DE69812397T2 - Eine absorbierende faser mit feststoffteilchen für ein geruchsfilter mit grosser oberfläche - Google Patents

Eine absorbierende faser mit feststoffteilchen für ein geruchsfilter mit grosser oberfläche

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Description

  • Dies ist eine Erweiterungsanmeldung der gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung, laufende Nr. 08/736308 mit dem Titel "Filtrationseinrichtung auf Absorptionsbasis zur Beseitigung einer Gasphasenkontamination", eingereicht am 24. Oktober 1996, die eine Weiterführung der jetzt fallen gelassenen US-Patentanmeldung mit der laufenden Nr. 08/363500 mit dem Titel "Filtrationseinrichtung auf Absorptionsbasis zur Beseitigung einer Gasphasenkontamination", eingereicht am 23. Dezember 1994 und abgetreten an den Rechtsnachfolger dieser Anmeldung, ist.
    • Allgemeiner Stand der Technik 1. Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung bezieht sich auf ein Luftreinigungssystem und insbesondere auf ein Geruchsbeseitigungssystem unter Anwendung von dochtartigen Fasern, die ein trockenes, feines und festes Pulver mit Chemisorptionsreagenzien enthalten.
    • 2. Darlegung des Standes der Technik
  • Ein Beispiel für ein Adsorptionsverfahren zur Beseitigung von Gerüchen ist die Verwendung von aktivierter Holzkohle als Geruchsbeseitigungsmittel in einer Einrichtung zur Reinigung eines Luftstroms. Im US-Patent Nr. 4,130,487 wird ein Filter für Flüssigkeit oder Gase beschrieben, bei dem Aktivkohle zur Geruchsbeseitigung während der Luftfiltration verwendet wird. Die Aktivkohle liegt in einer zusätzlichen Schicht vor, die dem Filtermaterial hinzugefügt wird.
  • Herkömmliche Kohlenstoffadsorptionsmittel haben einen weiten Wirkungsbereich gegen Gerüche. Diese Adsorptionsverfahren mit Aktivkohle zur Beseitigung von Gerüchen aus einem Luftstrom wirken jedoch nur für einen relativ kurzen Zeitraum, sind bei niedrigen Geruchskonzentrationen relativ unwirksam, haben eine bei höherer relativer Luftfeuchte schnell abnehmende Funktionsfähigkeit und führen häufig zu einer relativ hohen Druckdifferenz über das Aktivkohlefilterelement. Demzufolge sind bei derartigen Filtereinrichtungen relativ große Mengen an Aktivkohle erforderlich, doch selbst bei einer größeren Menge Aktivkohle bleibt das Problem der relativ großen Druckdifferenz bestehen. Diese herkömmlichen Einrichtungen werden normalerweise mechanisch auf zyklischer Grundlage betrieben.
  • In der WO 96/26007 wird eine Filtrationseinrichtung offenbart, bei der das Absorptionsprinzip zur Beseitigung von Gasphasenschmutzstoffen angewendet wird und die dochtartige Fasern enthält, die mit einem beliebigen aus einer Vielfalt von Sumpfphasen- Absorptionssystemen aus der Kombination von Trägerflüssigkeit und einem oder mehreren löslichen komplexbildenden/zersetzenden Mitteln imprägniert sind.
  • Es ist wünschenswert, ein kompaktes und kostengünstiges Luftfilter zur kontinuierlichen Beseitigung von Gerüchen zu schaffen, bei dem die Probleme einer geringeren Strömungsgeschwindigkeit, eines niedrigeren Wirkungsgrades bei hoher Luftfeuchte und einer geringeren Geruchsbeseitigungsleistung im Laufe der Zeit vermieden werden.
    • Darstellung der Erfindung
  • Mit dieser Erfindung wird eine Filtrationseinrichtung besonderer Art geschaffen, die durch Anwendung von dochtartigen Fasern, welche in ihren Kanälen sehr feines und festes Pulver und ein ausgewähltes chemisorbierendes Mittel enthalten, wodurch eine Vielzahl von Gerüchen wirksam beseitigt wird, kontinuierlich Geruchsbelästigungen aus einem Luftstrom beseitigt. Das chemisorbierende Mittel der Basisflüssigkeit enthält Natriumpermanganat mit Natriumcarbonat oder Natriumphosphat, dem andere Reagenzien für zusätzliche Geruchsbeseitigungseigenschaften hinzugefügt werden können.
  • Dochtartige Fasern, wie sie in der US-Patentschrift Nr. 5,057,368 offenbart sind, sind sehr klein und für die praktische Anwendung dieser Erfindung gut geeignet. Diese im Allgemeinen hohlen dochtartigen Fasern haben in Längsrichtung verlaufende Innenhohlräume mit jeweils einer sich zur äußeren Faserfläche erstreckenden Längsöffnung. Die Faser, die Öffnungsgröße und die einzuschließenden Teilchen werden so gewählt, dass die Teilchen dauerhaft festgehalten werden, wenn sie in die Längshohlräume gepresst werden. Die gewählten Fasern bieten eine Möglichkeit, ein feines Pulver mechanisch festzuhalten. Die kleinen festen Teilchen werden innerhalb der Längshohlräume der Fasern mechanisch eingeschlossen und im Wesentlichen irreversibel gebunden. Diese Methode kann auf alle Pulverarten ausgedehnt werden, die in einem Fasermedium eingeschlossen werden sollen, einschließlich solcher Mittel wie Kohlenstoff, Zeolithe, Backnatron, Cyclodextrine, PTFE oder eine beliebige Anzahl von anderen in Frage kommenden festen Teilchen. Nach dem Einschluss der sehr feinen festen Teilchen wird die dochtartige Faser mit einem flüssigen chemisorbierenden Mittel imprägniert. Wir haben festgestellt, dass sich durch Einbringen von sehr feinen Pulvern in die Kanäle der dochtartigen Fasern die Gesamtfiltrierleistung der Medien verbessert, wenn diese mit einem flüssigen chemisorbierenden Mittel imprägniert sind.
  • Dochtartige Fasern sind in der Lage, eine Flüssigkeit entlang ihrer Oberfläche zu leiten und die Flüssigkeit zu halten, so dass sie nicht ohne Weiteres entfernt werden kann. Durch Kapillarwirkung ziehen die einzelnen dochtartigen Fasern die gewählte Flüssigkeit, mit der sie in Kontakt kommen, schnell durch die Innenhohlräume. Die chemisorbierende Flüssigkeit verbleibt in den dochtartigen Faserhohlräumen und tritt normalerweise nicht in den Raum zwischen den dochtartigen Fasern, doch durch die Längsöffnungen steht die Flüssigkeit mit dem Luftstrom in Verbindung, der an den dochtartigen Fasern vorbeiströmt.
  • Unerwünschte Gerüche und toxische Gasmoleküle werden durch Zwischenschaltung einer Vielzahl der dochtartigen Fasern, die in ihren Innenhohlräumen die feinen festen Pulverteilchen und das offenbarte flüssige chemisorbierende Mittel enthalten, welches eine Affinität für die unerwünschten Geruchs- und Gasmoleküle hat, aus dem Luftstrom beseitigt. Die sich in Längsrichtung erstreckenden Öffnungen in den dochtartigen Fasern ermöglichen der Flüssigkeit, die das feine Pulver umgibt, welches in den Hohlräumen der dochtartigen Fasern gehalten wird, mit dem Luftstrom in Wechselwirkung zu treten, um die unerwünschten Geruchsdämpfe und schädlichen Gasmoleküle einzufangen.
  • Bei einer Ausführungsform der Erfindung werden auf Grund einer durch die Konzentration angeregten molekularen Wanderung der unerwünschte Geruch und/oder die toxischen Gasmoleküle in dem flüssigen chemisorbierenden Mittel vom Luftstrom, der gereinigt werden soll, wegbewegt, wodurch ein stetiges Konzentrationsgefälle aufgebaut wird, so dass neue Geruchs- und/oder toxische Gasmoleküle kontinuierlich absorbiert werden.
  • Diese Erfindung kann speziellen Verbraucherbedürfnissen angepasst werden, um spezifische Gerüche und toxische Gase zu beseitigen. Da es bei diesem Filter nicht um das Adsorptionsprinzip geht, bei dem die zu entfernenden Teilchen an der Oberfläche der Filterwerkstoffelemente anhaften, sondern mehr um Absorption, kann die Molekularbewegung genutzt werden, um unerwünschte Gase auf nicht mechanische Art und Weise von einer Zone zur anderen zu bewegen. Bei der offenbarten Vorrichtung verbleibt der offene Raum zwischen den dochtartigen Fasern bestehen, so dass das Druckdifferenzproblem bei dem zu reinigenden Luftstrom minimiert wird und die Luftstromeinschränkungen durch die kontinuierliche Verwendung der feinen Teilchen mit dem chemischen Flüssigreagenz und den zu absorbierenden Dämpfen nicht verstärkt werden. Eine Vorrichtung nach dieser Erfindung sieht die nicht mechanische und kontinuierliche nicht zyklische Regenerierung oder Reinigung eines Gasstroms vor.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung soll nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben werden. Dabei ist:
  • Fig. 1 eine Darstellung des Teils einer Textilflächengebilde-Fasermatte, bei der dochtartige Fasern verwendet werden, die mit feinen Pulverteilchen und einem flüssigen chemisorbierenden Mittel nach dieser Erfindung imprägniert werden können;
  • Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht eines Teils der in Fig. 1 dargestellten Fasermatte, bei der dochtartige Fasern verwendet werden, die feine Pulverteilchen und ein flüssiges chemisorbierendes Mittel nach dieser Erfindung enthalten;
  • Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer dochtartigen Faser, die sich für die praktische Anwendung dieser Erfindung eignet;
  • Fig. 4 eine Darstellung eines Geruchsbeseitigungs-Filtersystems, bei dem eine in Fig. 2 dargestellte Fasermatte verwendet wird, die mit den feinen Pulverteilchen und einem flüssigen chemisorbierenden Mittel imprägniert ist; und
  • Fig. 5 eine Schemadarstellung einer weiteren Geruchsbeseitigungs-Filtervorrichtung, bei der dochtartige Fasern mit feinen Pulverteilchen und einem flüssigen chemisorbierenden Mittel nach dieser Erfindung verwendet werden.
    • Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und insbesondere die Fig. 1, 2 und 5 wird ein kontinuierliches Geruchsbeseitigungssystem 10 nach dieser Erfindung dargestellt.
  • Bei dem Geruchsbeseitigungssystem 10 wird ein Filterelement 12 verwendet, welches aus zahlreichen dochtartigen Fasern 20 des in Fig. 3 dargestellten Typs gebildet wird, die zahlreiche feine Pulverteilchen und eine geruchsabsorbierende chemische Reagenzflüssigkeit 18 nach dieser Erfindung enthalten.
  • Die feinen Teilchen und die geruchsabsorbierende Flüssigkeit 18 enthalten Natriumpermanganat, in Kombination mit Natriumcarbonat oder Natriumphosphat, denen andere Reagenzien für zusätzliche Geruchsbeseitigungseigenschaften beigefügt werden können. Die feinen Teilchen und die geruchsabsorbierende Flüssigkeit 18, die eine Affinität für spezifische Gerüche hat, werden entsprechend ausgewählt und in die Innenkanäle oder Innenhohlräume 22, die in den einzelnen dochtartigen Fasern 20 ausgebildet sind, eingebracht. Bei dem gewählten flüssigen Medium 18 handelt es sich eher um das Prinzip der Absorption als der Adsorption, das dazu genutzt wird, um den Luftstrom zu dekontaminieren oder zu reinigen. Die verwendeten Absorptionsflüssigkeiten werden so gewählt, dass die in Frage kommenden Geruchsdämpfe absorbiert werden. Die chemische Reagenzflüssigkeit sollte in der Lage sein, ein bestimmtes Geruchsmolekül auf reversible Art und Weise leicht zu absorbieren, so dass es ohne Weiteres abgezogen werden kann.
  • In der US-Patentschrift Nr. 5,057,368 wird eine dochtartige Faser offenbart, die für die praktische Anwendung dieser Erfindung besonders geeignet ist. Dieses Patent offenbart eine dreilappige oder vierlappige Faser, die aus thermoplastischen Polymeren gebildet wird, bei denen die Faser einen Querschnitt mit einem mittleren Kern und drei oder vier T-förmigen Lappen 26 hat. Die Schenkel der Lappen überschneiden sich im Kern, so dass der Winkel zwischen den Schenkeln benachbarter Lappen zwischen etwa 80 Grad bis 130 Grad beträgt. Das thermoplastische Polymer ist üblicherweise ein Polyamid, ein Polyester, ein Polyolefin oder eine Mischung daraus. Die in Fig. 3 dargestellte dochtartige Faser entsteht als extrudierter Faserstrang mit drei sich in Längsrichtung erstreckenden Innenhohlräumen 22, wobei jeder mit der äußeren Faserstrangoberfläche über Längsschlitze 24 in Verbindung steht. Die dochtartigen Fasern 20 sind relativ klein und haben einen Durchmesser von 30 bis 250 um. Die Breite der Längsschlitze 24 beträgt normalerweise weniger als die Hälfte des Durchmessers der Fasern 20. Die Faser 20, die Öffnungsgröße und die einzuschließenden Teilchen werden so gewählt, dass die Teilchen dauerhaft gehalten werden, wenn sie in die Längshohlräume 24 gepresst werden. Die kleinen festen Teilchen werden innerhalb der Längshohlräume 24 der Fasern 20 mechanisch eingeschlossen und sind im Wesentlichen irreversibel gebunden. Diese Methode kann auf alle Pulver angewandt werden, die innerhalb eines Fasermediums eingeschlossen werden sollen, einschließlich solcher Mittel wie Kohlenstoff, Zeolithe, Backnatron, Cyclodextrine oder eine beliebige Anzahl anderer in Frage kommender fester Teilchen. Nach dem Einschluss der feinen festen Teilchen wird die dochtartige Faser mit einem flüssigen chemisorbierenden Mittel imprägniert.
  • Die Kapillarkräfte innerhalb der einzelnen Hohlräume 22 sind bedeutend größer als diejenigen außerhalb der Faser 20, so dass das flüssige chemisorbierende Mittel leicht das Innere der Faser 20 durchdringen kann, ohne die Außenflächen 28 nennenswert zu benetzen oder die Faserzwischenhohlräume auszufüllen. Die Fasern 20 halten die Flüssigkeit dank der Kapillarwirkung stark zurück, so dass sich die Fasermatte 12 nicht nass anfühlt und die Flüssigkeit nicht abtropft. Bei einer Filtermatte 12 mit derartigen dochtartigen Fasern 20 bleibt die Fläche zwischen den einzelnen Fasersträngen relativ frei von den feinen Teilchen und der das Gas absorbierenden chemisorbierenden Flüssigkeit 18, mit welcher die Innenhohlräume 22 jeder Faser 20 gefüllt sind. Das Filterelement kann aus einer oder mehreren Arten von dochtartigen Faserstrangwerkstoffen wie Polyamid, Polyester oder Polyolefinen bestehen. Die Außenflächen 28 der drei T-förmigen Querschnittssegmente können gekrümmt, wie dargestellt, oder gerade sein. In diesem Fall ist die dochtartige Faser 20 dreilappig dargestellt, es ist aber auch eine andere Anzahl von Lappen denkbar. Zusätzlich können im Innern auch andere dochtartige Fasern verwendet werden wie beispielsweise eine C-förmige Faser. Anders geformte Querschnitte können auch für das Durchleiten der geruchsbeseitigenden Flüssigkeit geeignet sein. Der mit Gerüchen kontaminierte Luftstrom wird über die Filter 12 geleitet, die durch die mit den feinen Teilchen und der geruchsbeseitigenden Flüssigkeit 18 in Kontakt befindlichen dochtartigen Fasern 20 gebildet werden, und die kontaminierenden Geruchsdämpfe werden durch die Öffnungen 24 in die geruchsbeseitigende Flüssigkeit absorbiert.
  • Die spezifische Form der dochtartigen Fasern ist unerheblich, vorausgesetzt, die gewählten Fasern die chemisorbierende Flüssigkeit, mit welcher sie in Kontakt kommen, entlang ihrer Oberfläche bewegen können und sie dann an ihrer Oberfläche halten, so dass sie nicht leicht verdrängt werden kann.
  • Viele herkömmliche Werkstoffe, die wirksame dochtartige Mittel sind, können die Zirkulation der Luft in dem Werkstoff einschränken. Zum Beispiel wird durch das Benetzen eines normalen Taschentuches mit Wasser das Material im Wesentlichen gegen den hindurch tretenden Luftstrom abgedichtet. Durch Verwendung von dochtartigen Fasern im Innern, wo die geruchsabsorbierende Flüssigkeit innerhalb der Hohlräume 22 der Faser 20 gehalten wird, wird der uneingeschränkte Luftstrom über das Äußere der einzelnen dochtartigen Fasern 20 aufrechterhalten.
  • Diese Erfindung stellt ein geeignetes Mittel bereit, um die Reaktionsfläche bei einem Filter mit dochtartigen Fasern, welcher mit einem chemisorbierenden Reagenz imprägniert ist, zu vergrößern, was bei der Filtration einen besseren und höheren Wirkungsgrad bewirkt. Ein Problem mit geruchsbeseitigenden Filtern ist deren sehr niedrige Verweilzeit, die für Filter mit dünnen Platten charakteristisch ist. Auch stellt die Reaktionsoberfläche eine Einschränkung für Gasphasen- Absorptions- oder -Adsorptionsfilter dar. Üblicherweise ist die Kinetik durch die Morphologie und Geometrie der verfügbaren Faseroberflächen weitestgehend begrenzt. Bei geruchsbeseitigenden Filtern haben wir die dochtartigen Fasern verwendet, um die chemisorbierenden Mittel großflächig zu dispergieren. Durch wesentliche Vergrößerung der Reaktionsoberfläche dank Einbringens eines trockenen, feinen und festen Pulvers zusammen mit den chemisorbierenden Reagenzien in die Kanäle der dochtartigen Faser, konnte eine verbesserte Filterleistung festgestellt werden. Dies hat die Funktionsfähigkeit der Filter weiter verbessert.
  • Unter Bezugnahme auf Fig. 4 ist hier eine Schemadarstellung der geruchsbeseitigenden Vorrichtung 30 nach dieser Erfindung zu sehen. Die Vorrichtung 30 umfasst ein Filter 12, gebildet aus Fasern 20 mit feinen Pulverteilchen und einer geruchsbeseitigenden Flüssigkeit 18, die sich in den Faserkanälen 22 befindet. Das offenbarte geruchsbeseitigende System 30 enthält eine Geruchsbeseitigungskammer 36. Das Fasersieb oder Filterelement 12 besteht aus zahlreichen dochtartigen Fasern 20, die so angeordnet und orientiert sind, dass sie sich quer in den Kammern 36 erstrecken. Der zu reinigende geruchskontaminierte Luftstrom tritt in die Kammer 36 ein und wird durch das imprägnierte Fasersieb 12 geleitet, welches in der Kammer 36 quer angeordnet ist. Der gesamte die Kammer 36 passierende geruchskontaminierte Luftstrom muss durch das Sieb 12 mit den dochtartigen Fasern strömen. Das Fasersieb 12 besteht aus vielen dochtartigen Fasern 20, die mit dem feinen Pulver und der geruchsbeseitigenden chemisorbierenden Flüssigkeit 18 imprägniert sind, und verfügt über eine ausreichende Dicke, so dass der gesamte durch die Kammer 36 strömende Luftstrom innerhalb der Hohlräume 22 der dochtartigen Fasern 20 in engen Kontakt mit der gewählten Flüssigkeit 18 kommt. Das gewählte feine Pulver und die chemisorbierende Flüssigkeit 18, die eine Affinität für die unerwünschten Geruchsmoleküle hat, absorbiert die Geruchsmoleküle und entfernt sie somit aus dem durch die Kammer 36 strömenden kontaminierten Luftstrom. Das Filter 12 kann regelmäßig ausgewechselt werden, bevor es für die Geruchsbeseitigung unwirksam wird.
  • Unter Bezugnahme auf Fig. 5 ist hier eine Schemadarstellung einer weiteren geruchsbeseitigenden Vorrichtung 10 nach dieser Erfindung zu sehen. Die Vorrichtung 10 umfasst ein Filter 12, das aus Fasern 20 mit feinen Pulverteilchen und einer geruchsbeseitigenden chemisorbierenden Flüssigkeit 18 gebildet wird, die sich in den Kanälen 22 befinden. Das offenbarte geruchsbeseitigende System 10 enthält eine Geruchsbeseitigungskammer 16 und eine Abzugs- oder Reinigungskammer 19. Das Fasersieb oder Filterelement 12 besteht aus zahlreichen dochtartigen Fasern 20, die so angeordnet und orientiert sind, dass sie sich innerhalb der beiden Kammern 16, 19 erstrecken. Um die Außenseite der Vorrichtung 10 kann ein Gehäuse (nicht dargestellt) ausgebildet sein. Das Geruchsbeseitigungssystem 10 ist so konstruiert, dass die zwei Kammern 16, 19 voneinander getrennt sind. Eine Trennwand innerhalb der Vorrichtung 10 trennt die Kammer 16 von der Kammer 19. Der zu reinigende mit Gerüchen kontaminierte Luftstrom tritt in die Kammer 16 ein und wird durch den Teil des imprägnierten Fasersiebs 12 geleitet, welcher in der Kammer 16 quer angeordnet ist. Der gesamte mit Gerüchen kontaminierte, durch die Kammer 16 strömende Luftstrom muss das Sieb 12 mit den dochtartigen Fasern passieren. Das Fasersieb 12 besteht konstruktiv aus vielen dochtartigen Fasern 20, die mit dem feinem Pulver und der geruchsbeseitigenden chemisorbierenden Flüssigkeit 18 imprägniert sind, und hat eine ausreichende Dicke, so dass der gesamte die Kammer 16 passierende Luftstrom innerhalb der Hohlräume 22 der dochtartigen Fasern 20 in engen Kontakt mit der gewählten Flüssigkeit 18 kommt. Das gewählte feine Pulver und die chemisorbierende Flüssigkeit 18, die eine Affinität für die unerwünschten Geruchsmoleküle hat, absorbiert die Geruchsmoleküle und entfernt sie somit aus dem die Kammer 16 passierenden kontaminierten Luftstrom.
  • Die dochtartigen Fasern 20, die die chemisorbierende Flüssigkeit mit den absorbierten unerwünschten Geruchsmolekülen enthalten, erstrecken sich bis in die Abzugs- oder Reinigungskammer 19, in der ein regenerierender Luftstrom über die dochtartigen Fasern 20 streicht und die unerwünschten Geruchsmoleküle abstreift und ableitet. Durch eine von einer Konzentration angeregte molekulare Wanderung werden die unerwünschten Moleküle in der chemisorbierenden Flüssigkeit vom zu reinigenden Luftstrom innerhalb der Kammer 16 in den durch Kammer 19 strömenden abstreitenden Luftstrom wirksam übertragen. Der abstreifende Luftstrom kann erwärmt oder anderweitig modifiziert sein, um die Beseitigung der unerwünschten geruchsverursachenden Moleküle zu erleichtern. Die Strömungsrichtung der durch die Kammern 16 und 19 fließenden Luftströme ist nicht von Bedeutung. Die Größe der Kammern 16 und 19 und die Strömungsgeschwindigkeiten der Luftströme können anwendungsspezifisch ausgelegt werden. Die gewählte chemisorbierende Flüssigkeit wirkt als pendelnder Träger, der in der Lage ist, Gase entlang der Trennwand zur abstreitenden Kammer 19 zu transportieren und über die im Allgemeinen parallele Anordnung der Fasern 20 wieder zurückzuführen. Eine durch eine Konzentration angeregte molekulare Wanderung leitet innerhalb des flüssigen Geruchsabzugsmittels die unerwünschten geruchsverursachenden Moleküle von dem zu reinigenden kontaminierten Luftstrom in Kammer 16 wirksam ab und baut einen stetigen Konzentrationsgradienten auf, wobei innerhalb des flüssigen Träger-Geruchsbeseitigungsmittels kontinuierlich neue Geruchsmoleküle absorbiert werden.
  • Die Arbeitsweise und der Geräteaufbau dieser Erfindung müssten jetzt verständlich sein. Unerwünschte in der Luft schwebende Geruchsschmutzstoffe werden aus einem Luftstrom entfernt, indem eine Vielzahl von zumindest teilweise hohlen dochtartigen Fasern 20 im Luftstrom angeordnet ist. Die Hohlabschnitte 22 der dochtartigen Fasern enthalten ein feines Pulver und eine chemisorbierende Flüssigkeit 18 einschließlich einer Komponente mit einer Affinität für die unerwünschten Geruchsmoleküle, die mit dem Luftstrom über eine Öffnung 24 in Verbindung steht. Die unerwünschten Geruchsmoleküle werden innerhalb der dochtartigen Fasern 20 von dem feinen Pulver und der chemisorbierenden Flüssigkeit 18 absorbiert. Die unerwünschten in der chemisorbierenden Flüssigkeit gelösten Geruchsmoleküle werden dann von dem gereinigten Luftstrom durch eine von einer Konzentration angeregte molekulare Wanderung in einen regenerierenden Luftstrom transportiert.
  • Die bei dieser Erfindung gewählte Lösung mit dochtartigen Fasern hat signifikante Vorteile gegenüber der Verwendung von trockener Aktivkohle. Die imprägnierten dochtartigen Fasern 20 können eine sehr hohe Geruchsbeseitigungsfähigkeit haben, die ein Vielfaches der von Aktivkohle beträgt. Der Druckabfall an einem Luftfilter 10 ist viel kleiner als der Druckabfall an einem Aktivkohlefilter für dieselbe Leistung und denselben Wirkungsgrad. Das aus dochtartigen Fasern bestehende Filter 10 kann zusätzlich zur normalen Reagenzflüssigkeit mit Zusätzen imprägniert werden, um die Einsatzmöglichkeit auf einen breiteren Bereich von Gasen auszudehnen als dies bei Aktivkohle der Fall wäre. Weiterhin kommt es bei dem Geruchsfiltersystem 10 mit dochtartigen Fasern in einer Umgebung mit hoher Luftfeuchte zu keiner Qualitätsminderung. Die mit dochtartigen Fasern ausgestatteten, stationär arbeitenden Systeme 10 gewährleisten die kontinuierliche Beseitigung gewählter Gasmoleküle und benötigen keine Pumpe oder andere Vorrichtung zum Transport der chemisorbierenden Flüssigkeit.
  • Das dochtartige Faserfilter 12 mit chemisorbierender Flüssigkeit verfügt über geruchsbeseitigende Eigenschaften, die denen mit granulierter Aktivkohle überlegen sind. Außerdem nimmt die Funktionsfähigkeit von Aktivkohle bei höherer relativer Feuchte schnell ab. Die offenbarte chemische Formulierung hat Eigenschaften, die bei höherer relativer Feuchte besser sind. Zusätzlich basieren die herkömmlichen chemischen Reagenzien normalerweise auf einem festen, mit dem chemischen Reagenz beschichteten Substrat. Das heißt, dass das Reagenz in trockenem Zustand ist. Trockene Reagenzien haben normalerweise niedrigere kinetische Eigenschaften als flüssige Reagenzien. Wir haben eine flüssige chemische Zusammensetzung gefunden, die Natriumpermanganat entweder in Kombination mit Natriumcarbonat oder mit Natriumphosphat enthält und eine umfangreiche Wirkungsbreite der Geruchsbeseitigung aufweist. Das feine Pulver und die geruchsabsorbierende chemisorbierende Flüssigkeit 18 kann spezielle Zusätze wie Übergangsmetallsalze und andere Stoffe wie Natriumjodid für einen zusätzlichen und breiteren Anwendungsbereich zur Geruchsbeseitigung enthalten.
  • Diese Erfindung ist besonders für die Geruchsfiltrierung der Kabineninnenraumluft geeignet. Entsprechend dieser offenbarten Erfindung wird ein kompaktes und wirtschaftliches Luftfilter 10 zur nicht mechanischen, nicht zyklischen und kontinuierlichen Beseitigung von geruchsverursachenden Gasmolekülen geschaffen, bei dem die Probleme eines geringeren Durchsatzes und eines verringerten Wirkungsgrades bei der Geruchsmolekülbeseitigung vermieden werden.

Claims (11)

1. Filter, bei dem eine Filtermatte zur Entfernung von Molekülen aus einem Fluidstrom verwendet wird, bestehend aus:
einer Vielzahl von langgestreckten Fasern, wobei jede einen sich in Längsrichtung erstreckenden Innenhohlraum einschließlich einer Öffnung von dem Innenhohlraum zur äußeren Faseroberfläche hat;
einem feinen Pulver, hergestellt aus Teilchen, die kleiner sind als die Öffnung, das innerhalb der Innenhohlräume der Vielzahl der langgestreckten Fasern angeordnet ist;
wobei die feinen Pulverteilchen innerhalb des Innenhohlraums sicher gehalten werden; und
einem flüssigen chemisorbierenden Mittel mit einer Affinität zu dem aus den Fluidstrom zu entfernenden Molekülen, das ebenfalls innerhalb der Innenhohlräume der Vielzahl der langgestreckten dochtartigen Fasern angeordnet ist.
2. Filter nach Anspruch 1, bei dem jede langgestreckte Faser einen Durchmesser von weniger als 250 um hat und die Mehrzahl der feinen Pulverteilchen eine Größe von weniger als 20 um aufweist.
3. Filter nach Anspruch 1, wobei der sich in Längsrichtung erstreckende Innenhohlraum bei jeder der Vielzahl der langgestreckten Fasern so bemessen ist, dass das flüssige chemisorbierende Mittel innerhalb des Hohlraums durch kapillare Kräfte festgehalten wird.
4. Filter nach Anspruch 1, bei dem in jeder Faser eine Vielzahl von Innenhohlräumen gebildet wird, die jeweils eine Öffnung zur äußeren Faseroberfläche aufweisen.
5. Filter nach Anspruch 1, bei dem der Durchmesser der langgestreckten Fasern kleiner als 250 um ist, die Breite der langgestreckten Öffnung kleiner als die Hälfte des Faserbündeldurchmessers und der durchschnittliche Durchmesser der Vielzahl der festen Teilchen kleiner als 10 um ist.
6. Filter nach Anspruch 1, bei dem das flüssige chemisorbierende Mittel zumindest teilweise aus Natriumpermanganat zusammen mit entweder Natriumcarbonat oder Natriumphosphat besteht.
7. Filtrierverfahren, bei dem ein Filter nach einem der vorhergegangenen Ansprüche 1 bis 6 verwendet wird, wobei der Fluidstrom ein Luftstrom ist und die aus dem Luftstrom zu entfernenden Moleküle Geruchsmoleküle sind.
8. Vorrichtung zur kontinuierlichen Entfernung von Geruchsdämpfen aus einem ersten Luftstrom und Freisetzung derselben in einen zweiten Luftstrom, bestehend aus:
einem Filter nach Anspruch 7; und
einem Mittel, mit dem der erste Luftstrom über einen Teil der Vielzahl von dochtartigen Fasern gelenkt wird, um mit dem flüssigen chemisorbierenden Mittel entlang der sich in Längsrichtung erstreckenden Innenhohlräume in Kontakt zu kommen, wodurch das flüssige chemisorbierende Mittel die unerwünschten Geruchsdämpfe absorbiert;
bei der die Vielzahl der dochtartigen Fasern so angeordnet ist, dass sie vom ersten Luftstrom zum zweiten Luftstrom reicht, welcher die unerwünschten Geruchsdämpfe abstreift.
9. Verfahren zur Herstellung eines Faserbündels, das mit festen Teilchen und einem flüssigen chemisorbierenden Mittel imprägniert ist, für ein Filter, bei dem man:
a. ein Faserbündel mit einem sich in Längsrichtung erstreckenden Innenhohlraum bildet, der eine sich in Längsrichtung erstreckenden Öffnung hat, die kleiner ist als die Hohlraumbreite und vom Hohlraum zur äußeren Oberfläche des Faserbündels reicht;
b. eine Vielzahl von festen Teilchen auf das Faserbündel aufbringt;
c. viele der festen Teilchen in den sich in Längsrichtung erstreckenden Innenhohlraum presst, wo sie sicher festgehalten werden; und
d. das Faserbündel mit einem flüssigen chemisorbierenden Mittel in Kontakt bringt, wodurch das flüssige chemisorbierende Mittel durch Kapillarwirkung in den sich in Längsrichtung ausdehnenden Hohlraum gezogen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem das flüssige chemisorbierende Mittel zumindest teilweise aus Natriumpermanganat zusammen mit Natriumcarbonat besteht.
11. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem das flüssige chemisorbierende Mittel zumindest teilweise aus Natriumpermanganat zusammen mit Natriumphosphat besteht.
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