一種堿金屬鹵化物膨脹石墨固化混合吸附劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及吸附劑領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種堿金屬面化物膨脹石墨固化混合吸附劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 氮氧化合物（NOx)是一類由氮、氧兩種元素組成的化合物，常見的有一氧化氮 (NO)、二氧化氮(N02 )、一氧化二氮(化0)、五氧化二氮(化〇5)等。在運(yùn)些化合物中，除了二氧 化氮W外，其他的氮氧化合物都極不穩(wěn)定，最后都變成二氧化氮。二氧化氮是形成光化學(xué)煙 霧和酸雨的一個(gè)重要原因，另外被人體吸入呼吸道可引起支氣管炎或肺水腫。隨著人們生 活水平的日益提高，人均汽車擁有量逐年升高，特別是在一些大城市，汽車尾氣已經(jīng)成為影 響空氣質(zhì)量的主要污染物之一。
[0003] 目前，選擇性催化還原法(SCR)是控制汽車尾氣氮氧化合物排放量最為有效、技術(shù) 上也較為成熟的方法。SCR的工作原理是在催化劑的作用下，還原劑(如氨氣、液氨、尿素)選 擇性地與尾氣中的NOx反應(yīng)并生成清潔環(huán)保的化和也0。而尿素罐是最為常用的還原劑儲存 裝置，通過加熱尿素罐提供還原性氨氣與NOx反應(yīng)，W控制NOx的排放量。但是尿素罐在實(shí)際 使用過程中存在W下缺點(diǎn)：一、尿素使用量較大，一般尿素使用量為燃油消耗量的3%~ 5%;二、加注的地點(diǎn)與加注需求不匹配;=、尿素易結(jié)晶，導(dǎo)致尿素罐體的效率和穩(wěn)定性下 降。
[0004] 因此提供一種切實(shí)有效、儲存方便、可循環(huán)使用的氨氣儲存方法已經(jīng)成為本領(lǐng)域 技術(shù)人員亟需解決的首要技術(shù)問題。在對現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，采用散裝金屬氯化物可 W吸附氨氣[王麗偉，王如竹，吳靜怡，王凱.氯化巧-氨的吸附特性研究及在制冷中的應(yīng)用. 中國科學(xué)技術(shù)E輯:技術(shù)科學(xué)，2004,34(3) :268-279],但是運(yùn)種單一、純的堿金屬氯化物在 吸附過程中會存著明顯的膨脹和結(jié)塊現(xiàn)象，運(yùn)樣會造成傳質(zhì)性能的大幅度降低，導(dǎo)致堿金 屬氯化物在進(jìn)行了多個(gè)解吸-吸附后，解吸-吸附速度出現(xiàn)較大的衰減。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的第一目的是提供一種堿金屬面化物膨脹石墨固化混合吸附劑，W解決現(xiàn) 有技術(shù)中的上述缺陷。
[0006] 本發(fā)明的第二目的是提供上述的堿金屬面化物膨脹石墨固化混合吸附劑的制備 方法，W解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷。
[0007] 本發(fā)明的第=目的是提供上述的堿金屬面化物膨脹石墨固化混合吸附劑的吸附 裝置，W解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷。
[000引本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0009] -種堿金屬面化物膨脹石墨固化混合吸附劑，堿金屬面化物與膨脹石墨的質(zhì)量比 為1:1~8:1，壓制密度為300~900kg/m 3,吸附劑的徑向傳質(zhì)和傳熱路徑為10~100mm。
[0010] 進(jìn)一步優(yōu)選，上述堿金屬面化物膨脹石墨固化混合吸附劑，所述的堿金屬面化物 為氯化鎖，氯化鎖與膨脹石墨的質(zhì)量比為6:1，壓制密度為700kg/m 3,吸附劑的徑向傳質(zhì)和 傳熱路徑為76mm。也可W優(yōu)選為，上述堿金屬面化物膨脹石墨固化混合吸附劑，所述的堿金 屬面化物為氯化巧，氯化巧與膨脹石墨的質(zhì)量比為6:1，壓制密度為761kg/m3,吸附劑的徑 向傳質(zhì)和傳熱路徑為76mm。
[0011] 進(jìn)一步優(yōu)選，所述的膨脹石墨為普通膨脹石墨或硫化膨脹石墨的其中之一。更為 優(yōu)選為硫化膨脹石墨。
[0012] 本發(fā)明還提供上述的堿金屬面化物膨脹石墨固化混合吸附劑的制備方法，包括W 下步驟：
[0013] (1)吸附劑混合:將堿金屬面化物溶解于溶劑中，然后加入膨脹石墨充分?jǐn)埌瑁?br>[0014] (2)吸附劑混合后，經(jīng)干燥、壓制，得到固化混合吸附劑。
[0015] W上制備方法優(yōu)選，所述堿金屬面化物為氯化巧、氯化鎖或氯化儘的其中之一。
[0016] W上制備方法優(yōu)選，所述溶劑為甲醇、乙醇或水的其中一種或多種。
[0017] W上制備方法優(yōu)選，所述壓制方向與傳熱傳質(zhì)方向相垂直。
[0018] 在本發(fā)明的一些具體實(shí)例中，壓制得到的固化混合吸附劑為圓柱形、四面體形、六 面體形的其中之一。更為優(yōu)選為圓柱形。
[0019] 本發(fā)明還提供一種上述的堿金屬面化物膨脹石墨固化混合吸附劑的吸附裝置，所 述吸附裝置包括罐體，所述罐體的內(nèi)部設(shè)置有所述堿金屬面化物膨脹石墨固化混合吸附 劑;所述吸附裝置還設(shè)置有傳質(zhì)通道及端蓋。
[0020] W上吸附裝置優(yōu)選，傳質(zhì)通道設(shè)置于所述吸附裝置的內(nèi)部或外部。
[0021] 本發(fā)明提供的堿金屬面化物膨脹石墨固化混合吸附劑，堿金屬面化物可實(shí)現(xiàn)與氨 氣吸附-解吸的可逆過程，同時(shí)膨脹石墨具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)，既可W增強(qiáng)混合吸附劑的傳 質(zhì)性能，又可W解決混合吸附劑吸附氨氣之后的膨脹與結(jié)塊問題。因此本發(fā)明可W有效地 實(shí)現(xiàn)氨氣快速充注，在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到固化混合吸附劑氨氣的吸附飽和狀態(tài)。當(dāng)尾氣處 理系統(tǒng)需要還原性氨氣時(shí)，通過加熱吸附飽和的固化混合吸附劑使其解吸出一定量的氨 氣，與氮氧化合物反應(yīng)。該方法具有制備工藝簡單、儲存效能大、工藝成本點(diǎn)等優(yōu)點(diǎn)，且克服 尿素罐尿素易結(jié)晶等缺點(diǎn)。
[0022] 另外本發(fā)明的堿金屬面化物膨脹石墨固化混合吸附劑的吸附裝置在吸附過程中， 有效的限制了體系的膨脹。相對于完全不添加膨脹石墨的單一堿金屬面化物，本發(fā)明中的 固化混合吸附劑垂直于壓制方向的導(dǎo)熱系數(shù)提高了 50倍，解氨速率提高了 33%，吸氨速率 提高了30%。
【附圖說明】
[0023] 圖1為堿金屬面化物膨脹石墨固化混合吸附劑的制備過程；
[0024] 圖2為堿金屬面化物膨脹石墨固化混合吸附劑的吸附裝置的傳質(zhì)通道示意圖；
[0025] 圖3為堿金屬面化物膨脹石墨固化混合吸附劑的吸附裝置的一實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)該理解，運(yùn)些實(shí)施例僅用于說明本發(fā) 明，而不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。在實(shí)際應(yīng)用中本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明做出的改 進(jìn)和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0027]在本文中，由「一數(shù)值至另一數(shù)值」表示的范圍，是一種避免在說明書中一一列舉 該范圍中的所有數(shù)值的概要性表示方式。因此，某一特定數(shù)值范圍的記載，涵蓋該數(shù)值范圍 內(nèi)的任意數(shù)值W及由該數(shù)值范圍內(nèi)的任意數(shù)值界定出的較小數(shù)值范圍，如同在說明書中明 文寫出該任意數(shù)值和該較小數(shù)值范圍一樣。
[002引實(shí)施例
[0029] 圖1為本發(fā)明的堿金屬面化物膨脹石墨固化混合吸附劑的制備方法的流程示意 圖。首先加溶劑將堿金屬面化物溶解得到鹽溶液，然后將該鹽溶液和膨脹石墨混合后攬拌 均勻得到混合吸附劑，接著干燥混合后的混合吸附劑，最后壓制得到固化混合吸附劑。
[0030] 圖2為堿金屬面化物膨脹石墨固化混合吸附裝置的傳質(zhì)通道的設(shè)置位置示意圖， 其吸附裝置形狀