一种VOCs前处理牺牲层模块及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种VOCs前处理牺牲层模块及其制备方法，属于对有机废气的吸附技术领域，牺牲层模块包括基材和附着在基材上的活性物质涂层，活性物质涂层的材料包括硅胶，基材包括依次叠层的若干层单体板和粘结在顶部的面层板，单体板包括水平设置的平面层和截面呈波纹状的正波纹层，正波纹层的波谷处与平面层热压在一起；该产品制备方法为：制作基材后，将硅胶球粉碎为粉末，加入水和粘结剂后混合为浆料，浆料使用涂覆、涂布、喷淋或浸渍的方式负载于载体之上，再经过烘干、烧结制得产品。本发明专利技术可有效吸附高分子粉尘、高沸点有机物、易聚合有机物等废气，并对大分子高沸点有机物具有选择吸附性；且造价低，在某些场合中可实现脱附后回用。后回用。后回用。

【技术实现步骤摘要】
一种VOCs前处理牺牲层模块及其制备方法


[0001]本专利技术涉及对有机废气的吸附
，具体的涉及一种VOCs前处理牺牲层模块及其制备方法。

技术介绍

[0002]在VOCs废气处理技术中，目前沸石吸附技术得到了广泛的应用，沸石吸附转轮、沸石吸附转筒、固定床沸石吸附模块等均可实现对VOCs的吸附净化。使用过程中，出于安全和能耗的考虑，针对沸石的脱附温度往往低于300℃，但实际工况中，很多VOCs的沸点高于此温度，且饱和蒸气压较低，还有较为恶劣的工况，废气中含有焦油、易聚合物质，高分子粉尘等。一旦被沸石吸附后，占据沸石微孔中的吸附点位，很难完成脱附，随着使用时间的延长，沸石的吸附效率会逐渐降低，并且有机物的增多，在高温脱附过程中容易引发沸石载体闷燃，导致安全事故。因此针对含高沸点、难脱附、易聚合物质的VOCs处理过程中，需要做好废气的前处理工作，以保护后方的沸石吸附设备。
[0003]目前市面上所使用的沸石转轮、沸石转筒、固定床沸石吸附模块等VOCs吸附装置，材料成本昂贵，维护保养困难，若工况较为恶劣，含有高沸点、易聚合等难脱附物质较多，会导致沸石吸附材料永久性失活，孔道完全堵塞，带来经济损失。因此，针对高沸点、易聚合等对沸石吸附材料有永久性损害的物质，前端的去除尤为重要。
[0004]目前市面上作为牺牲层使用的主要是以活性炭为主的活性材料，但该活性炭吸附完成后无法进行脱附，只能作为固废处理，使用成本较高；并且活性炭并无选择性吸附能力，高沸点低沸点组分无法进行分离，对后期沸石装置的保护能力有限。<br/>
技术实现思路

[0005]1.要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题在于提供一种VOCs前处理牺牲层模块及其制备方法，其具有较好的吸附能力和抗压能力，可有效吸附高分子粉尘、高沸点有机物、易聚合有机物等可对沸石吸附系统造成不可逆破坏的废气成分，从而起到保护作用；且该产品对大分子高沸点有机物具有选择吸附性，有利于吸附容量的发挥，减少更换频次，可增强对后期沸石装置的保护能力；并且，本专利技术造价低，在某些场合中可实现脱附后回用，可降低投资成本。
[0006]2.技术方案为解决上述问题，本专利技术采取如下技术方案：一种VOCs前处理牺牲层模块，包括基材和附着在基材内、外表面上的活性物质涂层，所述活性物质涂层的材料包括硅胶，所述基材呈蜂窝状块体结构，所述基材包括依次叠层粘结在一起的若干层单体板和粘结在顶层的单体板上的面层板，所述单体板包括水平设置的平面层和截面呈波纹状的正波纹层，所述正波纹层的波谷处与平面层热压在一起，在每相邻两层单体板中，位于上方的单体板的平面层与位于下方的单体板的正波纹层粘结在一起。
[0007]作为对上述方案的改进，所述单体板包括平面层、正波纹层，以及设于正波纹层和平面层之间的倒波纹层，所述正波纹层和倒波纹层的截面均由若干弧形成排设置并依次连接而成，所述倒波纹层上每个弧形部分的中部均与平面层热压在一起，且所述正波纹层上每个弧形部分的端部均与倒波纹层上每个弧形部分的中部热压在一起，所述倒波纹层上每个弧形部分的端部均抵触正波纹层上每个弧形部分的中部。加设倒波纹层后，一方面，倒波纹层可增加供活性物质涂层附着的面积，即能提升VOCs前处理牺牲层模块上单位体积内所附着的活性物质涂层的量，从而能提升VOCs前处理牺牲层模块的吸附能力；另一方面，正波纹层上各个弧形部分主要起到抵抗从面层板所在侧施加的压力的作用，而倒波纹层上各个弧形部分主要起到抵抗从背向面层板一侧施加的压力的作用，从而可提升基材的抗压能力；并且在正波纹层上每个弧形部分内侧均有呈“人”字形的倒波纹层的部分支撑在相应侧的平面层上，可增强正波纹层的抗压能力；同理，在倒波纹层上每个弧形部分内侧均有呈“人”字形的正波纹层的部分支撑在相应侧的平面层或面层板上，可增强倒波纹层的抗压能力，则可进一步提升基材的抗压能力。
[0008]作为对上述方案的进一步改进，所述正波纹层上每相邻两个弧形部分之间均设有与该两个弧形部分固定连接的外支撑条，所述倒波纹层上每相邻两个弧形部分之间均设有与两个弧形部分固定连接的内支撑条，所述外支撑条和内支撑条的截面均呈圆环形，且外支撑条背向倒波纹层的一侧与正波纹层背向倒波纹层的一侧平齐，所述内支撑条背向正波纹层的一侧与倒波纹层背向正波纹层的一侧平齐。加设外支撑条和内支撑条后，一方面，外支撑条和内支撑条的内外表面可增加供活性物质涂层附着的面积，即能提升VOCs前处理牺牲层模块上单位体积内所附着的活性物质涂层的量，从而能提升VOCs前处理牺牲层模块的吸附能力；另一方面，外支撑条可增强正波纹层上每相邻两个弧形部分之间所在区域的抗压能力，内支撑条可增强倒波纹层上每相邻两个弧形部分之间所在区域的抗压能力。
[0009]进一步地，所述基材的材质为耐高温纤维，所述基材的密度为50～200kg/m3。
[0010]进一步地，所述单体板的高度为1～3mm。
[0011]进一步地，所述硅胶的孔径为50～300nm，所述硅胶的粒度为1～100μm。
[0012]进一步地，所述活性物质涂层在基材上的负载量为100～300kg/m3。
[0013]上述VOCs前处理牺牲层模块的制备工艺包括如下步骤：S1、制备基材：用耐高温纤维分别制备面层板、平面层、正波纹层、倒波纹层、外支撑条及内支撑条，然后通过热压的方式制成若干单体板，再用胶粘的方式将若干单体板依次叠层粘结在一起，最后将面层板粘结在顶层的单体板上，即制得基材；S2、处理硅胶：通过破碎和/或研磨的方式将孔径为50～300nm的硅胶球粉碎至粒度为粒度为1～100μm的粉体；S3、制备浆料：将步骤S1获得的粉体经过微波烘干，烘干后的粉体与水按照1:2.5的质量比进行混合，并加入粘结剂，搅拌均匀后，得到混合浆料；S4、上浆处理：采用涂覆、涂布、喷淋或浸渍的方式，使步骤S3中制得的混合浆料附着在步骤S1中制得的基材上；S5、干燥烧结：上浆完成后进行微波烘干处理，并在300℃的温度条件下烧结2h，最终制得VOCs前处理牺牲层模块。
[0014]进一步地，在步骤S3中，所述粘结剂为硅酸铝，二氧化硅，硅溶胶，铝溶胶，硅烷偶
联剂，不限于此类硅、铝系无机氧化物，硅酸盐、铝酸盐陶瓷类氧化物中的任意一种或者至少两种所述物质的复合物，所述粘结剂的添加量为粉体和水的质量之和的10%-50%。
[0015]进一步地，在步骤S3中，加入粘结剂后，通过胶体磨分散均匀，然后进行过滤，过滤掉大颗粒，收集滤液，即得到混合浆料。
[0016]进一步地，在步骤S4中，在真空环境下进行上浆处理。
[0017]3.有益效果（1）本专利技术提供的牺牲层模块包括基材和附着在基材内、外表面上的活性物质涂层，基材呈蜂窝状块体结构，基材包括依次叠层粘结在一起的若干层单体板和粘结在顶层的单体板上的面层板，单体板包括平面层和截面呈波纹状的正波纹层，还可以增设倒波纹层、外支撑条和内支撑条，由于正波纹层和倒波纹层的截面均由若干弧形成排设置并依次连接而成，其一方面可增加供活性物质涂层附着的面积，即能提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种VOCs前处理牺牲层模块，其特征在于，包括基材（10）和附着在基材（10）表面上的活性物质涂层，所述活性物质涂层的材料包括硅胶，所述基材（10）呈蜂窝状块体结构，所述基材（10）包括依次叠层粘结在一起的若干层单体板（1）和粘结在顶层的单体板（1）上的面层板（2），所述单体板（1）包括水平设置的平面层（11）和截面呈波纹状的正波纹层（12），所述正波纹层（12）的波谷处与平面层（11）热压在一起，在每相邻两层单体板（1）中，位于上方的单体板（1）的平面层（11）与位于下方的单体板（1）的正波纹层（12）粘结在一起。2.根据权利要求1所述的一种VOCs前处理牺牲层模块，其特征在于，所述单体板（1）包括平面层（11）、正波纹层（12），以及设于正波纹层（12）和平面层（11）之间的倒波纹层（13），所述正波纹层（12）和倒波纹层（13）的截面均由若干弧形成排设置并依次连接而成，所述倒波纹层（13）上每个弧形部分的中部均与平面层（11）热压在一起，且所述正波纹层（12）上每个弧形部分的端部均与倒波纹层（13）上每个弧形部分的中部热压在一起，所述倒波纹层（13）上每个弧形部分的端部均抵触正波纹层（12）上每个弧形部分的中部。3.根据权利要求2所述的一种VOCs前处理牺牲层模块，其特征在于，所述正波纹层（12）上每相邻两个弧形部分之间均设有与该两个弧形部分固定连接的外支撑条（14），所述倒波纹层（13）上每相邻两个弧形部分之间均设有与两个弧形部分固定连接的内支撑条（15），所述外支撑条（14）和内支撑条（15）的截面均呈圆环形，且外支撑条（14）背向倒波纹层（13）的一侧与正波纹层（12）背向倒波纹层（13）的一侧平齐，所述内支撑条（15）背向正波纹层（12）的一侧与倒波纹层（13）背向正波纹层（12）的一侧平齐。4.根据权利要求1～3任一项所述的一种VOCs前处理牺牲层模块，其特征在于，所述基材（10）的材质为耐高温纤维，所述基材（10）的密度为50～200kg/m3，所述单体板...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘神神，郑彬，
申请(专利权)人：枣庄神盾环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：