CS219552B1

CS219552B1 - High-performance glass fiber filter for capturing aerosols and manufacturing methods

Info

Publication number: CS219552B1
Application number: CS201978A
Authority: CS
Inventors: Alojz Cernansky; Robert Siroky
Original assignee: Alojz Cernansky; Robert Siroky
Priority date: 1978-03-30
Filing date: 1978-03-30
Publication date: 1983-03-25

Abstract

Vynález spadá od odboru přípravy filtrov zo skla na zachytávanie aerosolov. Filtre pozostávajú zo skleněných vlákien tvořených troma zložkami, a to tak, že sklené vlákna stredného priemeru 0,2 až 0,5 je 10 až 20 % hmotnosti stredného priemeru 0,55 až 0,75 μηι je 20 až 89 % hmotnosti a zvyšok tvoří zložka sklených vlákien stredného priemeru 1,0 až 3,8 μΐη. Pri jeho výrobě sa postupuje tak, že jednotlivé zložky filtra sa každá zvlášť suspendujú vo vodě tak, aby ich hmotnostná koncentrácia bola 0,3 až 1,0 °/o, pričom sa pH upraví na hodnotu 2 až 3 pri teplote 20 až 40 °C, Suspenzia sa ďalej homogenizuje a vlákna sa krátia mletím na požadovaní! dlžku dve až třikrát počas doby 5 až 30 minút. Jednotlivé zložky sa takto dispergované zmiešajú a filtrujú za tlaku 1 kPa až 2 kPa. Nafíltrovaná vrstva sa jednostranné alebo striedavo z oboch stráň presáva za tlaku 0,5 až 30 kPa a upraví lisováním.The invention belongs to the field of preparation of glass filters for capturing aerosols. The filters consist of glass fibers formed from three components, namely, glass fibers with a mean diameter of 0.2 to 0.5 are 10 to 20% by weight, glass fibers with a mean diameter of 0.55 to 0.75 μιη are 20 to 89% by weight and the remainder is a component of glass fibers with a mean diameter of 1.0 to 3.8 μΐη. In its production, the individual components of the filter are each separately suspended in water so that their mass concentration is 0.3 to 1.0 %/o, while the pH is adjusted to a value of 2 to 3 at a temperature of 20 to 40 ° C. The suspension is further homogenized and the fibers are shortened by grinding to the desired length two to three times during a period of 5 to 30 minutes. The individual components are thus dispersed, mixed and filtered under a pressure of 1 kPa to 2 kPa. The filtered layer is pressed on one side or alternately from both sides under a pressure of 0.5 to 30 kPa and treated by pressing.

Description

Vynález sa týká vysokoúčinného filtra zo skleněných vlákien na zachytávanie aerosolov a sposobu jeho výroby.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a high performance glass fiber filter for collecting aerosols and a process for producing the same.

V súčasnosti sa aerosoly zachytávají! na filtračných zariadeniach naplněných skleněnými, minerálnymi,' kovovými submikrónovými vláknami alebo papierovými filtrami, pričom pre takto používané materiály sa vyžaduje hlavně minimálna penetrácia aerosolu cez fiiter a nízká tlakostrata. Filtračné materiály sa vyrábajú splstením organických vlákien rozmiešaných vo vodnej suspenzii alebo splstením skleněných vlákien, rozmiešaných v suspenzii s upravenou hodnotou pH na 2,5 až 5. Táto suspenzia obsahuje 80 % hmotnosti vlákien priemeru pod 1 pričom zvyšok tvoria vlákna priemeru 1 ažAt present aerosols are trapped! on filtering devices filled with glass, mineral, metal submicron fibers or paper filters, whereby the materials used in this way are mainly required to have a minimum penetration of the aerosol through the filter and a low pressure loss. Filter materials are made by fusing organic fibers dispersed in an aqueous slurry or by fusing glass fibers dispersed in a pH adjusted slurry to 2.5-5. This slurry contains 80% by weight of fibers of diameter below 1, the remainder being fibers of diameter 1 to

3,8 μΐη. Nedostatkorn uvedeného materiálu je jeho nízká účinnost pre zachytávanie aerosolov, zapříčiněná použitím značného podielu vlákien váčšieho priemeru.3,8 μΐη. A drawback of said material is its low aerosol trapping efficiency due to the use of a significant proportion of fibers of larger diameter.

Uvedené nedostatky sú odstraněné u vysokoúčinného filtra zo skleněných vlákien na zachytávanie aerosolov podlá vynálezu, ktorého podstatou je, že pozostáva zo skleněných vlákien tvořených troma zložkami tak, že skleněných vlákien stredného priemeru 0,2 až 0,5 μΐη je 10 až 20 % hmotnosti stredného priemeru 0,55 až 0,75 μπ\ je 20 až 89 °/o hmotnosti a zvyšok tvoří zložka skleněných- vlákien stredného priemeru 1,0 ažThe above drawbacks are overcome with the high efficiency aerosol collecting glass fiber filter according to the invention, which consists of three-component glass fibers such that glass fibers of an average diameter of 0.2 to 0.5 μΐη are 10 to 20% by weight of the mean diameter of 0,55 to 0,75 μπ \ is 20 to 89 ° / weight and the rest is a component of glass-fiber

3,8 μη. Podstatou sposobu výroby vysokoúčinného filtračného materiálu je, že skleněné vlákna rovnakého priemeru, t. j. jednotlivé zložky sa každá zvlášť suspendujú vo vodě tak, aby ich hmotnostný obsah vo vodě bol 0,3 až 1 % a přitom sa pH vodného roztoku upraví na hodnotu 2 až 3, pri teplotě 20 až 40 °C. Ďalej sa skleněné vlákna v suspenzii homogenizujú a krátia mletím na požadovánu dlžku dva až třikrát počas doby 5 až 30 minút, ďalej sa takto dispergované jednotlivé zložky zmíešajú a filtrujú za tlaku 1 kPa až 2 kPa tak, aby počiatočný tlak pri filtráeii bol v rozmedzí 0,5 až 1,0 kPa, ďalej sa nafiltrovaná vrstva jednostranné alebo strie,davo z oboch stráň presáva vzduchom za tlaku 0,5 až 30 kPa a upraví lisováním.3,8 μη. The essence of the process for producing a high-performance filter material is that glass fibers of the same diameter, i. j. the individual components are each separately suspended in water so that their water content is 0.3-1% by weight, and the pH of the aqueous solution is adjusted to 2-3 at a temperature of 20-40 ° C. Next, the glass fibers in the suspension are homogenized and shortened by grinding to the desired length two to three times over a period of 5 to 30 minutes, then the dispersed individual components are mixed and filtered at a pressure of 1 kPa to 2 kPa so that the initial filtration pressure is 0. 5 to 1.0 kPa, the filtered layer is unilaterally or stretched, then air is passed through both sides at a pressure of 0.5 to 30 kPa and press-treated.

Spósobom podlá vynálezu sa získá vysokoúčinný fiiter zo skleněných vlákien na zachytávanie aerosolov o plošnej hmotnosti výsledného filtračného materiálu 70 až 100 g.m+ hrúbke 0,4 až 1,0 mm, objemovej hmotnosti 100 až 150 kg.m~³ a porozite 0,93 až 0,96.According to the process of the present invention, a high performance glass fiber filter is obtained for collecting aerosols having a basis weight of the resulting filter material of 70-100 g.m + a thickness of 0.4-1.0 mm, a density of 100-150 kg.m- ³ and a porosity of 0.93 to 0.96.

Výhodou získaného vysokoúčinného filtra je minimálna penetrácia aerosolu cez fiiter a minimálna tlaková straťa pri menovitom prietoku nosného plynu cez fiiter. Ďalšou výhodou je jeho dostatočná manipulačná pevnost pri jeho výrobě ako aj pri použití v agresívnych chemických prevádzkach. Výhodou je použitie surovin skleněných vlákien z domácích zdrojov a možnosť ich spracovania v dostupných — papierenských technologických zariadeniach.The advantage of the obtained high efficiency filter is the minimum aerosol penetration through the fiiter and the minimum pressure drop at the nominal carrier gas flow through the fiiter. Another advantage is its sufficient handling strength in its manufacture as well as in use in aggressive chemical plants. The advantage is the use of glass fiber raw materials from domestic sources and the possibility of their processing in available - paper technology equipment.

Vysokoúčinný fiiter a spósob jeho přípravy je objasněný na příklade vyhotovenia. Příklad 1The high efficiency fiiter and the method of its preparation are illustrated by way of example. Example 1

Skleněné vlákna stredného priemeru 0,3 až 0,5 μη označenia M4 v množstve 10 % hmotnosti sa zmíešajú so skleněnými vláknamí so středným priemerom 0,55 až 0,75 μηι označenia M6 v množstve 70 % hmotnosti a skleněnými vláknami stredného priemeru 3,0 ₍um označenia M 10 v množstve 20 % hmotnosti, potom ako sa každá z týchto zložiek rozmělňuje, drtí a disperguje v suspenzii s vodou, upravenou na pH 2,4 až 2,5. Přitom doba dispergácie pre vlákna typu M4 a M6 bola po 30 minút a pre vlákna typu M 10 bola 5 minút pri medzere 0,5 mm a 15 minút pri medzere 0,2 mm medzi nožmi statora a rotujúceho bubna, holendra. Teplota vody v holendri bola pre vlákna M4Glass fibers with an average diameter of 0.3 to 0.5 μη M4 at 10% by weight are mentioned with glass fibers with an average diameter of 0.55 to 0.75 μηι M6 at 70% by weight and glass fibers of an average diameter of 3.0 ₍ M 10 at 20% by weight, after each of these components was comminuted, crushed and dispersed in a suspension with water adjusted to a pH of 2.4 to 2.5. The dispersion time for the M4 and M6 fibers was 30 minutes and for M 10 fibers it was 5 minutes at 0.5 mm gap and 15 minutes at 0.2 mm gap between stator and rotating drum blades, holendra.

30,2 °C, pre vlákna M 10 30 °C. Takto sa získali tri zložky, vhodné dispergované, ktoré sa po zmiešaní v uvedenom hmotnostnom pomere za koncentrácie suspenzie v nátoku30.2 ° C, for fibers M 10 30 ° C. Thus, three components, suitable dispersed, were obtained, which, after mixing in said weight ratio at the suspension concentration in the feed

1,1 g.l^^] a pH 3,5 pri teplote 20,9 °C filtrovali gravitačným spósobom na šikmom šité, pri podtlaku 2,0 kPa v sacom válci a podtlaku 3,0 kPa v sacích komorách. Získaná vrstva filtračného materiálu sa upravila lisováním medzi dvoma plstěnými pásmi tlakom 0,4 až 100 kN.mV¹. Vysokoúčinný filtračný materiál takto připravený mal plošní! hmotnost 82,6 g.m+ hrůbku 0,57 mm, objernovú hmotnost 147 kg.nrn³ a porozitu 0,943. Získaný materiál bol testovaný aerosolom monodisperznej olejovej hmly o koncentrácii 25 mg oleja na m³, pričom středná vel'kosť častíc oleja bola 0,3 μΐη. Nameraný prienik oleja z aerosolu bol 3,3.10“³ % pri rýchlosti prúdenía vzduchu cez fiiter 5,0 cm.sV Tlaková strata pri tejto rýchlosti prúdenía vzduchu cez fiiter bola 307 Pa.1.1 [mu ^] g and pH 3.5 at 20.9 [deg.] C. were filtered by gravity on an oblique sieve, at a vacuum of 2.0 kPa in the suction cylinder and a vacuum of 3.0 kPa in the suction chambers. The obtained filter material layer was treated by pressing between two felt strips at a pressure of 0.4 to 100 kN.mV ¹ . The high-performance filter material thus prepared had a surface area! weight 82.6 g.m + thickness 0.57 mm, specific gravity 147 kg.nrn ³ and porosity 0.943. The obtained material was tested by aerosol of a monodisperse oil mist at a concentration of 25 mg oil per m ³ , the mean particle size of the oil being 0.3 μΐη. The measured aerosol oil penetration was 3.3 x 10 ^-3 % at an airflow rate of 5.0 cm.sV. The pressure drop at this airflow rate was 307 Pa.

Pevnost filtra na 1 m šířky hárku v pozdížnom smere bola 351 N.mm¹ a priečnom smere 205 N.m“¹.The strength of the filter per 1 m sheet width in the longitudinal direction was 351 N.mm ¹ and the transverse direction 205 Nm ^-1 .

Claims

219 5S2 OBJECT OF THE INVENTION

1. A high-performance glass fiber filter for trapping aerosols, characterized in that it consists of glass fibers formed by three components so that the glass fibers of a mean diameter of 0.2 to 0.5 μm are 10 to 20% by weight of the average diameter of 0.55 to 0.75 μτη it is 20 to 89% by weight and the remainder is a glass fiber component having a mean diameter of 1.0 to 3.8 µm.

2. The process for producing a high-performance filter according to claim 1 is characterized in that the individual filter elements of the glass fiber diameter are each separately suspended in water so that their weight concentration is 0.3 to 1.0%, the pH being adjusted to 2 to 3 at 20 to 40 ° C, the suspension is homogenized and the fibers are milled to the desired length two to three times for 5 to 30 minutes, further mixed and filtered under 1 pressure. furthermore, the filtered layer is disposed on one side or alternately of both sides with air at a pressure of 0.5 to 30 kPa and adjusted by compression. SOUP 1171-84