[发明专利]一种纤维基载体和废气处理模块及制备方法

说明书

本发明提供一种纤维基载体和废气处理模块及制备方法，第一路进料单元处的平面状耐火纤维纸依次经第一路进料张紧单元、第一路进料导向单元而进入施胶单元进行施胶；第二路进料单元处的平面状耐火纤维纸依次经第二路进料张紧单元、第二路进料导向单元而进入瓦楞压制单元，在瓦楞压制单元被压制成波纹状的瓦楞耐火纤维纸后进入复合单元与施胶后的平面状耐火纤维纸汇聚，二者被挤压而黏结复合成载体模块复合基材后经导向单元后进入收卷单元而收集成卷状，待用；将收集后的载体模块复合基材加工成圆柱体、扇形体或立方体模块；再对加工成型后的载体模块复合基材进行强化处理，经干燥、焙烧后得到载体模块。实现了工业化批量生产，提高模块使用寿命。

技术领域

本发明涉及大气污染控制的环境材料技术领域，尤其涉及一种用于制备催化模块、吸附模块或吸附催化模块的纤维基载体和废气处理模块及制备方法。

背景技术

整体式吸附、催化材料以整体式载体为基材，利用涂覆或附着手段，将吸附材料、催化材料涂覆或附着在载体表面，广泛用于大气污染控制领域，如NOx、VOCs、O₃等污染物的消除与净化。整体式载体具有用于气体流通的规整孔道，孔壁可涂覆吸附、催化材料，进一步提高接触面积，降低阻力。

目前，整体式载体主要有三大类，即陶瓷基蜂窝载体、金属基蜂窝载体和耐火纤维基蜂窝载体。其中，陶瓷基蜂窝载体采用挤出成型制备，主要用于制备固定源、移动源催化剂，但存在材料形状、尺寸和结构参数受限的问题，不易制备大尺寸载体。金属基蜂窝载体具有优异的导热性能、低的热容，常用作汽车尾气催化剂载体。耐火纤维基蜂窝载体，主要用于制备整体式吸附材料，固定源和移动源催化剂，具有优异的结构特点，可控调节形状、尺寸和结构参数，成为热点。

耐火纤维基蜂窝载体的制备和应用仍存在系列缺点，影响整体性能及规模化生产，具体如下：1)结构参数控制，需根据不同应用领域调整调整孔径、壁厚及节距等结构参数，存在系列问题；2)大尺寸载体模块的制备，尤其用于吸附、催化场合的大尺寸载体，存在加工难度大、载体变形、强度低等缺点；3)载体孔道内部起毛、孔壁坍塌，进而导致阻力增大及后续涂层缺陷。此外，复合单元之间结合强度低，载体出现分层、错位等缺点。

申请号为201310124002.7的中国专利文献公开了一种高性能转轮吸附用芯体材料的制造方法，在木浆悬浮液中加入有机纤维、分子筛、陶瓷纤维制得料浆，通过湿法抄纸制备含有分子筛吸附剂的湿纸，将湿纸分别进行热压成型和针刺穿刺整理，得到瓦楞纸和平板纸，然后将两者进行热压成型、烧结处理，得到陶瓷纤维双面瓦楞纸。存在如下不足之处：1)抄纸浆液中引入大量木浆、有机纤维，其在后续烧结过程发生氧化、分解，纤维纸损失骨架，进而引起结构疏松、强度降低、分子筛脱落；2)方案中通过针刺或起毛等后整理方法，制备起毛的纸材，以提高比表面积，但存在孔道阻力增大，分子筛层易脱落等；3)在抄纸过程预先加入分子筛吸附剂，难以控制分子筛填充量，且限值了材料应用范围；

申请号为201110239675.8的中国专利文献公开了一种吸附挥发性有机物的分子筛蜂窝体，具体步骤为：1)将陶瓷纤维、粘结剂、纸浆和沸石分子筛分散到水中，调节成一定浓度的悬浮液；2)对悬浮液进行疏解分离，然后加入絮凝剂、抄成纸板；3)将抄成的湿纸板分别压制成平面型和瓦楞状，进行烘干，得到平面型、瓦楞状分子筛纸板；4)将平面型分子筛纸板和瓦楞状分子筛纸板交替叠加或卷成蜂窝结构，然后进行焙烧，得到分子筛蜂窝体。但在制备中引入纸浆等，其高温烧结会形成孔隙，导致结构疏松、分子筛强度降低。超纸过程加入分子筛，分子筛在抄纸过程易流失，分布均匀性、含量难以控制。此外，将平面型、瓦楞状分子筛纸板交替叠加或卷成蜂窝结构，层次之间结合强度低，容易形成分层、错位、结构松散等，进而影响性能。

发明内容