一种电热脱附分子筛装置及其脱附方法与流程

本发明涉及一种吸附剂，具体涉及一种分子筛组合物及其脱附方法。

背景技术：

目前，分子筛是一类较早研发生产的无机多孔材料，是由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成，具有规则的孔道结构，是石油加工、石油化工、精细化工中的重要催化剂和吸附剂。分子筛通常为粉末或颗粒状，在作为催化剂或吸附剂时，需要借助一定的载体形成多孔隙结构，通常将分子筛附着在蜂窝结构的多孔载体上，比如蜂窝结构的陶瓷上。在分子筛吸附达到饱和状态时，其便不会再继续发挥原有作用，需要通过加热分子筛使分子筛之前吸附的被吸附物释放出去，即分子筛的脱附。通过脱附一定程度上还原了分子筛原有的吸附能力，使其继续发挥作用。但是，现有技术涉及到脱附的环节需要将分子筛载体从设备上拆卸下来放到脱附设备中进行高温脱附，比如放到烘箱中。在将分子筛进行安装、拆卸取出、转运等等操作过程较为繁琐；同时脱附时需要大量的能源，此过程的能耗也较高。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种脱附操作简单快捷且脱附能耗低的电热脱附分子筛装置以及所述的电热脱附分子筛装置脱附方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案是：一种电热脱附分子筛装置，用于对含有可吸附物的混合物进行吸附。所述电热脱附分子筛装置包括多个分子筛组件和用于安装固定多个分子筛组件的安装基体，所述安装基体内构成供混合物经过的通道，所述分子筛组件安装在安装基体内混合物经过的通道路径上，所述分子筛组件包括分子筛载体和分子筛，所述分子筛载体为电热丝，所述分子筛通过与粘合剂混合形成分子筛浆料涂覆在电热丝的外周表面形成多孔隙的分子筛层，所述混合物经过分子筛组件的分子筛层时，所述分子筛能够将混合物中的可吸附物吸附留下。

优选的，所述电热丝的外周表面上形成有多个针状的凸起，所述的多个凸起沿电热丝的外周表面均匀排布，所述分子筛浆料涂覆在电热丝的外周表面并将所述凸起埋没，所述分子筛层的厚度大于所述凸起的高度。

一种优选，所述分子筛组件的电热丝螺旋盘绕形成盘体状的结构，所述盘体状的电热丝具有由内向外环绕的多个电热丝环，相邻的电热丝环之间具有能够供混合物通过的间隙。

进一步的，所述的多个分子筛组件之间层叠安置在安装基体内，当所述混合物依次通过多个分子筛组件时，所述分子筛组件能够将混合物中的可吸附物吸附留下。

另一种优选，所述分子筛组件的电热丝呈直线状，多个分子筛组件平行阵列排布形成丝束结构，相邻的分子筛组件之间具有间隙，所述分子筛组件横置在安装基体内，当所述混合物通过分子筛组件时，所述分子筛组件能够将混合物中的可吸附物吸附留下。

具体的，所述分子筛为FAU、LTA、MOR和MFI类型分子筛中的一种，所述分子筛内具有规则而均匀的孔道结构。

优选的，所述电热丝为金属电热丝或碳纤维电热丝。

进一步的，所述电热脱附分子筛装置还包括分别与每个分子筛组件的电热丝连接的电源控制器以及与电源控制器连接的电源，所述电源控制器与每根电热丝的两端连接形成通电加热的回路，所述电源控制器能够控制电源与电热丝的通断以及通入电热丝的电流大小。

进一步的，所述电热脱附分子筛装置还包括与电源控制器连接的温度传感器，所述温度传感器能够检测分子筛组件的温度并反馈给电源控制器，电源控制器内设置有分子筛组件的安全脱附温度，当分子筛组件的温度低于或等于安全脱附温度时，所述电源控制器控制电源输出与安全脱附温度对应的工作电流；当分子筛组件的温度高于安全脱附温度时，所述电源控制器控制电源输出低于工作电流的电流或将电源切断使电热丝断电。

一种电热脱附分子筛装置的脱附方法，用于对上述的电热脱附分子筛装置进行脱附处理，其包括如下步骤：

1）在所述的电热脱附分子筛装置吸附混合物中的可吸附物到达吸附饱和状态时，停止对混合物的吸附处理，将混合物排出电热脱附分子筛装置；

2）通过电源控制器控制电源与电热丝通电，使分子筛组件逐渐升温直至所述安全脱附温度，温度传感器实时反馈分子筛组件，所述电源控制器根据温度传感器反馈的分子筛组件的温度控制电源通入电热丝的电流大小以控制分子筛组件的温度低于或等于安全脱附温度；

3）通过电源控制器保持电源与电热丝通电，使电热丝发热，所述分子筛组件在安全脱附温度及以下温度下发生脱附直至脱附完成，所述分子筛组件中的可吸附物被释放出来。

本发明的范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的（但不限于）具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案等。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：采用电热丝作为分子筛载体，通过粘合剂与分子筛混合涂覆在电热丝上形成分子筛层，这种分子筛组件的结构只需直接对电热丝进行通电加热就能实现脱附处理，脱附处理方式更加方便快捷。电热丝产生的热量从内向外散发，能够有效被分子筛层利用，脱附效果好，热能利用率高，能耗低。

附图说明

图1为电热丝的立体结构示意图；

图2为分子筛组件的剖视图；

图3为实施例一中分子筛组件的结构；

图4为实施例二中分子筛组件的结构；

图5为电热脱附分子筛装置的连接原理框图；

其中：1、分子筛组件；2、电热丝；3、分子筛层；4、凸起；5、电源控制器；6、电源；7、温度传感器；21、电热丝环。

具体实施方式

实施例一：

如图1、图2、图3和图5所示，本发明所述的一种电热脱附分子筛装置，用于对含有可吸附物的混合物进行吸附。所述电热脱附分子筛装置包括多个分子筛组件1、用于安装固定多个分子筛组件1的安装基体（图未示）、电源控制器5、电源6和温度传感器7。所述安装基体内构成供混合物经过的通道，所述分子筛组件1安装在安装基体内混合物经过的通道路径上。本实施例中，所述安装基体为密封筒结构，所述分子筛组件1安装在密封筒内。所述密封筒具有供混合物流入的进端和流出的出端。所述分子筛组件1包括分子筛载体和分子筛。所述分子筛载体为电热丝2，所述电热丝2为金属电热丝2或碳纤维电热丝2。这样，电热丝2能够在保证自身导电性能的同时，能够具备较好的分子筛附着能力。所述分子筛为FAU、LTA、MOR和MFI类型分子筛中的一种，所述分子筛由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连形成，所述分子筛呈颗粒状，其内部具有规则而均匀的孔道结构。

所述分子筛通过与粘合剂混合形成分子筛浆料涂覆在电热丝2的外周表面形成多孔隙的分子筛层3。本实施例中，所述电热丝2的外周表面上形成有多个针状的凸起4，所述的多个凸起4沿电热丝2的外周表面均匀排布，所述分子筛浆料涂覆在电热丝2的外周表面并将所述凸起4埋没，所述分子筛层3的厚度大于所述凸起4的高度。电热丝2上设置的凸起增加了电热丝2的黏着面积和黏着能力，涂覆在电热丝2表面的分子筛可以较为稳固的粘附在电热丝2表面，不容易掉落，使用寿命可以得到加强。当然，在电热丝2的外周没有凸起4的情况下，所述分子筛浆料也能涂覆附着在电热丝2的外周表面上。

本实施例中，所述分子筛组件1的电热丝2螺旋盘绕形成盘体状的结构。所述盘体状的电热丝2具有由内向外环绕的多个电热丝环21，相邻的电热丝环21之间具有能够供混合物通过的间隙。所述盘体状的结构外形能够为圆形、方形、椭圆形或三角形，这个能够根据密封筒体的内周形状确定。分子筛组件1通过电热丝2的盘绕大大增加了其比表面积，使得分子筛层3与可吸附物的接触面积大大增加。所述的多个分子筛组件1之间层叠安置在安装基体内，当所述混合物依次通过多个分子筛组件1时，所述分子筛组件1的分子筛层3能够将混合物中的可吸附物吸附留下。

所述电源控制器5分别与每个分子筛组件1的电热丝2的两端连接形成通电加热的回路。所述电源6和温度传感器分别与电源控制器5连接，所述电源控制器5能够控制电源6与电热丝2的通断以及通入电热丝2的电流大小。具体的说，所述温度传感器7能够检测分子筛组件1的温度并反馈给电源控制器5，电源控制器5内设置有分子筛组件1的安全脱附温度，当分子筛组件1的温度低于或等于安全脱附温度时，所述电源控制器5控制电源6输出与安全脱附温度对应的工作电流；当分子筛组件1的温度高于安全脱附温度时，所述电源控制器5控制电源6输出低于工作电流的电流或将电源6切断使电热丝2断电。

在所述的电热脱附分子筛装置吸附混合物中的可吸附物到达吸附饱和状态后需要对电热脱附分子筛装置进行脱附处理，具体的脱附方法如下所述：

电热脱附分子筛装置的脱附方法，其包括如下步骤：

1）在所述的电热脱附分子筛装置吸附混合物中的可吸附物到达吸附饱和状态时，停止对混合物的吸附处理，将混合物排出电热脱附分子筛装置；

2）通过电源控制器5控制电源6与电热丝2通电，使分子筛组件1逐渐升温直至所述安全脱附温度，温度传感器7实时反馈分子筛组件1，所述电源控制器5根据温度传感器7反馈的分子筛组件1的温度控制电源6通入电热丝2的电流大小以控制分子筛组件1的温度低于或等于安全脱附温度；

3）通过电源控制器5保持电源6与电热丝2通电，使电热丝2发热，所述分子筛组件1在安全脱附温度及以下温度下发生脱附直至脱附完成，所述分子筛组件1中的可吸附物被释放出来。

本发明一方面使得分子筛可以以电热丝2为载体，附着在电热丝2上，形成多孔隙的吸附组合体结构，另一方面通过向电热丝2通电，使得电热丝2发热进而使得分子筛层3的温度升高到足够使可吸附物释放出来的温度。本发明无需将分子筛组件1从安装基体上拆卸取下，仅仅需要通电即可实现脱附并直接进行二次利用，这种结构方便了对分子筛的脱附处理，加热脱附的方式更加方便快捷。

同时，本发明中分子筛组件1的结构中，通过对分子筛层3内的电热丝2加热能够更好地利用电能对分子筛层3进行脱附处理，电热丝2产生的热量在脱附过程中完全传递到到分子筛层3上，且热量从内向外传到分子筛层3上，所有热量的散失全部需要通过分子筛层3，这样基本杜绝了热量浪费的现象，提高了电能的利用率。另外在对电热丝2进行通电时，通过凸起4的进一步传导，热量可以通过凸起4深入到分子筛层3的内部，加热脱附效果更好。

安装基体所呈的密封筒结构能够保证混合物（如废气、废水等）在安装基体内的运行路径只能是从进端进入然后从出端离开，保证可吸附物在安装基体内的运动路径和运动时间可控。

通过将分子筛与粘合剂的混合形成浆料，由于粘合剂的作用，使得分子筛浆料具备一定的粘附力能够附着在电热丝2上，保证形成的分子筛层3能够稳定的附着在电热丝2上，不容易脱落。

通过电源控制器5和温度传感器7的作用，可以很好的控制分子筛组件1的脱附温度保持在合理适当的范围内，同时通过电源控制器5使流入电热丝2的电流大小得到控制，可以有效调节分子筛组件1的温度上升速度，以免温度上升过快造成强烈热胀冷缩引起的分子筛层3脱落。

实施例二：

如图4所示，本实施例是在实施例一的基础上，对电热丝2整体结构进行改变。具体地说，所述分子筛组件1的电热丝2呈直线状，多个分子筛组件1平行阵列排布形成丝束结构，相邻的分子筛组件1之间具有间隙，所述分子筛组件1横置在安装基体内，当所述混合物通过分子筛组件1时，所述分子筛组件1能够将混合物中的可吸附物吸附留下。

本发明中，通过将分子筛组件1设置成螺旋盘体结构或丝束结构，能够保证可吸附物在通过分子筛组件1时与分子筛的接触面积足够大，提高吸附效果。

如上所述，我们完全按照本发明的宗旨进行了说明，但本发明并非局限于上述实施例和实施方法。相关技术领域的从业者可在本发明的技术思想许可的范围内进行不同的变化及实施。