[发明专利]一种VOCs吸附材料的制备装置及制备方法

说明书

本发明公开了一种VOCs吸附材料的制备装置，包括固定床反应器，所述固定床反应器上部设有进水喷淋口和出气口，所述固定床反应器内部与内壁垂直方向设有用于支撑格栅的挡板，所述格栅设置在所述挡板上，所述固定床反应器下部设有气相进料器。本发明还公开了一种VOCs吸附材料的制备方法，将NaY分子筛涂覆在蜂窝状堇青石上，将蜂窝状堇青石装入本发明VOCs吸附材料的制备装置中，进行气相脱铝补硅反应。本发明解决了传统反应器气相法制备高硅Y的反应不均匀，相对结晶度低、SiCl原料利用率低、工艺繁琐等问题，该方法制备的高硅铝比吸附材料可直接应用于VOCs工业废气的吸附。

技术领域

本发明涉及一种VOCs吸附材料的制备装置及制备方法。

背景技术

工业上常用的VOCs处理技术有回收技术和销毁技术，对于大风量、低浓度的VOCs废气常采用吸附富集+催化燃烧的方式处理，其中吸附剂是该处理方式的核心技术。用于吸附法的吸附材料以活性炭和沸石分子筛为主，活性炭由于脱附温度受限，用于高沸点有机物的吸附性能较差，同时由于脱附需要一定的温度，但由于活性炭的脱附温度不能超过150℃(超过150℃活性炭会燃烧)，导致再生和脱附不完全，影响二次吸附容量，另外活性炭不具备疏水特性，吸附带有一定湿度的VOCs废气，吸附效果大打折扣。以上问题的存在，促进了沸石分子筛用于VOCs吸附技术的发展，其中比较有代表性的分子筛有高硅铝比的Y、Beta和ZSM-5，因为相对孔径、比表面积较大、水热稳定性高等特征，高硅铝比Y分子筛是目前最优的沸石吸附分子筛。

目前，高硅铝比Y的制备方法中存在反应不充分、副产物扩散慢易堵塞孔道、相对结晶度低和水热稳定性差等问题，且硅铝比越高相对结晶度和水热稳定性越差，从而影响其吸附性能。制备技术的复杂性及原料利用不充分导致制备的高硅铝比分子筛市场价格较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种VOCs吸附材料的制备装置及制备方法，反应充分，提高了相对结晶度和水稳定性及原料利用率，本方法制得的吸附材料具有优异的吸附性能，可广泛应用到VOCs工业废气的吸附。

为解决上述技术问题，本发明提供一种VOCs吸附材料的制备装置，包括固定床反应器，所述固定床反应器上部设有进水喷淋口和出气口，所述固定床反应器内部与内壁垂直方向设有用于支撑格栅的挡板，所述格栅设置在所述挡板上，所述固定床反应器下部设有气相进料器。

优选地，所述挡板从下到上依次缩短。

优选地，所述格栅为方格形格栅、渔网形格栅中的一种。

优选地，所述气相进料器为树枝式、喷嘴式中的一种。

优选地，所述固定床反应器上部用法兰密封，所述法兰上部设有三个进水喷淋口和一个出气口。

本发明还提供一种VOCs吸附材料的制备方法，包括以下步骤：

将NaY分子筛与粘结剂、水、稀盐酸混合，经过胶体磨混匀得到浆料，涂覆到蜂窝状堇青石表面，烘干后得到负载NaY的蜂窝状堇青石载体；

将负载NaY分子筛的蜂窝状堇青石载体装到权利要求1-5任意一项所述制备装置的格栅上，法兰密封固定床反应器，从固定床反应器下部的气相进料器通入N₂，升温至380-520℃时，将系统压力保持0.05-0.5MPa,从固定床反应器下部的气相进料器通入带有四氯化硅的N₂，反应10-60min，即得到不同硅铝比的Y型分子筛；

反应结束后，待温度降至80℃时，从固定床反应器上部的进水喷淋口通入40-60℃的温水进行洗涤，最终得到负载高硅铝比Y分子筛的蜂窝状堇青石吸附材料。

优选地，所述浆料涂敷在蜂窝状堇青石表面，烘干后的负载量为20％-40％，烘干温度为120-220℃。分子筛负载量(烘干后)＝(负载后堇青石重量-负载前堇青石重量)/负载前堇青石重量。