一种纤维基载体和废气处理模块及制备方法技术

本发明专利技术提供一种纤维基载体和废气处理模块及制备方法，第一路进料单元处的平面状耐火纤维纸依次经第一路进料张紧单元、第一路进料导向单元而进入施胶单元进行施胶；第二路进料单元处的平面状耐火纤维纸依次经第二路进料张紧单元、第二路进料导向单元而进入瓦楞压制单元，在瓦楞压制单元被压制成波纹状的瓦楞耐火纤维纸后进入复合单元与施胶后的平面状耐火纤维纸汇聚，二者被挤压而黏结复合成载体模块复合基材后经导向单元后进入收卷单元而收集成卷状，待用；将收集后的载体模块复合基材加工成圆柱体、扇形体或立方体模块；再对加工成型后的载体模块复合基材进行强化处理，经干燥、焙烧后得到载体模块。实现了工业化批量生产，提高模块使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种纤维基载体和废气处理模块及制备方法
本专利技术涉及大气污染控制的环境材料
，尤其涉及一种用于制备催化模块、吸附模块或吸附催化模块的纤维基载体和废气处理模块及制备方法。
技术介绍
整体式吸附、催化材料以整体式载体为基材，利用涂覆或附着手段，将吸附材料、催化材料涂覆或附着在载体表面，广泛用于大气污染控制领域，如NOx、VOCs、O3等污染物的消除与净化。整体式载体具有用于气体流通的规整孔道，孔壁可涂覆吸附、催化材料，进一步提高接触面积，降低阻力。目前，整体式载体主要有三大类，即陶瓷基蜂窝载体、金属基蜂窝载体和耐火纤维基蜂窝载体。其中，陶瓷基蜂窝载体采用挤出成型制备，主要用于制备固定源、移动源催化剂，但存在材料形状、尺寸和结构参数受限的问题，不易制备大尺寸载体。金属基蜂窝载体具有优异的导热性能、低的热容，常用作汽车尾气催化剂载体。耐火纤维基蜂窝载体，主要用于制备整体式吸附材料，固定源和移动源催化剂，具有优异的结构特点，可控调节形状、尺寸和结构参数，成为热点。耐火纤维基蜂窝载体的制备和应用仍存在系列缺点，影响整体性能及规模化生产，具体如下：1)结构参数控制，需根据不同应用领域调整调整孔径、壁厚及节距等结构参数，存在系列问题；2)大尺寸载体模块的制备，尤其用于吸附、催化场合的大尺寸载体，存在加工难度大、载体变形、强度低等缺点；3)载体孔道内部起毛、孔壁坍塌，进而导致阻力增大及后续涂层缺陷。此外，复合单元之间结合强度低，载体出现分层、错位等缺点。申请号为201310124002.7的中国专利文献公开了一种高性能转轮吸附用芯体材料的制造方法，在木浆悬浮液中加入有机纤维、分子筛、陶瓷纤维制得料浆，通过湿法抄纸制备含有分子筛吸附剂的湿纸，将湿纸分别进行热压成型和针刺穿刺整理，得到瓦楞纸和平板纸，然后将两者进行热压成型、烧结处理，得到陶瓷纤维双面瓦楞纸。存在如下不足之处：1)抄纸浆液中引入大量木浆、有机纤维，其在后续烧结过程发生氧化、分解，纤维纸损失骨架，进而引起结构疏松、强度降低、分子筛脱落；2)方案中通过针刺或起毛等后整理方法，制备起毛的纸材，以提高比表面积，但存在孔道阻力增大，分子筛层易脱落等；3)在抄纸过程预先加入分子筛吸附剂，难以控制分子筛填充量，且限值了材料应用范围；申请号为201110239675.8的中国专利文献公开了一种吸附挥发性有机物的分子筛蜂窝体，具体步骤为：1)将陶瓷纤维、粘结剂、纸浆和沸石分子筛分散到水中，调节成一定浓度的悬浮液；2)对悬浮液进行疏解分离，然后加入絮凝剂、抄成纸板；3)将抄成的湿纸板分别压制成平面型和瓦楞状，进行烘干，得到平面型、瓦楞状分子筛纸板；4)将平面型分子筛纸板和瓦楞状分子筛纸板交替叠加或卷成蜂窝结构，然后进行焙烧，得到分子筛蜂窝体。但在制备中引入纸浆等，其高温烧结会形成孔隙，导致结构疏松、分子筛强度降低。超纸过程加入分子筛，分子筛在抄纸过程易流失，分布均匀性、含量难以控制。此外，将平面型、瓦楞状分子筛纸板交替叠加或卷成蜂窝结构，层次之间结合强度低，容易形成分层、错位、结构松散等，进而影响性能。
技术实现思路
基于此，本专利技术的目的在于提供一种用于制备催化模块、吸附模块或吸附催化模块的纤维基载体和废气处理模块及制备方法，其制备方法简单、易实现工业化批量生产，采用此制备方法制备的纤维基载体形状、尺寸可根据需求自由调整，以耐火纤维纸为基材，通过交织形成多孔结构，具有骨架功能，可将吸附材料、催化材料固定在表面和体相，提高了使用寿命。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种纤维基载体的制备方法，所述纤维基载体用于制备催化模块、吸附模块或吸附催化模块，所述方法包括如下步骤：1)制备复合基材：1.1在第一路进料单元处和第二路进料单元处分别放置平面状耐火纤维纸；1.2第一路进料单元处的平面状耐火纤维纸依次经第一路进料张紧单元、第一路进料导向单元而进入施胶单元进行施胶；施胶后的平面状耐火纤维纸进入复合单元；第二路进料单元处的平面状耐火纤维纸依次经第二路进料张紧单元、第二路进料导向单元而进入瓦楞压制单元，在瓦楞压制单元被压制成波纹状的瓦楞耐火纤维纸；被压制成波纹状的瓦楞耐火纤维纸经第二路出料导向单元而进入复合单元与施胶后的平面状耐火纤维纸汇聚；施胶后的平面状耐火纤维纸和被压制成波纹状的瓦楞耐火纤维纸在复合单元被挤压而黏结复合成载体模块复合基材；1.3载体模块复合基材经导向单元后进入收卷单元，由收卷单元收集成卷状，待用；2)载体模块制备:2.1将收集后的载体模块复合基材通过卷绕的方式加工成圆柱体，或通过卷绕分割的方式加工成扇形体，或通过层叠的方式加工成立方体模块；2.2对步骤2.1中加工成型后的载体模块复合基材进行强化处理，经干燥、焙烧后得到载体模块。上述技术方案中，步骤1.2中所述收卷单元的收卷速度为3-50m/min，所述瓦楞压制单元的温度为50-350℃，瓦楞的高度为1.0-10mm。上述技术方案中，步骤1.2中所述施胶单元进行施胶采用的是硅溶胶、铝溶胶、纤维素、纤维素醚、聚乙烯醇、树脂乳液、改性树脂乳液、聚氧化乙烯、聚氨酯和改性聚氨酯中的一种或两种以上。上述技术方案中，步骤2.2中强化处理是指将步骤2.1中加工成型后的载体模块复合基材置于强化液中浸渍5-40min，所述强化液为硅溶胶、铝溶胶、硅铝溶胶、钛溶胶、拟薄水铝、树脂乳液、改性树脂乳液、纤维素、纤维素盐、纤维素醚、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺(PMA)和聚氧化乙烯中的一种或两种以上，所述的强化液中有效成分浓度为5-50％。上述技术方案中，步骤2.2中所述干燥的条件为60-300℃下干燥0.5-6h。上述技术方案中，步骤2.2中所述焙烧的条件为300-700℃下焙烧1-8h。上述技术方案中，耐火纤维纸的材质为陶瓷纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、石英纤维、硅酸铝纤维、氧化铝纤维、莫来石纤维和高硅氧纤维中的一种或两种以上。一种纤维基载体，采用上述任一技术方案所述的纤维基载体的制备方法而得。一种废气处理模块，所述废气处理模块为吸附催化模块，采用上述的纤维基载体在其表面涂覆或附着吸附材料、催化材料而制成；或者，所述废气处理模块为吸附模块，采用上述的纤维基载体在其表面涂覆或附着吸附材料而制成；或者，所述废气处理模块为催化模块，采用上述的纤维基载体在其表面涂覆或附着催化材料而制成。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1)本专利技术制备方法简单、易实现工业化。制备的纤维基载体与现有陶瓷蜂窝载体相比，可大幅度降低成本，且制备方法灵活，载体形状、尺寸可根据需求自由调整。2)本专利技术的纤维基载体，具有轻质、低密度等特点，易加工成大尺寸载体模块，方便安装、更换和维护。3)本专利技术的纤维基载体，以耐火纤维纸为基材，通过交织形成多孔结构，具有骨架功能，可将吸附材料、催化材料固定在表面和体相，提高了使用寿命。4)本专利技术的纤维基载体，具有较大的几何表面积、孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纤维基载体的制备方法，所述纤维基载体用于制备催化模块、吸附模块或吸附催化模块，其特征在于，所述方法包括如下步骤：/n1)制备复合基材：/n1.1在第一路进料单元(1)处和第二路进料单元(2)处分别放置平面状耐火纤维纸(6)；/n1.2第一路进料单元(1)处的平面状耐火纤维纸(6)依次经第一路进料张紧单元(11)、第一路进料导向单元(12)而进入施胶单元(13)进行施胶；施胶后的平面状耐火纤维纸(6)进入复合单元(3)；/n第二路进料单元(2)处的平面状耐火纤维纸(6)依次经第二路进料张紧单元(21)、第二路进料导向单元(22)而进入瓦楞压制单元(23)，在瓦楞压制单元(23)被压制成波纹状的瓦楞耐火纤维纸(7)；/n被压制成波纹状的瓦楞耐火纤维纸(7)经第二路出料导向单元(24)而进入复合单元(3)与施胶后的平面状耐火纤维纸(6)汇聚；/n施胶后的平面状耐火纤维纸(6)和被压制成波纹状的瓦楞耐火纤维纸(7)在复合单元(3)被挤压而黏结复合成载体模块复合基材(8)；/n1.3载体模块复合基材(8)经导向单元(4)后进入收卷单元(5)，由收卷单元(5)收集成卷状，待用；/n2)载体模块制备:/n2.1将收集后的载体模块复合基材(8)通过卷绕的方式加工成圆柱体，或通过卷绕分割的方式加工成扇形体，或通过层叠的方式加工成立方体模块；/n2.2对步骤2.1中加工成型后的载体模块复合基材(8)进行强化处理，经干燥、焙烧后得到载体模块。/n...

【技术特征摘要】
1.一种纤维基载体的制备方法，所述纤维基载体用于制备催化模块、吸附模块或吸附催化模块，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
1)制备复合基材：
1.1在第一路进料单元(1)处和第二路进料单元(2)处分别放置平面状耐火纤维纸(6)；
1.2第一路进料单元(1)处的平面状耐火纤维纸(6)依次经第一路进料张紧单元(11)、第一路进料导向单元(12)而进入施胶单元(13)进行施胶；施胶后的平面状耐火纤维纸(6)进入复合单元(3)；
第二路进料单元(2)处的平面状耐火纤维纸(6)依次经第二路进料张紧单元(21)、第二路进料导向单元(22)而进入瓦楞压制单元(23)，在瓦楞压制单元(23)被压制成波纹状的瓦楞耐火纤维纸(7)；
被压制成波纹状的瓦楞耐火纤维纸(7)经第二路出料导向单元(24)而进入复合单元(3)与施胶后的平面状耐火纤维纸(6)汇聚；
施胶后的平面状耐火纤维纸(6)和被压制成波纹状的瓦楞耐火纤维纸(7)在复合单元(3)被挤压而黏结复合成载体模块复合基材(8)；
1.3载体模块复合基材(8)经导向单元(4)后进入收卷单元(5)，由收卷单元(5)收集成卷状，待用；
2)载体模块制备:
2.1将收集后的载体模块复合基材(8)通过卷绕的方式加工成圆柱体，或通过卷绕分割的方式加工成扇形体，或通过层叠的方式加工成立方体模块；
2.2对步骤2.1中加工成型后的载体模块复合基材(8)进行强化处理，经干燥、焙烧后得到载体模块。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1.2中所述收卷单元(5)的收卷速度为3-50m/min，所述瓦楞压制单元(23)的温度为50-350℃，瓦楞的高度为1.0-10mm。


3....

【专利技术属性】
技术研发人员：展宗城，梁鹏，刘冰，孟庆锐，杨艳林，邵成成，郅立鹏，陈继朝，
申请(专利权)人：青岛华世洁环保科技有限公司，青岛纳博科环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37