一种核壳结构的球状沸石VOCs吸附剂及其制备方法
阅读说明：本技术 一种核壳结构的球状沸石VOCs吸附剂及其制备方法 (Spherical zeolite VOCs adsorbent with core-shell structure and preparation method thereof ) 是由 王冠庆 于 2021-07-09 设计创作，主要内容包括：本发明实施例提供了一种核壳结构的球状沸石VOCs吸附剂及其制备方法,包括内层、中间层和外层,所述内层为球形钢珠、所述中间层为天然沸石以及所述外层为分子筛。其中,所述球状沸石VOCs吸附剂是直径为3-6mm的球体,所述内层的直径为1.5mm,所述中间层的厚度为0.5mm,所述外层的厚度为1-4mm。本发明能够有效提高吸附效果和降低使用成本。(The embodiment of the invention provides a spherical zeolite VOCs adsorbent with a core-shell structure and a preparation method thereof. Wherein, the spherical zeolite VOCs adsorbent is a sphere with the diameter of 3-6mm, the diameter of the inner layer is 1.5mm, the thickness of the middle layer is 0.5mm, and the thickness of the outer layer is 1-4 mm. The invention can effectively improve the adsorption effect and reduce the use cost.)
技术领域
本发明涉及空气净化剂技术领域，具体而言，涉及一种核壳结构的球状沸石VOCs吸附剂及其制备方法。
背景技术
在VOCs净化处理技术中，吸附法具有工艺简单、可操作性强、能耗低及安全环保等优势，成为目前使用最广泛的VOCs净化方法之一。目前，颗粒状沸石分子筛吸附材料应用广泛，但在对于吸附 VOCs的应用却很少。研究发现，对于颗粒状的吸附剂，吸附主要发生在吸附剂的表层，内部组分利用率极低，造成使用成本偏高。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种核壳结构的球状沸石VOCs吸附剂及其制备方法，旨在有效提高吸附效果和降低使用成本。
第一方面，本发明实施例提供的一种核壳结构的球状沸石VOCs吸附剂，包括内层、中间层和外层，所述内层为球形钢珠、所述中间层为天然沸石以及所述外层为分子筛，其中，所述球状沸石VOCs吸附剂是直径为3-6mm的球体，所述内层的直径为1.5mm，所述中间层的厚度为0.5mm，所述外层的厚度为1-4mm。
进一步地，所述天然沸石的粒径大于300nm。
进一步地，所述分子筛的粒径大于300nm。
进一步地，所述分子筛为Y和ZSM-5的混合粉末。
第二方面，本发明实施例提供的一种核壳结构的球状沸石VOCs吸附剂的制备方法，所述制备方法用于制造上述球状沸石VOCs吸附剂，所述制备方法包括以下步骤：
S10：将球形钢珠放置于圆盘造粒机中，并喷入适量的硅溶胶，待所述球形钢珠充分浸润后再添加天然沸石粉，使所述天然沸石粉附着在所述钢珠的外表面；
S20：重复进行喷胶和加料操作，待中间层的粒径增长到一定尺寸后，改为添加分子筛，继续滚制成球；
S30：自然晾干，在500℃下焙烧3小时，制得所述球状沸石VOCs吸附剂。
进一步地，所述硅溶胶的固含量为30%。
进一步地，所述中间层的粒径增长到的尺寸为4mm，滚制成的球体直径为6mm。
本发明的有益效果：首先，中间层所采用的天热沸石廉价易得，通过调控吸附剂中间层的天然沸石的厚度可制得不同粒径的产品，最大程度降低了生产成本，同时天然沸石焙烧后具有很高的机械强度。其次，由于吸附主要发生在吸附剂的表层，通过滚球的方式，在最外层包裹分子筛，使得分子筛得到充分利用，同时滚球获得的吸附剂整体性更强，表层坚固牢靠。最后，内层为球形钢珠，在对使用后的吸附剂进行热空气脱附时，钢珠受热快和传热效果好，有助于脱附的更加彻底。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，作详细说明如下。
具体实施方式
实施例1
本发明实施例提供的一种核壳结构的球状沸石VOCs吸附剂，可 以包括内层、中间层和外层，所述内层为球形钢珠、所述中间层为天 然沸石以及所述外层为分子筛。其中，所述球状沸石VOCs吸附剂是 直径为3-6mm的球体，所述内层的直径为1.5mm，所述中间层的厚度为0.5mm，所述外层的厚度为1-4mm。
本实施例中，所述天然沸石的粒径大于300nm。所述分子筛的粒径也大于300nm。优选地，所述分子筛为Y和ZSM-5的混合粉末。
实施例2
本发明实施例提供的一种核壳结构的球状沸石VOCs吸附剂的制备方法主要包括以下步骤：
S10：将球形钢珠放置于圆盘造粒机中，并喷入适量的硅溶胶，待所述球形钢珠充分浸润后再添加天然沸石粉，使所述天然沸石粉附着在所述钢珠的外表面。
其中，所述硅溶胶的固含量为30%。
S20：重复进行喷胶和加料操作，待中间层的粒径增长到一定尺寸后，改为添加分子筛，继续滚制成球体。
其中，所述中间层的粒径增长到的尺寸为4mm，所述滚制成的球体直径为6mm。
S30：自然晾干，在500℃下焙烧3小时，制得所述球状沸石VOCs吸附剂。
对比例1
本对比例的制备方法参照实施例2。所不同的是：在本对比例的制备过程中，将成球粒径控制在4mm,添加天然沸石粉使小球粒径增长至3mm，改为添加Y和ZSM-5的混合粉末，直至成球。
对比例2
本对比例的制备方法参照实施例2。所不同的是：不使用天然沸石粉，以钢珠为内核，全部用分子筛滚制成球。
对比例3
本对比例的制备方法参照实施例2。所不同的是：不使用分子筛，以钢珠为内核，全部用天然沸石粉滚制成球。
其中，吸附的实验条件如下：填料厚度200mm，填料截面积300mm*300mm，风速2m/s，
二甲苯入口浓度500mg/m³；吸附结果见表1。
吸附剂 阻力 二甲苯动态质量吸附率 实施例 0.98kpa 11.7% 对比例1 1.31kpa 13.2% 对比例2 0.97kpa 14.5% 对比例3 0.97kpa 0.3%
本发明的有益效果：首先，中间层所采用的天热沸石廉价易得，通过调控吸附剂中间层的天然沸石的厚度可制得不同粒径的产品，最大程度降低了生产成本，同时天然沸石焙烧后具有很高的机械强度。其次，由于吸附主要发生在吸附剂的表层，通过滚球的方式，在最外层包裹分子筛，使得分子筛得到充分利用，同时滚球获得的吸附剂整体性更强，表层坚固牢靠。最后，内层为球形钢珠，在对使用后的吸附剂进行热空气脱附时，钢珠受热快和传热效果好，有助于脱附的更加彻底。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。