CN103889543A - 用于过滤装置的阻燃剂和提高过滤装置阻燃性的方法 - Google Patents

Abstract

在用于提高过滤装置阻燃性的方法中，将负载了可燃气溶胶的空气流引入过滤器。过滤器从空气流中至少绝大部分地截留了气溶胶。将颗粒状阻燃剂引入到引入过滤器的空气流中。该阻燃剂具有多孔的矿物粒料作为主要成分。

Description

用于过滤装置的阻燃剂和提高过滤装置阻燃性的方法

技术领域

本发明涉及用于过滤装置的阻燃剂以及用于提高过滤装置阻燃性的方法。

现有技术

在技术和工业的很多领域都产生负载了气溶胶的废气流。在这种情况下，气溶胶是精细分布的固态或液态悬浮微粒，它们被夹带至废气流中并且通常必须从其中沉降。

为了从空气流中分离气溶胶微粒，经常使用截留气溶胶微粒的过滤装置。因为气溶胶通常是可燃的并且由于其大的比表面积而显示出易燃性，在此经常引起这样的过滤装置中的燃烧或爆炸和/或爆燃。这类燃烧经常与过滤装置的大的损伤相联系，因为通常很晚才能被发现并且根据气溶胶的不同类型经常也而很难扑灭，尤其是在例如小的金属颗粒作为气溶胶微粒存在并且相应地达到高的燃烧温度的情况下。

本发明

因此，本发明的目的在于，提供用于过滤装置的阻燃剂和提高过滤装置阻燃性的方法，这降低了燃烧和/或爆炸的风险。

所述目的通过具有权利要求1特征的用于过滤装置的阻燃剂，以及具有权利要求5特征的改善过滤装置阻燃性的方法来实现。独立权利要求的特征代表有利的实施方案。

根据本发明提供了一种方法，在所述方法中将负载了可燃气溶胶的空气流引入过滤器，其中，过滤器从空气流中至少绝大部分地截留了气溶胶，其中将颗粒状阻燃剂引入到引入过滤器的空气流中。该颗粒状阻燃剂在此分布在空气流中，且颗粒与气溶胶互相作用，由此降低气溶胶的潜在反应性表面积并因此降低了着火的危险。然后，该阻燃剂与气溶胶在过滤器中分离，并且可以随后与已分离的气溶胶一同清理或回收利用。

根据本发明的阻燃剂在此具有多孔的矿物粒料，还优选粒料的小块状和/或小片状碎片作为主要成分。由于多孔性，粒料具有可以与气溶胶互相作用的大的表面积，并且因此可以结合大量的气溶胶微粒。矿物材料在此提供的优点在于，自身是不易燃的，从而不会通过阻燃剂的表面带来新的火源。因此，由于空气流中的阻燃剂颗粒不仅降低了过滤器自身发生燃烧的危险，而且还降低了通往过滤器的空气流中的气溶胶着火的危险。

在此，粒料优选具有大于80%的孔体积，特别优选具有大于90%的孔体积。在此，孔体积被定义为粒料颗粒的孔的体积与粒料颗粒总体积的商。这类高度多孔的材料一方面具有提供大的表面积的优势，另一方面由于其低的密度而很容易被空气流带走，从而可以防止从空气流中不期望的沉降。

有利地，所述粒料具有二氧化硅作为主要成分，尤其是以60至80重量%的浓度。其优点在于，除反应惰性以外还对健康无害，并且在自然界中作为廉价的原料而可以以实践上无限量地供应。在此优选涉及由膨胀的

珍珠岩构成的粒料。从作为天然存在的廉价原料提供的天然珍珠岩可以在吹炼过程

中以简单的方式获得膨胀的珍珠岩。为此仅需要将珍珠岩加热至变得粘稠，因为天然存在的珍珠岩包含保存水(Wassereinlagerung)，其在此过程中蒸发并因此产生高度多孔的粒状材料。

优选地，所述阻燃剂在引入空气流之前或者在空气流中粉碎。阻燃剂的粒料越小，则越容易被空气流夹带，并因此更好地接近孔中的表面。通常增大了阻燃剂的可利用表面。所述粉碎在此可以是单独的方法步骤，或者作为粒料之间或粒料与障碍物例如管壁在空气流中互相碰撞的结果。

所述过滤器可以是滤饼过滤器、错流过滤器或深度过滤器。在此，微粒的滞留在滤饼过滤器的情况下发生在构建在过滤介质上的过滤块中。在深度过滤器的情况下，微粒沉淀在此后将穿透的过滤介质自身上；而在错流过滤器的情况下，通过过滤介质小角度的流动避免形成过过滤块和避免微粒穿透过滤介质，从而可以实现过滤介质上低的压力损失。

过滤器的过滤介质可以是毡、纤维定向排列的非织造织物、纺粘型非织造织物、无定向纤维非织造织物、单长丝织物或多长丝织物。还可以使用多孔的固体作为过滤介质，例如填塞材料或烧结的金属。同样可以考虑膜或由纱线卷绕的过滤介质。在此对根据本发明的方法和根据本发明的阻燃剂有利的是，通常由于附加的阻燃剂而不必对过滤介质提出提高的要求。更确切地说，在很多情况下，尤其是在形成过滤块的过滤器的情况下，期望的是阻燃剂的粒料对过滤块的可透过性有积极的影响，或者在不形成过滤块的过滤方法的情况下防止过滤介质的粘附和堵塞或至少使粘附和堵塞变得困难。后一个优点在气溶胶是烃，尤其是油或脂肪的情况下是特别明显的。

阻燃剂可以例如用于以下工业部门：木材加工和木基材料的加工、纸品加工和印刷、塑料加工、纺织加工、皮革加工、橡胶加工和金属加工、气动传动技术、汽车技术及配件技术、金属加工、激光工艺、化学、药学、废物处理和回收利用。在这些工业部门中经常出现负载固体或液体气溶胶的废气流，可以在其中有效地使用所述阻燃剂。

通常，对于使用阻燃剂而言，可以考虑所有负载了气溶胶的废气流。但是，特别有利的应用领域是食品工业、食品加工工业、化学加工工业、热加工工业或机械加工工业或制造业中的废气流。尤其是在这些工业领域产生的负载了气溶胶的废气流，它经常包含油、脂肪或其他烃并且由此是易燃的，但是可以与根据本发明的阻燃剂良好地结合。在此还有利的是，阻燃剂可被气溶胶润湿，优选气溶胶与阻燃剂(Flammschutzwinkel)形成<90°的接触角。以这样的方式，气溶胶特别好地附着在阻燃剂上，并且可以快速进入粒料的孔中和/或更好地附着在粒料的碎片上，由此将邻近空气流的气溶胶微粒的表面积降至原来的一小部分。

产生特别适用于根据本发明的提高阻燃性方法的、负载了气溶胶的废气流的制造工艺领域的工艺的实例是例如原型工艺，例如由无定形材料制造工件的铸造或烧结的工艺。在这种情况下，尤其是在制造过程中蒸发的助剂作为气溶胶存在。但是，根据DIN8583的成型工艺例如锻造、碾压、挤压、深冲、压力成型法；根据DIN8584的拉伸压缩成型法；根据DIN8585的拉伸成型法；根据DIN8586的弯曲成型法和根据DIN8587的剪切成型法，也可以是负载了气溶胶的废气流的来源，例如由于脱模剂的使用，在所述工艺中可以有利地应用本发明。

另外，切割工艺，尤其是利用几何形状特定或非特定切割的切削加工，例如钻孔、铣削、车削、锯、打磨、珩磨或研磨；以及接合工艺，尤其是焊接或钎焊，所有涂层工艺和用于改变材料性能的工艺，例如淬火、退火、回火、老化(Auslagern)或提炼，这些都是废气流的来源，对这些工艺来说根据本发明的阻燃剂是特别有利的，因为在制造过程中蒸发的助剂通常包含烃类，废气流中也存在金属颗粒，由此特别需要有效的阻燃性。

附图简述

以下依据附图1至5更详细地示意性说明本发明。其中：

图1-根据本发明的示例性方法的示意性方法流程图；

图2–根据本发明的阻燃剂的表面的示意图；

图3–具有开孔的表面结构的根据本发明阻燃剂的单个粒料的示意图；

图4-根据本发明的示例性阻燃剂的表面结构的扫描电子显微镜照片；

图5-具有开孔的表面结构的根据本发明的示例性阻燃剂的单个粒料的扫描电子显微镜照片。

本发明的最佳实施方式

在示例性方法中，在示例性工艺技术和/或制造技术装置1中产生负载了气溶胶的废气流。通过用于固体物质的分配器2将示例性的根据本发明的阻燃剂添加到废气流中，并与气溶胶一起沉降在过滤器3中。在示例性方法中，废气流通过鼓风机4输送，鼓风机在所示实施例中以有利的方式设置在过滤器后面。这样净化的废气可以例如经由清洁气体出口5来释放。分配器1可以是注射器，例如可以将阻燃剂注入到废气流中的任意注射器。

示例性的阻燃剂是膨胀的珍珠岩。珍珠岩经过膨胀过程达到在20°下为70+/-20kg/m³的容积密度。在这种情况下，在珍珠岩粒料的内部产生具有开放的孔结构的高度多孔性，其中表面上的孔开口的直径在5至40μm的量级范围内。因为所述孔不是圆形的形状，直径的概念在此是就等效直径而言的，就是说，作为相同尺寸的圆形孔的直径。作为尺寸在此是指孔开口对粒料微粒表面的横截面，因为所述开口的尺寸对气溶胶进入多孔的粒料颗粒的可能是至关重要的。

在所示的有利情况下，由于粒料的高度多孔性，孔之间的室壁

的壁厚在大约一个μm的量级范围内。这种由硬而脆的材料构成的非常薄的室壁是易碎的，如图4，且尤其是图5中可以明显看到的，存在大量已经破碎但是仍附着在粒料上的室壁片段，它们能够特别好地附着表面上，例如在细小油滴的表面上，并且它们因此可以覆盖抑制燃烧的层。

Claims (12)

1.用于过滤装置的阻燃剂，所述阻燃剂具有多孔的矿物粒料作为主要成分。

2.根据权利要求1的阻燃剂，其特征在于，所述粒料具有大于80%，优选大于90%的孔体积。

3.根据前述权利要求中任一项的阻燃剂，其特征在于，所述颗粒包含二氧化硅作为主要成分。

4.根据前述权利要求中任一项的阻燃剂，其特征在于，所述粒料是膨胀的珍珠岩。

5.用于提高过滤装置阻燃性的方法，在所述方法中，将负载了可燃气溶胶的空气流引入过滤器，其中，过滤器从空气流中至少绝大部分地截留了气溶胶，其特征在于，将颗粒状阻燃剂，优选根据权利要求1至4之一的阻燃剂引入到引入过滤器的空气流中。

6.根据权利要求5的方法，其特征在于，将所述阻燃剂在引入空气流之前或在空气流中粉碎。

7.根据权利要求5或6的方法，其特征在于，所述气溶胶是烃，尤其是油或脂肪。

8.根据权利要求5至7中任一项的方法，其特征在于，所述空气流是食品工业、食品加工工业、化学加工工业、热加工工业或机械加工工业或制造业领域的废气流。

9.根据权利要求5至8中任一项的方法，其特征在于，所述过滤器是滤饼过滤器、错流过滤器或深度过滤器。

10.根据权利要求5至9中任一项的方法，其特征在于，所述空气流在经过过滤器时至少部分地穿透过滤介质，其中所述过滤介质优选是筛网、毡、纤维定向排列的非织造织物、纺粘型非织造织物、无定向纤维非织造织物、填塞材料、多孔固体，尤其是烧结的金属、由纱线卷绕的过滤介质、膜、单长丝织物或多长丝织物。

11.根据权利要求5至10中任一项的方法，其特征在于，所述阻燃剂可被气溶胶润湿，优选所述气溶胶与阻燃剂构成小于90°的接触角。

12.根据权利要求5至11中任一项的方法，其特征在于，所述空气流来自原型工艺、成型工艺、分离工艺、接合工艺、涂层工艺或改变材料性能的工艺的操作领域。

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