本发明涉及电石炉气粉尘的综合利用方法，尤其涉及利用电石炉气粉尘制备空气净化件的方法，本发明进一步涉及由该方法制备得到的空气净化件及其在净化空气中的应用，属于电石炉气粉尘的再利用领域。
背景技术：
“十二五”期间，中国电石行业在聚氯乙烯、1,4-丁二醇等下游行业的快速发展带动下，各地自我配套的电石项目上马比较多，电石产能再次进入飞速增长期。截至2015年末，中国国内电石企业255余家，产能达到4500万t/年。其中，技术装备水平高、节能环保效果显著的密闭式电石炉产能达到3552万t/年。采用密闭电石炉生产1t电石副产炉气约400Nm3，炉气中含有质量浓度为130～200g/Nm3的粉尘，因此，电石炉气粉尘的排放量巨大。由于粉尘密度较轻、黏度较大、粒度较细，具有较大的比表面积，再加上粉尘中含有较多的焦炭粉尘，磨蚀性较强以及粉尘中比电阻较大等因素，治理难度比较大，目前尚未得到有效利用。电石炉气粉尘属于工业废弃物，直接排放对环境危害较大，必须对其加以回收并进行高值化利用。
大量被舍弃的电石炉气粉尘占用一定土地，并容易对周围环境造成一定污染。随着电石产能规模加大，这种污染将变得越来越严重。如何提高电石炉气粉尘的综合利用率及其附加值成为当前亟待解决的关键科技问题，随着电石工业的蓬勃发展，电石炉气粉尘的处理成为各电石生产企业所面临的巨大难题，环保要求水平的不断提高和资源综合利用技术的发展，使得人们在研究电石产品合理利用的同时，迫切需要进行电石炉气粉尘处理技术的研究，对电石炉气粉尘进行高值化的开发利用，以实现资源的综合利用。
目前对电石炉气粉尘的利用研究较少，尤其利用电石炉气粉尘制备空气净化件技术尚未见报道，因此利用电石炉气粉尘制备需求量较大的空气净化件将具有广阔的应用前景。
技术实现要素：
本发明的目的之一是应用电石炉气粉尘制备得到空气净化件；
本发明的目的之二是将所制备的空气净化件应用于净化空气。
本发明的上述目的是通过以下技术方案来实现的：
一种利用电石炉气粉尘制备空气净化件的方法，包括以下步骤：
(1)将电石炉气粉尘、成孔剂和氢氧化钠混合后在900-1000℃的温度下烧制得到产物A。
(2)将产物A喷涂在涂有多孔载体的粘合剂上，在惰性条件下加热，得到产物B；
(3)加热后的产物B再喷到涂有凡士林的聚丙烯纤维上，干燥硬化，即得空气净化件。
为了达到更好的效果，步骤(1)中将电石炉气粉尘、成孔剂和氢氧化钠按照(80-150)：(3-20)：(3-10)的质量比例进行配伍。
步骤(1)中所述的烧制时间优选为3-5小时。
为了达到更好的技术效果，步骤(2)中所述的加热温度优选为120～250℃，更优选为120～200℃，最优选为140～150℃；
步骤(3)所述的干燥硬化时间优选为大于或等于48小时。
本发明所述电石炉气粉尘来源于电石炉的炉气除尘系统，属于工业废弃物，对电石炉气粉尘没有特殊限制或要求，来源于电石炉的炉气除尘系统的电石炉气粉尘均能适用于本发明。
所述电石炉气粉尘的平均孔径为1-5nm，优选为2nm；比表面积为500-700m2/g，优选为632m2/g；本发明所述电石炉气粉尘的粒径分布为：粒径为0-2μm的粉尘占比30-40％，粒径为2-5μm的粉尘占比15-20％，粒径为5-10μm的粉尘占比20-25％，粒径为10-20μm的粉尘占比13-17％，粒径为20-40μm的粉尘占比3-5％，粒径大于40μm的粉尘占比1-3％；优选的，本发明所述电石炉气粉尘的粒径分布为：粒径为0-2μm的粉尘占比37.5％，粒径为2-5μm的粉尘占比19.6％，粒径为5-10μm的粉尘占比21.8％，粒径为10-20μm的粉尘占比15.6％，粒径为20-40μm的粉尘占比4.1％，粒径大于40μm的粉尘占比1.4％。
本发明所述电石炉气粉尘的化学成分及其质量百分含量优选为：CaO占比35-40％，C占比30-38％，SiO2占比13-17％，Fe2O3占比0.5-1.5％，Al2O3占比5-10％，其它占比3-5％；更为优选的，所述电石炉气粉尘的化学成分及其质量百分含量为：CaO占比38.2％，C占比33.6％，SiO2占比15.3％，Fe2O3占比0.86％，Al2O3占比7.3％，其它占比4.74％。
本发明所述的成孔剂选自聚乙二醇、聚苯乙烯和淀粉中的任何一种或多种。
所述的粘合剂选自酚醛树脂、聚氨酯、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯和乙烯-醋酸乙烯共聚物中的任何一种或多种。
所述的多孔载体是比表面积为100-300m2/g的非碳基多孔物；所述的多孔载体选自多孔氧化铝、泡沫混凝土、泡沫玻璃和硅藻土中的任何一种或多种。
本发明所述的多孔载体主要起支撑、分散作用，可以使吸附活性中心均匀分布在载体上，提高吸附空气中有机化合物的性能。
本发明所述的聚丙烯纤维是以丙烯聚合得到的等规聚丙烯为原料纺制而成的合成纤维。
本发明中所述的粘合剂选自酚醛树脂、聚氨酯、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯和乙烯-醋酸乙烯共聚物中的任何一种或多种。
经过试验证明，利用电石炉气粉尘制备的空气净化件的对空气中的机化合物有较强的脱除作用，其中，尤其对于空气中的苯系化合物或甲醛等有机化合物有非常显著的脱除功效。
由此，本发明利用电石炉气粉尘制备的空气净化件可以有效应用于净化空气中的有机化合物，包括：将本发明制备的空气净化件放置于有待净化的空气中，经过一段时间的吸附作用后，对空气中的苯系化合物或甲醛等有机化合物的脱除率达90％以上。
作为参考，本发明提供了一种应用所述空气净化件净化空气的方法，包括：取该空气净化件放置于需要净化的空间中，吸附一段时间后，空气中的苯系化合物或甲醛等有机化合物就基本得到脱除；其中按照g：m3计，本发明空气净化件和净化的空间的比例优选为100:(5-200)，更优选为100:50。
本发明利用废弃的电石炉气粉尘作为原料制备空气净化件，原料来源广泛，制备工艺简单、易于控制，是废物的再利用，大大地降低制备成本，既提高了经济效益又利于环保。经检测，本发明利用废弃的电石炉气粉尘所制备的空气净化件对空气中的苯系物和甲醛脱除效果明显，对苯系物或甲醛的脱除率达到90％以上。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但是应理解所述实施例仅是范例性的，不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改或替换均落入本发明的保护范围。
本发明所制备的空气净化件脱除空气中有机化合物的通用试验方法
1、供试材料
如下所述的实施例1-9所制备的空气净化件。
2、试验方法
试验分为10个组，其中9个为试验组，1个为对照组；设置10个含有相同甲醛含量的密闭空间(每个密闭空间约50m3)，将实施例1-9所制备的空气净化件各100g分别置于9个含有甲醛的密闭空间中，作为9个试验组，另外一个密闭空间不放置空气净化件，作为对照组；12小时后，取出空气净化件，测定各密闭空间中的甲醛浓度并按照以下标准计算各密闭空间的甲醛的脱除率：
实施例1
(1)将多孔氧化铝(比表面积285m2/g)涂在酚醛树脂的表面得到表面涂有多孔氧化铝的酚醛树脂；
(2)将电石炉气粉尘(比表面积为500m2，粒径为1nm)80kg、成孔剂聚乙二醇5kg和氢氧化钠8kg混合在一起后在900℃的温度下进行烧制5小时；将烧制后的产品喷涂在表面涂有多孔氧化铝的酚醛树脂的表面上，惰性条件下加热至140℃；
(3)加热后的产品再喷到涂有凡士林的聚丙烯纤维上，干燥硬化50小时，即得空气净化件。
经测定，使用本实施例空气净化件可使密闭空间中的甲醛的脱除率达到96％。
实施例2
(1)将硅藻土(比表面积227m2/g)涂在聚氨酯的表面得到表面涂有硅藻土的聚氨酯；
(2)将电石炉气粉尘(比表面积为700m2，粒径为5nm)100kg、成孔剂聚苯乙烯10kg和氢氧化钠5kg混合在一起后在900℃的温度下烧制4小时；将烧制的产物喷涂在表面涂有硅藻土的聚氨酯的表面上，惰性条件下加热至150℃；
(3)加热后的产物再喷到涂有凡士林的聚丙烯纤维上，干燥硬化54小时，即得空气净化件。
经测定，使用本实施例空气净化件可使密闭空间中的甲醛的脱除率达到95％。
实施例3
(1)将泡沫混凝土(比表面积183m2/g)涂在聚苯乙烯的表面得到表面涂有泡沫混凝土的聚苯乙烯；
(2)将电石炉气粉尘(比表面积为520m2，粒径为4nm)150kg、成孔剂淀粉18kg和氢氧化钠10kg混合在一起后在900℃的温度下烧制3小时；将烧制的产物喷涂在表面涂有泡沫混凝土的聚苯乙烯的表面，惰性条件下加热至120℃；
(3)加热后的产物再喷到涂有凡士林的聚丙烯纤维上，干燥硬化60小时，即得空气净化件。
经测定，使用本实施例空气净化件可使密闭空间中的甲醛的脱除率达到92％。
实施例4
(1)将泡沫玻璃(比表面积大于169m2/g)涂在聚丙烯酸酯的表面得到表面涂有泡沫玻璃的聚丙烯酸酯；
(2)将电石炉气粉尘(比表面积为680m2，粒径为3nm)130kg、成孔剂聚苯乙烯15kg和氢氧化钠6kg混合在一起后在900℃的温度下进行烧制4小时；将烧制的产物喷涂在表面涂有泡沫玻璃的聚丙烯酸酯的表面，惰性条件下加热至130℃；
(3)加热后的产物再喷到涂有凡士林的聚丙烯纤维上，干燥硬化65小时，即得空气净化件。
经测定，使用本实施例空气净化件可使密闭空间中的甲醛的脱除率达到92％。
实施例5
(1)将多孔氧化铝(比表面积287m2/g)涂在乙烯-醋酸乙烯共聚物的表面得到表面涂有多孔氧化铝的乙烯-醋酸乙烯共聚物；
(2)将电石炉气粉尘(比表面积为632m2，粒径为2nm)110kg、成孔剂聚乙二醇14kg和氢氧化钠8kg混合在一起后在950℃的温度下进行烧制4小时；将烧制的产物喷涂在表面涂有多孔氧化铝的乙烯-醋酸乙烯共聚物的表面，惰性条件下加热至140℃；
(3)加热后的产物再喷到涂有凡士林的聚丙烯纤维上，干燥硬化65小时，即得空气净化件。
经测定，使用本实施例空气净化件可使密闭空间中的甲醛的脱除率达到98％。
实施例6
(1)将多孔氧化铝(比表面积285m2/g)涂在乙烯-醋酸乙烯共聚物的表面得到表面涂有多孔氧化铝的乙烯-醋酸乙烯共聚物；
(2)将电石炉气粉尘(比表面积为510m2，粒径为3nm)80kg、成孔剂淀粉3kg和氢氧化钠3kg混合在一起后在900℃的温度下进行烧制4小时；将烧制的产物喷涂在表面涂有多孔氧化铝的乙烯-醋酸乙烯共聚物的表面，惰性条件下加热至200℃；
(3)加热后的产物再喷到涂有凡士林的聚丙烯纤维上，干燥硬化65小时，即得空气净化件。
经测定，使用本实施例空气净化件可使密闭空间中的甲醛的脱除率达到92％。
实施例7
(1)将多孔氧化铝(比表面积285m2/g)涂在乙烯-醋酸乙烯共聚物的表面得到表面涂有多孔氧化铝的乙烯-醋酸乙烯共聚物；
(2)将电石炉气粉尘(比表面积为530m2，粒径为1nm)150kg、成孔剂聚乙二醇2kg和氢氧化钠10kg混合在一起后在1000℃的温度下进行烧制3小时；将烧制的产物喷涂在表面涂有多孔氧化铝的乙烯-醋酸乙烯共聚物的表面，惰性条件下加热至180℃；
(3)加热后的产物再喷到涂有凡士林的聚丙烯纤维上，干燥硬化65小时，即得空气净化件。
经测定，使用本实施例空气净化件可使密闭空间中的甲醛的脱除率达到93％。
实施例8
(1)将多孔氧化铝(比表面积285m2/g)涂在酚醛树脂的表面得到表面涂有多孔氧化铝的酚醛树脂；
(2)将电石炉气粉尘(比表面积为560m2，粒径为3nm)80kg、成孔剂聚乙二醇5kg和氢氧化钠8kg混合在一起后在980℃的温度下烧制5小时；将烧制后的产品喷涂在表面涂有多孔氧化铝的酚醛树脂的表面上，惰性条件下加热至200℃；
(3)加热后的产品再喷到涂有凡士林的聚丙烯纤维上，干燥硬化50小时，即得空气净化件。
经测定，使用本实施例空气净化件可使密闭空间中的甲醛的脱除率达到93％。
实施例9
(1)将泡沫混凝土(比表面积183m2/g)涂在聚苯乙烯的表面得到表面涂有泡沫混凝土的聚苯乙烯；
(2)将电石炉气粉尘(比表面积为610m2，粒径为4nm)150kg、成孔剂淀粉18kg和氢氧化钠10kg混合在一起后在1000℃的温度下烧制3小时；将烧制的产物喷涂在表面涂有泡沫混凝土的聚苯乙烯的表面，惰性条件下加热至250℃；
(3)加热后的产物再喷到涂有凡士林的聚丙烯纤维上，干燥硬化60小时，即得空气净化件。
经测定，使用本实施例空气净化件可使密闭空间中的甲醛的脱除率达到91％。
表1 实施例1-9的主要制备参数以及所制备的空气净化件的甲醛的脱除率
本发明制备的空气净化件和市售空气净化剂脱除空气中有机化合物的对比试验
1、供试材料
试验样品：实施例5所制备的空气净化件；
对照样品：外购某公司生产的成品空气净化剂。
2、试验方法
将实施例5所制备的空气净化件和外购成品空气净化剂100g分别置于两个含有甲醛的密闭空间中(每个密闭空间约50m3)，12小时后，取出空气净化件，测定密闭空间中的甲醛浓度并按照以下标准计算各密闭空间的甲醛的脱除率：
3、试验结果
经测定，放置了本发明空气净化件的密闭空间中的甲醛的脱除率达到98％，放置外购成品空气净化剂的密闭空间中的甲醛的脱除率达到89％。
试验结果证明，本发明方法所制备的空气净化件对苯系物或甲醛脱除效果明显，其效果达到或超过了目前市场销售的空气净化剂。