一种用于吸附VOCs的蜂窝载体的制备工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种用于吸附VOCs的蜂窝载体的制备工艺,以玻璃纤维、陶瓷纤维为纸张纤维基，以活性三氧化二铝作为二次载体，以高岭土作为多孔分子筛负载其上，而后搅拌烘干热压成型。本发明专利技术充分考虑到蜂窝载体生产的复杂性，尽可能简化工艺；本发明专利技术充分考虑到特种纤维纸对高岭土等分子筛较低的负载量，加入纳米级活性三氧化二铝充当二次载体，以期负载更多的高岭土达到高吸附率的蜂窝载体；本发明专利技术充分考虑到特种复合纸一次成型中对分子筛的堵塞问题及可能引起的废气污染问题，故在纤维纸浆料搅拌过程中不加木浆和有机纤维；本发明专利技术充分考虑到蜂窝载体生产的成本，故在纤维纸浆料搅拌过程中用高岭土和碳酸钙来代替进口分子筛。

Preparation process of honeycomb carrier for adsorption of VOCs

The invention relates to a preparation process of a honeycomb carrier for VOCs adsorption. The honeycomb carrier is composed of glass fiber and ceramic fiber as paper fiber matrix, activated aluminium oxide as secondary carrier, kaolin as porous molecular sieve, and then stirred and dried for hot pressing. The invention fully takes into account the complexity of honeycomb carrier production and simplifies the process as far as possible; the invention fully takes into account the low load of special fiber paper on kaolin and other molecular sieves, and adds nano-sized activated aluminium oxide as the secondary carrier in order to load more kaolin to achieve high adsorption rate of honeycomb carrier; Considering the blockage of molecular sieve and the pollution of exhaust gas caused by the blockage of molecular sieve in one-step forming of special composite paper, wood pulp and organic fiber are not added in the mixing process of fiber pulp, and the cost of honeycomb carrier production is fully considered in the invention, so kaolin and calcium carbonate are substituted in the mixing process of fiber pulp. For imported molecular sieve.

【技术实现步骤摘要】
一种用于吸附VOCs的蜂窝载体的制备工艺
本专利技术具体涉及一种蜂窝载体，特别是涉及一种用于吸附VOCs的蜂窝载体的制备工艺。
技术介绍
目前涂料涂装、石化等行业排放着大量的苯、酯类等挥发性有机物（VOCs），其严重超出国家标准，对人体、环境危害极大。目前市场上多采用转轮吸附浓缩耦合催化燃烧法治理VOCs。1954年Munter率先提出采用蜂窝结构的沸石转轮用于VOCs的吸附浓缩，1976年日本熊本大学的Kuma在实验室筛选出吸附VOCs的疏水性分子筛，并成立西部技研公司规模化生产沸石转轮，尔后日本尼佳斯公司紧跟其后开发出目数更高的沸石转轮。近年来，从华南理工大学等高校到国内厂商大力研发沸石转轮，以期打破国外厂商的技术垄断，所采用的技术路线大多是陶瓷纤维纸、玻璃纤维纸或者陶瓷纤维和玻璃纤维混抄的纸进行硅酸钠硬化后，经瓦楞机热压成型，由于在波纹板成型时需要使用有机胶，常规使用聚醋酸乙烯酯用于粘结，但是聚醋酸乙烯酯的使用会造成纤维纸与瓦楞辊表面的黏着，对连续化生产十分不利。国内厂商的转轮制造工艺的问题在于分子筛负载在表面，且含量较少，空速高的情况下，分子筛易脱落造成且吸附率不超过95%，转轮成型过程中的有机胶焙烧不干净以致于吸收废气中过量的水分，进而导致转轮局部凹陷坍塌损坏，造成经济损失。尽管申请号为CN103233396A中提及的陶瓷纤维纸成型过程中在纤维纸成型之前就加入分子筛、陶瓷纤维、有机纤维和木浆，试图负载更多的分子筛于纤维层内部，但其并未考虑到在陶瓷纤维纸成型后需要焙烧时的高温会让木浆、有机纤维碳化，进而对分子筛造成堵塞，且成型的蜂窝结构亦会因纤维碳化而失去强度并坍塌。专利CN205907550U中提及的复合纸采用基层载体复合分子筛及外包纤维层工艺才具备瓦楞成型的条件显示其制造工艺较繁琐。专利US2163063、JPS5575192A相继提出瓦楞辊对纤维纸加工的原理及工作方式，一卷纤维纸经两个瓦楞辊压制成波纹形状，另一卷纤维纸则和波纹状纤维纸在粘胶剂的粘合下形成波纹板，进而二次施胶缠绕卷制成蜂窝载体。如何简单化用于吸附VOCs的蜂窝载体的生产工艺，且能同时提高蜂窝载体的分子筛负载量及强度，是沸石转轮技术的关键。
技术实现思路
本专利技术的目的在于一种用于吸附VOCs的蜂窝载体的制备工艺，以解决现有的技术问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于吸附VOCs的蜂窝载体的制备工艺，包括以下步骤：（1）向水溶液中加入5~20%的玻璃纤维和5~20%陶瓷纤维，利用搅拌器将纤维搅拌分散均匀，搅拌器频率设为2500-3000HZ，时间为15-20min；（2）将5~30%的二次载体即活性三氧化二铝加入步骤（1）中进行搅拌，搅拌速率为520-550r/min，得混合物A；（3）将混合物A中加入比例为10：60：1的碳酸钙、高岭土和助剂持续搅拌10-20min，搅拌速率为450-500r/min，得混合物B；（4）将含水率约50%的混合物B进行烘干，烘干温度设为130-150℃，制得负载了多孔性分子筛的特种纤维纸，得混合物C；（5）将混合物C进瓦楞辊压制成波纹状，压制受力为280-300N/cm2,并采用5~50%硅溶胶和5~50%的聚醋酸乙烯酯及1~10%的PU浆料混合均匀制成的粘胶剂进行粘结，得混合物D；（6）采用自动收卷装置将混合物D卷成蜂窝状载体，将其二次涂覆高岭土，再将其置于马弗炉中360-400℃焙烧4小时，焙烧过程中通入惰性气体氮气，得产物。本专利技术的进一步改进在于：上述步骤（3）中的助剂为阴离子聚丙烯酰胺、聚吡咯烷酮、有机硅烷偶联剂其中一种或多种。本专利技术的进一步改进在于：上述步骤（1）中的玻璃纤维粒径为0.1~10μm，陶瓷纤维0.1~10μm。本专利技术的进一步改进在于：上述步骤（3）中所述高岭土的含量为1~50%。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1.本专利技术充分考虑到蜂窝载体生产的复杂性，尽可能简化工艺；2.本专利技术充分考虑到特种纤维纸对高岭土等分子筛较低的负载量，加入纳米级活性三氧化二铝充当二次载体，以期负载更多的高岭土达到高吸附率的蜂窝载体；3.本专利技术充分考虑到特种复合纸一次成型中对分子筛的堵塞问题及可能引起的废气污染问题，故在纤维纸浆料搅拌过程中不加木浆和有机纤维；4.本专利技术充分考虑到蜂窝载体生产的成本，故在纤维纸浆料搅拌过程中用高岭土和碳酸钙来代替进口分子筛。附图说明图1为本专利技术实施例一蜂窝载体结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供一种技术方案：实施例一：参见图1，一种用于吸附VOCs的蜂窝载体的制备工艺，包括以下步骤：（1）向水溶液中加入5%的玻璃纤维和5%陶瓷纤维，利用搅拌器将纤维搅拌分散均匀，搅拌器频率设为2700HZ，时间为18min；（2）将10%的二次载体即活性三氧化二铝加入步骤（1）中进行搅拌，搅拌速率为540r/min，得混合物A；（3）将混合物A中加入比例为10：60：1的碳酸钙、高岭土和助剂持续搅拌18min，搅拌速率为470r/min，得混合物B；（4）将30min抽滤后测得湿纸含水率约50%的混合物B进行烘干，烘干温度设为150℃，制得负载了多孔性分子筛的特种纤维纸，得混合物C；（5）将混合物C进瓦楞辊压制成波纹状，压制受力为290N/cm2,并采用20%硅溶胶和50%的聚醋酸乙烯酯及5%的PU浆料混合均匀制成的粘胶剂进行粘结，得混合物D；（6）采用自动收卷装置将混合物D卷成蜂窝状载体，将其二次涂覆高岭土，再将其置于马弗炉中360℃焙烧4小时，焙烧过程中通入惰性气体氮气，得产物。上述步骤（1）中的玻璃纤维粒径为6μm，陶瓷纤维8μm；上述步骤（3）中的助剂为阴离子聚丙烯酰胺、聚吡咯烷酮、有机硅烷偶联剂其中一种或多种，高岭土的含量为30%，碳酸钙为5%，助剂为0.5%。实施例二：参见图1，一种用于吸附VOCs的蜂窝载体的制备工艺，包括以下步骤：（1）向水溶液中加入15%的玻璃纤维和15%陶瓷纤维，利用搅拌器将纤维搅拌分散均匀，搅拌器频率设为3000HZ，时间为15min；（2）将30%的二次载体即活性三氧化二铝加入步骤（1）中进行搅拌，搅拌速率为520r/min，得混合物A；（3）将混合物A中加入比例为10：60：1的碳酸钙、高岭土和助剂持续搅拌20min，搅拌速率为450r/min，得混合物B；（4）将30min抽滤后测得湿纸含水率约50%的混合物B进行烘干，烘干温度设为150℃，制得负载了多孔性分子筛的特种纤维纸，得混合物C；（5）将混合物C进瓦楞辊压制成波纹状，压制受力为280N/cm2,并采用50%硅溶胶和5%的聚醋酸乙烯酯及10%的PU浆料混合均匀制成的粘胶剂进行粘结，得混合物D；（6）采用自动收卷装置将混合物D卷成蜂窝状载体，将其二次涂覆高岭土，再将其置于马弗炉中380℃焙烧4小时，焙烧过程中通入惰性气体氮气，得产物。上述步骤（1）中的玻璃纤维粒径为10μm，陶瓷纤维0.1μm；上述步骤（3）本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于吸附VOCs的蜂窝载体的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：向水溶液中加入5~20%的玻璃纤维和5~20%陶瓷纤维，利用搅拌器将纤维搅拌分散均匀，搅拌器频率设为2500‑3000HZ，时间为15‑20min；将5~30%的二次载体即活性三氧化二铝加入步骤（1）中进行搅拌，搅拌速率为520‑550r/min，得混合物A；将混合物A中加入比例为10：60：1的碳酸钙、高岭土和助剂持续搅拌10‑20min，搅拌速率为450‑500r/min，得混合物B；将含水率约50%的混合物B进行烘干，烘干温度设为130‑150℃，制得负载了多孔性分子筛的特种纤维纸，得混合物C；将混合物C进瓦楞辊压制成波纹状，压制受力为280‑300N/cm2,并采用5~50%硅溶胶和5~50%的聚醋酸乙烯酯及1~10%的PU浆料混合均匀制成的粘胶剂进行粘结，得混合物D；采用自动收卷装置将混合物D卷成蜂窝状载体，将其二次涂覆高岭土，再将其置于马弗炉中360‑400℃焙烧4小时，焙烧过程中通入惰性气体氮气，得产物。

【技术特征摘要】
1.一种用于吸附VOCs的蜂窝载体的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：向水溶液中加入5~20%的玻璃纤维和5~20%陶瓷纤维，利用搅拌器将纤维搅拌分散均匀，搅拌器频率设为2500-3000HZ，时间为15-20min；将5~30%的二次载体即活性三氧化二铝加入步骤（1）中进行搅拌，搅拌速率为520-550r/min，得混合物A；将混合物A中加入比例为10：60：1的碳酸钙、高岭土和助剂持续搅拌10-20min，搅拌速率为450-500r/min，得混合物B；将含水率约50%的混合物B进行烘干，烘干温度设为130-150℃，制得负载了多孔性分子筛的特种纤维纸，得混合物C；将混合物C进瓦楞辊压制成波纹状，压制受力为280-300N/cm2,并采用5~50%硅溶胶和...

【专利技术属性】
技术研发人员：张胜华，
申请(专利权)人：云汇环保科技南通有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32