CN105080481A - 用于吸附碳氢化合物的过滤元件的应用 - Google Patents

用于吸附碳氢化合物的过滤元件的应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种过滤元件(1)的应用，所述过滤元件包括体(2)，该体具有适用于吸附气体和蒸汽的材料(3)，其中，所述体(2)构成为蜂窝体，考虑到毫无问题地给尽可能封闭的空间提供过滤的送入空气的任务，其中，送入空气几乎完全没有以微粒状物质、气体、液滴或固体颗粒存在的污染物，并且其中，应用结构上简单构造的过滤元件，其特征在于，所述过滤元件(1)用于给至少部分封闭的空间提供过滤的送入空气，其中，送入空气没有以微粒状物质、气体、液滴或固体颗粒存在的污染物。

Description

用于吸附碳氢化合物的过滤元件的应用
技术领域
本发明涉及一种按照权利要求1前序部分所述的过滤元件的应用。
背景技术
由WO2010/049052A1已知一种过滤元件，该过滤元件构造为所谓的多功能过滤器。这样的过滤元件过滤颗粒并且吸附气体。这种类型的过滤元件可以用于保持乘客车厢尽可能没有污染物。
车辆的驾驶室必须很大程度上可靠地保持没有对健康有害的物质、特别是气体和蒸汽。
在上述背景下，在DE102013011457A1中提出了，应用松散形式或散粒形式的活性炭。特别是提出了，应用形式为颗粒的活性炭。
已经由已经提到的多功能过滤器已知呈这种形式的活性炭的应用，该多功能过滤器附加地示出折叠结构。
此外，DE102013011457A1教导了，借助于粘合材料将活性炭嵌入泡沫材料中。在这里不利的是，粘合材料阻碍活性炭面用作吸附表面。也教导了应用由活性炭构成的松散物。
在上述背景下，由DE10104882B4已经已知一种具有蜂窝结构的活性炭成型体。活性炭成型体通过挤压由活性炭和其他物质构成的混合物来制造并且用于用作吸附过滤器。
一种具有经碳化的树脂的活性炭成型体由DE10213016B4已知。
另一种具有包括蜂窝结构的活性炭成型体的过滤元件由DE10150062B4已知。
DE102004063434B4公开了另一种具有通道的活性炭成型体。
由DE102005032345B4已知一种具有无机的支撑结构的成型体，其中，将吸附剂嵌入该支撑结构中。
DE102004039343B4示出另一种具有高吸附能力的活性炭成型体。
发明内容
本发明的任务在于，毫无问题地给尽可能封闭的空间提供过滤的送入空气，其中，送入空气几乎完全没有以微粒状物质、气体、液滴或固体颗粒存在的污染物，并且其中，应用结构上简单构造的过滤元件。
按照本发明，上述任务利用权利要求1所述特征得以解决。
按照本发明看出，蜂窝体能实现非常紧凑地构造过滤元件。进一步看出，蜂窝体在过滤元件的流入侧和流出侧之间引起少的压力损失并且因此造成小的仪器问题。意想不到地看出，通常使用的具有活性炭小球或活性炭颗粒的过滤元件示出与蜂窝体相比相对高的压力损失。
进一步意想不到地，蜂窝体示出良好的吸附性能，尽管该蜂窝体具有敞开的通道并且仅由于待过滤介质与通道的壁接触沿流动方向进行真正的吸附。
意想不到地，具有每平方厘米62个通道的蜂窝体与具有每平方厘米93个通道的蜂窝体相比示出差的吸附动力。具有每平方厘米62个通道的蜂窝体虽然示出高的被吸附的质量并且因此示出高的总吸附性能，但示出差的吸附动力。
吸附动力通过质量过渡区的宽度或者通过在50％穿透时的穿透曲线的斜率表征。具有每平方厘米62个通道的蜂窝体示出已经较早递增的斜率并且较早穿透。具有每平方厘米93个通道的蜂窝体虽然示出较小的总吸附性能，但示出较好的吸附动力，因为该蜂窝体仅较迟地穿透，但为此更倾斜并且更快速。穿透理解为污染物穿透到流出侧上。50％的穿透意味着流入的污染物的50％穿透到流出侧上。
通过按照本发明的应用，在过滤元件的流出侧，在按照EN15695-2:2011测量的70分钟试验持续时间的情况下达到按照根据EN12941：1998的环己烷方法的低于10微克/克的试验气体浓度。
就此而言可能的是，毫无问题地给尽可能封闭的空间提供过滤的送入空气，其中，送入空气几乎完全没有以微粒状物质、气体、液滴或固体颗粒存在的污染物，并且其中，应用结构上简单构造的过滤元件。
因此，文首提及的任务得以解决。
所述蜂窝体可以具有非常良好的吸附动力。因此，在过滤元件的流出侧，在按照EN15695-2:2009测量的70分钟试验持续时间的情况下达到按照根据EN12941：1998的环己烷方法的低于10微克/克的试验气体浓度。
所述蜂窝体可以由活性炭制成或者具有活性炭。活性炭可以以膏的形式或者作为膏的部分简单地挤压成蜂窝体。
所述蜂窝体上的活性炭占比可以在50和80重量百分比之间。因此，蜂窝体具有足够量的活性炭并且尽管如此是机械稳定的。
在所述蜂窝体中可以构成有通道和/或所述蜂窝体可以由通道贯穿，所述通道是完全敞开的。待过滤的空气可以流过通道，而在流入侧和流出侧之间不出现显著的压力损失。
所述通道壁的壁厚可以在200微米和400微米之间。因此，实现一种具有非常大数量的通道的蜂窝体。
在上述背景下，所述蜂窝体中的通道的数量可以在每平方厘米40和100个通道之间。所述通道密度证明为特别有利的，以便在高吸附动力时确保少的压力损失。
所述蜂窝体可以具有每平方厘米93个通道、示出285微米的壁厚并且具有65重量百分比的活性炭占比。具体地看出，具有每平方厘米93个通道和240微米壁厚的蜂窝体没有提供期望的结果。在壁厚285微米或者壁厚更厚时，实现直至10ppm的穿透的保持时间。可以看出，为了达到期望的结果，必须给出由通道密度、壁厚和活性炭占比组成的适当组合。
具有每平方厘米62个通道和65％活性炭占比的蜂窝体没有提供期望的结果。具有每平方厘米93个通道以及相同活性炭占比和更小壁厚的蜂窝体是同样少的。具有每平方厘米93个通道以及65重量百分比活性炭占比和285微米壁厚的蜂窝体导致需要的结果。
由之前提及的优化的蜂窝体制成的过滤元件示出在0.2m/s的流入速度时低于50帕斯卡的压力损失。
具有相同外部尺寸和可比的吸附性能的过滤元件示出在0.2m/s的流入速度时多于100帕斯卡的压力损失，所述过滤元件以其他形式的活性炭制成，例如作为呈波纹形式的料粒、散料或泡沫。
所述空间可以处于化学工业、石油工业或气体工业的设备中。在这些工业部门中，人员经常遭受蒸汽和污染物并且必须相应地防护。
所述空间可以构造为车辆的舱室。车辆的舱室必须很大程度上可靠地保持没有对健康有害的物质。在这里描述类型的过滤元件可以非常良好地解决该任务。
用于特别是具有用于植物保护剂或肥料的喷射装置或喷雾装置的农业机械和作业机械的驾驶室的内室空气过滤系统可以包括在这里描述类型的过滤元件和具有进气口和出气口的壳体，在该壳体中，过滤元件将进气口与出气口密封地分开。
车辆或作业机械的驾驶室可以包括内室空气过滤系统。在这里描述类型的过滤元件或者内室空气过滤系统在车辆或作业机械的驾驶室中的应用也是可设想的。
所述车辆可以构造为农业车辆或林业车辆。在这里描述类型的过滤元件可以在应用于农业或林业的车辆中使用。农业车辆或林业车辆的舱室必须很大程度上可靠地保持没有对健康有害的物质、特别是农药。在这里描述类型的过滤元件可以非常良好地解决该任务。
所述车辆可以用于建筑业。建筑机械和运行所述建筑机械的人员遭受非常高的粉尘负荷并且可以通过在这里描述的过滤元件进行防护。
车辆可以构造为载客汽车、特别是出租车或载货汽车、特别是载重汽车。在这两种车辆类型中，必须保护驾驶员和待运输的人员免受污染物危害。
过滤元件可以构造为多功能过滤器，该多功能过滤器具有过滤颗粒的过滤级。因此，小的颗粒、如花粉也可以被过滤。
过滤元件可以构造为多功能过滤器，该多功能过滤器具有过滤灰尘的过滤级和过滤微粒状物质的过滤级。因此，过滤元件可以完成所谓的类别4并且按照EN15695应用在农业中。
附图说明
在附图中：
图1示出一个过滤元件，该过滤元件具有由活性炭制成的方形的蜂窝体，其中，所述蜂窝包括基本上矩形的开口，所述开口通入贯穿蜂窝体的通道中；
图2示出一个过滤元件，该过滤元件具有由活性炭制成的圆柱形的蜂窝体，其中，所述蜂窝包括基本上矩形的开口，所述开口通入贯穿蜂窝体的通道中，以及
图3示出曲线图，该曲线图与针对具有每平方厘米62个通道的蜂窝体的穿透曲线相比较地示出针对具有每平方厘米93个通道的、具有65％的活性炭占比和285微米壁厚的蜂窝体的对于环己烷的穿透曲线。
具体实施方式
图1示出一个过滤元件，该过滤元件包括方形的体2，该体具有适用于吸附气体和蒸汽的材料3。体2构成为蜂窝体。蜂窝4包括矩形的开口，所述开口通入贯穿体2的通道5中。
其他几何形状是可设想的。蜂窝4设置在横截面4a上。
空气可以通过通道5从流入侧6向流出侧7流动，其中，空气中的污染物由材料3吸附。
蜂窝体具有每平方厘米横截面4a上93个通道5。该蜂窝体示出285微米的壁厚4b。该蜂窝体具有65重量百分比的活性炭占比。
蜂窝体具有如图3中示出的那样的吸附性能。蜂窝体示出这样的吸附动力，使得在过滤元件的流出侧，在按照EN15695-2:2009测量的70分钟试验持续时间的情况下达到按照根据EN12941：1998的环己烷方法的低于10微克/克的试验气体浓度。
蜂窝体具有活性炭。蜂窝体上的活性炭占比在50和80重量百分比之间。就此而言，适用于吸附气体和蒸汽的材料3构造为活性炭。
在蜂窝体中构成有通道5并且蜂窝体由完全敞开的通道5贯穿。通道壁的壁厚在200微米和400微米之间。蜂窝体中的通道5的数量在每平方厘米40和100个通道之间。
通过适当地选择通道密度、活性炭占比和得出的敞开的横截面积(所述横截面积由壁厚来限定)能够在反压力不太高同时达到对于吸附动力的最优值。
图2示出一个过滤元件1，该过滤元件包括圆柱形的体2，该体具有适用于吸附气体和蒸汽的材料3。体2构成为蜂窝体。蜂窝4包括矩形的开口，所述开口通入贯穿体2的通道5中。其他几何形状是可设想的。
空气可以通过通道5从流入侧6向流出侧7流动，其中，空气中的污染物由材料3吸附。
蜂窝体可以具有按照图3的吸附性能。于是，蜂窝体示出这样的吸附动力，使得在过滤元件的流出侧，在按照EN15695-2:2009测量的70分钟试验持续时间的情况下达到按照根据EN12941：1998的环己烷方法的低于10微克/克的试验气体浓度。
蜂窝体具有活性炭。蜂窝体上的活性炭占比在50和80重量百分比之间。就此而言，适用于吸附气体和蒸汽的材料3构造为活性炭。
在蜂窝体中构成有通道5并且蜂窝体由完全敞开的通道5贯穿。通道壁的壁厚4b在200微米和400微米之间。蜂窝体中的通道5的数量在每平方厘米40和100个通道之间。
图3示出曲线图，该曲线图与针对具有每平方厘米62个通道5(400个蜂窝室、虚线)的蜂窝体的穿透曲线相比较地示出针对具有每平方厘米93个通道5的、具有65％活性炭占比和285微米壁厚的、按照图1的蜂窝体的对于环己烷的穿透曲线(600个蜂窝室、实线)。
可明显地看出，在具有62个通道5的蜂窝体中与在每平方厘米流入面或横截面4a具有93个通道5的蜂窝体中相比，污染物(亦即环己烷)在更短时间之后穿透到流出侧上。

Claims (15)

1.过滤元件(1)的应用，该过滤元件包括体(2)，该体具有适用于吸附气体和蒸汽的材料(3)，其中，所述体(2)构成为蜂窝体，其特征在于，所述过滤元件(1)用于给至少部分封闭的空间提供过滤的送入空气，其中，送入空气没有以微粒状物质、气体、液滴或固体颗粒存在的污染物。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述蜂窝体示出这样的吸附动力，使得在过滤元件的流出侧，在按照EN15695-2:2009测量的70分钟试验持续时间的情况下达到按照根据EN12941：1998的环己烷方法的低于10微克/克的试验气体浓度。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述蜂窝体由活性炭制成或者具有活性炭。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述蜂窝体上的活性炭占比在50和80重量百分比之间。
5.根据权利要求1至4之一所述的应用，其特征在于，在所述蜂窝体中构成有通道(5)和/或所述蜂窝体由通道(5)贯穿，所述通道是完全敞开的。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述通道壁的壁厚(4b)在200微米和400微米之间。
7.根据权利要求5或6所述的应用，其特征在于，所述蜂窝体中的通道(5)的数量在每平方厘米40和100个通道(5)之间。
8.根据上述权利要求之一所述的应用，其特征在于，所述蜂窝体具有每平方厘米93个通道(5)、示出285微米的壁厚(4b)并且具有65重量百分比的活性炭占比。
9.根据上述权利要求之一所述的应用，其特征在于，所述空间处于化学工业、石油工业或气体工业的设备中。
10.根据上述权利要求之一所述的应用，其特征在于，所述空间构造为车辆的舱室。
11.根据权利要求10所述的应用，其特征在于，所述车辆构造为农业车辆或林业车辆。
12.根据权利要求10所述的应用，其特征在于，所述车辆用于建筑业。
13.根据权利要求10所述的应用，其特征在于，所述车辆构造为载客汽车或载货汽车。
14.根据上述权利要求之一所述的应用，其特征在于，所述过滤元件(1)构造为多功能过滤器，该多功能过滤器具有过滤颗粒的过滤级。
15.根据上述权利要求之一所述的应用，其特征在于，所述过滤元件(1)构造为多功能过滤器，该多功能过滤器具有过滤灰尘的过滤级和过滤微粒状物质的过滤级。
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