吸附介质制造技术

公开了一种用于吸附系统的吸附介质和其制备方法。该介质包含较薄载体层如纸张，吸附剂如沸石和未活化沥青基碳纤维。较薄层、多孔介质提供了较快质量流的优点。因为该沥青基碳纤维未活化，所以它们保持其高热导率，因此，提供通过该介质的快速和高效的热扩散。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
吸附系统如HVAC系统、液体和气体提纯、溶剂和汽油蒸气回收和除臭、吸着冷却工艺、某些大宗气体分离等有时使用吸附介质以除去气体混合物中的气相杂质或较强吸附的主要组分。吸附工艺和吸着冷却工艺通常采用一些设置在金属容器中的吸附介质，其可自支撑或含在金属筛网或表面上。将该吸附剂与含有吸附性组分的流体或气体料流在吸附所需条件范围内接触。一些常规吸附介质由薄片或层如纸张、金属箔、聚合物膜等以及吸附剂材料如硅胶、活性氧化铝、活性碳和分子筛如沸石等组成。这些吸附剂片或层与常规珠粒、挤出物或颗粒相比更薄。因为更薄的介质提供从气相或液相进料到吸附部位的较短路径长度，所以通过这些吸附剂的传质比珠粒或颗粒更快。此外，大孔尺寸分布，特别是在含吸附剂的湿直纹纸张中的数量级一般来说可比通常吸附剂珠粒的数量级大。该较大的大孔尺寸还相对于珠粒或颗粒提高了介质的传质。由于快速传质，在某些应用中可能变得难以消散吸附热。在吸附剂由薄膜或薄层介质组成时尤其如此，该介质通常具有低热导率。例如，纸张的热导率仅为0. 05W/mK。就此为了显示其确实如此，Styrofoam，一种已知绝热体的热导率为0.033W/mK。该较低热导率引起整个物质热消散较慢。因此，实际上在吸附循环过程中加热吸附剂纸张或某些其他薄层吸附剂可减慢达到平衡，由此降低较薄吸附介质的吸附速度或传质益处。相似地，在脱附中，由于脱附除去热量，吸附剂的温度可以显著降低，这可减缓介质的脱附速度。需要一种吸附介质，其提供了薄层(例如片、膜、箔、盘、纸张等)介质的传质优点， 同时避免了与薄层介质中的吸附热消散有关的问题。专利技术概述本公开内容提供了一种吸附介质，该介质包含至少一种载体材料，吸附剂和5-30重量％未活化浙青基碳纤维。本公开内容还提供了一种吸附介质，该介质包含至少一种选自纸张、金属箔和聚合物膜的载体材料，吸附剂和5-30重量％未活化浙青基碳纤维，其中该介质包含多孔薄层。本公开内容还提供了一种制备吸附介质的方法，该方法包括提供包含水、原纤化聚合物纤维和沸石粉末的纸浆，并将浙青基碳纤维配制到纸浆中。附图简述附图说明图1显示了不含浙青基碳纤维的吸附介质在第一加载循环后的热流和表面温度对时间的图。图2A显示了含浙青基碳纤维的图1中所示的介质在第一加载循环后的热流和表面温度对时间的图。3图2B显示了含浙青基碳纤维的图1中所示的介质在第二加载循环后的热流和表面温度对时间的图。图2C显示了含浙青基碳纤维的图1中所示的介质在第三加载循环后的热流和表面温度对时间的图。图2D显示了含浙青基碳纤维的图1中所示的介质在第四加载循环后的热流和表面温度对时间的图。专利技术详述本公开内容涉及吸附介质。该介质可用于非工业工艺和工业工艺如HVAC系统、液体和气体提纯、溶剂和汽油蒸气回收、大宗分离和除臭。具体而言，例如，该介质可用于吸附转轮如UOP LLC描述于US 7，166，149的那些，变压和变温吸附工艺如UOP LLC描述于US 6，293，998的那些或吸着激冷器如UOP LLC描述于US 6，102，107的那些。US 6，102，107 公开一种吸附介质如层压到热交换器的板翅或管的第一和第二侧的纸层。使该吸附剂与含有吸附性组分的流体或气体料流在吸附和脱附所需条件范围内接触。该介质的一种形式尤其可以以涂层施用于热交换器表面上。本公开内容的介质优选为由载体材料组成的介质的薄层，其可为纸张，例如由纤维材料组成。该介质还包含粘合剂、干燥剂或吸附材料和浙青基碳纤维。在一些情况下，该介质可为自支撑的。该介质可为纸张、金属箔、聚合物膜等。纸张类型的吸附剂的实例由 UOP LLC公开于US5，650，221中并将其引入本文作为参考。该吸附剂纸层由载体材料组成， 该载体材料可为纤维材料。它还包含吸附剂和粘合剂。该纤维材料包括纤维素纤维、合成纤维和其混合物。优选原纤化纤维，即在其端部分裂并形成原纤维，即比纤维轴细得多的细纤维或丝。可用于介质的吸附纸张的原纤化合成有机纤维的实例为原纤化芳族聚酰胺和丙烯酸类纤维。该芳族聚酰胺可为人造纤维，其中形成纤维的物质为长链合成聚酰胺，其中至少 85%酰胺(一C0--NH--)连接基团直接连接在两个芳族环上。优选芳族聚酰胺的实例为 Twaron或KEVLAR。Twaron，可来自Teijin Aramid，为耐热和强对芳族聚酰胺纤维，且可以以各种长度和原纤化程度得到。可用于该介质的Twaron的实例为Twaron 1094和1099。 KEVLAR也是一种对芳族聚酰胺。它可来自E. I.du Pont de Nemours & Company且可以市购作为精制浆用于形成纸张，如KEVLAR 303浆。在精制过程中，通过施加高剪切将芳族聚酰胺纤维轴在端部分裂为原纤维，由此形成树状结构。在纸板的制造中，已发现原纤维互锁以提高该纸板的强度。芳族聚酰胺可在至多450°C的氧化氛围中稳定。其他耐高温芳族聚酰胺如可来自DuPont的NOMEX也适用于介质中纸张的形成。该吸附材料可为能吸附吸附性组分如水、二氧化碳、烃类、氮气等的任何材料。这类材料可为无定形固体或结晶化合物。实例包括硅胶、活性氧化铝、活性碳、分子筛和其混合物。可用作吸附剂的其他材料例如包括卤化化合物如卤素盐，包括氯化物、溴化物和氟化物。分子筛包括沸石分子筛。沸石为结晶硅铝酸盐组合物，其具有微孔且具有由顶点共享的AW2和S^2四面体形成的三维氧化物骨架。在介质中均可使用天然存在沸石和合成沸石。沸石的非限制性实例为结构类型为八面沸石、Α、β等的沸石种类。八面沸石类型的沸石包括DDZ-70、Υ-54、Υ-74、Υ_84、Υ-85、蒸汽锻烧的稀土交换的Υ44、低铈稀土交换的Y-84、低铈稀土交换的沸石LZ-210以及其他八面沸石类型的沸石如沸石X和其混合物。 DDZ-70为稀土交换的钠Y沸石如Y-54，其按照描述于均给予UOP LLC的US 5，512，083和 US 5，667，560的方法蒸汽锻烧，将它们的整个内容引入本文作为参考。八面沸石类型的沸石为具有三维大孔结构的沸石，该结构由次级结构单元4元环、6元环和双6元环构成。八面沸石类型的沸石孔的直径为7λ。在这些沸石中包括合成原态的沸石和与其他阳离子，例如Ca+交换的那些。非沸石分子筛为不含作为基本骨架组分的AlO2和S^2四面体的那些，但是其显示出沸石的离子交换和/或吸附特性。也可用于该介质中的非沸石分子筛吸附剂的非限制性实例包括磷酸铝盐(aluminophosphate)或 AlPO 分子筛，磷酸硅铝(silicoaluminophosphate)，或 SAPO分子筛，硅质岩(Silicalite)I和硅质岩II或其他纯二氧化硅分子筛，和钛硅酸盐 (titanosilicate)分子蹄。沸石分子筛的孔尺寸可通过采用不同金属阳离子而改变。例如钠沸石A具有4λ 的明显孔尺寸，而钙沸石A具有5λ的明显孔尺寸。本文所用短语“明显孔尺寸”可定义为所述分子筛在通常条件下的最大关键尺寸。明显孔尺寸比有效孔直径大，后者可定义为沸石结构中适当硅酸盐环的自由直径(free diameter) 0呈锻烧形式的沸石分子筛可由以下通式表示Me27nO: Al2O3: XSiO2 :yH2本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种吸附介质，其包含至少一种载体材料；吸附剂；和５－３０重量％未活化沥青基碳纤维。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·L·贝达德，
申请(专利权)人：环球油品公司，
类型：发明
国别省市：US