CN103349875B - 一种化学过滤器及其化学滤料制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种化学过滤器及其化学滤料的制备方法，过滤器包括壳体和控制器，壳体设有进风口和出风口，内部设有风机，进风口与出风口之间过滤通道中依次设置有初效过滤层、化学过滤层、中效过滤层和高效过滤层；初效过滤层以及中效过滤层皆为层状网；化学过滤层包括1个以上依次隔开的过滤级，各过滤级中分别填充有针对各种不同污染气体的化学滤料；高效过滤层为密褶式玻璃纤维过滤网；壳体内还设有风压检测装置，风压检测装置将出风口的风压信号传输至控制器，以控制风机运行。本发明通过物理过滤与化学过滤的结合优化了过滤效果，各过滤层的组合可实现对粉尘以及腐蚀性气体分子的逐级滤除，为重要空间提供洁净无污染的新鲜空气。
Description
技术领域
本发明涉及空气过滤技术领域，特别是一种化学过滤器及其化学滤料制备方法。
背景技术
在石油化工、钢铁、造纸、网络中心等行业中，控制室、机柜室等维护着各种现场设备的正常运行，其室内也集中了大量担负各种控制任务的控制设备。设备在长期运行中，其内部的半导体器件极容易受到腐蚀，特别是在石油化工行业的环境中，空气中难免存在H2S、CL2、SOX、NOX、HF、NH3、O3等腐蚀性物质。在中华人民共和国石油化工行业标准《石油化工控制室抗暴设计规范》中，也规定了“重要房间（如控制室、机柜室、工程师站等）的含尘浓度应小于0.2mg/m3”；“重要房间的H2S的浓度应小于15mg/m3；SO2的浓度应小于170mg/m3”。现有技术中，通常对空气中粉尘和腐蚀性物质进行分别过滤，这种过滤方式不仅投入设备较多，且过滤效果也很难达到规范所要求的标准。在石油化工、钢铁、造纸等重污染行业，从业人员经常要处于受污染的空气中，对身体健康造成不利影响。其生产车间产生的废气也需要进行处理。
发明内容
本发明要解决的技术问题为，通过将物理过滤与化学过滤结合的方式，对空气中的粉尘和腐蚀性气体进行过滤，达到优化空气过滤效果的目的。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种化学过滤器，其特征是，包括壳体和控制器，壳体内设有风机，壳体两端分别设有进风口和出风口，进风口与出风口之间为过滤通道；过滤通道中从进风口到出风口方向上依次设置有初效过滤层、化学过滤层、中效过滤层和高效过滤层；
上述初效过滤层以及中效过滤层皆为垂直于过滤通道长度方向、采用织布或无纺布叠置而成的层状网；
上述化学过滤层包括1个以上依次隔开的过滤级，各过滤级中分别填充有化学滤料；
上述高效过滤层为密褶式玻璃纤维过滤网；
化学过滤层中至少有1个过滤级中所填充的化学滤料为含有3%~13%高锰酸钾成分的氧化铝，或含3%~13%氢氧化钾成分的活性炭；针对滤除酸性气体，如硫化氢、二氧化硫等；
化学过滤层中至少有1个过滤级中所填充的化学滤料为含3%~13%磷酸成分的活性炭；针对滤除氨气等碱性气体；壳体内还设有风压检测装置，风压检测装置检测出风口的风压，并将风压信号传输至控制器；控制器根据风压信号控制风机运行。
化学过滤层中的多个过滤级可针对不同污染气体，本发明化学滤料可采用现有的针对不同污染气体的化学滤料，也可自行配备，上述成分含量可在小范围内浮动。
初效过滤层的作用是滤除进入过滤通道的空气中的粉尘。化学过滤层可设置多个化学过滤级，分别针对不同的腐蚀性气体分子，滤料与气体分子反应达到中和，通过化学过滤层的空气即成为干净无污染的新鲜空气。中效过滤层的作用是滤除通过化学过滤层后的粉尘。高效过滤层可将空气中的粉尘控制在标准以内。风压检测装置的设置能够实时获取过滤通道内的工作状态，方便风机的及时检修，保证过滤效果。
上述织布可利用现有产品，选用玻璃纤维、碳纤维丝、碳纤维毡及有机纤维制成的织布；有机纤维为人造纤维、浆纤维、棉纤维和棉绒纤维中的一种或几种。
进一步的，本发明中各过滤层还分别设有压差测量装置，压差测量装置的输出端连接有压差表，压差表安装于壳体外；压差测量装置检测相应过滤层两侧的压差，并将压差信号传输至压差表。压差测量装置可利用现有技术，如含有测试管的压差测量装置，将测试管两端分别接触两相邻过滤层；由于过滤层不断吸附空气中的微粒，同时污染气体分子与化学滤料反应后会生产部分固体附着在滤料表面，会使得各过滤层逐渐出现堵塞，造成空气流动不畅，此时测试管即可检测到压降，当压降达到一定数值时，即需要更换相应的过滤层材料。
为了防止雨雪从进风口进入过滤通道，本发明的过滤器进风口朝下，且进风口上覆盖有防虫丝网，防虫丝网可采用具有一定网格密度的一般金属网，用于防止昆虫或其他动物以及较大颗粒物体进入过滤通道。
进一步的，化学过滤层中各过滤级中所填充的化学滤料添加量与风机所产生的风量的关系为：Y=（n*X+45.7）/1000，其中Y为滤料添加量，单位为m3；X为风量，单位m3/h，n的取值范围为0.1~0.5。当风量较大时，单位时间内通过过滤通道的气体量也越大。设置适量的化学滤料既能够保证过滤效果，也能够节约材料用量。
为保证过滤通道内温度和湿度的稳定，为化学过滤层中的滤料提供有利的环境条件，本发明中所述壳体采用双层钢板制成；双层钢板之间嵌有隔音隔热层。隔音隔热层可采用阻燃聚氨酯发泡棉、岩棉或其它阻燃发泡板。为了达到较好的保温隔音效果，组成壳体的每层钢板的厚度最好不小于0.9mm，隔音隔热层的厚度为50mm。
本发明中风机以压送的方式送风，因此风机安装于进风口与初效过滤层之间。壳体上可设置用于风机故障检修的检修门。压送方式可防止外界受污染的空气由设备壳体的缝隙或检修门进入，达到最佳过滤净化效果。风机也可安装于过滤通道的其它位置，如高效过滤层与出风口之间。为了防止风机故障切换过程中有回风造成二次污染，影响过滤效果，也可于过滤器出风口处设置止回风阀。
本发明中，化学过滤层包括过滤箱， 1个以上过滤级位于过滤箱内，沿过滤通道延伸方向依次排列，且相邻过滤级之间通过多孔板隔开。相邻过滤级之间的多孔板的孔隙直径为2mm。过滤箱上设有加料口和卸料口，用于滤料的更换。各过滤级也可采用现有的深床过滤箱实现。
化学过滤层也可设置1个以上沿过滤通道延伸方向排列的深床式过滤箱或V型过滤箱，V型过滤箱的开口朝向进风口。在化学滤料接触面积不变的情况下，V型过滤级的侧壁可反射一定风量，使得整体作用风量变大，优化化学过滤层的过滤效果。
本发明还提供了上述化学过滤器中化学滤料的制备方法，含高锰酸钾成分的氧化铝、含氢氧化钾成分的活性炭，以及含磷酸成分的活性炭的制备方法包括以下步骤：
1）将氧化铝或活性炭置于酸洗池中酸洗；主要作用是清洗氧化铝或活性炭表面的脏污；
2）将酸洗后的氧化铝置于高锰酸钾水溶液中浸渍；将活性炭至于氢氧化钾或磷酸的水溶液中浸渍；
3）将浸渍后的氧化铝或活性炭取出置于烘箱中，直至烘干，即得到对应的含高锰酸钾成分的氧化铝，含氢氧化钾成分的活性炭，或磷酸成分的活性炭。
本发明的有益效果为：通过将物理过滤和化学过滤相结合的方式，结合优化配比的化学滤料，对进入重要空间的空气进行过滤，能够较好的滤除空气中的粉尘以及腐蚀性气体分子，保证重要空间内的设备不被腐蚀，保证从业人员的身体健康。同时本发明还设置了风压检测装置，从而获取过滤通道内的实时工作状态，以根据需要控制风机的运行状态以及进行风机检修；此外压差测量装置可检测各过滤层的堵塞情况，以方便工作人员适时进行各过滤层的材料更换，保证过滤效果。
附图说明
图1所示为本发明第一种具体实施例的结构示意图；
图2所示为本发明第二种具体实施例的结构示意图；
其中：1-壳体，11-底座，12-检修门，13-手爬梯，2-进风口，3-出风口，4-风机，5-防虫丝网，6-初效过滤层，7-化学过滤层，71-加料口，72-卸料口，73-多孔板，74-V型过滤箱，8-中效过滤层，9-高效过滤层。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例做进一步描述。
结合图1和图2，本发明的化学过滤器，包括壳体1和控制器，壳体1安装于底座11上，壳体两端分别设有进风口2和出风口3，进风口2与出风口3之间为过滤通道壳体1；内设有风机4，过滤通道中从进风2口到出风口3方向上依次设置有初效过滤层6、化学过滤层7、中效过滤8层和高效过滤9层。
为了防止雨雪等的进入，本实施例中壳体1上接有风管，风管进风口即壳体的进风口2，此进风口开口朝下，防虫丝网5覆盖在风管的进风口上。
为保证过滤通道内湿度和温度的稳定，为化学过滤层中的滤料提供有利的环境条件，本发明中所述壳体1采用双层钢板制成；双层钢板之间嵌有隔音隔热层。隔音隔热层可采用阻燃聚氨酯发泡棉、岩棉或其它阻燃发泡板。为了达到较好的保温隔音效果，组成壳体的每层钢板的厚度最好不小于0.9mm，隔音隔热层的厚度为50mm。
初效过滤层6以及中效过滤8层皆为垂直于过滤通道长度方向、采用织布或者无纺布叠置而成的层状网；层装网的周边皆连接壳体1的内壁一周，保证留过过滤通道的空气一定流经初效过滤层6和中效过滤层8。其中初效过滤层6主要作用是滤除进入过滤器的空气中的粉尘，根据ASHRAE标准，用52-76测量法测得过滤器过滤大气中的尘埃粒子的平均效率不低于36.5%，过滤器的UL等级为2级。中效过滤层8主要作用是滤除进入过滤器的空气中的粉尘。根据ASHRAE标准，用52-76测量法测得过滤器过滤大气中的尘埃粒子的平均效率不低于36.5%，过滤器的UL等级为2级。
化学过滤层7包括1个以上依次隔开的过滤级，各过滤级中分别填充有化学滤料；图1所示的实施例中，化学过滤层包括过滤箱，过滤箱中设置2个过滤级，沿过滤通道延伸方向依次排列；相邻过滤级之间通过多孔板73隔开，多孔板73的孔隙直径为2mm。过滤箱上设有加料口71和卸料口72，用于滤料的更换。各过滤级也可直接采用现有的深床式过滤箱实现。
图2所示的实施例中，化学过滤层7设置了2个沿过滤通道延伸方向排列的V型过滤箱74，V型过滤箱74的开口朝向进风口2。在化学滤料接触面积不变的情况下，V型过滤箱74的侧壁可反射一定风量，使得整体作用风量变大，优化化学过滤层的过滤效果。
化学过滤层7中的多个过滤级可针对不同污染气体，如针对硫化氢、二氧化硫等酸性气体，则化学过滤层中至少有1个过滤级中所填充的化学滤料为含有3%~13%高锰酸钾成分的氧化铝，或含3%~13%氢氧化钾成分的活性炭。
如针对氨气等碱性气体，则化学过滤层中至少有1个过滤级中所填充的化学滤料为含3%~13%磷酸成分的活性炭。
上述化学滤料也可采用现有的针对不同污染气体的化学滤料，也可自行配备。
自行配制时，含高锰酸钾成分的氧化铝、含氢氧化钾成分的活性炭或含磷酸成分的活性炭的制备方法包括以下步骤：
1）将氧化铝或活性炭置于酸洗池中酸洗；
2）将酸洗后的氧化铝置于高锰酸钾水溶液中浸渍；将活性炭至于氢氧化钾或磷酸的水溶液中浸渍；
3）将浸渍后的氧化铝或活性炭取出置于烘箱中，直至烘干，即得到对应的含高锰酸钾成分的氧化铝，含氢氧化钾成分的活性炭，或含磷酸成分的活性炭
化学过滤层中各过滤级中所填充的化学滤料添加量与风机所产生的风量的关系为：Y=（n*X+45.7）/1000，其中Y为滤料添加量，单位为m3；X为风量，单位m3/h，n的取值范围为0.1~0.5。当风量较大时，单位时间内通过过滤通道的气体量也越大，设置适量的化学滤料既能够保证过滤效果，也能够节约材料用量。
高效过滤层9为密褶式玻璃纤维过滤网，密褶式玻璃纤维过滤网可采用现有成熟产品，其由耐水洗的超细玻璃纤维组成，滤网表面多褶并由均匀分布的铝制隔板固定，滤网外框一般选用阻燃的刨花密度板，或者涂有阻燃的聚氨酯泡沫密封，过滤效率在百分之八十五，可将空气的粉尘控制在标准以内。根据ASHRAE标准52-76测量法测出过滤器过滤大气中尘埃粒子的平均效率为99%，过滤器UL等级为2级。壳体内还设有风压检测装置，风压检测装置检测出风口的风压，并将风压信号传输至控制器；控制器根据风压信号控制风机运行。
各过滤层还分别设有压差测量装置，压差测量装置的输出端连接有压差表，压差表安装于壳体外；压差测量装置检测相应过滤层两侧的压差，并将压差信号传输至压差表。压差测量装置可利用现有技术，如含有测试管的压差测量装置，将测试管两端分别接触两相邻过滤层；由于过滤层不断吸附空气中的微粒，会使得各过滤层逐渐出现堵塞，造成空气流动不畅，此时测试管即可检测到压降，当压降达到一定数值时，即需要更换相应的过滤层材料。
本发明中风机4以压送的方式送风，因此风机4安装于进风口2与初效过滤层6之间。壳体上可设置用于风机故障检修的检修门12。压送方式可防止外界受污染的空气由设备壳体的缝隙或检修门进入，达到最佳过滤净化效果。风机4也可安装于过滤通道的其它位置，如高效过滤层9与出风口之间。为了防止风机故障切换过程中有回风造成二次污染，影响过滤效果，也可于过滤器出风口处设置止回风阀。
为了方便化学过滤层的滤料填充更换以及设备维修，图1与图2所示的实施例中还在化学过滤器外设置了爬梯13。
本发明通过将物理过滤和化学过滤相结合，并制备出一定成分比例的化学滤料分别针对各种不同污染气体，对进入重要空间的空气进行过滤，能够较好的滤除空气中的粉尘以及腐蚀性气体分子，保证重要空间内的设备不被腐蚀，保护从业人员的身体健康。同时本发明还设置了风压检测装置，从而获取过滤通道内的实时工作状态，以根据需要控制风机的运行状态以及进行风机检修；此外压差测量装置可检测各过滤层的堵塞情况，以方便工作人员适时进行各过滤层的材料更换，保障了过滤器的过滤效果。
Claims (6)
1.一种化学过滤器，其特征是，包括壳体和控制器，壳体内设有风机，壳体两端分别设有进风口和出风口，进风口与出风口之间为过滤通道；过滤通道中从进风口到出风口方向上依次设置有初效过滤层、化学过滤层、中效过滤层和高效过滤层；
上述初效过滤层以及中效过滤层皆为垂直于过滤通道长度方向、采用织布或无纺布叠置而成的层状网；
上述化学过滤层包括1个以上依次隔开的过滤级，各过滤级中分别填充有化学滤料；
上述高效过滤层为密褶式玻璃纤维过滤网；
化学过滤层中至少有1个过滤级中所填充的化学滤料为含有3％～13％高锰酸钾成分的氧化铝，或含3％～13％氢氧化钾成分的活性炭；
化学过滤层中至少有1个过滤级中所填充的化学滤料为含3％～13％磷酸成分的活性炭；
壳体内还设有风压检测装置，风压检测装置检测出风口的风压，并将风压信号传输至控制器；控制器根据风压信号控制风机运行；
化学过滤层设有1个以上沿过滤通道延伸方向排列的深床式过滤箱或V型过滤箱，V型过滤箱的开口朝向进风口；
化学过滤层中各过滤级中所填充的化学滤料添加量与风机所产生的风量的关系为：Y＝(n*X+45.7)/1000，其中Y为滤料添加量，单位为m3；X为风量，单位m3/h，n的取值范围为0.1～0.5；
含高锰酸钾成分的氧化铝、含氢氧化钾成分的活性炭，或含磷酸成分的活性炭的制备方法包括以下步骤：
1)将氧化铝或活性炭置于酸洗池中酸洗；
2)将酸洗后的氧化铝置于高锰酸钾水溶液中浸渍；将活性炭至于氢氧化钾或磷酸的水溶液中浸渍；
3)将浸渍后的氧化铝或活性炭取出置于烘箱中，直至烘干，即得到对应的含高锰酸钾成分的氧化铝，含氢氧化钾成分的活性炭，或含磷酸成分的活性炭。
2.根据权利要求1所述的化学过滤器，其特征是，各过滤层还分别设有压差测量装置，压差测量装置的输出端连接有压差表，压差表安装于壳体外；压差测量装置检测相应过滤层两侧的压差，并将压差信号传输至压差表。
3.根据权利要求1所述的化学过滤器，其特征是，进风口朝下，且进风口上覆盖有防虫丝网。
4.根据权利要求1至3任一项所述的化学过滤器，其特征是，壳体采用双层钢板制成；双层钢板之间嵌有隔音隔热层。
5.根据权利要求1至3任一项所述的化学过滤器，其特征是，风机安装于进风口与初效过滤层之间。
6.根据权利要求1至3任一项所述的化学过滤器，其特征是，化学过滤层包括过滤箱，1个以上过滤级位于过滤箱内，沿过滤通道延伸方向依次排列，且相邻过滤级之间通过多孔板隔开。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent for invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Bo Fu Road, Zhongshan science and Technology Park in Jiangsu province Liuhe 211505 District 1 Building No. 2 Applicant after: Jiangsu Runju New Material Technology Co., Ltd. Applicant after: China National Chemical Engineering No.14 Construction Co., Ltd. Address before: 210044, Liuhe District, Nanjing City, Jiangsu province (Dachang), No. 148, Xinhua Road Applicant before: China National Chemical Engineering No.14 Construction Co., Ltd. Applicant before: Jiangsu Runju New Material Technology Co., Ltd. |
|
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: CHINA CHEMICAL ENGINEERING NO. 14 CONSTRUCTION CO., LTD. TO: JIANGSU RUNJU NEW MATERIAL TECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 210044 NANJING, JIANGSU PROVINCE TO: 211505 NANJING, JIANGSU PROVINCE Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: JIANGSU RUNJU NEW MATERIAL TECHNOLOGY CO., LTD. TO: CHINA CHEMICAL ENGINEERING NO. 14 CONSTRUCTION CO., LTD. |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 210044 No. 148 Xinhua Road, Dachang Street, Jiangbei New District, Nanjing City, Jiangsu Province Co-patentee after: China National Chemical Engineering No.14 Construction Co., Ltd. Patentee after: Jiangsu poly Environmental Technology Co., Ltd. Address before: 211505 No. 1 Bofu Road, Zhongshan Science Park, Liuhe District, Jiangsu Province Co-patentee before: China National Chemical Engineering No.14 Construction Co., Ltd. Patentee before: Jiangsu Runju New Material Technology Co., Ltd. |
|
| CP03 | Change of name, title or address |