[發(fā)明專利]一種用于凈化揮發(fā)性有機(jī)物的過(guò)濾材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010344985.5
• 申請(qǐng)日: 2020-04-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111545164B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭行;史東軍;李馬剛;孫傳凱;趙雪源;徐紀(jì)清;駱堅(jiān)平;潘濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京瀧濤環(huán)境科技有限公司
• 主分類號(hào): B01J20/18
• 分類號(hào): B01J20/18;B01J20/30;B01D53/02
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 陳征

本發(fā)明屬于環(huán)保領(lǐng)域，具體涉及一種用于凈化揮發(fā)性有機(jī)物的過(guò)濾材料及其制備方法。包括填充層，以及設(shè)置在所述填充層兩側(cè)的耐高溫織物層；所述填充層中包含立體的呈多孔狀的纖維網(wǎng)，以及分布在所述纖維網(wǎng)的孔內(nèi)的微米顆粒；所述纖維網(wǎng)的材料包括玻璃纖維和/或陶瓷纖維；所述微米顆粒的材料包括重量比為5～7:1.5～2:1～2的疏水性分子篩、無(wú)機(jī)粘結(jié)劑和碳化硅；所述纖維網(wǎng)與所述微米顆粒的重量比為5～10：70～80。本發(fā)明中的過(guò)濾材料具有耐高溫、分子篩含量高、輕質(zhì)等特點(diǎn)，外形類似紙張，屬于柔性材料，便于加工成多種形狀。同時(shí)，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)，便于在實(shí)際生產(chǎn)中進(jìn)行應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)保領(lǐng)域，具體涉及一種用于凈化揮發(fā)性有機(jī)物的過(guò)濾材料及其制備方法。

背景技術(shù)

揮發(fā)性有機(jī)物(Volatile?Organic?Compounds,VOCs)是指熔點(diǎn)低于室溫、沸點(diǎn)范圍在50～260℃之間的揮發(fā)性有機(jī)物的總稱。VOCs是大氣中一類重要的氣態(tài)污染物，VOCs不僅對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境等有直接影響，還可以通過(guò)參與大氣光化學(xué)反應(yīng)生成二次污染物。因此，控制VOCs的排放以及有效治理，對(duì)人體健康和環(huán)境保護(hù)具有非常重要的意義。

目前的吸附過(guò)濾材料中的活性炭，雖然吸附容量大，但不耐高溫，疏水性差，循環(huán)再生后性能衰減速率快，且壽命短；廢棄后屬于危險(xiǎn)化廢物，需要專門機(jī)構(gòu)進(jìn)行處理；不能保證連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

而現(xiàn)有的分子篩轉(zhuǎn)輪技術(shù)，其分子篩在單位處理體積內(nèi)的相對(duì)含量低，造成處理有機(jī)廢氣時(shí)，對(duì)有機(jī)物的吸附容量小，采用涂覆工藝時(shí)加工，存在掉粉等問(wèn)題。同時(shí)分子篩本身比熱容小，導(dǎo)熱性能差，能耗相對(duì)較大。整體擠出分子篩蜂窩或顆粒，其單位體積能質(zhì)量大，比熱大，升溫、降溫速率慢，能耗高。常溫的除臭或過(guò)濾吸附材料，雖然增加了一些阻燃性，但材料耐高溫性差、針對(duì)工業(yè)常溫吸附后，然而揮發(fā)性有機(jī)物，尤其是高沸點(diǎn)物質(zhì)，需要高溫才能脫附，因此難以保證吸附材料的壽命。

CN103068468A公布了一張阻燃性除臭過(guò)濾材料，采用活性炭板，纖維素纖維、聚乙烯醇纖維、聚丙烯腈纖維以及苯酚纖維中一種，含量30％以上，同時(shí)含有磷系阻燃劑；用于除臭及凈化有害氣體；通常使用溫度條件為-20℃～80℃下使用。在該技術(shù)方案中，為了實(shí)現(xiàn)阻燃性，采用含有燃燒時(shí)碳化的纖維織物作為覆蓋材料，并添加10～70％的磷系阻燃劑；為了實(shí)現(xiàn)吸附效果，采用了高比表面積的活性炭顆粒；為了實(shí)現(xiàn)活性炭顆粒不脫落，采用上下兩層纖維織物覆蓋，并通過(guò)熱塑性樹(shù)脂膠粘劑固定活性炭顆粒。然而其存在以下問(wèn)題：1、采用化學(xué)纖維，本身不耐高溫，250～300℃下會(huì)分解；2、活性炭本身吸附有機(jī)物后，因其制備過(guò)程中含有雜質(zhì)，具有燃燒的可能性；3、含有熱塑性樹(shù)脂膠粘劑，耐高溫性能差；4、兩層織物覆蓋，單純的靠熱塑性樹(shù)脂膠粘劑上下連接，通過(guò)時(shí)的氣量及風(fēng)速大小均未涉及，大風(fēng)量應(yīng)用時(shí)，可能存在粘接不牢固的問(wèn)題。

CN102389773A公布了一種吸附揮發(fā)性有機(jī)物的分子篩蜂窩體的制造方法，該方法采用5～15％的紙漿、5～20％的陶瓷纖維，以及粘結(jié)劑和沸石分子篩作為原料，通過(guò)造紙的技術(shù)，制成瓦楞狀分子篩紙板。不過(guò)，其存在以下問(wèn)題：1、沸石分子篩為NaY型分子篩、4A分子篩、13X分子篩、zsm-5分子篩或疏水性分子篩，在高濕的條件下，其中所提到的前幾種分子篩均優(yōu)先吸附水，而廢氣一般均有一定濕度，分子篩在吸入水分子后轉(zhuǎn)化為極性分子篩，無(wú)法保證其吸附效果；而疏水性分子篩的限定則更加模糊。2、采用粉末型的分子篩，容易掉粉；同時(shí)使用無(wú)機(jī)粘結(jié)劑使用，容易使得分子篩粉末被粘結(jié)劑包裹，形成粘結(jié)劑膜，阻礙氣體吸附；3、硅溶膠和鋁溶膠性質(zhì)不同，鋁溶膠吸水性較大，同時(shí)天然高嶺土，凹凸棒土性能不穩(wěn)定；4、其采用抄造手段，分子篩粒徑小，留存率低。