NL8202242A - Filter voor het scheiden van gassen of vloeistoffen en werkwijze voor de vervaardiging daarvan. - Google Patents

Description

- 1 - C'N . . _.Ά

Filter voor het scheiden van gassen of vloeistoffen en werkwijze voor de vervaardiging daarvan.

Deze uitvinding betreft een filter voor het scheiden van gassen of vloeistoffen dat bestaat uit een weef-sel van’filamenten waarvan de functie is bepaalde bestanddelen van deze?gassen of vloeistoffen chemisch te binden of fysisch : 5 te absorberen.

Kenmerkend.voor een filter volgens de uitvinding is dat zijn vermogen gasvormige en/of vloeibare bestanddelen te absorberen beperkt is tot„poeder of deeltjesvormig materiaal dat in het vezelweefsel zit. Dit weefsel moet dus 10 deze gassen en/of vloeistoffen door kunnen laten. Aan de an-dere kant is het niet nodig en in de meeste gevallen zelfs niet wenselijk dat alle vloeistof of gas waaruit bepaalde bestanddelen geabsorbeerd moeten worden door het weefsel heen komen. Op voorwaarde dat het deeltjesvormige, werkzame mate-15 riaal in het vezelweefsel een voldoende affiniteit voor de te absorberen bestanddelen heeft is het voldoende dat gas of vloeistof door een voldoend dikke laag binnendringen. In deze context moet men het debiet van gas of vloeistof en de diepte van de laag waarover het contact plaats vindt geschikt kiezen.

20 Het voordeel van het leiden van de stroom gas of vloeistof langs in plaats van door een filter, zoals nu voorgesteld, is natuurlijk dat men op die manier een veel kleiner drukverval krijgt.

Het leiden van een te behandelen gas of 25 vloeistof langs een weefsel in de lengte van de vezels die deeltjes voor het behandelen van dat gas of die vloeistof be-vatten is in principe al bekend, met name uit het Zweedse octrooischrift 363.241. Haar in dat geval bestaat het werkzame deel van het filter uit deeltjes die in een laag hars op het 30 oppervlak van die vezels geplakt zitten, hetgeen betekent dat 8202242 «.« '7- * - 2 - ·» alleen die delen van de deeltjes die buiten de laag hars uit-steken beschikbaar zijn voor de reactie met de voorbij stromen-de stof. Maar aan de andere kant is in dat octrooischrift be-schreven hoe men door gedeeltelijk opgevouwen vezelweefsels 5 aan een gelamineerd filterlichaam een filter kan maken met een zeer groot aantal afzonderlijke, onderling evenwijdige stro-mingskanalen voor. de te behandelen vloeistof. Dit type filter kan ook in deze context gebruikt worden.

Het filter volgens de uitvinding is in de 10 eerste plaats bedoeld voor het afscheiden van gasvormige ver-ontreinigingen uit de lucht, maar het kan ook voor diverse andere soorten gasscheiding dienen. Als het weefsel dat als basis voor dit filter dient aan speciale eisen van ongevoelig-heid voor bevochtigen voldoet is het zelfs mogelijk het filter 15 voor het afscheiden van bepaalde bestanddelen uit vloeistof- fen te gebruiken.

Zoals reeds gezegd is de techniek volgens de uitvinding gebaseerd op het feit dat de bestanddelen die uit een stroom gas of vloeistof afgescheiden moeten worden in 20 contact komen met een absorberend materiaal dat in het filter ingebouwd is. Bij .voorkeur gebruikt men als adsorbens een be-paald soort poreuze polymeer-deeltjes. Tevens mag meer of minder van een ander deeltjesvormig materiaal dat de.gassen en/of vloeistoffen waarom het gaat kan absorberen aanwezig zijn, 25 bijvoorbeeld in de vorm van geactiveerde koolstof. In dat ge-val zijn de polymere deeltjes waar het .in de eerste plaats om gaat van het soort dat men "macroporeuze polymeren" noemt, welke eventueel ook nog functionele groepen dragen (deze functionele groepen dragen bij tot de affiniteit voor de te absorberen ma-30 terialen).

Met "macroporeus polymeer" wordt hier een deeltjesvormig materiaal met een in droge toestand permanente 2 porositeit bedoeld dat een specifiek oppervlak boven 50 m /g heeft. Dat macroporeuze polymeren als regel uit betrekkelijk 35 fijne poeders bestaan heeft niets met deze definitie te maken, daar het de porositeit der deeltjes en niet de korrelvorm is 8202242 .............

- 3 - die maakt dat de macroporeuze polymeren zo hoog specifiek oppervlak voor reactie net gassen hebben. Deze macroporeuze polymeren kunnen dus opgevat worden als meer of minder onafhan-kelijk van de gemiddelde doorsnede der deeltjes. Heden tendage 5 kan men macroporeuze polymeren maken met deeltjes waarvan de doorsneden gaan van 0,01 mm tot meerdere millimeters toe.

Een werkwijze voor het maken van macroporeuze polymeren met functionele.groepen is beschreven in de Zweedse octrooiaanvrage 81.00536^5. Aangezien dat een ander 1o onderwerp is dan van onderhavige'aanvrage wordt het nu niet nader uitgewerkt.

In de Zweedse octrooiaanvrage 81.00537-3 is beschreven hoe diverse macroporeuze polymeren gebruikt kunnen worden voor de scheiding van gassen of vloeistoffen. In deze 15 context is het een bijzonder groot voordeel van de macroporeu ze polymeren dat de heel gemakkelijk te heractiveren zijn en dat dit een praktisch onbeperkt aantal keren kan gebeuren zon-der dat hun absorberend vermogen achteruit gaat.

In het algemeen gesproken kunnen de macropo-20 reuze polymeren dus gebruikt worden voor de absorptie of het chemisch binden van bepaalde bestanddelen in gassen en/of vloeistoffen. Dit is waar als het macroporeuze polymeer maar een goede affiniteit heeft voor het bestanddeel waarom het hier gaat. Deze affiniteit kan veroorzaakt of versterkt worden door 25 het invoeren van functionele groepen. De vaak kleine afmetin gen der deeltjes macroporeus polymeer kunnen bepaalde proble-men geven. Als men dergelijke deeltjes in een stevig bed op-stelt en men er het te behandelen gas of de vloeistof doorheen laat stromen kan men een te groot drukverval krijgen. In ande-30 re gevallen kunnen de te kleine afmetingen der deeltjes het gebruik van deze polymeren in filters van bepaalde typen on-mogelijk maken. De nadelen van filters waarin men de deeltjes werkzaam materiaal op een drager geplakt heeft zijn hierboven reeds genoemd.

35 Volgens het basisidee van deze uitvinding worden de actieve deeltjes in een vezelweefsel yastgelegd,welk 8202242

V

- 4 - weefsel voldoende poreus is om er het gas of de vloeistof door heen te laten diffunderan, tot in de deeltjes,tervijl die in de centrale gedeelten van het weefsel liggen, en waarbij de geabsorbeerde bestanddelen bij het heractiveren van het filter 5 weer verdwijnen. Het "in het weefsel vastgelegd" wordt hier be-doeld dat de deeltjes binnenin het vezelweefsel zitten. Op die wijze heeft men een eenvoudig te hanteren filter.

Bij voorkeur gebruikt men papier of een ander produkt op basis van cellulosevezels voor het binden 10 van de werkzame absorberende deeltjes» maar deze mogen met meer of minder andere soorten vezels van anorganisch materiaal of kunstharsen gemengd zijn, en zelfs kan men geheel cellulose-vrije weefsels gebruiken, bijvoorbeeld van het niet-geweven type» van geheel synthetisch materiaal.

15 Het feit dat papier voor dit doel zo geschikt is gebleken is voomamelijk hieraan te wijten dat» hoewel het een poreuZe en open structuut heeft, de van belang zijnde deeltjes zo goed kan binden. Gebleken is dat men tot meer dan 60 gew.% polymeer in papier kan vastleggen.

20 De uitvinding betreft ook enige werkwijzen voor het vervaardigen van het filter volgens de uitvinding. Hiermee kan men de macroporeuze polymeren vastleggen in een vel dragende vezels, bijvoorbeeld papier, doordat materiaal met de papierpulp te mengen voordat men er vellen papier uitmaakt.

25 Het is zelfs mogelijk een voltooid vel te impregneren met een suspensie van diverse deeltjes als die een zeer kleine gemiddel-de doorsnede hebben. Ook is het volledig mogelijk papier uit meerdere lagen op te bouwen en een of meerdere der tussenlagen geheel of gedeeltelijk uit absorberende deeltjes te laten be-30 staan. 0m redenen van sterkte verdient het aanbeveling de absorberende deeltjes voor dergelijke binnenlagen met vezels te vermengen.

De werking van een filter volgens de uitvinding is onafhankelijk van de manier waarop de actieve deeltjes 35 in het vezelweefsel liggen, en wordt bepaald door de mogelijk-heid van het te behandelen gasc£ de vloeistof bij die deeltjes 8202242 ——" 1 ' " |·^Ι· I ι ·-« . . .. ..... ..... ... ... ......

* - 5 ~ * te kunnen komen.

Een geschikte werkwijze voor het vervaar-digen van een filter volgens de uitvinding waarvan de poreuze polymeerdeeltjes een binnenlaag vormen bestaat uit het invoe-5 ren van een suspensie van polymeerdeeltjes en vezels als tussen-laag bij het fabriceren van een uit meerdere lagen bestaand weefsel. Dit kan zowel gebeuren door genoemde suspensie tussen twee gedeeltelijk gedroogde vezelweefsels in te voeren (in een papiermachine met een dubbelgaas) als door het invoeren 10 van deze suspensie via een tussenspleet in de kopkast van een papiermachine.

Om de mate waarin het iribouwen van het des-betreffende polymeer-materiaal in de vezels het absorberend vermogen bexnvloed had te bepalen werd op een enkel gaas-15 papiermachine met kopkast in drie secties een proeffilter ge-maakt. Een dispersie van 17 gew.dln cellulose-vezels werd in de buitenste sectie van de kopkast gevoerd en 43 gew.dln van een macroporeus polymeer werden in de centrale sectie inge-voerd. Na drogen van het verkregen papier had dit een gewicht 20 van 77 g/m en bevatte het 60 gew.% polymeer-deeltjes. Bij absorptieproeven met dit filter bleken de polymeerdeeltjes daarin een zelfde capaciteit te hebben als de vrije polymeerdeeltjes (betrokken op gelijke gewichten daaraan). Dit betekent dat het gehele oppervlak van het macroporeuze polymeer voor 25 absorptie beschikbaar was, ook al lagen die deeltjes in het papierweefsel vast. Zoals reeds gezegd gaat dat niet op voor filters van het in het Zweedse octrooischrift 363.241 beschre-ven type, waarvan de actieve deeltjes in een laag kunsthars op het filteroppervlak geplakt liggen.

30 Deze filters zijn bijzonder geschikt geble- ken voor de absorptie van een of meer gassen uit lucht of an-dere gasmengsels. De daaruit te absorberen stoffen zijn oplos-middelen, aromaten, monomeren, alifatische en polaire verbin-dingen. Het reeds genoemde feit dat zo'n filter bijzonder ge-35 makkelijk te heractiveren is betekent dat de geabsorbeerde stoffen daaruit te winnen zijn en het filter opnieuw gebruikt kan worden.

8202242

Claims (11)

1. Filter voor het afscheiden van bepaalde bestanddelen uit gassen en/of vloeistoffen, bestaande uit een 5 continu weefsel van vezels met daarin deeltjesvormig materiaal dat de bedoelde bestanddelen chemisch kan binden of fysisch kan absorberen, met het kenmerk, dat het weefsel van deze vezels voldoende poreus is om het te behandelen gas of de vloeistof daarin te laten binnendringen, en dat de deeltjes absorberend 10 materiaal tussen de samenstellende vezels liggen.

2. Filter volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het absorberende materiaal een poreus polymeer Cioacroporeus polymeer") is met een specifiek oppervlak boven 50 m2/g..

3. Filter volgens conclusie 2, met het ken merk, dat het macroporeuze polymeer een verknoopt aromatisch 2 homo- of copolymeer met een specifiek oppervlak boven 50 m /g is.

4. Filter volgens een der voorafgaande conclu-20 sies, met het kenmerk, dat het weefsel voor meer dan 50 gew.% uit cellulosevezels bestaat.

5. Filter volgens een der conclusies 1 t/m 4, met het kenmerk, dat het absorberende materiaal homogeen over het weefsel verdeeld is.

6. Filter volgens een der conclusies 1 t/m 4, met het kenmerk, dat het uit meerdere lagen vezels bestaat met de absorberende deeltjes geconcentreerd in een of meer binnen-lagen.

7. Filter volgens een der voorafgaande con- 30 clusies, met het kenmerk, dat het absorberende materiaal inge- voerd was door het weefsel met een suspensie van dat materiaal te impregneren.

8. Werkwijze voor het vervaardigen van een filter voor het afscheiden van bestanddelen uit gassen en/of 35 vloeistoffen volgens een der conclusies 1 t/m 7, met het kenmerk, 8202242 « y λ- dat geactiveerde polymeer-deeltjes, met een specifiek opper-2 vlak boven 50 m /g en met het vermogen bepaalde bestanddelen te absorberen, gemengd worden met een vezelpulp op basis van cellulose, waarna de pulp op een op zichzelf bekende wijze 5 tot een weefsel gevormd en gedroogd wordt, met daarin de geactiveerde absorberende deeltjes.

9. Werkwijze voor het vervaardigen van een filter voor het afscheiden van gassen en/of vloeistoffen vol- gens een der conclusive 1 t/m 7, met het kenmerk, dat geactiveer- " " " ' 2 .·;ΐ 10 de polymeer-deeltjes met een specifiek oppervlak boven 50 m /g en het vermogen bepaalde bestanddelen te absorberen, via een centraal deel van een uit meerdere secties bestaande kopkast van een papiermachine in Sen of meer binnenlagen van een uit i meerdere lagen bestaand vezelvel ingevoerd worden, waarna die 15 pulp op een op zich bekende wijze tot weefsel geyormd en gedroogd wordt.

10. Werkwijze voor het vervaardigen van een filter voor het afscheiden van gassen en/of vloeistoffen vol-gens een der conclusies 3 t/m 7, met het kenmerk, dat een vezel- 20 weefsel geimpregneerd wordt met een waterige dispersie van geactiveerde polymeer-deeltjes met een specifiek oppervlak bo-ven 50 m /g en met het vermogen bepaalde bestanddelen te absorberen, waarna het water weer uit dat weefsel verdreven wordt.

11. Filter in hoofdzaak volgens de beschrij— 25 ving. 8202242