅氧四面體構成的骨架內填充物減小，微孔直徑增大，酸位增加、被吸附物容易進入，從而增加吸附能力。水熱-鹽酸改性的海泡石可以選擇性吸附苯乙烯，吸附溫度范圍為0～80℃，吸附的苯乙烯為含有苯乙烯的惡臭廢氣。該改性海泡石在較高溫度下(150～350℃)脫附苯乙烯，實現(xiàn)再生。此方法不僅充分利用了我國豐富的低品位海泡石資源，解決了我國海泡石品位低的問題，而且活化改性出性能良好的海泡石用于氣體污染物控治和資源化，具有良好的經濟效益、環(huán)境效益和社會效益。

所述的由水熱-鹽酸改性海泡石吸附苯乙烯惡臭廢氣的方法中，所用的改性和吸附設備為高壓釜、反應釜、離心機、烘箱、吸附塔和其它加熱裝置。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點：