SE436693B - Sett att framstella ett regenererbart filter for gas- eller vetskeseparation - Google Patents

Description

81035164; med att leda fluidströmmen längs med istället för genom ett filter av här aktuell typ är givetvis att man på detta sätt får ett väsentligt mindre tryckfall över filtret. Principen att tvinga den fluidström som skall behandlas att strömma längs ~-med en fiberbana som är bärare av aktiva partiklar för behandling av fluidströmmen är i och för sig förut känd t ex _genom svenskt patent 363.241 men i det fallet består filtrets aktiva komponent av partiklar limmade i ett hartsskikt ovanpå fiberbanans yta vil= :et alltså innebär att endast de delar av partiklarna som sticker upp ovanför hartsskiktet är tillgängliga för reaktion med den passerande fluidströmmen. Däremot beskrivs i detta patent hur man genom att sammanfoga delvis veckade fiberbanor till en laminerad filterkropp framställer ett filter innehållande ett mycket stort antal sinsemellan åtskilda med varandra parallella kanaler för *det fluidum som skall behandlas. Denna typ av filter kan även bli laktuell i detta sammanhang.

Enligt uppfinningen framställda filter är i första hand avsedda att avskilja gasformiga föroreningar från luft, men de kan även användas för olika typer av gasseparation. Om den som filterbas fungerande fiberbanan uppfyller speciella krav på okänslighet mot vätning så är det även möjligt att använda filtren för av- skiljning av speciella komponenter ur vätskeströmmar.

Som.tidigare nämnts bygger den här aktuella tekniken på att de komponenter som man önskar separera från en fluidström bringas i kontakt med ett, i filtret bundet dessa komponenter absorberande material. Detta absorberande material skall därvid utgöras av po- rösa polymerpartiklar av speciell typ. Polymerpartiklarna är av den typ som generellt kan betecknas som makroporösa geler. Eventuß ellt är dessa kompletterande med funktionella grupper. Beteckningsn funktionell grupp är en inom den organiska kemien klart vedertagez beteckning som ej kräver någon närmare definition. De funktionella gruppernas uppgift i detta sammanhang är att de ger det partikel- formiga materialet (den makroporösa gelen) den önskade affiniteten till i varje särskilt fall aktuell komponent som önskas absorberad eller kemiskt bunden i den makroporösa gelen. 81035164; Med en makroporös gel menas i detta sammanhang ett partikelformigt polymermaterial som i torrt tillstånd uppvisar en permanent poro- sitet som ger materialet en tillgänglig specifik yta som är större än 50 m2/g. Att makroporösa geler som regel utgöres av relativt finpartikliga material har egentligen inte med definitionen att göra eftersom det är partiklarnas porositet och ej deras kornstor- lek som ger de makroporösa gelerna deras stora för reaktion med framförallt gasformiga medier tillgängliga specifika yta. Denna kan alltså ses som mer eller mindre oberoende av partiklarnas me- deldiameter. För närvarande känner vi till metoden att framställa makroporösa geler med partikelstorlekar från omkring 0,01 mm upp till flera millimeters diameter.

Olikasätt att framställa makroporösa geler innehållande funktionella grupper-har tidigare beskrivits i litteraturen. Då detta inte direkt ingår i föreliggande uppfinning kommer vi inte närmare att beskriva hur denna i samband med föreliggande uppfinning ytter- ligt nyttiga produkt tillverkas.

I svensk patent 81.00537-3 beskrivs hur dylika makroporösa geler kan utnyttjas för separation av gaser eller vätskor. En i detta sammanhang synnerligen väsentlig fördel med de makroporösa gelerna är att dessa är mycket lätta att regenerera och att detta kan göras ett praktiskt taget obegränsat antal gånger utan att deras absortionsförmåga försämras vid en förnyad användning.

Rent generellt kan alltså makroporösa geler användas för absor- tion eller kemisk bindning av specifika komponenter i gaser eller i vissa fall vätskor. Detta förutsatt att den markoporösa gelen har god affinitet till gas- eller vätskekomponenten ifråga. Denna affinitet kan erhållas genom inkorporering av funktionella grupper.

De makroporösa gelpartiklarnas ofta ringa storlek kan emellertid ställa till med vissa problem. Att anordna dessa partiklar i en fast bädd och låta den fluidström som skall behandlas strömma ge- nom bädden kan t ex visa sig olämpligt p g a ett allt för högt tryckfall över ett på detta sätt uppbyggt filter. Partiklarnas ringa storlek kan i andra fall omöjliggöra användningen av filter av virvelbäddstyp. Nackdelarna med filter av den typ som innebär att partikelformiga aktiva material ytlimmas på ett bärarmaterial har tidigare behandlats. s1o3s16-A 4 I enlighet med grundtanken bakom föreliggande uppfinning fixeras nu de aktiva partiklarna i en fiberbana som är tillräckligt porös för att tillåta aktuella gas- eller vätskeformiga komponenter diffundera in till de nämnda partiklarna även då de är fixerade i banans centrala delar eller bort från dessa vid regenerering av filtret. Med uttrycket fixerad i banan avses att partiklarna är ' inneslutna i fiberbanan. På detta sätt erhålles ett mycket lätt- hanterligt filter.

Enligt uppfinningen utnyttjas nu i första hand papper eller andra cellulosafiberbaserade produkter för att binda upp de aktiva absor- berande partiklarna men större eller mindnainblandningar av andra fibertyper såsom mineralfibrer konstfibrer eller dylikt kan även vara aktuella liksom helt cellulosafria fiberbanor t ex av non woventyp d v s bestående av ren syntetfiber.

Att papper har visat sig vara så lämpligt för detta ändamål beror i förstahand på att det trots att det har en lämplig porös och öppen struktur ändå visat sig kunna binda upp de aktuella partiklar- na på ett betryggande sätt.

Vid sättet enligt uppfinningen tillförs de makroporösa gelpartiklar- na till aktuellt fiberark genom att de blandas i fibermassan innan denna konsolideras till ett ark. På detta sätt kan man även fram- »ställa flerskiktspapper där ett eller flera mittre skikt helt be- står av makroporösa gelpartiklar. Av hållfasthetsskäl kan det docï vara motiverat att blanda in fibrer även i relativt renodlade par- tikelskikt. Sättet enligt uppfinningen gör det möjligt att binda över 60 vikts-% polymer i en fiberbana.

Enligt uppfinningen framställs filter med de makroporösa polymer- partiklarna koncentrerade till mittskiktet antingen genom att en suspension av polymerpartiklar och fibrer införes mellan två del- vis avvattnade fiberbanor på en pappersmaskin med dubbelt viraparti eller genom att suspensionen införes i ett mellanfack i en fler- delad inloppslåda och införlivas i fiberbanan vid dennas formeriLg= EXEMPEL För att avgöra i vilken mån fiberinneslutningen påverkade ett 81035164: aktuellt polymermaterials absorbtionsförmåga tillverkades ett provfilter på en enkelvirapappersmaskin med tredubblad inlopps~ låda. I inloppslådans ytterfack inmatades en dispersion av 17 viktsdelar cellulosafibrer och i dess mittfack 43 viktsdelar polymerpartiklar (makroporös gel).

Den erhållna fiberbanan hade efter torkning en ytvikt 77 g/m2 och innehöll 60 vikts % med detta filter visade polymerpartiklar. Vid absorptionsförsök det sig, att absorptionskapaciteten per viktsenhet polymer var densamma som för polymerpartiklarna i fri form. Detta måste betyda att de markoporösa gelpartiklarnas hela yta finns tillgänglig för absorbtion även då partiklarna är inneslutna i pappersbanan. Som tidigare påpekats gäller detta ej vid filter av den typ som beskrivs i svenskt patent 363.241 där de aktiva partiklarna är limmade i ett hartsskikt på filtrets yta.

Uppfinningen har definierats i de efterföljande patentkraven. På ovan beskrivet sätt framställda filter har visat sig synnerligen lämpliga för absorption av en eller flera gaser ur luft eller andra gasblandningar.

Som exempel på i dettasammanhang speciellt aktuella ämnen kan nämnas lösningsmedel, aromater, monomerer, alifater och polära föreningar. Det tidigare berörda fiktumet att filtret är mycket lätt att regenerera innebär att absorberade ämnen är lätta att återvinna samtidigt som filtret kan återanvändas ett mycket stort antal gånger.

Claims (4)

u.. 8103516-4 d É 1 r PATENTKRAV

1. Sätt att framställa ett regenererbart filter för gas- eller vätskeseparation bestående av en sammanhängande fiberbana som är bärare av ett aktivt korn- eller pulverformigt (partikel- formigt) material med förmåga att fysikaliskt absorbera eller I kemiskt binda på förhand bestämda gas- eller vätskeformiga kompo- nenter k ä n n e t e c k n a t därav att nämnda aktiva partikel- formiga material (absorbenten) i form av en porös polymer, en s k makroporös gel av en tvärbunden aromatisk homo- eller sampolymer med en specifik yta större än 50 m2/g inblands i en fibermassa- mäld som på ett i och för sig känt sätt avvattnas och formas till en fiberbana i vilken de aktiva partiklarna finns fixerade.

2. , Sätt att framställa ett regnererbart filter för gas- eller vätskeseparation i enlighet med kravet 1 k ä n n e t e c k n a t .därav att det i form av en makroporös gel av en tvärbunden aroma- tisk homo- eller sampolymer tillförda aktiva partikelformiga materi- alet via den eller de mittre facken av en flerdelad inloppslåda tillförs de mittre skikten av den fibermassabana som skall bilda filtrets bärande del i och med att denna formas och avvatnnas på en pappersmaskinvira.

3. Sätt att framställa ett regenererbart filter för gas- ller vätskeseparation i enlighet med krav 1 _k ä n n e t e c k n a t därav att det i form av en makroporös gel av en tvärbunden aroma- tisk homo- eller sampolymer tillförda aktiva partikelformigaformiga materialet i form av en suspension införes mellan två delvis av- vattnade fiberbanor på en pappersmaskin med dubbelt viraparti. 8103516-4

4. Sätt enligt något av kraven 1-3 k ä n n e t e c k n a t därav att tillfört fibermaterial till minst 50 vikts-% utgörs av cellulosafibrer.