《生物质基碳分子筛关键技术研究及产业化》

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碳分子筛(carbon molecular sieves,简记CMS)是在20世纪末期发展起来的一种具有较为均匀微孔结构的碳质吸附剂材料。它具有接近被吸附分子直径的楔形狭缝状微孔,能够把立体结构大小有差异的分子分离开来。该项目主要研究技术内容为:

1、制备碳分子筛原料配方研究。利用椰壳等生物质的坚果壳为主要原料制备碳分子筛,研究确定生物质果壳与其他原料的配比,开发出生物质果壳基碳分子筛的配方。

2、生物质果壳的超细粉体加工。项目采用振动球磨技术,研究粉碎后果壳细度和能耗以及能效的关系,对振动球磨超细粉碎工艺进行优化。确定可靠磨粉时间,得到超细粉体粒度,确保后续工艺顺利进行,提高了分子筛的产氮率。

3、碳分子筛成型工艺研究。项目通过对粘结剂种类、添加剂配比、半成品干燥和成型压力工艺参数的研究调整,调控碳分子筛的孔隙性能与强度。同时针对现有碳分子筛成型技术的缺点,自主研发液压挤条机,通过液压技术提高碳分子筛挤条成型工艺的生产效率。

4、高温炭化工艺研究。炭化过程的升温速率和炭化气氛是影响果壳碳中孔隙发达程度的重要因素,项目研究在于选择合适的炭化温度和时间、升温速度,调控生物质基碳分子筛的孔隙结构。

5、气相沉积调孔工艺研究。项目应用气相沉积调孔工艺,通过选用合理的调孔剂、沉积温度和时间,进一步调控碳分孔隙结构,提高碳分子筛的空气分离效果和产气量。

项目研究生产的生物质基碳分子筛可达到以下技术指标:

堆密度0.64~0.68kg/l;富氮浓度99.5%;产氮率≥300L/h.㎏;抗压强度≥100N/颗。

2015年经过瑞安市锋华空分设备有限公司、上海垣锦机电设备制造有限公司、武汉恒业通气体设备有限公司等多家企业试用,一致得到好评,反应良好。

该项目已取得发明专利1项,实用新型专利6项,形成了企业核心自主知识产权。

产品研发至今已经产生了良好的经济效益,自项目2014年6月开始到2016年12月底,累计销售产品达1308.38吨,实现销售收入6187万元,创税收313万元,创利润223万元,随着该产品批量生产的达产,势必使得产品的综合成本进一步下降,经济效益将更为明显。

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