CN102099091A - 具有矿物过滤介质的颗粒过滤器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种颗粒过滤器，其包括盒和置于所述盒中处于预过滤位置的过滤介质，其中所述过滤介质主要是矿物。由于不存在有机化合物，所述过滤介质不产生任何挥发性有机化合物。所述过滤介质还可以是具有光催化作用类型的。
Description
本发明涉及颗粒过滤器的领域。
颗粒过滤器包括过滤介质，过滤介质的作用在于阻留大气中所包含的颗粒。这涉及净化住宅或职业用途的任何性质的场所（例如：办公室、车间、工厂、机库等）的大气，以更好地保护场所使用者的健康和/或更好地保护难以适应灰尘的存在的活动。为此，借助于风机来驱动待净化的大气成为强制流而穿过颗粒过滤器。
颗粒过滤器包括盒（即限定过滤器的外部壳的盒）和过滤介质。在来自于过滤器外部的空气的路径上的第一过滤介质（其可以是在盒中唯一的过滤介质）通常称为“预过滤器”，其作用还是在于阻留悬浮在空气中的固体或液体颗粒。第一过滤介质被置于盒中的第一位置上，即其直接接收来自于过滤器外部的环境空气，而在其之前空气没有通过其他过滤介质。在本申请的范围内，所述相对于进入空气的第一位置称为“预过滤位置”。盒可以在所述处于预过滤位置上的第一过滤介质之后（在待净化的气体的路径上）包括其他过滤介质。（处于预过滤位置上或在该位置之后的）用于捕集颗粒的过滤介质可以是一种或多种过滤介质，例如通常被称为G1、G2、G3、G4、F5、HEPA、ULPA的过滤介质。事实上，可以在盒中具有一系列过滤介质，其中这些过滤介质的选择性相对于所拦下的颗粒的尺寸而增大。在所述过滤介质之后还可以存在具有光催化作用的过滤介质。预过滤器（或第一过滤介质）通常被置于栅（通常由金属制成）之后，其中所述栅不被视为过滤介质。所述栅通常让来自于过滤器外部的光线直接通向预过滤器。
在市场上存在多种过滤介质。直到目前，这些过滤介质由通过有机粘结剂来连接的有机纤维或矿物纤维所构成。目前已观察到，过滤介质中所包含的有机物质会受到例如穿过过滤介质的空气中所包含的臭氧的氧化气体侵蚀。这种侵蚀（氧化反应）导致形成例如甲醛的或多或少有毒的挥发性有机化合物（通常在法语中称为“COV”，在英语中称为“VOC”）。因此，过滤器的过滤介质中所包含的有机物质是COV源，而且随着通过过滤介质的强制流持续地更新与过滤介质接触的氧化气体（例如：臭氧），就更是如此。因此，在将空气输送通过过滤器的风机（或涡轮机）工作的时候与在该风机（或涡轮机）停止的时候相比，过滤介质是更大的COV源。另外，由于其性质，过滤介质的面积是不可忽略的，这有助于空气中所包含的氧化气体的严重侵蚀。在解决消除大气中颗粒这一问题的同时，由于在该相同的大气中形成COV而产生了另一问题。当过滤器的盒另外还包含具有光催化作用的过滤器（在穿过的气体的路径上位于所述阻留颗粒的过滤介质之后）且该过滤器的作用正是在于消除进入过滤器的空气中的COV时，使得空气在通过具有光催化作用的过滤器之前富含COV是尤其会产生相反效果的，因为具有光催化作用的过滤器的效率会由于待处理的COV的更大的量而降低。
目前已想到将完全为矿物的过滤介质至少用作预过滤器，以使得在过滤器工作的时候不再产生COV。根据本发明的一种极好的过滤介质是不包括任何有机粘结剂的氧化硅（通常称为“石英”，并包括在重量上至少为99%的SiO2）纤维毡，例如由Saint-Gobain Quartz以Quartzel品牌所商业化的氧化硅纤维毡。这种毡的制造方法产生不需要任何粘结剂的纤维的自然缠结。可以考虑其他过滤介质，尤其是玻璃纤维的织物或非织物，只要它们去除了在可能的胶料（ensimage）处或者在粘结剂处存在的用于其制造的有机物质即可。特别地，粘结剂可以已经是溶胶-凝胶类型的。所述织物或非织物可以已通过缝合或针术进行了连接。特别地，可以通过可以在例如高于400摄氏度下发生的热处理来为纤维结构去除其有机物质。
置于预过滤位置上的过滤介质主要是矿物，并包含在重量上少于0.1%的有机物质，甚至包含在重量上少于0.01%的有机物质，再甚至不包含任何有机物质（Quartzel就是这样的）。其烧失率（英语为LOI）低于0.1%，甚至低于0.01%，再甚至等于零。其单位面积质量一般为5至400克/平方米，更一般地为10至300克/平方米。处于预过滤位置的过滤介质还可以具有光催化作用，在该情况下，其不仅阻留颗粒，而且还消除空气中所包含的COV。已知如何形成主要为矿物的光催化覆层，并且为此可以参照例如2007年8月8日提交的法国专利申请0757000。通常，光催化作用覆层包含钛的氧化物。如果过滤器包含具有光催化作用的过滤介质，那么其同样包含其激活所必需的UV（UVA、UVB、UVC、可见UV）源（UV灯）。
要提醒的是，可以按照以下的方法来确定烧失率：预先在110摄氏度下脱水（例如4个小时），然后在800摄氏度下在空气中煅烧（例如4个小时），并且测量由煅烧（在脱水之外）所造成的质量损失。
优选地，盒中所包含的任何过滤介质都主要是矿物，并且满足与置于预过滤位置上的过滤介质相同的要求（有机物质的量和烧失率）。
本发明还涉及一种装置，其包括根据本发明的颗粒过滤器、以及用于使空气穿过颗粒过滤器的风机或涡轮机。本发明还涉及根据本发明的装置在净化建筑物内部大气方面的用途。特别地，根据本发明的过滤器可以包含在空气净化器中，其中所述空气净化器的工作涉及C类型的或具有光催化作用的紫外线。事实上，现有技术的阻留灰尘的过滤器包含有机粘结剂，这些有机粘结剂的分解是显著的。该分解是由于可能与臭氧的作用联合的、UVC以及光催化反应的羟基的作用所造成的。该分解会造成挥发性有机化合物（COV，或英语中的VOC）类型的、尤其是乙醛和甲醛类型的副产物。矿物预过滤器的使用提供了对于该问题的一种解决方案。本发明还涉及根据本发明的过滤器在具有光催化作用（包含在暴露于UVC、UVB、UVA或可见UV的时候具有光催化作用的物质）的空气净化器或UVC空气净化器（没有具有光催化作用的物质）中的用途。
Claims (12)
1. 一种颗粒过滤器，包括盒和置于所述盒中处于预过滤位置的过滤介质，其特征在于，所述过滤介质主要是矿物。
2. 如上述权利要求中任一项所述的过滤器，其特征在于，所述过滤介质具有低于0.1重量%的烧失率。
3. 如前一权利要求所述的过滤器，其特征在于，所述过滤介质具有低于0.01重量%的烧失率。
4. 如上述权利要求中任一项所述的过滤器，其特征在于，所述过滤介质是没有有机粘结剂的矿物纤维毡。
5. 如前一权利要求所述的过滤器，其特征在于，所述矿物纤维是由氧化硅制成的。
6. 如上述权利要求中任一项所述的过滤器，其特征在于，所述过滤介质还具有光催化作用。
7. 如上述权利要求中任一项所述的颗粒过滤器，其特征在于，所述过滤介质在气体的路径上由另一具有光催化作用的过滤介质跟随。
8. 如上述权利要求中任一项所述的颗粒过滤器，其特征在于，所述过滤介质的单位面积质量为5至400克/平方米，并且更一般地为10至300克/平方米。
9. 一种包括如上述权利要求中任一项所述的颗粒过滤器、以及用于使空气穿过所述颗粒过滤器的风机或涡轮机的装置。
10. 如前一权利要求所述的装置在净化建筑物内部大气方面的用途。
11. 如前一权利要求所述的用途，其特征在于，所述过滤器在具有UVC、UVB、UVA或可见UV光催化作用的空气净化器中。
12. 如权利要求10所述的用途，其特征在于，所述过滤器在UVC空气净化器中。
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