CN103990337A - 一种可同时吸收挥发性有机物并高效捕集细颗粒物的褶式滤筒 - Google Patents

一种可同时吸收挥发性有机物并高效捕集细颗粒物的褶式滤筒 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可吸收挥发性有机物并高效捕集细颗粒物的褶式滤筒，属于空气过滤领域。该褶式滤筒的过滤介质分为两层，靠近迎风面侧的一层为粗效或中效过滤介质，另一层为高效过滤介质，所述靠近迎风面侧的一层过滤介质中通过喷洒或浸渍方法浸渍了一定量的以活性氧化铝为载体的铁、银离子颗粒物；褶式滤筒的外径为160～350mm，滤筒外圆周上褶与褶间的弧长为3.9～4.5mm，褶高为褶数的18％～25％。本发明主要用于空气净化，是一种阻力小、过滤效率高、可吸收如甲醛和苯等挥发性有机物并高效捕集细颗粒物(PM2.5)的褶式滤筒。

Description

一种可同时吸收挥发性有机物并高效捕集细颗粒物的褶式滤筒
技术领域
本发明属于空气净化领域，具体涉及一种可同时吸收挥发性有机物并高效捕集细颗粒物(PM2.5)的高效褶式滤筒，主要用于空气净化中的空气过滤器，是一种阻力小、过滤效率高、可吸收如甲醛和苯等挥发性有机物的褶式滤筒。 
背景技术
随着电力、水泥、化工等工业的迅速发展，加之机动车数量的急剧增加，因此而产生的工业粉尘及汽车尾气引起的大气污染问题日趋严重，目前，臭氧和PM2.5成为首要大气污染物，而臭氧主要是由氮氧化物和挥发性有机化合物(VOCs)二次生成。为了加强对居住环境空气的有效过滤，有效降低空气中固体颗粒物特别是细颗粒物浓度迫在眉睫。褶式滤筒由于具有过滤面积大、效率高、阻力小、体积小、使用寿命长等优点，而静电除尘效率不高，袋式除尘又占用较大空间。因此，褶式滤筒有逐渐取代静电和袋式除尘的趋势，成为空气净化技术发展的新方向。而褶式滤筒的重要性能指标(压力损失、过滤效率等)则主要取决于褶式滤筒及其过滤介质的结构。 
另一方面，国标虽然对国内外使用较为广泛的褶式滤筒的规格作了推荐，但与各外径对应的褶数推荐范围太大，且对所有规格滤筒的褶高推荐值均在同一范围内(35～50mm)，没有对不同外径和褶数的 滤筒褶高作出最佳的推荐范围。 
发明内容
本发明所要解决的问题是克服现有常用纤维过滤介质存在的缺陷，在深入分析结构参数对褶式滤筒阻力影响的基础上，提供一种过滤效率高、阻力小、可吸收挥发性有机气体的褶式滤筒。 
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案予以实现的。 
本发明提供了一种可同时吸收挥发性有机物并高效捕集细颗粒物的褶式滤筒，所述褶式滤筒的过滤介质为纤维滤料，分为两层，靠近迎风面侧的一层为粗效或中效过滤介质，另一层为高效过滤介质，所述靠近迎风面侧的一层过滤介质中附着了负载铁、银离子的活性氧化铝颗粒；所述褶式滤筒的外径D1为160～350mm，滤筒外圆周上褶与褶间的弧长L为3.9～4.5mm，褶高h(mm)为褶数N的18％～25％，其中褶数N＝πD1/L。 
进一步的，所述负载铁、银离子的活性氧化铝颗粒是以溶液形式通过喷洒或浸渍的方式附着于过滤介质中的。 
更进一步的，所述负载铁、银离子的活性氧化铝颗粒是通过将活性氧化铝颗粒在含有硝酸铁、硝酸银、碳酸钠的浸渍液中进行浸渍处理得到的。 
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果： 
1、采用硝酸铁、硝酸银、碳酸钠的水溶液浸渍过的活性氧化铝颗粒还可以有效去除空气中的甲醛、苯等有害挥发性有机物；活性氧 化铝颗粒减小了过滤介质的孔隙度，有助于提高过滤介质的过滤效率；活性氧化铝颗粒所具备的吸湿性强、吸水后不胀不裂保持原状的特点，可减轻甚至避免过滤过程中因含尘气体中水分过多而对其产生的不利影响，延长滤筒的使用寿命； 
2、针对不同外径的褶式滤筒，提出了最佳褶间弧长范围(即褶数范围)以及与其对应的最佳的褶高范围，对生产阻力小的褶式滤筒具有指导意义。 
附图说明
图1为本发明褶式滤筒结构示意图。 
图2为本发明褶式滤筒单个褶结构示意图。 
图3为本发明含活性氧化铝颗粒过滤层的制备示意图。 
其中：1、含活性氧化铝颗粒的过滤层；2、普通过滤层；3、过滤纤维；4、活性氧化铝颗粒；D1、滤筒外径；D2、滤筒内径；L、褶间弧长；h、褶高。 
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明不局限于下述实施例。 
一、含活性氧化铝颗粒过滤层的制备 
按合适比例配制硝酸铁、硝酸银、碳酸钠的水溶液，然后通过有效方法将硝酸铁、硝酸银、碳酸钠的水溶液浸渍到活性氧化铝颗粒上，该有效方法包括：将活性氧化铝颗粒浸入硝酸铁、硝酸银、碳酸钠的水溶液中一定时间，过滤、烘干、焙烧制备成为负载铁、银离子的活 性氧化铝颗粒。 
图3为本发明含活性氧化铝颗粒过滤层的制备示意图。将粗效或中效纤维过滤基材置于处理液中浸渍足够长时间，待活性氧化铝颗粒4粘结到过滤纤维3上后，取出过滤基材并对其进行干燥处理。其中，处理液以活性氧化铝颗粒为主，并包含仅足以使氧化铝颗粒附着在过滤基材中而不脱落的固定剂。 
二、最佳褶式滤筒结构参数范围的获取 
图1为本发明褶式滤筒的结构示意图，图2为单个褶的结构示意图。结合褶式滤筒的结构特点，对褶式滤筒建立合理的二维数值模型，并通过实验对数值模型的正确性进行验证。在响应曲面设计法基础上，以滤筒外径(D1＝160～350mm)、褶数(N＝100～350)、褶高(h＝35～50mm)及风量(Q＝0.06～0.15m3/s)为影响因素，以清洁滤筒阻力为响应值，进行试验设计，获得27种设计工况(如表1所示)，然后对各工况条件下的滤筒阻力进行数值模拟，拟合出滤筒阻力与各因素之间的二次多项回归方程，并优化各影响因素使滤筒阻力最小，进而获得在滤筒外径D1＝160～350mm时，褶数N(亦即最佳褶间弧长L)和褶高h的最佳取值范围。 
表1、本发明的27种设计工况 

Claims (3)

1.一种可同时吸收挥发性有机物并高效捕集细颗粒物的褶式滤筒，其特征在于，所述褶式滤筒的过滤介质为纤维滤料，分为两层，靠近迎风面侧的一层为粗效或中效过滤介质，另一层为高效过滤介质，所述靠近迎风面侧的一层过滤介质中附着了负载铁、银离子的活性氧化铝颗粒；所述褶式滤筒的外径为160～350mm，滤筒外圆周上褶间的弧长为3.9～4.5mm，褶高为褶数的18％～25％，其中：褶数为滤筒外圆周长与褶间弧长之比。
2.如权利要求1所述的褶式滤筒，其特征在于，所述负载铁、银离子的活性氧化铝颗粒是以溶液形式通过喷洒或浸渍的方式附着于过滤介质中的。
3.如权利要求2所述的褶式滤筒，其特征在于，所述负载铁、银离子的活性氧化铝颗粒是通过将活性氧化铝颗粒在含有硝酸铁、硝酸银、碳酸钠的浸渍液中进行浸渍处理得到的。
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