CN201482486U - 一种VOCs废气吸附用活性炭纤维滤芯 - Google Patents

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陈继朝
王占义
张晓梅
韩向前
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Abstract

本实用新型公开一种VOCs废气吸附用活性炭纤维滤芯，该滤芯包括一个圆筒状内层骨架和一个圆筒状外层骨架，骨架两端设有端板，在内层骨架和外层骨架之间间隔缠绕活性炭纤维毡和钢丝网。此种活性炭纤维毡的吸附效率及寿命大幅提高，极大降低了运行成本，并减少了二次污染的可能性以及废弃活性炭纤维毡后处理的费用。由于此种滤芯内层骨架牢固，因此滤芯的缠绕工作可在大型的，甚至自动化的缠绕设备上进行，有效减少人力，提高滤芯生产效率。

Description

一种VOCs废气吸附用活性炭纤维滤芯
技术领域
本实用新型涉及VOCs尾气净化处理设备，具体涉及VOCs尾气净化处理设备中使用的活性炭纤维滤芯。
背景技术
化工、纺丝、制药、涂料以及半导体工业生产中的尾气含有大量的挥发性有机物(VolatileOrganic Compounds，俗称：VOCs)，如苯、甲苯、二氯甲烷、异丙醇、低碳烷烃等，直接排放会造成严重的环境污染与人体危害，同时从节约能源与资源的角度来看，又具有可观的回收再利用价值。
目前，工业VOCs控制技术主要有焚烧法、吸附法、冷凝法，处于工业应用前期的有电晕法、光催化氧化法、生物法等。前三种技术均较成熟，其中焚烧法较适合于高浓、组分复杂的VOCs气体，但是会造成资源浪费以及二次污染，同时成本也较高；而冷凝法能源消耗高、对处理设备的要求高，成本高；吸附法是目前应用最广的VOCs处理技术，特别是以活性炭纤维为吸附剂的处理工艺，具有适用性广、一次达标率高、设备及操控要求低、利润可观，因此应用最广，其中最为关键的是吸附介质——活性炭纤维滤芯的设计，滤芯设计将直接影响该处理工艺的各项运行参数，进而影响整个工艺的效率及设备的性能。
目前，工业VOCs处理用滤芯，均为活性炭纤维毡缠绕式结构，相比于其它结构与材质的滤芯，微观上它具有很高的比表面积、发达的微孔孔隙、快的吸/脱附速率；宏观上拥有吸附介质密度高、吸附容量大、压降小、抗压性好、等优势特征。在结构上该类滤芯基本采用刚性骨架缠绕活性炭纤维毡制成，但是由于活性炭纤维毡自身强度较低，伸缩性较大，以及自重等因素的存在，纤维毡在缠绕过程中容易产生偏心、层厚不均、缠绕不紧密等缺陷，造成吸/脱附不均及承压能力差，在使用中易造成气路短路，滤芯易损坏、工作寿命短、吸附效率差，相应的运行成本也会偏高。另外，由于滤芯需要经受周期性的正反向气流的冲击，在使用中也会逐渐松弛、破损，直至滤芯损坏。尤其是对于大风量VOCs吸附滤芯而言，所用滤芯的尺寸较大，上述现象更加明显。因此，设计结构合理、强度高的滤芯刚性骨架，以及内外层各种增强护持结构对解决上述工程问题至关重要。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供了一种新型的VOCs废气吸附用活性炭纤维滤芯，该活性炭纤维滤芯具有吸附效率高、使用寿命长的优势。
本实用新型为实现上述目的，采用的技术解决方案是：
一种VOCs废气吸附用活性炭纤维滤芯，其特征在于：所述滤芯包括一个圆筒状内层骨架和一个圆筒状外层骨架，骨架两端设有端板，在内层骨架和外层骨架之间交替缠绕活性炭纤维毡和钢丝网。
上述圆筒状内层骨架，包括角钢和内金属箍圈，所述角钢有三根沿轴向围绕一圆周等间距布置；角钢之间设置多根纵筋，纵筋平行于角钢，并在角钢间沿筒形柱面等间距分布；内金属箍圈位于纵筋外侧，由薄钢带围成圆形连接各角钢及纵筋。
上述角钢，两两之间用横筋连接在一起，在圆筒径向截面上构成稳定的三角结构；所述三角结构沿滤芯轴向等间距设置多组；在内金属箍圈外缠绕钢丝网。
上述端板，位于上部的上端板成环形，其内圆沿圆周垂直设置一段等径钢管作为上端环，该上端环与滤芯中心的筒形空腔构成吸/脱附气体的进出通道；位于下部的下端板为圆形的封闭端板，在其上表面中央垂直设置一段与上端环相同的钢管作为下端环。
上述角钢以及纵筋两端均焊接在上端环和下端环上。
上述圆筒状外层骨架，包括外围纵筋和外金属箍圈，外围纵筋有多根，沿活性炭纤维毡外围平行于轴向等间距分布；外金属箍圈位于外围纵筋外侧，由薄钢带围成圆形连接各外围纵筋。
上述外围纵筋和活性炭纤维毡之间缠绕钢丝网；外围纵筋焊接于上端板和下端板上，在外围纵筋上焊接多颗长度等同于整个活性炭纤维毡厚的钢钉，并沿径向伸入活性炭纤维毡中；外金属箍圈通过焊接连接各外围纵筋。
上述钢丝网缠绕接缝处用细钢丝缝扎。
上述滤芯，可以是多段并列缠绕式滤芯，各段滤芯之间由中间端板连接。
本实用新型的有益效果：此种滤芯增加了诸多增强护持结构，诸如：角钢、横筋、纵筋、金属箍圈以及钢丝网，保障了活性炭纤维毡在缠绕及使用中更均匀，承压能力更好，适用性更强，而且不易松弛、破损，极大地提升了滤芯的使用寿命，减少了滤芯更换频次。而且，活性炭纤维毡的吸附效率大幅提高，极大降低了运行成本，并减少了二次污染的可能性及废弃活性炭纤维毡后处理的费用。由于此种滤芯内层骨架牢固，因此滤芯的缠绕工作可以在大型的，甚至自动化的缠绕设备上进行，有效减少人力，提高滤芯生产效率。
附图说明
图1为VOCs废气吸附用活性炭纤维滤芯的结构示意图；
图2为图1的俯视图。
下面结合附图对本实用新型进行说明：
具体实施方式
结合图1、图2，一种VOCs废气吸附用活性炭纤维滤芯，包括一个圆筒状内层骨架和一个圆筒状外层骨架。骨架两端设有端板，位于上部的上端板7成环形，其内圆沿圆周垂直设置一段等径钢管作为上端环12，该上端环12与滤芯中心的筒形空腔11构成吸/脱附气体的进出通道。位于下部的下端板8为圆形的封闭端板，在其上表面中央垂直设置一段与上端环12相同的钢管作为下端环13。在内层骨架和外层骨架之间交替缠绕活性炭纤维毡5和钢丝网3。
圆筒状内层骨架，包括角钢6和内金属箍圈401，角钢6有三根，沿轴向围绕一圆周等间距布置，两角钢6之间用横筋14连接在一起，在圆筒径向截面上构成稳定的三角结构；所述三角结构沿滤芯轴向等间距设置多组。角钢6之间设置多根纵筋9，纵筋9平行于角钢6，并在角钢6间沿筒形柱面等间距分布，角钢6以及纵筋9两端均焊接在上端环12和下端环13上。内金属箍圈401位于纵筋9外侧，由薄钢带围成圆形通过焊接连接各角钢6及纵筋9。内金属箍圈401外缠绕钢丝网3。
圆筒状外层骨架，包括外围纵筋10和外金属箍圈402，外围纵筋10有多根，均焊接于上端板7和下端板8上，并沿活性炭纤维毡外围平行于轴向等间距分布。外金属箍圈402位于外围纵筋10外侧，由薄钢带围成圆形通过焊接连接各外围纵筋10。在外围纵筋10和活性炭纤维毡之间缠绕钢丝网3，外围纵筋10上焊接多颗长度等同于整个活性炭纤维毡厚的钢钉15，并沿径向伸入活性炭纤维毡5中。
上述活性炭纤维毡5缠绕于内、外层钢丝网之间，钢丝网3缠绕接缝处用细钢丝缝扎。
为了提高吸附容量，上述滤芯可以是多段并列缠绕式滤芯，各段滤芯之间由中间端板16连接；或者还可以通过增加性炭纤维毡的吸附层数。
此种VOCs废气吸附用活性炭纤维滤芯，增加了诸多增强护持结构，诸如：角钢、横筋、纵筋、金属箍圈以及钢丝网，增强了骨架在缠绕过程中对非轴向扭力的抵抗能力，防止骨架变形以及纤维毡缠绕的不均匀。多层钢丝网和外围纵筋合理组合可以有效地将吸附层箍紧，避免滤芯在使用中出现吸附层松弛、脱落，增强了滤芯的承压能力以及吸附层的均匀性，进而避免吸附层破损、气体短路等现象发生，保持滤芯吸附层的均匀性及高密度形态，使其能高效、长期地稳定运行，减少滤芯更换频次，降低设备运行费用。
当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种VOCs废气吸附用活性炭纤维滤芯，其特征在于：所述滤芯包括一个圆筒状内层骨架和一个圆筒状外层骨架，骨架两端设有端板，在内层骨架和外层骨架之间交替缠绕活性炭纤维毡和钢丝网。
2.根据权利要求1所述的一种VOCs废气吸附用活性炭纤维滤芯，其特征在于：所述圆筒状内层骨架，包括角钢和内金属箍圈，所述角钢有三根沿轴向围绕一圆周等间距布置；角钢之间设置多根纵筋，纵筋平行于角钢，并在角钢间沿筒形柱面等间距分布；内金属箍圈位于纵筋外侧，由薄钢带围成圆形连接各角钢及纵筋。
3.根据权利要求2所述的一种VOCs废气吸附用活性炭纤维滤芯，其特征在于：所述角钢，两两之间用横筋连接在一起，在圆筒径向截面上构成稳定的三角结构；所述三角结构沿滤芯轴向等间距设置多组；在内金属箍圈外缠绕钢丝网。
4.根据权利要求3所述的一种VOCs废气吸附用活性炭纤维滤芯，其特征在于：所述端板，位于上部的上端板成环形，其内圆沿圆周垂直设置一段等径钢管作为上端环，该上端环与滤芯中心的筒形空腔构成吸/脱附气体的进出通道；位于下部的下端板为圆形的封闭端板，在其上表面中央垂直设置一段与上端环相同的钢管作为下端环。
5.根据权利要求4所述的一种VOCs废气吸附用活性炭纤维滤芯，其特征在于：所述角钢以及纵筋两端均焊接在上端环和下端环上。
6.根据权利要求5所述的一种VOCs废气吸附用活性炭纤维滤芯，其特征在于：所述圆筒状外层骨架，包括外围纵筋和外金属箍圈，外围纵筋有多根，沿活性炭纤维毡外围平行于轴向等间距分布；外金属箍圈位于外围纵筋外侧，由薄钢带围成圆形连接各外围纵筋。
7.根据权利要求6所述的一种VOCs废气吸附用活性炭纤维滤芯，其特征在于：所述外围纵筋和活性炭纤维毡之间缠绕钢丝网；外围纵筋焊接于上端板和下端板上，在外围纵筋上焊接多颗长度等同于整个活性炭纤维毡厚的钢钉，并沿径向伸入活性炭纤维毡中；外金属箍圈通过焊接连接各外围纵筋。
8.根据权利要求1或7所述的一种VOCs废气吸附用活性炭纤维滤芯，其特征在于：所述钢丝网缠绕接缝处用细钢丝缝扎。
9.根据权利要求8所述的一种VOCs废气吸附用活性炭纤维滤芯，其特征在于：所述滤芯，是多段并列缠绕式滤芯，各段滤芯之间由中间端板连接。
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