一种空气净化用滤料的制作方法

文档序号:30526025发布日期:2022-06-25 06:59阅读:155来源:国知局

1.本发明涉及空气净化材料领域,尤其涉及一种空气净化用滤料。


背景技术:

2.大部分的空气滤料或者其他滤料为了将让滤料整体有固定形状,滤料之间形成孔洞,增加反应面积和过滤面积,会在材料中添加粘结剂。粘结剂本身就是可能会造成空气污染的材料,同时增加了滤料本身的重量,制备成本也会较高。可持续发展要求工业生产符合环保标准。现有工业生产过程中会产生大量二氧化硅废渣,这类废渣处理成本较高,利用率较低,或者衍生的副产品没有市场,以至于大量废渣囤积,给环境造成巨大压力。


技术实现要素:

3.所要解决的问题针对以上问题,本发明提供一种空气净化用滤料,环境友好,净化效果好,能够利用工业废物,变废为宝。
4.技术方案
5.本发明提供一种空气净化用滤料,包括以下物料按照重量份数组成:由100~105份的强氧化剂、195~205份的水以及750~850份的硬质基材所组成。
6.更进一步的,所述的硬质基材由硅质材料组成,所述的硬质基材为二氧化硅废渣。为经氢氧化钠加热浸泡处理的二氧化硅废渣,且氢氧化钠为高浓度。优选2mol/l的氢氧化钠,对二氧化硅废渣进行浸泡,温度为60℃,时间为1~2小时。
7.更进一步的,所述的强氧化剂为水溶性强氧化剂,优选高锰酸钠、高锰酸钾、次氯酸钠,最优选为高锰酸钠。
8.更进一步的,组分中包括硅灰或硅藻土,重量份数为:8~40份;优选40份的硅灰,和24~40份的硅藻土。
9.更进一步的,包含如下物料组分:经过氢氧化钠溶液浸泡的二氧化硅废渣:760份,高锰酸钾;101.8份,水:198份,40份的硅灰(5wt%)。
10.经过氢氧化钠溶液浸泡的二氧化硅废渣:776份,高锰酸钾:101.8份,水:198份,24份的硅藻土(3wt%)。
11.经过氢氧化钠溶液浸泡的二氧化硅废渣:760份,高锰酸钾:101.8份,水:198份,40份的硅藻土(5wt%)。
12.有益效果
13.本专利技术,只使用了强氧化剂的水溶液和硬质基材,无外加的粘结剂,生产工艺简单、性能的稳定性高、成本低廉,适宜进行大规模地工业化生产。二氧化硅废渣做为大量存在的工业废料,在本发明专利中能够被利用,作为空气滤料的一部分,采用2mol/l等高浓度氢氧化钠溶液对二氧化硅废渣进行加热浸泡(60℃),会在二氧化硅表面形成被腐蚀的微孔洞,并在表面附着有碱性硅溶胶;然后对过滤出的滤渣在圆盘造粒机上喷洒高锰酸钠溶液,高锰酸钠会加速碱性硅溶胶硬化,从而达到无粘结剂但抗压性能优异的效果。其中二氧
化硅废渣采用高浓度的氢氧化钠加热处理,该过程本身可以利用工业剩余热能完成,能够有效的节约能源,达到能源最大限度的利用。
具体实施方式
14.实施例1
15.制备一种空气净化用滤料方法如下:
16.1)将800g、400目的二氧化硅废渣,先加入到60℃的2mol/l的氢氧化钠溶液中进行低速搅拌浸泡1h,取出后,称取其中的800g,加入到不断旋转的造粒圆盘中;造粒圆盘的倾角30
°
,转速40rpm,同时将27.6wt%浓度的高锰酸钠水溶液300ml(369g)喷射到上述混合物上;高锰酸钠溶液的喷射采用计量泵喷射,喷射速度为20ml/min;
17.2)待上述混合物成为颗粒直径为4~6mm时,停止圆盘造粒与喷射工作,将颗粒取出;
18.3)对造粒后的颗粒进行称重,并计算造粒比例;
19.4)将步骤得到的颗粒室温静置12h,再高温110℃固化1.8h,至固体颗粒的含水量为17%,即得到含10wt%高锰酸钠有害气体去除介质;
20.5)对第4)步骤所得的颗粒,采用单颗粒抗压强度测定仪对颗粒的抗压强度(单位:n/粒)进行测试,抗压强度的数值为该实施例的20个颗粒抗压测试的平均值。
21.实施例2~7
22.另外,采用实施例1的方法,添加硅灰或硅藻土分别等量替代1wt%、3wt%和5wt%的被氢氧化钠加热浸泡处理后的二氧化硅废渣,前述比例为等量替代硬质基材的总重量比例,具体的实施例信息如表-1所示。
23.编号改性成分成分占比实施例2硅藻土1wt%实施例3硅藻土3wt%实验例4硅藻土5wt%实施例5硅灰1wt%实施例6硅灰3wt%实施例7硅灰5wt%
24.表-1添加改性成分的实施例
25.实施例3制的成品组分比例为:经过氢氧化钠溶液浸泡的二氧化硅废渣:776份,高锰酸钾:101.8份,水:198份,24份的硅藻土(3wt%)。
26.实施例4制的成品组分比例为:经过氢氧化钠溶液浸泡的二氧化硅废渣:760份,高锰酸钾:101.8份,水:198份,40份的硅藻土(5wt%)。
27.实施例7制的成品组分比例为经过氢氧化钠溶液浸泡的二氧化硅废渣:760份,高锰酸钾:101.8份,水:198份,40份的硅灰(5wt%)。
28.对比例1
29.采用《cn201910547521.1-一种有害气体去除介质及其制备方法》中的制备方法,将活性氧化铝510g、nahco3 130g、15wt%硅酸盐类水泥和85wt%氢氧化钙组成的粘结剂160g,混合均匀并分三批依次加入到不断旋转的造粒圆盘中;造粒圆盘的倾角30
°
,转速
40rpm,同时将27.6wt%浓度的高锰酸钠水溶液300ml(369g)喷射到上述混合物上;高锰酸钠溶液的喷射采用计量泵喷射,喷射速度为20ml/min;
30.待上述混合物成为颗粒直径为4~6mm时,停止圆盘造粒与喷射工作,将颗粒取出;将步骤得到的颗粒室温静置12h,再高温110℃固化1.8h,至固体颗粒的含水量为17%,即得到含10wt%高锰酸钠有害气体去除介质。
31.实施例1~实施例7、以及对比例1的造粒比例、颗粒的抗压强度分别如表-1和表-2所示。
32.表-1各实施例的造粒比例
[0033] 原料重量(g)造粒重量(g)造粒比例(%)实施例11169105790.4实施例21169105189.9实施例31169104089.0实施例41169103288.3实施例51169106691.2实施例61169107091.5实施例71169107291.7对比例1116994280.6
[0034]
表-2各实施例的颗粒抗压强度
[0035]
编号抗压强度(n/粒)实施例167.7实施例261.5实施例358.7实施例454.6实施例568.5实施例669.4实施例769.8对比例136.2
[0036]
由表-1和表-2的数据可知,添加硅灰分别等量替代1wt%、3wt%和5wt%的被氢氧化钠加热浸泡处理后的二氧化硅废渣,造粒比例和颗粒的抗压强度均得到了进一步优化;而添加硅藻土分别等量替代1wt%、3wt%和5wt%的被氢氧化钠加热浸泡处理后的二氧化硅废渣,造粒比例和颗粒的抗压强度虽然略有变差,但依然显著优于已有专利《cn201910547521.1-一种有害气体去除介质及其制备方法》中所得的空气净化滤料。
[0037]
性能检测部分
[0038]
采用美国purafil公司的odoroxidant sp滤料作为对比例,该滤料为市场上净化效果最好的高锰酸盐类滤料之一,采用元素分析测得该滤料中高锰酸盐的含量为16%。
[0039]
采用中国专利“cn200380104041.5高容量固体过滤介质”中,所提及的有害气体去除介质的容量测定的标准加速测试方法:
[0040]
由于低浓度污染的空气供给,过滤介质的测试通常需要花费较长时间以获得结果,下面方法提供了介质吸附容量的加速实验,即将介质暴露于高浓度的污染气体下进行
测试。
[0041]
以硫化氢吸附实验为例,测试过程是在流动系统中进行。将已知体积的介质放置在吸附管中并在调节的、湿润清洁的空气体系中暴露于已知浓度为1vol.%的污染物气体。校准气流以提供1450
±
20ml/min的总流速。对于每升每分钟的空气流,每个过滤床应包含至少300ml的介质。去除能力的计算方法是50份每百万(ppm)的透过下,从每体积(立方厘米)的空气流中除去的污染物的数量(克)。
[0042]
填充介质的吸附管应布置成空气和硫化氢的混合气体从管的底部进入,流过玻璃棉或珠粒,流过过滤介质,然后通过气体分析器进行分析。在开始分析样品前,应检查和排除气体系统中的泄漏。一旦准备就位,就开始混合气体的流动,记录时间,直到通过气体分析仪观察到50ppm的透过,再次记录时间。优选使用具有可变量程读数的气体分析仪,具有特定或多种气体能力。从上述分析得到的数据将使用以下公式得到所测介质的气体容量:
[0043]
气体容量(gm/cc)=k
×
10-5
×c×f×
t/v
[0044]
其中对于h2s,常数k=1.52;c为空气流中供给气体的浓度,vol.%;f为总流量,cc/min;t为达到50ppm的时间,min;v为吸附管介质塔的体积,cc(cm3)。本发明所用的气体分析仪是固定式五合一气体检测报警仪mic-600。测试结果如表-3所示。
[0045]
表-3有害气体去除介质实施例的测试结果
[0046]
编号高锰酸钠含量(wt%)吸附容量(10-3
g/cm3)实施例1106.3实施例2108.6实施例3109.6实施例41010.3实施例5107.8实施例6109.0实施例7109.7对比例169.5
[0047]
由表-3可知,添加硅藻土分别等量替代3wt%和5wt%的被氢氧化钠加热浸泡处理后的二氧化硅废渣,所得的空气净化滤料的去除有害气体的性能,要优于对比所用的滤料;添加硅灰等量替代5wt%的被氢氧化钠加热浸泡处理后的二氧化硅废渣,所得的空气净化滤料的去除有害气体的性能,要优于对比所用的滤料。
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