一種用於吸收氣流中霧滴和voc的功能模塊的製備方法

2023-05-30 09:49:41

專利名稱：一種用於吸收氣流中霧滴和voc的功能模塊的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種用於吸收氣流中霧滴和VOC的功能模塊的製備方法，屬於材料製備和環境保護技術領域。
背景技術：
隨著我國經濟的高速發展，我國大中城市、經濟發達地區和基礎工業密集區域的灰霾空氣汙染日漸嚴重。隨著我國對於SOx和NOx 排放的限制日趨嚴格、相關環保技術和裝置不斷投入使用，我國大氣環境中SOx和NOx的汙染物排放總量逐年減少，然而，從目前的檢測結果看，我國長三角、珠三角和京津冀各片區的灰霾汙染反而日趨嚴重，已經嚴重威脅到了民眾的身體健康和經濟的可持續發展。隨著當前對於灰霾汙染溯源研究的深入，人們已經發現，城市可揮發性有機物(VOC)是灰霾汙染的重要前驅體，而最近的研究發現，餐飲業和裝修等生活面源排放的VOC在總VOC排放中所佔比例接近20%,同時由於此類排放和人居密度關係密切，排放時間相對集中，很有可能是當前城市局部空氣重度汙染的元兇之一。具有中國特色的食品烹調方式大量使用煎、炒、炸等工藝，導致所排放的廢氣中大量含有油水混合物構成的霧滴，以及V0C，這使普通的採用折流法的抽油煙機難以完全消除所排放的油煙和V0C，因此需要一種簡便有效的技術方案來淨化經抽油煙機處理後的餐飲廢氣，此外，由於餐飲業的排放往往沒有風機輔助，因此該淨化模塊必須壓降很低，因此常見的固定床吸附法由於壓降太大而無法採用，而流化床吸附法雖然床層壓降不高，但下層的氣體分布板壓降較大，而且一般需要在流化床後安裝旋風分離器，以去除因破碎而逃逸的吸附劑顆粒，這對於餐飲廢氣處理的場合往往是不能接受的。綜上所述，目前我國亟需一種氣阻小、通量大、能夠有效去除餐飲業廢氣中的霧滴和VOC的技術方案，這對於從源頭抑制餐飲業對大氣灰霾汙染的貢獻至關重要。

發明內容
本發明的目的在於通過一種簡單的方法獲得具有低氣阻、高通量的高效去除霧滴和VOC的模塊。該模塊結構緊湊、製作方法簡單、壓降較低，對於餐飲廢氣中的霧滴、氣溶膠粒子和VOC都具有一定的捕捉能力。本發明的目的是通過如下的技術方案實現的採用紙蜂窩板為基體，在相鄰的隔板層的不同位置打孔，再將紙蜂窩模塊浸潰在含有吸收劑粉末的漿料中，取出後經烘乾便得到用於吸收氣流中霧滴和VOC的功能模塊，所採用的紙蜂窩為截面是正六邊形的紙蜂窩，正六邊形的外接圓的半徑為4mnT200mm ;所述方法中的吸收劑粉末為硅藻土、活性炭粉末、活性焦粉末、短切碳纖維、短切活性炭纖維、短切玻璃纖維、活性氧化鋁粉、分子篩原粉、沸石粉、膨脹蛭石粉、蒙脫土粉和水滑石粉當中的一種或任意幾種的混合物；所述方法中用於負載吸收劑粉末的漿料的固含量為lwt9T50wt% ;所述方法中用於負載吸收劑粉末的漿料中含有粘附劑，用於將吸附劑粘附在蜂窩層和隔板層上，粘附劑是糊化澱粉、陽離子醚化澱粉、羧甲基纖維素鈉、甲基纖維素、分子量在100(Γ2. 5萬之間的聚乙二醇和分子量在2. 5萬 30萬之間的聚乙烯醇當中的一種或任意幾種的混合物，粘附劑在漿料中的質量濃度為
O.lwt% 5wt%。由於在紙蜂窩的相鄰隔板層的不同位置開孔，所以含有霧滴和VOC的氣流將在多層紙蜂窩的孔道內折流通過，大大提高了霧滴和VOC被蜂窩層內壁和隔板層吸收捕捉的概率，此外由於蜂窩層內 壁和隔板層表面都負載有吸附劑，這也大大提高了模塊對VOC和霧滴的吸收能力，當氣流中霧滴較多時可選擇硅藻土、短切碳纖維、短切玻璃纖維、活性氧化鋁粉、分子篩原粉、沸石粉、膨脹蛭石粉、蒙脫土粉或水滑石粉這些吸油值較高的粉體作為功能模塊的吸收劑，這樣可以較多的吸收餐飲廢氣中含油水混合物的霧滴；當廢氣中VOC較高時，可選擇活性炭粉末、活性焦粉末或短切活性炭纖維為吸附劑，這樣可有效吸附廢氣中的V0C。一般情況可以先安置幾層以硅藻土、短切碳纖維、短切玻璃纖維、活性氧化鋁粉、分子篩原粉、沸石粉、膨脹蛭石粉、蒙脫土粉和水滑石粉等粉體為吸附劑的紙蜂窩層，首先將氣流中的霧滴完全去除，然後再安置幾層以活性炭粉末、活性焦粉末或短切活性炭纖維為吸附劑的紙蜂窩層，對氣流中殘餘的VOC進行脫除，這樣安置可以充分發揮活性炭、活性焦等吸附劑對VOC的吸附性能，並避免它們被含粘稠油水混合的霧滴所覆蓋並堵孔。


本發明的除塵模塊可由說明書圖I、圖2和圖3表示。在圖I、圖2和圖3中1代表隔板層；2代表蜂窩層；3代表隔板層上的開孔(相鄰的隔板層在俯視圖的不同位置開孔，以便保證氣體折流通過);4代表含有霧滴和VOC的氣流；5代表經過淨化後的氣流。圖I畫出了兩層隔板層和兩層蜂窩層解離開後的斜視圖，而實際模塊是許多隔板層和蜂窩層相間粘結而成的，而且實際模塊的層數可以根據任意選擇。圖2是除塵模塊的頂視圖，畫出了相鄰兩個隔板層，並給出了一種開孔方案。圖3是沿圖2的A— A方向的剖面圖，圖中畫出了 10層蜂窩層和10層隔板層構成的模塊的情況，並畫出了模塊內的氣體的流線。附圖1、2、3用於對本技術方案進行直觀闡釋，但並不對本技術方案中紙蜂窩模塊的外形和層數構成限制，本技術方案中蜂窩層和隔板層的外形可根據實際煙道截面的需要選擇圓形、橢圓、梨形、三角形、方形和多邊形，而且其層數可以任意選擇，相鄰隔板層的開孔形狀和開孔尺寸也可任意選擇，只要相鄰隔板層的開孔位置不同並可以保證氣流在不同蜂窩層間折流通過就可以了。
具體實施例方式本發明提供的一種用於吸收氣流中霧滴和VOC的功能模塊的製備方法，其具體技術方案是這樣實現的採用紙蜂窩板為基體，在相鄰的隔板層的不同位置打孔，再將紙蜂窩模塊浸潰在含有吸收劑粉末的漿料中，取出後經烘乾便得到用於吸收氣流中霧滴和VOC的功能模塊，所採用的紙蜂窩為截面是正六邊形的紙蜂窩，正六邊形的外接圓的半徑為4mnT200mm;所述方法中的吸收劑粉末為硅藻土、活性炭粉末、活性焦粉末、短切碳纖維、短切活性炭纖維、短切玻璃纖維、活性氧化鋁粉、分子篩原粉、沸石粉、膨脹蛭石粉、蒙脫土粉和水滑石粉當中的一種或任意幾種的混合物；所述方法中用於負載吸收劑粉末的漿料的固含量為lwt9T50wt% ;所述方法中用於負載吸收劑粉末的漿料中含有粘附劑，用於將吸附劑粘附在蜂窩層和隔板層上，粘附劑是糊化澱粉、陽離子醚化澱粉、羧甲基纖維素鈉、甲基纖維素、分子量在100(Γ2. 5萬之間的聚乙二醇和分子量在2. 5萬 30萬之間的聚乙烯醇當中的一種或任意幾種的混合物，粘附劑在漿料中的質量濃度為O. lwt9T5wt%。下面舉出幾個具體實施例，以進一步理解本發明實施 例I :取10塊直徑為200mm的圓形紙蜂窩板(分別含有10層蜂窩層和10層隔板層),每層紙蜂窩板的厚度為100mm，蜂窩層截面的正六邊形的邊長為4mm，在相鄰隔板層的不同位置開孔，並將8層紙蜂窩板浸潰在含有30%硅藻土和O. 1%聚乙烯醇(麗30萬)的漿料中，取出後烘乾，而另外2層紙蜂窩則浸潰在含有10%活性炭粉末和O. 5%糊化澱粉的漿料中，取出後烘乾，將負載硅藻土的紙蜂窩層安置在前，而將負載活性炭的紙蜂窩安置在後，便獲得了可有效去除廢氣中霧滴和VOC的功能模塊。實施例2:取20塊尺寸為300mmX 300mm的正方形紙蜂窩板(分別含有20層蜂窩層和20層隔板層)，每層紙蜂窩板的厚度為150mm，蜂窩層截面的正六邊形的邊長為10mm，在相鄰隔板層的不同位置開孔，並將10層紙蜂窩板浸潰在含有50%膨脹蛭石粉和5%聚乙二醇(MW1000)的漿料中，取出後烘乾，而另外10層紙蜂窩則浸潰在含有1%活性焦粉末和O. 1%甲基纖維素的漿料中，取出後烘乾，將負載蛭石粉的紙蜂窩層安置在前，而將負載活性焦的紙蜂窩安置在後，便獲得了可有效去除廢氣中霧滴和VOC的功能模塊。實施例3:取30塊直徑為IOOOmm的紙蜂窩板(分別含有30層蜂窩層和30層隔板層)，每層紙蜂窩板的厚度為200mm，蜂窩層截面的正六邊形的邊長為200mm，在相鄰隔板層的不同位置開孔，並將22層紙蜂窩板浸潰在含有40%活性氧化鋁粉和2%聚乙烯醇(MW2. 5萬)的漿料中，取出後烘乾，而另外8層紙蜂窩則浸潰在含有20%短切活性炭纖維和O. 1%陽離子醚化澱粉的漿料中，取出後烘乾，將負載活性氧化鋁的紙蜂窩層安置在前，而將負載短切活性炭纖維的紙蜂窩安置在後，便獲得了可有效去除廢氣中霧滴和VOC的功能模塊。實施例4:取15塊尺寸為IOOmmX 200mm的長方形紙蜂窩板(分別含有15層蜂窩層和15層隔板層)，每層紙蜂窩板的厚度為20mm，蜂窩層截面的正六邊形的邊長為6mm，在相鄰隔板層的不同位置開孔，並將10層紙蜂窩板浸潰在含有40%分子篩原粉和O. 2%聚乙二醇(MW25000)的漿料中，取出後烘乾，而另外5層紙蜂窩則浸潰在含有10%活性炭粉末和O. 5%羧甲基纖維素鈉的漿料中，取出後烘乾，將負載分子篩原粉的紙蜂窩層安置在前，而將負載活性炭的紙蜂窩安置在後，便獲得了可有效去除廢氣中霧滴和VOC的功能模塊。實施例5:取20塊尺寸為400mmX 200mm的長方形紙蜂窩板(分別含有20層蜂窩層和20層隔板層)，每層紙蜂窩板的厚度為20mm，蜂窩層截面的正六邊形的邊長為8mm，在相鄰隔板層的不同位置開孔，並將10層紙蜂窩板浸潰在含有20%沸石粉末和1%糊化澱粉的漿料中，取出後烘乾，而另外10層紙蜂窩則浸潰在含有20%活性炭粉末和0.8%聚乙烯醇(麗10000)的漿料中，取出後烘乾，將負載沸石粉末的紙蜂窩層安置在前，而將負載活性炭的紙蜂窩安置在後，便獲得了可有效去除廢氣中霧滴和VOC的功能模塊。
實施例6 取15塊直徑為300mm的長方形紙蜂窩板(分別含有15層蜂窩層和15層隔板層)，每層紙蜂窩板的厚度為30mm，蜂窩層截面的正六邊形的邊長為6mm，在相鄰隔板層的不同位置開孔，並將10層紙蜂窩板浸潰在含有20%蒙脫土粉和O. 2%聚乙烯醇(MW8000)的漿料中，取出後烘乾，而另外5層紙蜂窩則浸潰在含有20%活性焦粉末和O. 5%聚乙烯醇 (MW8000)的漿料中，取出後烘乾，將負載蒙脫土粉的紙蜂窩層安置在前，而將負載活性焦粉末的紙蜂窩安置在後，便獲得了可有效去除廢氣中霧滴和VOC的功能模塊。
權利要求
1.一種用於吸收氣流中霧滴和VOC的功能模塊的製備方法，其特徵在於本方法是通過如下的技術方案實現的採用紙蜂窩板為基體，在相鄰的隔板層的不同位置打孔，再將紙蜂窩模塊浸潰在含有吸收劑粉末的漿料中，取出後經烘乾便得到用於吸收氣流中霧滴和VOC的功能模塊，所採用的紙蜂窩為截面是正六邊形的紙蜂窩，正六邊形的外接圓的半徑為4mnT200mmo
2.如權利要求I所述的一種用於吸收氣流中霧滴和VOC的功能模塊的製備方法，其特徵在於模塊上的吸收劑粉末為硅藻土、活性炭粉末、活性焦粉末、短切碳纖維、短切活性炭纖維、短切玻璃纖維、活性氧化鋁粉、分子篩原粉、沸石粉、膨脹蛭石粉、蒙脫土粉和水滑石粉當中的一種或任意幾種的混合物。
3.如權利要求I所述的一種用於吸收氣流中霧滴和VOC的功能模塊的製備方法，其特徵在於用於負載吸收劑粉末的漿料的固含量為lwt9T50wt%。
4.如權利要求I所述的一種用於吸收氣流中霧滴和VOC的功能模塊的製備方法，其特徵在於用於負載吸收劑粉末的漿料中含有粘附劑，用於將吸附劑粘附在蜂窩層和隔板層上，粘附劑是糊化澱粉、陽離子醚化澱粉、羧甲基纖維素鈉、甲基纖維素、分子量在100(Γ2. 5萬之間的聚乙二醇和分子量在2. 5萬 30萬之間的聚乙烯醇當中的一種或任意幾種的混合物，粘附劑在漿料中的質量濃度為O. lwt9T5wt%。
全文摘要
一種用於吸收氣流中霧滴和VOC的功能模塊的製備方法，屬於材料製備和環境保護技術領域。該方法是採用紙蜂窩為基材，在相鄰的隔板層的不同位置打孔，再將紙蜂窩模塊浸漬在含有吸收劑粉末的漿料中，取出後經烘乾便得到用於吸收氣流中霧滴和VOC的功能模塊，氣流在該模塊中折流通過，其中的霧滴和VOC將被紙蜂窩內壁和隔板層表面的吸收劑所捕捉，從而使該模塊可以在壓降較低的情況下高效去除氣流中的霧滴和VOC，比較適應用於餐飲廢氣的淨化處理。
文檔編號B01D53/02GK102908860SQ20121041874
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月26日 優先權日2012年10月26日
發明者劉海弟, 李偉曼, 黃億蘋, 嶽仁亮, 陳運法 申請人:中國科學院過程工程研究所