DE60319212T2 - Filterelemente - Google Patents

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    • B01D46/84Chemical processes for the removal of the retained particles, e.g. by burning by heating only

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Filterelemente und insbesondere, jedoch nicht ausschließlich hohle, längliche, poröse Filterelemente, die zur Gasfiltration verwendet werden.
  • Abgas aus industriellen Prozessen wie städtische Müllverbrennungsanlagen wird gefiltert, um Kontaminanten wie Dioxine, Furane, Stickoxide, Staub, Ruß und andere toxische und schädliche Substanzen zu entfernen, wodurch ermöglicht wird, dass die Abgase sicherer in die Atmosphäre abgegeben werden können. Herkömmlicherweise wurden gasförmige Schadstoffe mittels eines „Gaswäsche"-Verfahrens entfernt, indem ein teilchenförmiges Reaktantmaterial in das Abgas eingespeist wird, das entweder chemisch und/oder physikalisch mit den gasförmigen Schadstoffen reagiert, um ein teilchenförmiges Reaktionsprodukt zu produzieren. Das Abgas, das das Reaktionsprodukt enthält, wird dann durch einen Sperrfilter wie einen Textil-, Metall- oder Keramikträger gefiltert, wobei das Reaktionsprodukt und etwaige vorliegende feste Schadstoffe als ein Staubkuchen auf der Oberfläche des Filters zurückbehalten werden. Dies hat den Nachteil, dass es die Handhabung und Einspeisung eines Pulver- oder Aufschlämmungsreaktantmaterials und die anschließende Entfernung des Staubkuchens von der Oberfläche des Filters beinhaltet. Der Staubkuchen wird gewöhnlich durch Rückpulsen von sauberer Luft unter Druck durch den Filter entfernt, was in einer Erhöhung der Energiebedarfe für Reinigung und Filtration resultiert. Dies liegt darin begründet, dass der Staubkuchen einen Nachteil in Form eines Druckabfalls darstellt, da er eine für den Gasstrom undurchlässigere Schicht bereitstellt, wodurch zusätzliche Energie benötigt wird, um sauberes Gas durch den Kuchen und den Filter zu ziehen. Des Weiteren gibt es nach der Reinigung keine Ansammlung von Reaktantmaterial auf der Oberfläche des Filters, die im Gebrauch ein Reaktantenbett zur Entfernung von Schadstoffen bereitstellt, was ermöglicht, dass Schadstoffe einfacher unbehandelt durch den Filter hindurch treten, bis die Reaktantschicht wieder angesammelt werden kann.
  • Um diesen letzteren Nachteil zu mildern, wurde ein Filtrationsverfahren entwickelt, wie in EP 0 573 209 (Foseco International Limited) beschrieben, das so arbeitet, dass zunächst saubere Luft, die teilchenförmiges Reaktantmaterial enthält, durch einen starren, porösen Keramikfilter geleitet wird. Dies ermöglicht, dass sich eine Schicht Reaktantmaterial auf der Oberfläche des Filters ansammelt, bevor die Filtration des Abgases beginnt. Die saubere Luft wird dann durch das Abgas ersetzt und die Reaktion zwischen den gasförmigen Kontaminanten und dem Reaktantmaterial findet an der Oberfläche des Filters statt, wobei eine anschließende Ansammlung des Reaktionsprodukts als ein Staubkuchen auf der Oberfläche des Filters erfolgt. Weiteres Reaktantmaterial kann dem Abgasstrom während der weiterlaufenden Filtration hinzugefügt werden. Dieser Vorgang weist noch immer den Nachteil auf, dass das Reaktantmaterial zusammen mit der Bildung des Staubkuchens auf der Oberfläche des Filters eine undurchlässige Schicht darstellt, die zusätzliche Energie zum Extrahieren von gereinigtem Gas erfordert. Außerdem ist noch immer eine regelmäßige Reinigung erforderlich, um den Staubkuchen periodisch zu entfernen, wobei eine verringerte Filtrationseffizienz nach der Reinigung und eine erhöhte Wahrscheinlichkeit, dass unbehandeltes Gas durch den Filter hindurch tritt, vorliegen.
  • EP 0 573 209 beschreibt weiterhin die Verwendung von Aktivkohle oder Kalkpulver als einem teilchenförmigen Reaktantmaterial, um gasförmige Schadstoffe wie organische Chemikalien bzw. saure Gase zu absorbieren. Aktivkohle ist jedoch, wenn es auf diese Art und Weise verwendet wird, in der Form eines Staubs, dessen Handhabung besonders unsauber ist. Aktivkohle, die zum Absorbieren von chemischen Schadstoffen verwendet wurde, wird in der Regel regeneriert, indem sie in einer inerten Atmosphäre, beispielsweise Stickstoff, auf eine hohe Temperatur erhitzt wird. Somit ist es, wenn Aktivkohle als ein teilchenförmiges Reaktantmaterial verwendet wird, nicht kosteneffizient, zudem andere teilchenförmige Recktanten einzubinden, um weitere Schadstoffe zu entfernen, da weiteres teilchenförmiges Material dann mit der Aktivkohle gemischt werden würde, wobei das zusätzliche Erfordernis weiterer Trennvorgänge zum Trennen des weiteren teilchenförmigen Materials von der Kohle anfallen würde.
  • EP 2 242 488 (Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha) beschreibt einen Keramikfilter, der mit mehreren Schichten von Chemikalien, wie gelöschtem Kalk, Calciumcarbonat und Calciumchlorid, beschichtet ist, die eine katalytische Barriere bilden, um schädliche gasförmige Chemikalien, wie Salzsäure und Stickoxide, aus Abgas zu extrahieren. Der Filter ist eine gebrannte Keramikmatrix, für deren Produktion eine hohe Energiemenge erforderlich ist. Des Weiteren ist es erforderlich, den Filter mindestens dreimal zu beschichten, wodurch drei separate Auftrags- und anschließende Trocknungsstufen benötigt werden, wodurch die Produktion des Filters teuer wird. Des Weiteren würde die mehrschichtige Struktur dem Fluss einen Widerstand entgegensetzen, wodurch sie als ein Filter weniger effektiv gemacht wird und zusätzliche Energie benötigt, um Luft dort hindurch zu ziehen. Der Filter würde schnell blockiert werden, wenn er zusätzlich dazu verwendet würde, um Abgas, das teilchenförmiges Material enthält, zu filtern. Die Beschichtungen bieten zudem eine hohe Wahrscheinlichkeit einer Delaminierung während einer Rückimpulsstrahlreinigung, um den angehäuften Staubkuchen zu entfernen. Des Weiteren kann saurer Dampf die Kalkbeschichtung abbauen, was eine Delaminierung bewirkt.
  • EP 648 535 (Corning Incorporated) beschreibt ein Verfahren zum chemischen Reinigen von Gas unter Verwendung eines Wabenkeramikfilters mit hoher Dichte, der teilchenförmiges Reaktantmaterial aufweist, das in seinen Poren eingebettet ist. Das Keramikgerüst wird mittels Extrusion eines Wabenkeramikmaterials geformt, um ein poröses Material mit hoher Festigkeit bereitzustellen. Das Verfahren bedingt ein Brennen mit hoher Temperatur bei 1350°C bis 1450°C, um ein Verschmelzen der Keramikteilchen zu bewirken, worauf ein separater Imprägnierschritt folgt, um das Reaktantmaterial einzufügen. Das Herstellungsverfahren ist folglich zeitaufwändig und erfordert eine hohe Energiemenge. Es wird in EP 648 535 beschrieben, dass die maximale offene Porosität, das ist die Porosität des Wabenfilters, bevor das Reaktantmaterial eingefügt wird, 55% ist. (Dieser Wert stellt den Anteil des Substratvolumens dar, der nicht fest ist.) Die Porosität der Struktur wird folglich beim Einfügen des Reaktantmaterials in den offenen Teil seiner Struktur verringert, was zu einer Minderung der Filtrationseigenschaften führt, wodurch es dem Filter unmöglich gemacht wird, sowohl chemische als auch teilchenförmige Kontaminanten gleichzeitig zu entfernen. Die hohe Dichte und folglich geringe Porosität einer solchen Struktur ermöglicht nur die Leistung einer Funktion, entweder Absorbieren von Gasen oder Entfernen von teilchenförmigen Stoffen.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Filterelement bereitzustellen, das die oben beschriebenen Nachteile überwindet oder mildert.
  • Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Filterelement bereitgestellt, das eine homogene Verbundstruktur aus anorganischen Fasern und Reaktant umfasst, wobei der Reaktant mit einer gleichmäßigen Verteilung über das gesamte Filterelement in Position fixiert ist, wobei der Reaktant einen Katalysator umfasst und das Filterelement eine Verteilung geringer Dichte der Fasern und des Recktanten mit einer Porosität von 70% bis 80% aufweist. Der Reaktant ist eine Substanz, die chemisch reagiert, um unschädliche Gasmoleküle oder ein bestimmtes Reaktionsprodukt zu produzieren. Das Vorliegen von Reaktant in dem Körper des Filters hat den Vorteil, dass der Reaktant über den gesamten Filterkörper in Position fixiert ist und dementsprechend die Entfernung des Recktanten und von verbrauchtem Recktanten von der Oberfläche des Filters nicht erforderlich ist, wodurch der Fortbestand des Schutzes und eine verbesserte Filtrationseffizienz erbracht werden, da der Reaktant nicht auf der Oberfläche angehäuft wird, wodurch der Filter verstopft wird. Zudem, da der Reaktant und verbrauchter Reaktant sich nicht auf der Oberfläche anhäufen, ist es möglich, dem Abgas stromaufwärts des Filters weitere teilchenförmige Recktanten zuzugeben, um auf weitere Schadstoffe spezifisch abzuzielen, wodurch die Anzahl der Schadstoffe, die entfernt werden kann, erhöht wird. Die verbrauchten weiteren teilchenförmigen Recktanten werden von der Oberfläche des Filters auf eine bekannte Art und Weise entfernt, beispielsweise Rückpulsen von Luftstrahlen. Zudem bedeutet die gleichmäßige Verteilung des Recktanten über den gesamten Filter, dass das Abgas bei seinem Durchtritt durch den Filter viel mehr Reaktantteilchen durchleiten muss, im Vergleich dazu, dass der Reaktant lediglich auf der Oberfläche des Filters bereitgestellt wird, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Reaktion und der Entfernung des Schadstoffs erhöht wird. Das Reaktantmaterial fungiert außerdem als ein Füllmaterial, was eine Steuerung der Porosität des fertigen Filters mittels Auswahl der Menge des zugegebenen Recktanten ermöglicht. Zudem kann die Art des Recktanten so gewählt werden, dass sie am besten einer bestimmten Filtrationsanwendung nützt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Filterelement in der Form einer spritzgegossenen, geformten Struktur. Es wurde festgestellt, dass das Formen des Filters mittels eines Spritzgussverfahrens einen Filter mit einem beträchtlichen Anstieg der Porosität, in der Regel zu 70 bis 80% porös, aufgrund der Verteilung geringer Dichte der Fasern und des Recktanten bereitstellt. Man vergleiche dies mit einem Maximum von 55% für gebrannte Filter, wie dem in EP 648 535 beschriebenen. Die Struktur der vorliegenden Erfindung hat den Vorteil, dass der Filter zusätzlich einen effizienteren Staubfilter bereitstellt, da er während der Staubkuchenansammlung porös bleibt. Dies ermöglicht insofern eine Doppelfunktion des Filters, dass er teilchenförmige Schadstoffe als auch gasförmige Schadstoffe eliminieren kann und eine weniger häufige Reinigung mittels Rückimpulsstrahl mit einer daraus folgenden Abnahme der Stillstandzeit und des Energieverbrauchs erfordert. Zudem wurde festgestellt, dass dieser Filter geringer Dichte einen Staubkuchen geringer Dichte hervorbringt, der während des Reinigungszyklus viel einfacher zu entfernen ist. Der weniger dichte Filter ist außerdem weniger schwer, was ihn einfacher zu handhaben macht. Der Anstieg der Porosität ermöglicht, dass das saubere Gas einfacher dort hindurch gezogen wird, wodurch die Energiebedarfe weiter verringert werden. Zudem wird, während der Filtrationszyklus fortschreitet, der stark poröse Filter geringer Dichte mit einer viel langsameren Geschwindigkeit „verstopfen", wodurch sichergestellt wird, dass der Energieverbrauch niedrig bleibt.
  • Die anorganischen Fasern können aus der Aufzählung von Keramikfasern, kristallinen Mineralfasern, amorphen Mineralfasern, Mineralwolle, Glasfasern und anderen Fasern mit Feuerbeständigkeitseigenschaften ausgewählt sein. Keramikfasern können jene beinhalten, die Aluminiumoxid, Aluminiumoxid-Silikat, Calciumsilikat oder andere Silikate enthalten.
  • Der Reaktant kann Aktivkohle und Katalysator sein. Die Aktivkohle ist eine Substanz, die physikalisch reagiert, beispielsweise durch Adsorbieren oder Absorbieren der Schadstoffe.
  • Der Katalysator kann mindestens ein Edelmetall umfassen, das weiterhin auf Metalloxidteilchen, vorzugsweise Aluminiumoxidteilchen geträgert sein kann. Der Katalysator kann mindestens ein Edelmetalloxid umfassen. Vorzugsweise macht das Edelmetall und/oder Oxid davon 0,1–1% der Masse des Recktanten aus. Mehr bevorzugt ist das Edelmetall mindestens eines der Gruppe Platin, Palladium, Ruthenium, Aluminium, Titan, Wolfram und Vanadium.
  • Die Aktivkohle kann in der Form eines Pulvers und/oder einer Faser sein. Das Bereitstellen des Aktivkohlepulvers in dem Körper des Filters eliminiert das Erfordernis, es in den Abgasstrom einzuspeisen, wodurch die mit dem Handhaben der Aktivkohle im Gebrauch zusammenhängenden Probleme eliminiert werden. Falls es notwendig wird, die Kohle zu reaktivieren, kann dies einfach erzielt werden, indem das Filterelement in einer Stickstoffatmosphäre auf beispielsweise mindestens 400°C erhitzt wird. Dies würde kein Problem für die Keramikstruktur darstellten, da sie Temperaturen von mindestens 800°C aushalten kann, wodurch ein kosteneffizientes Mittel zum Recyceln der Kohle bereitgestellt wird.
  • Die Struktur kann zusätzlich ein Bindemittelsystem umfassen. Dies hat den Vorteil, dass der Masse aus Keramikfasern und Reaktant strukturelle Integrität bereitgestellt wird. Das Bindemittelsystem kann kolloidale Dispersion und eine kationisch modifizierte Stärke und/oder ein Flockungsmittel umfassen. Das Flockungsmittel kann aus der Aufzählung von Polyacrylamid, anionischen oder kationischen organischen oder anorganischen Komplexen ausgewählt sein. Die kolloidale Dispersion kann eine Dispersion sein, die aus der Aufzählung von Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Titandioxid, Zinkoxid oder Zirkoniumoxid ausgewählt ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Filterelement ein hohles, kerzenförmiges Filterelement, das an einem Ende geschlossen ist. Diese Art von Filterelement findet in vielen existierenden Filtrationsapparaten Anwendung. Der Reaktant kann 35 bis 40% (bezogen auf die Masse) eines 1-Meter-Filterelements, das 750 bis 800 g wiegt, ausmachen.
  • Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Filterelements bereitgestellt, das die Schritte des Dispergierens von Keramikfasern in Wasser, Zugebens eines Bindemittelsystems, Mischens, Spritzgießens, um ein Filterelement mit der gewünschten Form bereitzustellen, und Trocknenlassens des Filterelements umfasst, wobei das Verfahren weiterhin den Schritt des Dispergierens eines Recktanten durch das gesamte Filterelement beinhaltet, wobei der Reaktant einen Katalysator umfasst und das Filterelement eine Verteilung geringer Dichte der Fasern und des Recktanten mit einer Porosität von 70% bis 80% aufweist. Dieses Verfahren ist verhältnismäßig preisgünstig, da ein Brennen mit hoher Temperatur nicht erforderlich ist, das Spritzgießen bei Raumtemperatur und das anschließende Erhitzen bei einer Temperatur zum Trocknen des geformten Elements stattfinden kann. Zudem stellt das Formen des Filters mittels Spritzguss einen Filter verhältnismäßig geringer Dichte und dementsprechend hoher Porosität bereit.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform beinhaltet der Schritt des Dispergierens das Dispergieren eines Recktanten in genanntem Wasser. In einer weiter bevorzugten Ausführungsform beinhaltet der Schritt des Dispergierens von genanntem Recktanten den Schritt des Sättigens des geformten Filters in einem Recktanten. Der Reaktant kann in der Form einer verdünnten wässrigen Lösung oder einer Suspension sein und der Schritt des Sättigens kann vor, während oder nach dem Trocknen des Filterelements stattfinden.
  • Der Reaktant kann Aktivkohle umfassen, das so produzierte Filterelement umfasst Aktivkohle in einer insofern einfach zu handhabenden Form, dass sie in dem Körper des Filters fixiert ist, und eliminiert somit die mit dem Zugeben von Aktivkohle in Teilchenform zu einem Abgasstrom und außerdem der darauf folgenden Entfernung von verbrauchter Kohle von der Oberfläche des Filters zusammenhängenden Probleme.
  • Das Verfahren kann den zusätzlichen Schritt des Eintauchens des geformten Filterelements in eine verdünnte kolloidale Dispersion beinhalten. Das Eintauchen kann durchgeführt werden, bevor oder nachdem das Filterelement getrocknet wurde.
  • Beispielhaft werden nun nur spezifische Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
  • In einer ersten Ausführungsform werden 15 kg Aluminiumoxid-Silikat-Keramikfaser und 2 kg Aktivkohlepulver in 1000 kg Wasser dispergiert. Dann werden 3,7 kg kolloidales Siliciumdioxid (Feststoffgehalt von 35%) zugegeben und die Bestandteile werden gemischt, um eine adäquate Dispergierung sicherzustellen. 0,8 kg kationisch modifizierte Stärke werden dann als eine 4%-ige Lösung zugegeben, nachdem sie zuvor in 20 kg Wasser gelöst wurden. Kerzenförmige Filterelemente, die an einem Ende geschlossen sind, werden mittels eines Spritzgussverfahrens aus der Aufschlämmung geformt, um ein 1 m langes Filterelement mit einem Innendurchmesser von 35 mm bereitzustellen. Die nassen Kerzen werden anschließend acht Stunden bei 110°C getrocknet, um ein fertiges Filterelement bereitzustellen.
  • In einer zweiten Ausführungsform werden 10 kg Aluminiumoxid-Silikat-Keramikfaser und 7,5 kg Aktivkohlepulver in 1000 kg Wasser dispergiert. Dann werden 6,81 kg kolloidales Siliciumdioxid (Feststoffgehalt von 35%) zugegeben und die resultierende Lösung wird gemischt. 0,8 kg kationisch modifizierte Stärke werden dann als eine 4%-ige Lösung (in 20 kg Wasser gelöst) zugegeben und die resultierende Lösung wird ein paar Minuten bei langsamer Geschwindigkeit gemischt. Dann werden 0,01 kg kationisches Polyacrylamid-Flockungsmittel als 1 kg einer Lösung von 1 Gew.-% zugegeben, die zuvor gemäß den Anleitungen des Herstellers gelöst und zubereitet worden war. Die resultierende Lösung wird dann zwei Minuten gemischt und es wurden kerzenförmige Filterelemente geformt, wie mit Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben.
  • In einer weiteren Ausführungsform beinhaltet das Verfahren den zusätzlichen Schritt des Eintauchens beider Filterelemente, die wie oben beschrieben geformt wurden, in eine verdünnte kolloidale Dispersion.
  • Obwohl Aktivkohle als das Reaktantmaterial zum Absorbieren von Kontaminanten beschrieben wurde, könnte das Reaktantmaterial ein Katalysator sein oder zusätzlichen einen Katalysator enthalten, der dahingehend auf die Kontaminanten einwirkt, dass diese in harmlose kleinere Moleküle zersetzt werden. Der Katalysator wird der Faseraufschlämmung auf dieselbe Art und Weise wie die Aktivkohle zugegeben und unter Verwendung eines Kolloid/Stärke-Bindemittelsystems geflockt. Der Katalysator würde somit in dem Filterelement homogen dispergiert werden, das mittels Spritzguss geformt werden kann, wie mit Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben.
  • Der Reaktant wurde als in dem Wasser mit den Keramikfasern dispergiert beschrieben. Der Reaktant kann jedoch zusätzlich oder alternativ aufgebracht werden, nachdem das Filterelement mittels einer verdünnten wässrigen Lösung oder Suspension geformt wurde, die das Element sättigt, wodurch der Reaktant über den gesamten Elementkörper dispergiert wird. Diese Aufbringung kann sofort nach dem Spritzgießen, wenn das Element noch feucht ist, oder nach der Trocknungsstufe erfolgen.
  • Obwohl spezifische Formeln beschrieben wurden, versteht sich, dass andere Anteile der Bestandteile und/oder alternative Bestandteile bereitgestellt werden könnten, um einen Keramikfilter zu produzieren, in dem die Aktivkohle und/oder der Katalysator über die gesamte Struktur davon gleichmäßig verteilt sind. Obwohl Aktivkohlepulver beschrieben wurde, versteht sich, dass der Filter alternativ Aktivkohlefasern oder ein Gemisch von Aktivkohlefasern und Aktivkohlepulver umfassen kann. Die Sorte von Aktivkohle und/oder Katalysator kann spezifisch so gewählt werden, dass sie eine hohe Affinität für die gasförmige(n) Zielchemikalie(n) aufweist.
  • Das gegenwärtig beschriebene Filterelement hat im Vergleich zu bekannten Filtern erheblich niedrigere Energiebedarfe und weist eine Porosität von 75 bis 80 auf, die einen hohen Durchsatz des Gasstroms, selbst wenn sich ein Staubkuchen auf der Außenfläche des Filterelements ansammelt, sowie eine bessere Kuchenfreisetzung aufgrund einer verringerten Kuchendichte bereitstellt, wobei sichergestellt wird, dass er mittels Rückimpulsstrahlreinigung leicht verdrängt wird.
  • Zudem kann das vorliegende Filterelement gasförmige Kontaminanten aus einem Gasstrom effektiv entfernen, während gleichzeitig ausreichend Durchlässigkeit bewahrt wird, um als ein herausragender Filter für teilchenförmige Stoffe zu fungieren, eine Funktion, die von zuvor bekannten Filtern nicht demonstriert wurde. Dies ist möglich, da die Entfernung von gasförmigen Kontaminanten nicht auf die Entfernung von teilchenförmigen Stoffen trifft und umgekehrt, und das Reaktantmaterial und der Staubkuchen werden einfach zur weiteren Regeneration oder Verarbeitung getrennt. Der Staubkuchen kann mit herkömmlichen Mitteln wie dem Rückimpuls eines Hochdruckluftstrahls entfernt werden. Wenn das reaktive Material Aktivkohle ist, kann die Kohle durch Erhitzen des Filterelements in einer Hochtemperatur-Stickstoffatmosphäre reaktiviert werden. In einer weiteren Ausführungsform wird das Filtrationsfilterelement bzw. werden die Filtrationsfilterelemente in einem Filtrationsgerät zur Behandlung von Abgas eingesetzt, wobei das Filtrationsgerät Mittel zum Bereitstellen von Hochtemperatur-Stickstoff zu dem Filterelement bzw. den Filterelementen umfasst, um die Kohle in den Filtern zu regenerieren.
  • Obwohl ein kerzenförmiger Filter mit einer spezifischen Größe beschrieben wurde, versteht sich, dass andere Größen kerzenförmiger Filter produziert werden könnten oder alternative geformte Filter mittels Spritzguss geformt werden könnten, um eine Filterverbundstruktur aus Keramikfasern und Reaktantmaterial bereitzustellen. Obwohl Keramikfasern beschrieben wurden, könnte das Filterelement aus anderen feuerbeständigen anorganischen Fasern oder einer Kombination davon konstruiert werden.

Claims (23)

  1. Filterelement, das eine homogene Verbundstruktur aus anorganischen Fasern und Reaktant umfasst, wobei der Reaktant mit einer gleichmäßigen Verteilung über das gesamte Filterelement in Position fixiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktant einen Katalysator umfasst und das Filterelement eine Verteilung geringer Dichte der Fasern und des Recktanten mit einer Porosität von 70 bis 80% aufweist.
  2. Filterelement nach Anspruch 1, wobei das Filterelement eine Struktur ist, die mittels eines Spritzgussverfahrens geformt wurde.
  3. Filterelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei die anorganischen Fasern aus der Gruppe aus Keramikfasern, kristallinen Mineralfasern, amorphen Mineralfasern, Mineralholz, Glasfasern und Fasern mit Feuerbeständigkeitseigenschaften ausgewählt sind.
  4. Filterelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei die anorganischen Fasern Keramikfasern enthalten, die aus der Gruppe aus Aluminiumoxid, Aluminiumoxid-Silikat, Calciumsilikat und Silikaten ausgewählt sind.
  5. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Reaktant Aktivkohle und einen Katalysator umfasst.
  6. Filterelement nach Anspruch 5, wobei die Aktivkohle in der Form eines Pulvers und/oder von Fasern ist.
  7. Filterelement nach Anspruch 1, wobei der Katalysator mindestens ein Edelmetall und/oder ein Edelmetalloxid umfasst.
  8. Filterelement nach Anspruch 1, wobei der Katalysator mindestens ein Edelmetall umfasst, das auf Metalloxidteilchen geträgert ist.
  9. Filterelement nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Edelmetall und/oder das Oxid davon 0,1 bis 1% der Masse des Recktanten ausmacht.
  10. Filterelement nach Anspruch 7, 8 oder 9, wobei das Edelmetall und/oder das Edelmetalloxid mindestens eines der Gruppe Platin, Palladium, Ruthenium, Aluminium, Titan, Wolfram und Vanadium ist.
  11. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ein Bindemittelsystem umfasst.
  12. Filterelement nach Anspruch 11, wobei das Bindemittelsystem eine kolloidale Dispersion und mindestens eine kationisch modifizierte Stärke oder ein Flockungsmittel umfasst.
  13. Filterelement nach Anspruch 12, wobei die kolloidale Dispersion mindestens eines aus der Gruppe aus Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Titandioxid, Zinkoxid oder Zirkoniumoxid enthält.
  14. Filterelement nach Anspruch 12 oder 13, wobei das Flockungsmittel aus der Gruppe aus Polyacrylamid, anionischen oder kationischen organischen oder anorganischen Komplexen ausgewählt ist.
  15. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Filterelement ein hohles, kerzenförmiges Filterelement ist, das an einem Ende geschlossen ist.
  16. Filterelement nach Anspruch 15, wobei der Reaktant 35 bis 40% (bezogen auf die Masse) eines 1-Meter-Filterelements, das 750 bis 800 g wiegt, ausmacht.
  17. Verfahren zur Herstellung eines Filterelements, das die folgenden Schritte umfasst: (a) Dispergieren von Keramikfasern in Wasser; (b) Zugeben eines Bindemittelsystems; (c) Mischen; (d) Spritzgießen, um ein Filterelement mit der gewünschten Form bereitzustellen; und (e) Trocknenlassen des Filterelements, wobei das Verfahren weiterhin den Schritt des Dispergierens eines Recktanten durch den gesamten Körper des Filterelements beinhaltet, wobei der Reaktant einen Katalysator umfasst und das Filterelement eine Verteilung geringer Dichte der Fasern und des Recktanten mit einer Porosität von 70 bis 80% aufweist.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Schritt des Dispergierens von genanntem Reaktant durch Dispergieren von genanntem Reaktant in genanntem Wasser erfolgt.
  19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, wobei genannter Schritt des Dispergierens von genanntem Recktanten durch Sättigen von genanntem geformten Filterelement in einem Recktanten erfolgt.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei genannter Sättigungsreaktant in der Form einer verdünnten wässrigen Lösung oder einer Suspension angewendet wird.
  21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, wobei genannter Schritt des Sättigens vor genanntem Schritt des Trocknens durchgeführt wird.
  22. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21, wobei der Reaktant Aktivkohle umfasst.
  23. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 22, das den zusätzlichen Schritt des Eintauchens von genanntem geformtem Filterelement in eine verdünnte kolloidale Dispersion beinhaltet.
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