一種棕櫚樹棕毛CMSCH4濃縮甲烷碳分子篩制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種棕櫚樹棕毛CMSCH4?濃縮甲烷碳分子篩的制備方法：(1)對(duì)棕櫚絲纖維進(jìn)行改性；（2）粘合：將按照質(zhì)量份數(shù)將下述原料混合：取改性棕櫚絲纖維粉39?52份，核桃殼粉10?12份，植物淀粉25份、電氣石粉2?3份、水18?22份進(jìn)行粘合，粘合時(shí)間為30?35min；（3）成型；（4）炭化及調(diào)孔處理；（5）成品：取一定量高溫樣品，在真空狀態(tài)快速冷卻。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于高分子化工
，具體涉及一種棕櫚樹棕毛CMSCH4 濃縮甲烷碳分子篩。
技術(shù)介紹
碳分子篩（Carbon Molecular Sieve，CMS）廣義上是擁有納米級(jí)超細(xì)微孔的一種非極性炭質(zhì)吸附材質(zhì)，狹義上是微孔分布較均勻的活性炭，因其由無定形炭與結(jié)晶炭組成，所以碳分子篩的孔隙結(jié)構(gòu)很發(fā)達(dá)，并且具有獨(dú)特的表面特征。因?yàn)镃MS 的楔形微孔與被吸附分子直徑大小接近，大部分是有效微孔，并且具有根據(jù)分子大小調(diào)整CMS 孔徑大小的特點(diǎn)，從而具有篩選分子的能力。CMS 獨(dú)特的孔隙結(jié)構(gòu)以及穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)使其在化學(xué)工業(yè)中應(yīng)用廣泛，此外，在氮?dú)渖a(chǎn)、廢水處理、環(huán)境保護(hù)、軍事國(guó)防、防毒面具等領(lǐng)域也得到廣泛的應(yīng)用。制備碳分子篩的原料很多，來源也很廣。理論上可由不同的初始材料經(jīng)過不同的制備工藝，得到孔徑大小和分布各異的碳分子篩。實(shí)驗(yàn)表明，低灰分產(chǎn)率、高含碳量和高揮發(fā)分的原料比較適合制備高性能的碳分子篩。很多含甲烷的氣體，如煤礦瓦斯氣、沼氣和垃圾填埋氣，含有大量的氮?dú)狻⒍趸肌⒀鯕獾葻o用或有害的氣體，使其利用效率低或難于利用，為了擴(kuò)大這類氣源的用途并提高其利用效率，常需要進(jìn)行提濃。在煤礦開采過程中， 從礦井抽排出大量瓦斯氣，由于混入了大量空氣，φ(CH4)只有20%左右，甚至低于5%， 這種低濃度的煤層氣含大量的氮?dú)夂蜁?huì)帶來爆炸危險(xiǎn)的氧氣。長(zhǎng)期以來，因經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、環(huán)保意識(shí)等種種原因，大量低濃度煤層氣因無法利用而被排放到大氣中， 由于甲烷的溫室效應(yīng)是CO2的21 倍，對(duì)環(huán)境危害很大。開發(fā)先進(jìn)的技術(shù)對(duì)甲烷濃縮利用，是減少其排放的重要途徑。現(xiàn)有技術(shù)公開過用多種原料制備碳分子篩的方法，但是用棕櫚絲纖維作為主要原料的報(bào)道還沒有，棕櫚絲是純天然的植物原材料，具有韌性度好，彈性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，且不像羊毛等動(dòng)物毛不易保存，棕櫚絲不易被蟲蛀，具有很好的防腐性，保存以及取料都非常方便，沒有季節(jié)性，成本低廉。本專利技術(shù)旨在提供一種棕櫚絲纖維碳分子篩及其制備工藝，通過對(duì)棕櫚絲纖維改性處理，可以制備得到有效提高甲烷成品濃度和回收經(jīng)濟(jì)效益的碳分子篩。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
基于
技術(shù)介紹
存在的技術(shù)問題，本專利技術(shù)針對(duì)
技術(shù)介紹
存在的問題，本專利技術(shù)一種棕櫚絲纖維碳分子篩及其制備工藝，通過對(duì)棕櫚絲纖維改性處理，可以制備得到有效提高甲烷成品濃度和回收經(jīng)濟(jì)效益的碳分子篩。本專利技術(shù)的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種棕櫚樹棕毛CMSCH4 濃縮甲烷碳分子篩的制備方法，其步驟如下：(1)對(duì)棕櫚絲纖維進(jìn)行改性：預(yù)處理：將棕櫚絲纖維投入0.2%濃度的鹽酸溶液中浸沒，恒溫20-25℃處理50min，用清水清洗干凈；酶處理：配制0.3-0.5%的纖維素酶，0.1%乳糖酶，0.2%木瓜蛋白酶的溶液，將預(yù)處理后的棕櫚絲纖維投入投入其中，然后恒溫38℃處理4小時(shí)，接著捶打分絲得到改性的棕櫚絲纖維，80℃烘干，磨成粉過50目篩，得到改性棕櫚絲纖維粉；（2）粘合：將按照質(zhì)量份數(shù)將下述原料混合：取改性棕櫚絲纖維粉39-52份，核桃殼粉10-12份，植物淀粉25份、電氣石粉2-3份、水18-22份進(jìn)行粘合，粘合時(shí)間為30-35min；（3）成型：用雙螺桿擠條成型機(jī)對(duì)粘合好的原料進(jìn)行擠條成型，將成型好的原料晾干；（4）炭化及調(diào)孔處理：將晾好的原料導(dǎo)入轉(zhuǎn)爐內(nèi)進(jìn)行炭化調(diào)孔，溫升速率10℃/分鐘，在850℃-900℃條件下進(jìn)行炭化，達(dá)到最高溫后，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下降溫至680℃恒溫，將通入氮?dú)獾牧髁靠刂圃?立方米/小時(shí)，調(diào)孔劑流量為12毫升/分鐘進(jìn)行孔徑調(diào)整，調(diào)整時(shí)間150分鐘，產(chǎn)品在轉(zhuǎn)爐內(nèi)用氮?dú)獗Ｗo(hù)維持720℃恒溫；（5）成品：取一定量高溫樣品，在真空狀態(tài)快速冷卻，用比表面積及孔結(jié)構(gòu)分布儀快速評(píng)價(jià)其孔徑分布情況，經(jīng)檢測(cè)得到孔徑1.9-2.8埃碳分子篩，產(chǎn)品的封裝溫度控制在65℃-72℃。本專利技術(shù)的有益之處在于：本專利技術(shù)工藝簡(jiǎn)單，采用棕櫚絲作為原料，突破了碳分子篩的原料限制，價(jià)格便宜，制備得到的本專利技術(shù)的CMSCH4 濃縮甲烷碳分子篩吸附劑可使V(CH4)/V(N2)/V(O2)=5/79/16 的含氧混合氣濃縮為φ(CH4)=29-31%、φ(O2)＜0.3%的成品氣；可使V(CH4)/V(N2)=30/70 的混合氣濃縮為φ(CH4)=94.1-95.8%的成品氣。具體實(shí)施方式實(shí)施例1：一種棕櫚樹棕毛CMSCH4 濃縮甲烷碳分子篩的制備方法，其步驟如下：(1)對(duì)棕櫚絲纖維進(jìn)行改性：預(yù)處理：將棕櫚絲纖維投入0.2%濃度的鹽酸溶液中浸沒，恒溫20℃處理50min，用清水清洗干凈；酶處理：配制0.5%的纖維素酶，0.1%乳糖酶，0.2%木瓜蛋白酶的溶液，將預(yù)處理后的棕櫚絲纖維投入投入其中，然后恒溫38℃處理4小時(shí)，接著捶打分絲得到改性的棕櫚絲纖維，80℃烘干，磨成粉過50目篩，得到改性棕櫚絲纖維粉；（2）粘合：將按照質(zhì)量份數(shù)將下述原料混合：取改性棕櫚絲纖維粉39份，核桃殼粉12份，植物淀粉25份、電氣石粉2份、水22份進(jìn)行粘合，粘合時(shí)間為30min；（3）成型：用雙螺桿擠條成型機(jī)對(duì)粘合好的原料進(jìn)行擠條成型，將成型好的原料晾干；（4）炭化及調(diào)孔處理：將晾好的原料導(dǎo)入轉(zhuǎn)爐內(nèi)進(jìn)行炭化調(diào)孔，溫升速率10℃/分鐘，在900℃條件下進(jìn)行炭化，達(dá)到最高溫后，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下降溫至680℃恒溫，將通入氮?dú)獾牧髁靠刂圃?立方米/小時(shí)，調(diào)孔劑流量為12毫升/分鐘進(jìn)行孔徑調(diào)整，調(diào)整時(shí)間150分鐘，產(chǎn)品在轉(zhuǎn)爐內(nèi)用氮?dú)獗Ｗo(hù)維持720℃恒溫；（5）成品：取一定量高溫樣品，在真空狀態(tài)快速冷卻，用比表面積及孔結(jié)構(gòu)分布儀快速評(píng)價(jià)其孔徑分布情況，經(jīng)檢測(cè)得到孔徑1.9埃碳分子篩，產(chǎn)品的封裝溫度控制在72℃。結(jié)果：本實(shí)施例的CMSCH4 濃縮甲烷碳分子篩吸附劑可使V(CH4)/V(N2)/V(O2)=5/79/16 的含氧混合氣濃縮為φ(CH4)=29%、φ(O2)＜0.3%的成品氣；可使V(CH4)/V(N2)=30/70 的混合氣濃縮為φ(CH4)=95.8%的成品氣。實(shí)施例2：一種棕櫚樹棕毛CMSCH4 濃縮甲烷碳分子篩的制備方法，其步驟如下：(1)對(duì)棕櫚絲纖維進(jìn)行改性：預(yù)處理：將棕櫚絲纖維投入0.2%濃度的鹽酸溶液中浸沒，恒溫25℃處理50min，用清水清洗干凈；酶處理：配制0.3%的纖維素酶，0.1%乳糖酶，0.2%木瓜蛋白酶的溶液，將預(yù)處理后的棕櫚絲纖維投入投入其中，然后恒溫38℃處理4小時(shí)，接著捶打分絲得到改性的棕櫚絲纖維，80℃烘干，磨成粉過50目篩，得到改性棕櫚絲纖維粉；（2）粘合：將按照質(zhì)量份數(shù)將下述原料混合：取改性棕櫚絲纖維粉52份，核桃殼粉10份，植物淀粉25份、電氣石粉3份、水18份進(jìn)行粘合，粘合時(shí)間為35min；（3）成型：用雙螺桿擠條成型機(jī)對(duì)粘合好的原料進(jìn)行擠條成型，將成型好的原料晾干；（4）炭化及調(diào)孔處理：將晾好的原料導(dǎo)入轉(zhuǎn)爐內(nèi)進(jìn)行炭化調(diào)孔，溫升速率10℃/分鐘，在850℃條件下進(jìn)行炭化，達(dá)到最高溫后，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下降溫至680℃恒溫，將通入氮?dú)獾牧髁靠刂圃?立方米/小時(shí)，調(diào)孔劑流量為12毫升/分鐘進(jìn)行孔徑調(diào)整，調(diào)整時(shí)間150分鐘，產(chǎn)品在轉(zhuǎn)爐內(nèi)用氮?dú)獗Ｗo(hù)維持720℃恒溫；（5）成品：取一定量高溫樣品，在真空狀態(tài)快速冷卻，用比表面積及孔結(jié)構(gòu)分布儀快速評(píng)價(jià)其孔徑分布情況，經(jīng)檢測(cè)得到孔徑2.本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種棕櫚樹棕毛CMSCH4濃縮甲烷碳分子篩的制備方法，其步驟如下：(1)對(duì)棕櫚絲纖維進(jìn)行改性：預(yù)處理：將棕櫚絲纖維投入0.2%濃度的鹽酸溶液中浸沒，恒溫20?25℃處理50min，用清水清洗干凈；酶處理：配制0.3?0.5%的纖維素酶，0.1%乳糖酶，0.2%木瓜蛋白酶的溶液，將預(yù)處理后的棕櫚絲纖維投入投入其中，然后恒溫38℃處理4小時(shí)，接著捶打分絲得到改性的棕櫚絲纖維，80℃烘干，磨成粉過50目篩，得到改性棕櫚絲纖維粉；（2）粘合：將按照質(zhì)量份數(shù)將下述原料混合：取改性棕櫚絲纖維粉39?52份，核桃殼粉10?12份，植物淀粉25份、電氣石粉2?3份、水18?22份進(jìn)行粘合，粘合時(shí)間為30?35min；（3）成型：用雙螺桿擠條成型機(jī)對(duì)粘合好的原料進(jìn)行擠條成型，將成型好的原料晾干；（4）炭化及調(diào)孔處理：將晾好的原料導(dǎo)入轉(zhuǎn)爐內(nèi)進(jìn)行炭化調(diào)孔，溫升速率10℃/分鐘，在850℃?900℃條件下進(jìn)行炭化，達(dá)到最高溫后，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下降溫至680℃恒溫，將通入氮?dú)獾牧髁靠刂圃?立方米/小時(shí)，調(diào)孔劑流量為12毫升/分鐘進(jìn)行孔徑調(diào)整，調(diào)整時(shí)間150分鐘，產(chǎn)品在轉(zhuǎn)爐內(nèi)用氮?dú)獗Ｗo(hù)維持720℃恒溫；（5）成品：取一定量高溫樣品，在真空狀態(tài)快速冷卻。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種棕櫚樹棕毛CMSCH4濃縮甲烷碳分子篩的制備方法，其步驟如下：(1)對(duì)棕櫚絲纖維進(jìn)行改性：預(yù)處理：將棕櫚絲纖維投入0.2%濃度的鹽酸溶液中浸沒，恒溫20-25℃處理50min，用清水清洗干凈；酶處理：配制0.3-0.5%的纖維素酶，0.1%乳糖酶，0.2%木瓜蛋白酶的溶液，將預(yù)處理后的棕櫚絲纖維投入投入其中，然后恒溫38℃處理4小時(shí)，接著捶打分絲得到改性的棕櫚絲纖維，80℃烘干，磨成粉過50目篩，得到改性棕櫚絲纖維粉；（2）粘合：將按照質(zhì)量份數(shù)將下述原料混合：取改性棕櫚絲纖維粉39-52份，核桃殼粉10-12份，植物淀粉25份、電氣...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：戴寶根，顧柏敏，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：湖州民強(qiáng)炭業(yè)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：浙江;33