CN111417450A - 包括由含活性吸附剂的袋形成的层的过滤系统 - Google Patents

Abstract

一种过滤系统，其用于吸附在工业过程中的气流的气味，该系统包括过滤器模块(1)，该过滤器模块具有含活性吸附剂(3)的层(11)。该层(11)包括彼此紧密相邻地布置的多个含活性吸附剂的可渗透袋(2)。

Description

包括由含活性吸附剂的袋形成的层的过滤系统

技术领域

本发明涉及工业加工厂中的气体过滤。更确切地说，本发明涉及气流中的分子的吸附。具体地说，本发明涉及加工工业中的除味过滤器。

背景技术

已知工业过程中有气体颗粒过滤的许多解决方案。这包括过滤油雾或油烟以及灰尘的系统。然而，当涉及到移除气体分子如气味时，已知的解决方案就没有那么多了。为了从过程气体中过滤气味或有毒分子，主要有下述三种方法是可行的：吸附、冷凝或氧化。冷凝包括将气体冷却成液相。氧化包括用明火进行催化燃烧。像活性炭这样的吸附剂主要用来吸附气体中的气味。然而，对于某些分子，像氧化铜和氧化铝这样的金属氧化物，可能是比碳更有效的吸附剂。

吸附，是指使得气体、液体或溶解的固体中的原子、离子或分子粘附在表面上。这个过程在吸附剂表面形成一层吸附质的膜。它不同于流体被液体或固体溶解的吸收。吸附是一个基于表面的过程，而吸收涉及材料的全部体积。然而，在吸附了一定量的气体分子后，吸附剂将会饱和。当吸附剂饱和时，必须用新的吸附剂替换。因此，吸附剂必须易于替换。

在提供吸附过滤器时，必须非常小心地使气体均匀地经过吸附剂。吸附剂通常在托盘上包括一层致密的活性炭颗粒。碳被编织组织或类似物封装，以保持其就位。各个托盘水平放置在壳体中，在它们之间有空间。每隔一个这个空间向气流的上游侧开放。每隔一个空间向气流的下游侧开放，以放出清洁的气体。因此，这种过滤器中的主气流是沿水平方向的。因此，气流进入第一组空间，横向转弯穿过过滤层到达第二组空间，横向往回转弯并从过滤器出来。

在这些过滤器的设计中已经存在一个明显的问题，即在上游侧空间与下游侧空间之间提供持久的密封。为了高效，所有的气体都必须经过活性炭，不能绕托盘滑过。因此，托盘必须在托盘整个周围有一密封件，同时仍然能够被移除进行检查和重新填充。在已知的过滤器中，通过过滤层的气流可能不均匀。由于托盘上游侧可能存在不均匀的压力分布，流动也会受到影响。因此，已活化的炭将在托盘的上游侧饱和，而另一侧仍含有活性炭。这导致整个碳层不得不提前更换。因此，为了制造持久的活性炭过滤器，必须非常小心地形成气流，使得活性炭层的任何部分都不会先于其他部分而饱和。

饱和的活性炭是无用的，必须被替换。通常，含有废活性炭的托盘被送到再填充设施，在那里含活性炭的托盘被再循环。废碳从拆下的托盘倒在后院堆积成一堆。然后将托盘重新加衬垫，并用从第一堆旁边的一堆中的新活性炭填充。已知托盘被拆成多个部分，金属和组织被送到不同的位置进行再循环。这是一项繁琐而又肮脏的工作。因此，已知的方法不包含完整的再循环圈。此外，该过程涉及多个工作站。此外，往返于再循环设施的多次运输不能获得有效的再循环过程。

出于再循环目的，就有效拆成可再循环的部分而言，托盘构建地过于复杂。除了废碳之外，还有大量的片材、稀松布和织品，必须单独处理。通常，废碳被简单地从托盘中分离出来，然后运输以进行燃烧。托盘及其内容物通常会提供很重的负载。更换这样的托盘可能需要不止一个人或者需要提升辅助装置。

在先前从EP 517021中已知一种用于汽车和电子设备的空气过滤器。过滤材料包含在可透气的管形成的覆盖物之间。该过滤器的目的是提供一种具有简化设计和可变用途的空气过滤器。此外，过滤器应该更容易处置。空气过滤器由一系列织物管形成，织物管的两端通过闭合装置闭合。过滤管填充有粉状、粒状或类似的过滤材料，特别是活化木炭。织物管由一种材料组成，该材料允许待清洁的空气通过，但保持住过滤材料。它们彼此平行排列，仅由连接线隔开。因此，它们通过连接线彼此牢固地附连，以形成柔性过滤器。

在生产中，过滤器由两个过滤垫提供，过滤垫形成由连接线分开的通道(图6)。连接线之间的通道用过滤材料填充，并在每一端堵塞。通过填充，通道呈现圆柱形状，并在其轴向方向上变得形式稳定。因此，过滤垫在一个方向变得刚性，而在另一个方向变得柔性。过滤效率有些不完全，因为过滤材料层的厚度不均匀，并且连接线允许空气在不与过滤材料接触的情况下通过。

从US 3871849中已知一种一次性活性炭过滤器。其目的是防止过滤材料沉淀的有害影响。因此，这种一次性碳过滤器包括至少一个纸板盒，该纸板盒包含由多孔稀松布材料压缩地容纳的粒状活化炭。更具体地，碳过滤器包括至少一个六面纸盒托盘，该纸盒托盘堆叠在分成多个腔室的过滤器组件中。当碳滤床用完时，托盘可以通过这些腔室移除以便进行处置。

已知的过滤器提供了一种一次性碳过滤器，其包括至少一个六面纸板盒，该板纸盒包括一对相对的平行面板，该平行面板具有切除部段，在其中限定相对的流通孔，用于待处理的脏空气进入和处理后清洁空气排出；以及设置在纸板盒内跨过流通孔的流体可透过的稀松布材料，以压缩地容纳活化炭颗粒。

待净化的气流是在纵向方向的。这种布置要求气体以与其进入壳体的方向成直角的方向被导向通过托盘。因此，有必要改变壳体内气体的方向。为了实现这种改变，需要将相接续的碳过滤盘的交替端部连接到流体不可透过的板装置，以限定气体接纳腔室和气体排出腔室。这样的腔室被布置成平行于气体通过壳体的流动方向，使得流入气体接纳腔室的气体流入其一端，将方向改变90度以穿过包括腔室顶表面或底表面的过滤托盘，并且最终往回将方向改变90度以穿过排出腔室离开壳体。

每一个纸盒中衬有多孔稀松布材料，然后用活化粒状炭颗粒完全填充。然后将第二层多孔稀松布或其他流体可透过的覆盖物以压缩方式铺在碳颗粒上，并将具有流通孔口的片材预切面铺在其上，以形成在压缩下容纳活化粒状碳颗粒的碳保持腔。在一个实施例中，纸盒容纳多个并排排列的含碳的多孔稀松布袋。

在先前从GB 2063095中已知一种除味过滤器。目的是提供一种具有经济可回收材料的过滤器，以供进一步使用。该过滤器包括一个网袜，该网袜通过合适的缝合被分成单独的兜，每个兜包含除味材料如活性炭的颗粒。袜可以被切割，以使过滤材料能够倒出进行加工和重复使用。

兜由平行接缝或缝线提供的凹槽分开。凹槽旨在接纳框架的构件，以将过滤器保持就位。

不利的是，这些凹槽提供了空气通路，在那里气体不会与除味过滤材料接触。

发明内容

本发明的主要目的是寻求改进用于加工工业的除味过滤器的方法。

根据本发明，该目的通过以独立权利要求1中的特征表征的过滤系统或以独立权利要求7中的步骤表征的方法来实现。从属权利要求中描述了优选实施例。

根据本发明，除味过滤器包括垂直于主气流布置的活性吸附剂层。活性吸附剂颗粒层包括允许气体通过但保持活性吸附剂的多个可渗透柔性容器。在本发明的一个实施例中，柔性容器包括袋。术语“袋”被理解为在一端具有孔的可成形封闭物。袋没有确定的包络面。因此，包含粒状材料的袋可以形成为填充任何形状的接纳腔。活性吸附剂填充袋彼此靠近布置，以完全填充接纳腔。在一个实施例中，内层垂直于空气流。通过袋的柔性结构，包含活性吸附剂的柔性袋层可以非常紧密地组装，因此没有空气会在不与吸附剂接触的情况下通过。在一个实施例中，柔性容器包括麻袋，麻袋是具有一端开口的粗织存储设备。

在一个实施例中，袋并排紧密靠近地布置在接纳气体的壳体中的载体上。通过垂直于活性吸附剂层布置气流，压力分布将是均匀的，因此气流也是均匀的。通过将吸附剂封装在袋中，可以构建多种过滤器。这些袋易于搬运，易于在过滤器中使用，易于存放或重新活化。在一个实施例中，吸附剂包括活性炭。在一个实施例中，吸附剂包括金属氧化物。

该袋包括气体可渗透材料，但提供了用于保持活性吸附剂的柔性闭合容器。通过在袋中提供吸附剂，保证了清洁的环境。此外，吸附剂袋重量轻，可由一个人搬运，无需其他器械的帮助。因此，一个人自己就可以进行饱和吸附剂的更换，而不会被吸附剂污染。

在本发明的一个实施例中，袋在扩散器上的一层中彼此靠近布置。扩散器包括用于承载袋的刚性装置和用于气体均匀分布的装置。扩散器的存在提供了穿过袋层的均匀气体分布。在一个实施例中，扩散器包括栅格。在一个实施例中，扩散器包括具有多个气体通路的金属片或塑料片。在一个实施例中，第二层含活性吸附剂的袋布置在壳体中的第二扩散器上。在该第二层中，袋可以与第一层平行布置。然而，袋在任何方向的布置都是可以的。在一个实施例中，第二层布置在距第一层一定距离处。因此在袋层之间形成腔。在腔中产生湍流气流，从而形成均匀的压力分布。在一个实施例中，扩散器包括弯曲的形式，并且袋由诸如粗糙材料的网状物等刚性材料的骨架结构稳定。

包含吸附剂的袋方便地由编织组织提供。在一个实施例中，它们由天然纤维制成，并且具有通过缝合提供的闭合端。在一个实施例中，袋子由塑料纤维制成。在一个实施例中，组织材料包括耐热材料。这使得废弃的吸附剂在装在袋子中时能够被重新活化。

壳体包括长方体形状，并且被布置成过程过滤系统中的模块。因此，过滤器壳体可以从过滤系统上拆卸下来。装有饱和吸附剂的袋子被拾起并送去重新活化。装有活性或重新活化吸附剂的袋堆放在壳体中，模块被放回过滤系统中。这些模块的简单设计使得更换非常快。在一个实施例中，过滤器模块被布置成袋沿竖向堆放，气体沿水平方向流动。在该实施例中，袋堆积在第一扩散器与第二扩散器之间。

放置在壳体中的袋数量取决于气流的大小。设计标准可以是活性吸附剂的可接受压降或预期饱和时间。通常选择多个袋层。根据吸附效率的程度，设计目标可以是使气体在活性吸附剂层内停留预定的时间。在一个实施例中，预定时间间隔是0.1-0.5秒。在一个实施例中，多层过滤器包括分开各层的腔。腔提供均匀的气流分布和均匀的压力分布。

在再循环系统中，饱和的吸附剂袋被送到活化设施。在那里，废吸附剂在装在袋子里的同时被重新活化。重新活化后，袋被堆放在气密容器中，并送回过滤器使用者。容器可以是真空密闭塑料袋。这种堆放使得过滤袋能够在活性吸附剂没有被环境气体部分饱和的情况下储存。

在本发明的第一方面，该目的通过一种用于在工业过程中吸附气流的气味的过滤系统来实现，该过滤系统包括过滤器模块，该过滤器模块具有包含活性吸附剂的层，其中该层包括彼此紧密相邻地布置的多个含活性吸附剂的可渗透袋。在一个实施例中，过滤器模块包括用于使气流散开的扩散器。在一个实施例中，在一个实施例中，该层包括第二扩散器。在一个实施例中，袋包括编织组织。在一个实施例中，过滤器模块包括多个层。在一个实施例中，过滤器模块包括两层袋之间的腔，用于使气体压力平稳化。在一个实施例中，这些层垂直于气流布置。

在本发明的第二方面，该目的通过一种从工业过程的气流中吸附气味的方法来实现，其包括过滤器模块，过滤器模块具有含活性吸附剂的层，其中该层垂直于气流布置，活性吸附剂填充在多个可渗透袋中，并且多个袋紧邻地组装在该层上。在一个实施例中，该方法还包括提供多层含活性吸附剂的袋，并在两层之间形成腔，用于使各层之间气体压力平稳化。在一个实施例中，可渗透袋由编织组织形成。

附图说明

从下面结合附图的详细描述中，本发明的其他特征和优点对于本领域技术人员将变得更加显明，附图中：

图1是根据本发明的过滤器模块的截面图，

图2是根据本发明的具有水平方向气流的过滤器模块的第二实施例的截面图，而

图3是根据本发明的过滤器模块的实施例。

具体实施方式

根据图1的过滤器模块1被布置成清洁水平方向气流6。该模块包括多个含活性吸附剂3的袋2。袋在扩散器4上的过滤器模块1的第一和第二壁7之间紧密地并排布置成层11，使得气流必须经过含活性吸附剂的袋。扩散器包括袋承载片材，袋承载片材具有用于气流的多个通路。扩散器的功能是均匀分布气流，以提供平滑的压力分布，从而提供均匀的气流。扩散器放置在过滤器模块的壁7上的支架8上。

在图1所示的实施例中，有两层11活性吸附剂袋。在两层袋之间形成一个腔5。该腔有助于气流均匀地通过过滤器模块。已经经过第一活性吸附剂层的气体将被散开，并朝着下一个活性吸附剂层累积均匀的压力分布。每个气体分子到达活性吸附剂颗粒的概率因此增加。通过与活性吸附剂颗粒接触，气体携带的气味将被活性吸附剂吸附。

过滤器模块的实施例在图2中示出。在该实施例中，所有图形的附图标记都相同，但是气流是沿水平方向的。在该实施例中，含活性吸附剂的袋在第一扩散器4与第二扩散器9之间堆积成层11。在该实施例中，袋沿竖向堆积在过滤器模块的壁与紧密封闭过滤器模块的盖子10之间。必须小心实现活性吸附剂的完全压实层，使得在活性吸附剂层周围没有气体逸出路径。

图3中示出了作为根据本发明实施例的过滤系统的一部分的过滤器模块1。过滤器模块1包括框架14，框架14包括第一扩散器4。在所示的实施例中，第一扩散器包括穿孔金属板。然而，既能够承受压力又能让气体通过的任何一种刚性设备都是可以的。框架14被布置成接纳保持活性吸附剂3的多个可渗透柔性容器2。在所示的实施例中，柔性容器包括活性吸附剂(例如活性炭)袋。各个袋并排紧密地放置在框架中。

为了将袋保持在适当位置，过滤器模块包括栅格形式的第二扩散器9。在所示的实施例中，栅格铰接在框架的一侧，并通过锁定机构15锁定在相对侧。为了方便搬运袋，要放到框架上的多个袋子被固定到可沿曲线13弯曲的骨架12上。骨架必须足够刚性，以便将袋保持在适当的位置，同时能够让空气经过。一种合适的骨架材料是一种刚性纤维的网状物。在本发明的一个实施例中，当安装袋时，框架14被转动到水平位置。当完成并被栅格9闭合时，它被提升到竖向位置并安装在过滤器模块中。

尽管这些实施例是有利的，但本发明的范围不应受所提出的实施例的限制，还应包含对本领域技术人员来说显而易见的实施例。例如，袋材料可以包括编织布或金属网。能够保持活化吸附剂并让气体流过的所有材料都是可以接受的。活性吸附剂袋层可以包括不同尺寸和形状的袋。每层可包括多层活性吸附剂袋。吸附剂可以包括能够吸附气味或有毒气体颗粒的任何材料。

Claims (9)

1.一种过滤系统，其用于吸附在工业过程中的气流的气味，所述过滤系统包括过滤器模块(1)，所述过滤器模块具有含活性吸附剂(3)的层(11)，其特征在于，所述层(11)包含彼此紧密相邻地布置的多个含活性吸附剂的可渗透袋(2)。

2.根据权利要求1所述的过滤系统，其中，所述层(11)包括扩散器(4)，用于使气流散开并承载所述活性吸附剂。

3.根据权利要求1或2所述的过滤系统，其中，所述过滤器模块(1)包括多个层(11)和分开所述层的腔(5)，所述腔用于均衡各层之间的气体压力。

4.根据前述权利要求中任一项所述的过滤系统，其中，所述层(11)垂直于气流(6)而布置。

5.根据前述权利要求中任一项所述的过滤系统，其中，所述过滤器模块(1)包括第二扩散器(9)，其用于使气流散开并保持所述活性吸附剂层。

6.根据前述权利要求中任一项的过滤系统，其中，所述袋(2)包括编织组织。

7.一种从工业过程的气流中吸附气味的方法，所述工业过程包括过滤器模块(1)，所述过滤器模块具有含活性吸附剂(3)的层(11)，其特征在于，垂直于所述气流(6)而布置所述层(11)，将所述活性吸附剂(3)填充在多个可渗透袋(2)中，并将多个袋(2)彼此紧邻地组装在所述层(11)上。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述方法还包括提供多层(11)含活性吸附剂的袋(2)，并在两层(11)之间形成腔(5)，所述腔用于使得各层之间的气体压力平稳化。

9.根据权利要求7或8中任一项所述的方法，其中，所述可渗透袋(2)由编织组织形成。

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