[發明專利]一種有害氣體去除介質及其制備方法

在審

• 申請號: 201910547521.1
• 申請日: 2019-06-21
• 公開（公告）號: CN112107992A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 張世著;童寧軍;石欣超
• 申請（專利權）人: 南京云香納米技術有限公司
• 主分類號: B01D53/81
• 分類號: B01D53/81;B01D53/48;B01D53/52;B01D53/56;B01D53/58;B01D53/72;B01D53/50
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 陳旭

本發明提供了一種有害氣體去除介質，主要涉及高錳酸鹽類的有害氣體去除介質。本發明通過加入適當種類和數量的粘結劑和發泡劑，既確保了有害氣體去除介質的機械強度，又提高了有害氣體去除介質內部的孔隙率，并降低了因高錳酸鹽析出而導致氣體通路堵塞的可能性，從而減少了高錳酸鹽的用量、簡化了制備工藝、延長了使用壽命、降低了維護成本，更適于大規模的生產和制造。

技術領域

本發明屬于空氣凈化領域，具體涉及一種高錳酸鹽類有害氣體(主要包括硫化物(主要是硫化氫、二氧化硫)、氨氣、甲醛、尿素、氮氧化物、硫醇類、胺類、乙烯等常見的有害氣體)去除介質及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著社會經濟的不斷發展，大量化石燃料被使用，空氣污染問題十分嚴峻。根據中華人民共和國生態環境部公布的《2017中國生態環境狀況公報》，中國主要的大氣中污染氣體依次為臭氧、二氧化氮(NO₂)和二氧化硫(SO₂)，其中工業源廢氣是大氣中污染氣體的主要來源。

這些有毒有害惡臭氣體的去除主要是通過物理吸附和化學吸附這兩種技術來實現。物理吸附和化學吸附并不是孤立的，往往相伴發生。物理吸附是吸附劑與被吸附物之間通過分子間力(范德華力)相互吸引發生吸附現象，一般沒有選擇性，其作用力小，過程可逆，即被吸附的氣體分子比較容易脫附(解吸)。與之相反，化學吸附是吸附劑表面與被吸附物之間發生化學反應的結果，這個過程具有選擇性、是不可逆的，并且需要一定的活化能，同時取決于介質和去除氣體的物理和化學性質。

目前，最常用的有害氣體去除介質為活性炭，活性炭是一種常見的非極性吸附劑，能吸附絕大部分有機氣體，如苯類，醛酮類、醇類、烴類等以及惡臭物質；同時由于活性炭具有較寬的孔徑范圍，即使對一些極性吸附質和一些特大分子的有機物質，仍具有優良的吸附能力。美國專利“US2967587 Process and Apparatus for Dry-Process Adsorption ofHydrogen Sulfide from Coke-oven Gases”中，利用活性炭在有氧條件下能將硫化氫氧化成單質硫，從而增大了活性炭的吸附容量，并且在反應中加入氨或硅酸以起到催化作用；美國專利“US20150182945A1 Dry-scrubbing Media Compositions and Methods ofProduction and Use”中，將活性氧化鋁，氧化鎂和活性炭在水中混合并通過模具擠出混合物以形成具有長開口通道的基材或蜂窩結構體，在提高了結構強度的同時，大幅度得提高了吸附效率。但由于活性炭的吸附機理為物理吸附，無法徹底去除有毒有害惡臭氣體，并且活性炭是易燃品，不適于用作會放熱的氧化反應型的化學吸附過程的基材。為此，以無毒無害的多孔材料(如活性氧化鋁等)為基材的有害氣體去除介質成為了研發的重點，美國專利“US6004522Solid filtration media incorporating elevated levels ofpermanganate and water”中，采用氧化鋁為基材，并添加7～12wt％的高錳酸鉀、10～35wt％的水，通過加熱的含水高錳酸鉀溶液噴射氧化鋁和碳酸氫鈉的混合物并同步制粒的工藝制造固體過濾介質，提高了介質中高錳酸鉀和水的用量，從而提高了氣體處理效率。但由于如果繼續增大高錳酸鉀的含量，會因為與氣體中的污染物反應形成副產物，造成有害氣體去除介質孔隙的堵塞，最終會降低氣體處理效率，從而限制了該技術的推廣和應用。中國專利“CN200380104041.5高容量固體過濾介質”中，采用13～25wt％的高錳酸鹽(包括高錳酸鉀、高錳酸鈉、高錳酸鎂、高錳酸鋇、高錳酸鋰或其組合)，通過加熱的含水高錳酸鹽溶液噴射氧化鋁并同步制粒的工藝制造固體過濾介質，由于該方法提高了高錳酸鹽溶液的濃度，從而進一步提高了固體過濾介質的氣體處理效率，但由于固體過濾介質中的顆粒都是分散存在的，孔隙率和孔徑尺寸均偏小，并且固體過濾介質的機械強度偏低，影響了長期使用的性能和效果。

發明內容