專利名稱:去除氮氧化物的復合吸附劑的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種去除氮氧化物的復合吸附劑的制備方法，適用于常溫下脫除廢氣中的氮氧化物。所屬技術領域：
為作業(yè)類一般的物理或化學方法中，用固定的吸附劑進行氣體分離的方法(IPCB01D53/04)。
背景技術：
目前對氮氧化物的治理以催化法為主，如應用于燃燒煙氣治理的選擇性催化還原法，非選擇性催化還原法及機動車尾氣處理的三元催化法等等。
吸附方法在氮氧化物治理方面的應用較少，且多以物理吸附為主。
如專利ZL98104145.0(公開號CN1198359，公告日1998.11.11)介紹的是采用沸石和礬土制成組合吸附劑來去除氣體中的二氧化碳、水和氮氧化物等。該專利主要是將礬土用堿性溶液改性后與沸石物理混合，來吸附進給氣體中微量的水分、二氧化碳、乙炔和氮氧化物等氣體，以生產干燥而不含上述雜質的空氣。吸附劑具體制作過程如下先制作pH值在9以上最好是11的堿性化合物溶液，然后將該溶液加入礬土中，其容積要正好足以填滿礬土的孔隙而表面上不顯出潮濕。該溶液的濃度可以這樣選取即以主要成分的干重計，加在礬土上的化合物相當于其重量的1到10％。
處理過的礬土要在不致使所加化合物形成分解而產生氧化物這樣高的溫度下進行干燥，因此可在低于200℃，最好是150℃以下干燥，然后與沸石進行物理混合，較好的混合比例是使該吸附劑含有10～90％按重量計的沸石和從90～10％按重量計的礬土，更好的是從20～80％的沸石和80～20％按重量計的礬土。沸石較好的具有至少為1.0的Si/Al比，更好的則至少為2.0。采用變溫、變壓或二者混合的方法進行氣體的周期性吸附與再生，并給出了較好的操作參數(shù)。
該專利的吸附機理是依靠物理吸附。需采用變溫或變壓吸附完成吸附劑的吸附和再生過程。如在變溫和變壓混合工藝中，特別優(yōu)選的工藝條件是進給壓力15至200表壓(305～1615千帕斯卡)，進給溫度10至50℃，再生溫度30至100℃，清洗壓力0至30表壓(202～408千帕斯卡)，這必將造成較高的能耗。

發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于提供一種用于去除氮氧化物的復合吸附劑的制備方法，特別適合于從廢氣中脫除中低濃度的氮氧化物，即使在常溫常壓下也能夠很好地吸附氮氧化物，無需為了吸附而進一步地施熱或除熱，也無需升高或降低壓力。
本發(fā)明的目的在于提供一種去除氮氧化物的復合吸附劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟1)將沸石粉末與質量百分比濃度為3％～10％的鹽酸溶液混合均勻，沸石粉末與鹽酸溶液的比例為0.2～0.5g/ml；2)攪拌并加熱至沸騰，持續(xù)1.0～2.5小時，冷卻，抽濾，清洗；3)加入氫氧化鈉溶液中和，抽濾，烘干，在馬弗爐中300℃～500℃焙燒2.0～5.0小時，制得改性沸石粉末；4)改性后的沸石粉末與氫氧化鈣按質量比1∶1～2∶1混合均勻，加入去離子水混捏，擠壓成型，烘干，制成去除氮氧化物復合吸附劑；或者將改性沸石粉末與濃度為1.0～6.0mol/L氯化鈣溶液混合均勻并攪拌20～60分鐘，抽濾，烘干，制得浸鹽沸石粉末；浸鹽后的沸石粉末與氫氧化鈣按質量比1∶1～2∶1混合均勻，加入去離子水混捏，擠壓成型，烘干，制成去除氮氧化物復合吸附劑。
本發(fā)明的制備方法中，改性沸石粉末的焙燒溫度為300℃～500℃，如果該焙燒溫度低于300℃，則達不到活化沸石的目的，如果該焙燒溫度超過500℃，則有可能會破壞沸石的結構。
本發(fā)明的制備方法中，改性沸石粉末的焙燒時間為2～10小時，如果該焙燒時間小于2小時，則吸附水分不能充分地除去，如果該焙燒時間大于10小時，則在經濟上是不利的。
本發(fā)明的制備方法中，擠壓形狀和大小可根據(jù)需要而定，既可是小球狀，也可是柱狀。
本發(fā)明的復合吸附劑的制備方法是，將沸石粉末與鹽酸溶液混合均勻，攪拌并加熱至沸騰，冷卻，抽濾；再加入氫氧化鈉溶液中和，抽濾，烘干，再焙燒，即制得改性沸石粉末。天然沸石本身具備一定的吸附能力，用鹽酸對沸石改性的目的是去除沸石孔道中所含的部分金屬離子，打通沸石內部孔道，增加其比表面積，提高其吸附能力。這一點由附圖1和2可比較出來，經過鹽酸處理后沸石表面閉塞的孔被打開，表面粗糙度增加，有利于吸附。
將改性沸石粉末與氯化鈣溶液混合均勻并攪拌，抽濾，烘干，即制得浸鹽沸石粉末。實驗證明沸石用氯化鈣浸漬后制得的吸附劑吸附氮氧化物的性能優(yōu)于未浸漬。將浸鹽沸石粉末與氫氧化鈣粉末混合均勻，加入去離子水混捏，擠壓成型并烘干，即制成復合吸附劑。
本發(fā)明的優(yōu)點在于利用物理吸附與化學吸附相結合的原理，采用廉價的天然沸石等為原材料生產出一種對氮氧化物吸附容量較大的吸附劑，且由于其價格低廉，不需再生，運行成本也大大降低。使用之后的吸附劑可以直接拋棄。
圖1是沸石原料的SEM照片圖2是改性沸石的SEM照片具體實施方式
本發(fā)明并不限于本文中所闡述的實施方案。相反，公開這些實施方案的目的是為了使本公開的內容全面而完整，并且徹底地向本領域的技術人員闡述本發(fā)明的范圍。
下面的實施例的目的適用于說明本發(fā)明，其中所用儀器及檢測方法等不是對本發(fā)明的范圍的限制。
采用吸附方法，以測定所吸附的氮氧化物的量。在本發(fā)明中，氮氧化物的濃度是在吸附劑的后端利用化學發(fā)光式氮氧化物檢測儀檢測的，同時使含有700PPm氮氧化物的氣體以1.00升/分鐘的流速通過12.00g的吸附劑樣品。在這些程序中，可以假定吸附量相當于注入的氮氧化物的量與檢測到的氮氧化物的量的差。由此，可以計算出吸附的氮氧化物的量。在本發(fā)明中，采用吸附法測定直到出口濃度與入口濃度相同，計算該測定條件下的飽和吸附容量，即每克吸附劑吸附的氮氧化物的量。
對比例1將沸石原料粉末與氫氧化鈣按重量比為1∶1混合均勻，其余步驟同實施例8，制作出吸附劑，測定其飽和吸附容量為102.05mg/g。可看出經處理的沸石制作出的吸附劑飽和吸附容量明顯增大。
實施例1～4用改性沸石粉末制備吸附劑分別稱取四份300g沸石原料，按表1的質量濃度及體積配制并量取鹽酸溶液，混合均勻，加熱同時攪拌，經過表1所列水熱反應時間后，冷卻至室溫，抽濾；用去離子水清洗，再加入氫氧化鈉溶液中和，抽濾，烘干。然后按1～4號的順序在馬弗爐中焙燒。這樣就制得四份改性沸石粉末。
表1
分別取制得的1～4號改性沸石粉末與氫氧化鈣按質量比分別為1∶1，1.5∶1，1.8∶1，2∶1的比例混合均勻，加入去離子水攪拌均勻，擠壓形狀和大小可根據(jù)需要而定，本實施例中擠壓成截面的柱狀吸附劑，烘干。采用吸附法測定每克吸附劑吸附的氮氧化物的量。吸附數(shù)據(jù)列于表3。
實施例5～8用浸鹽沸石粉末制備吸附劑稱取實施例1～4制得的改性沸石粉末，分別用表2中不同濃度CaCl2溶液，浸泡攪拌，抽濾，烘干，即制得浸鹽沸石粉末。
表2
以實施例5～8制得的浸鹽沸石粉末與氫氧化鈣按重量比分別為2∶1，1.5∶1，1.8∶1，1∶1的比例混合均勻，加入去離子水攪拌均勻，擠壓形狀和大小可根據(jù)需要而定，本實施例中擠壓成截面的柱狀吸附劑，烘干。采用吸附法測定每克吸附劑吸附的氮氧化物的量。吸附數(shù)據(jù)列于表2。通過表2數(shù)據(jù)比較可看出浸鹽后的沸石粉末制成的吸附劑吸附量較大。
雖則對本發(fā)明結合其最佳實施例作了闡述，在本發(fā)明的范圍內仍可作出許多修正和變更。
權利要求
1.一種去除氮氧化物的復合吸附劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟1)將沸石粉末與質量百分比濃度為3％～10％的鹽酸溶液混合均勻，沸石粉末與鹽酸溶液的比例為0.2～0.5g/ml；2)攪拌并加熱至沸騰，持續(xù)1.0～2.5小時，冷卻，抽濾，清洗；3)加入氫氧化鈉溶液中和，抽濾，烘干，在馬弗爐中300℃～500℃焙燒2.0～5.0小時，制得改性沸石粉末；4)改性后的沸石粉末與氫氧化鈣按質量比1∶1～2∶1混合均勻，加入去離子水混捏，擠壓成型，烘干，制成去除氮氧化物復合吸附劑；或者將改性沸石粉末與濃度為1.0～6.0mol/L氯化鈣溶液混合均勻并攪拌20～60分鐘，抽濾，烘干，制得浸鹽沸石粉末；浸鹽后的沸石粉末與氫氧化鈣按質量比1∶1～2∶1混合均勻，加入去離子水混捏，擠壓成型，烘干，制成去除氮氧化物復合吸附劑。
專利摘要
一種去除氮氧化物的復合吸附劑的制備方法，屬于作業(yè)類一般的物理或化學方法中用固定的吸附劑進行氣體分離的方法?，F(xiàn)有吸附機理是依靠物理吸附，需采用變溫或變壓吸附完成吸附劑的吸附和再生過程。本發(fā)明的復合吸附劑的制備方法是，將沸石粉末與鹽酸溶液混合均勻，攪拌并加熱至沸騰，冷卻，抽濾；再加入氫氧化鈉溶液中和，抽濾，烘干，再焙燒，即制得改性沸石粉末。將改性沸石粉末與氯化鈣溶液混合均勻并攪拌，抽濾，烘干，即制得浸鹽沸石粉末。將改性或浸鹽沸石粉末與氫氧化鈣粉末混合均勻，加入去離子水混捏，擠壓成型并烘干，即制成復合吸附劑。本發(fā)明吸附容量較大，且由于價格低廉，不需再生，運行成本也大大降低。
文檔編號B01D53/04GK1994554SQ200610165556
公開日2007年7月11日 申請日期2006年12月21日
發(fā)明者李堅, 王艷磊, 冀宏, 金毓峑, 李依麗, 梁文俊 申請人:北京工業(yè)大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan