成型助劑對高效氨復合吸附劑強度穩定性的影響

張植，梁俊，楊景昌

(四川大學 化學工程學院，四川 成都 610065)

氨吸附劑包括物理吸附劑和化學吸附劑。物理吸附劑一般為傳統的多孔載體(如硅膠)，具有較大的比表面積，但存在氨吸附量低、吸附選擇性差的缺點。堿土金屬鹵化物(如氯化鈣)是一類能與氨形成絡合物的化學吸附劑，其對氨的吸附具有吸附量大、吸附速度快等優勢［1-3］，不足之處在于吸附過程中容易出現膨脹和結塊［4-5］。為了彌補各自缺陷，根據自發單層分散理論［6-8］，將堿土金屬鹵化物負載于多孔載體上制備的氨復合吸附劑，表現出比單一吸附劑更好的吸附效果［9］。

湯茂輝［10］基于CaCl2/SiO2體系，分別采用水泥和硅溶膠為粘結劑，制備出氨復合吸附劑，但樣品吸附量和機械強度不能兼顧。張偉東［11］選用羧甲基纖維素鈉(CMC-Na)作粘結劑，制備出的氨復合吸附劑吸附量為0. 470 g NH3/g 吸附劑(35 ℃，0.5 MPa)。毛雪峰［12］在此基礎上添加膨脹石墨改善其導熱性能，制備出的氨復合吸附劑吸附量為0.551 g NH3/g 吸附劑(35 ℃，0.5 MPa)，但該吸附劑強度穩定性差，經過循環吸脫附后出現明顯破碎現象，破碎產生的粉末不僅會破壞吸附床層的均勻性，還會堵塞管道和閥門，使整個分離裝置的分離效果和生產能力大幅度降低。因此，提升氨復合吸附劑強度穩定性顯得尤為重要。

本文從提高氨復合吸附劑初始強度和改善氨復合吸附劑孔結構兩方面進行研究，以CMC-Na 為粘結劑，基于CaCl2/SiO2體系成型，通過在成型過程中添加玻璃纖維以及引入Al(NO3)3交聯制備氨復合吸附劑。優化制備出的高效氨復合吸附劑強度穩定性得到顯著提升，并且保持了良好的吸附容量和吸附穩定性。……