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DE19701658A1 - Filter material - Google Patents

Filter material

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Publication number
DE19701658A1
DE19701658A1 DE1997101658 DE19701658A DE19701658A1 DE 19701658 A1 DE19701658 A1 DE 19701658A1 DE 1997101658 DE1997101658 DE 1997101658 DE 19701658 A DE19701658 A DE 19701658A DE 19701658 A1 DE19701658 A1 DE 19701658A1
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DE
Germany
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adsorption filter
adsorbents
layers
filter according
spherical
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Withdrawn
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DE1997101658
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German (de)
Inventor
Ernest De Dr Ruiter
Jonas Toernblom
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MHB FILTRATION GMBH + CO. KG, 40699 ERKRATH, DE
Original Assignee
Bluecher GmbH
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Priority to EP19970922936 priority patent/EP0901404B1/en
Priority to AU28900/97A priority patent/AU2890097A/en
Priority to US09/180,145 priority patent/US6227383B1/en
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Abstract

Filter material comprises a flat carrier provided on one side or both sides with an adhesive layer becoming tacky on heating, on which is thermally applied an adsorbent. Production of the filter material is also claimed. Further claimed is an adsorption filter comprising at least two layers of the above filter material.

Description

Die Patentanmeldung DE 196 17 755.3 beschreibt ein Verfahren zu Herstel­ lung eines interessanten Materials für Adsorptionsfilter: eine einseitig oder beidseitig mit einem thermoplastiken Material beschichtete Alufolie wir bis zum Klebrigwerden der Beschichtung erhitzt und anschließend mit körnigen Adsor­ bentien bestreut, die die Folie vollständig bedecken. Dabei können statt den Alufolie auch andere Materialien wie z. B. ein steifes Papier verwendet werden (DE 196 45 194.9). Andererseits können die körnigen Adsorbentien durch ein Flächengebilde aus Aktivkohle ersetzt werden (DE 196 45 195.7).Patent application DE 196 17 755.3 describes a method for manufacturing an interesting material for adsorption filters: one-sided or aluminum foil coated on both sides with a thermoplastic material The coating becomes tacky and then heated with granular adsorber sprinkled sprinkles that completely cover the film. Instead of the Aluminum foil also other materials such. B. a stiff paper can be used (DE 196 45 194.9). On the other hand, the granular adsorbents can by Flat structures made of activated carbon are replaced (DE 196 45 195.7).

Es wurden nun weitere Möglichkeiten für den Bau von Hochleistungsfiltern aus dem beschriebenen Materialien gefunden.There were now further opportunities for building high performance filters found the materials described.

Eine erste Möglichkeit ist, jeweils auf eine Schicht mit Wellen- oder Zickzack-Prägung eine solche ohne Prägung folgen zu lassen. Man erhält eine Reihe von Kanälen, die parallel zu dem Schichten durchströmt werden (Abb. 1).A first possibility is to have a layer with a wave or zigzag embossing followed by one without an embossing. A series of channels are obtained which are flowed through parallel to the layering ( Fig. 1).

Eine weitere Möglichkeit ist, die Wellen- oder Zickzackprägung schräg anzu­ ordnen, wobei beim Bau eines Filterblocks oder Filterrades die Wellen von zwei aufeinander folgenden Schichten einen Winkel bilden (Abb. 2). Damit werden zwei entschiedene Vorteile erreicht: Einerseits werden die für die Ad­ sorptionskinetik so wichtigen Turbulenzen sehr stark erhöht, und andererseits ist das Ineinanderschieben der Lagen nicht mehr möglich, so daß Abstandshalter und Zwischenlagen nicht nötig sind. Another possibility is to arrange the wave or zigzag embossing at an angle, whereby when building a filter block or filter wheel, the waves of two successive layers form an angle ( Fig. 2). Two decisive advantages are thus achieved: on the one hand the turbulence which is so important for the adsorption kinetics is increased very much, and on the other hand it is no longer possible to push the layers into one another, so that spacers and intermediate layers are not necessary.

Aus den Lagen lassen sich Filterblöcke oder Filterräder zusammenbauen. Um die Filterblöcke seitlich abzuschließen gibt es viele, dem Fachmann bekannte Möglichkeiten. Dabei ist es vorteilhaft, die seitliche Abdichtung mit der Erstel­ lung eine Rahmen zu kombinieren. Sogenannte Filterräden lassen sich am be­ sten aus einem Steifenpaar herstellen dessen Wellen wie im vorhergehenden Fall zueinander einen Winkel bilden.Filter blocks or filter wheels can be assembled from the layers. Around To close the filter blocks laterally there are many known to those skilled in the art Options. It is advantageous to seal the side with the first to combine a frame. So-called filter wheels can be on Make a pair of stripes whose shafts as in the previous one Make an angle with each other.

Der Winkel zwischen den geprägten Wellen kann 10-170° betragen, wobei Werte von 20-150° bevorzugt werden. Je kleiner der Winkel desto geringer der Druckverlust aber auch desto weniger Turbulenten, die für die Adsorp­ tionskinetik förderlich sind. Die Adsorptionsleistung hängt aber noch von vielen anderen Faktoren wie z. B. Menge, Art und Größe der Adsorbentien, Quer­ schnitt und Länge der Kanäle, Verweilzeit, Strömungsgeschwindigkeit ab, so daß der Fachmann der geeignetesten Aufbau experimentell bestimmen wird. Theoretische Berechnungen sind schwierig, unter Umständen gar nicht mög­ lich.The angle between the coined waves can be 10-170 °, where Values of 20-150 ° are preferred. The smaller the angle, the smaller the pressure drop but also the less turbulent that is for the adsorp tion kinetics are beneficial. However, the adsorption performance still depends on many other factors such as B. Amount, type and size of the adsorbents, cross cut and length of the channels, residence time, flow velocity, see above that the skilled person will determine the most suitable structure experimentally. Theoretical calculations are difficult, possibly not possible at all Lich.

Sofern es sich um körnige oder kugelförmige Adsorbentien handelt, wird man den Träger prägen, erhitzen und mit Adsorbentien bestreuen. Ist das Adsor­ bens ein flächiges, textiles Material aus Aktivkohle, so wird dieses üblicherwei­ se auf einer Kaschiermaschine mit dem Träger verbunden, wobei letzterer flach sein muß. Eine Prägung kann deshalb nur am fertigen Material vorge­ nommen werden. Diese muß so durchgeführt werden, daß Beschädigungen der Aktivkohle (Gewebe, Gewirke, Vlies) vermieden werden. Deshalb wird hier eine Wellenprägung einer Zickzack-Prägung vorgezogen.If it is granular or spherical adsorbents, you will Emboss, heat and sprinkle the carrier with adsorbents. Is that adsor bens a flat, textile material made of activated carbon, this is usually se connected to the carrier on a laminating machine, the latter must be flat. An embossing can therefore only be carried out on the finished material be taken. This must be done so that damage the activated carbon (woven, knitted, fleece) can be avoided. That's why here a wave embossing was preferred to a zigzag embossing.

Eine interessante Möglichkeit einen Filterblock beliebiger Form herzustellen, besteht darin, daß ein mit Adsorbentien beladenes Band mit schräger Wellenprägung im Filterrahmen bzw. zwischen zwei Flächen hin- und herge­ fahren wird bis die gewünschte Höhe erreicht ist. An der jeweiligen Knick- bzw. Umkehrstelle verändert sich die Richtung der Wellenprägung, so daß man automatisch die bereits beschriebenen gekreuzten Wellen erhält (Abb. 2A).An interesting way to produce a filter block of any shape is that a belt loaded with adsorbents with oblique wave embossing in the filter frame or between two surfaces will travel back and forth until the desired height is reached. The direction of the wave embossing changes at the respective kink or reversal point, so that the already described crossed waves are automatically obtained ( Fig. 2A).

Eine Anordnung ohne jede Prägung zeigt Abb. 3. Es werden parallel zur Strö­ mungsrichtung stäbchenförmige Abstandshalter oberhalb und unterhalb einer Lage angebracht, wodurch beim Zusammendrücken der Lagen ebenfalls Kanäle entstehen, deren Querschnitt durch Größe und Anzahl der Abstands­ halter bestimmt wird.An arrangement without any embossing is shown in Fig. 3. Rod-shaped spacers are attached parallel to the flow direction above and below a layer, which also creates channels when the layers are pressed together, the cross-section of which is determined by the size and number of the spacers.

Schließlich kann ein Filterpaket nicht parallel, sondern senkrecht zu den La­ gen durchströmt werden. Hierfür werden in das beladene oder unbeladene Trägermaterial 0,5-5 mm, vorzugsweise 1-3 mm Größe Kreuze gestanzt und die sich zwischen den Balken der Kreuzes bildenden dreieckigen Flächen nach unter gebogen (Abb. 4A). Sie bilden dann Abstandshalter zur folgenden Lage. Beim Zusammenfügen der Lagen ist darauf zu achten, daß die Löcher nicht übereinander liegen, so daß die Gase nach Durchtritt durch ein Loch auf eine geschlossene Adsorbentienschicht prallen und seitlich zum nächsten Loch ausweichen müssen (Abb. 4B). Auch hier werden kräftige Turbulenzen erzeugt.Finally, a filter pack cannot be flowed through in parallel, but perpendicular to the layers. For this purpose, crosses are punched into the loaded or unloaded carrier material 0.5-5 mm, preferably 1-3 mm in size and the triangular surfaces formed between the bars of the cross are bent downwards ( Fig. 4A). They then form spacers to the following layer. When assembling the layers, make sure that the holes are not on top of each other, so that the gases impact a closed adsorbent layer after passing through a hole and have to move sideways to the next hole ( Fig. 4B). Strong turbulence is also generated here.

Claims (12)

1. Adsorptionsfilter, aufgebaut aus zumindest 2 Lagen, jeweils bestehend aus einem Träger mit Wellen- oder Zickzack-Prägung, der zumindest auf eine Seite, vorzugsweise auf beiden Seiten, mit körnigen bzw. kugel­ förmigen Adsorbentien oder mit einem Flächengebilde aus Aktivkohle die mit Hilfe einer Haftmasse am Träger haften, beladen bzw. beschich­ tet ist, wobei die Wellen zweier aufeinander folgenden Lagen nicht paral­ lel verlaufen sondern einen Winkel zwischen 10 und 170°, vorzugsweise 20-150°, bilden und der Filter in Richtung der Wellen durchströmt wird.1. Adsorption filter, made up of at least 2 layers, each consisting from a carrier with wave or zigzag embossing, at least on one side, preferably on both sides, with granular or spherical shaped adsorbents or with a sheet of activated carbon that adhere, load or coat with the help of an adhesive tet, where the waves of two successive layers are not parallel lel run rather an angle between 10 and 170 °, preferably Form 20-150 °, and the filter flows in the direction of the waves. 2. Adsorptionsfilter aufgebaut aus mehreren Lagen die aus einem Träger welcher mit Hilfe einer Haftmasse mit körnigen bzw. kugelförmigen Ad­ sorbentien oder mit einem Flächengebilde aus Aktivkohle beschichtet ist, bestehen, wobei jede zweite Lage mit einer Wellen- oder Zickzack- Prägung versehen ist so daß parallel zu den Wellen Kanäle entstehen, die durchströmt werden.2. Adsorption filter made up of several layers from one carrier which with the help of an adhesive with granular or spherical ad sorbents or coated with a sheet of activated carbon is, with every other layer with a wave or zigzag Embossing is provided so that channels are created parallel to the waves, that are flowed through. 3. Adsorptionsfilter aufgebaut am mehreren Lagen, die aus einem Träger­ material und darauf haftenden, körnigen oder kugelförmigen Adsorben­ tien bzw. Flächengebilde aus Aktivkohle bestehen, mit zwischen den La­ gen parallel zur Strömungsrichtung angeordneten stäbchenförmigen Ab­ standshaltern die abwechselnd ober- und unterhalb einer Lage angeord­ net sind, so daß die Lagen eine wellige Form annehmen und zwischen den Lagen Kanäle entstehen, die parallel zu Strömungsrichtung durch­ strömt werden. 3. Adsorption filter built up on several layers consisting of one carrier material and adherent, granular or spherical adsorbents tien or fabrics made of activated carbon, with between the La gene parallel to the direction of flow arranged rod-shaped Ab stands which are arranged alternately above and below a layer are net, so that the layers take on a wavy shape and between the layers create channels that run parallel to the direction of flow be flocked.   4. Adsorptionsfilter aufgebaut aus mehreren Lagen die aus einem Träger und darauf haftenden körnigen oder kugelförmigen Adsorbentien bzw. Flächengebilde aus Aktivkohle bestehen, wobei die Lagen kreuzförmig durchbohrt und die zwischen den kreuzförmigen Schlitzen sich befinden­ den dreieckigen Flächen nach unten gebogen werden, dabei die Rolle ei­ nes Abstandshalter spielen, und die Durchbrüche so angeordnet sind, daß sie nicht übereinander sondern seitlich versetzt liegen, so daß ein durch einen Durchbruch strömendes Gas auf eine geschlossene, mit Ad­ sorbentien belegte Stelle der nächsten Lage prallt und seitlich auswei­ chen muß. Ein derartiges Filterpaket wird senkrecht zu den Lagen durch­ strömt.4. Adsorption filter made up of several layers from a carrier and adhering granular or spherical adsorbents or Flat structures consist of activated carbon, the layers being cross-shaped pierced and which are located between the cruciform slots the triangular surfaces are bent down, thereby the role play spacer, and the openings are arranged so that they are not on top of each other but laterally offset, so that a through a breakthrough gas flowing to a closed, with ad sorbent occupied area of the next layer bounces and side must. Such a filter pack is perpendicular to the layers flows. 5. Adsorptionsfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß der Träger eine einseitig oder beidseitig mit einen Kunststoff beschichtete Alufolie ist, wobei der Kunststoff durch thermi­ sche Behandlung klebrig wird und als Haftmasse für die Adsorbentien dient.5. Adsorption filter according to one of the preceding claims characterized in that the carrier is one-sided or double-sided with a Plastic-coated aluminum foil is, the plastic by thermi treatment becomes sticky and as an adhesive for the adsorbents serves. 6. Adsorptionsfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß der Träger eine einseitig oder beidseitig mit einen Kunststoff beschichtetes, steifes, prägbares Papier ist, wobei der Kunst­ stoff durch thermische Behandlung klebrig wird und als Haftmasse für die Adsorbentien dient.6. Adsorption filter according to one of the preceding claims characterized in that the carrier is one-sided or double-sided with a Plastic coated, stiff, embossable paper is the art material becomes sticky by thermal treatment and as an adhesive for the Serves adsorbents. 7. Adsorptionsfilter nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche dadurch gekennzeichnet, daß die körnigen oder kugelförmigen Adsorbentien aus Aktivkohle bestehen, Teilchengrößen von 0,1 bis 2 mm bevorzugsweise 0,2-1,0 mm haben und eine innere Oberfläche von < 500 m2/g bevorzugsweise < 900 m2/g besitzen. 7. Adsorption filter according to one or more of the preceding claims, characterized in that the granular or spherical adsorbents consist of activated carbon, particle sizes of 0.1 to 2 mm, preferably 0.2-1.0 mm and have an inner surface of <500 m 2 / g preferably <900 m 2 / g. 8. Adsorptionsfilter nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche dadurch gekennzeichnet, daß die kugelförmigen Adsorbentien geschwelte und aktivierte Polymerkügelchen sind.8. Adsorption filter according to one or more of the preceding An sayings characterized in that the spherical adsorbents are smoldered and activated polymer beads. 9. Adsorptionsfilter nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche dadurch gekennzeichnet, daß die kugelförmigen Adsorbentien sulfonierte geschwelte und aktivierte Polymerkügelchen sind.9. Adsorption filter according to one or more of the preceding An sayings characterized in that the spherical adsorbents are sulfonated smoldered and activated polymer beads. 10. Adsorptionsfilter nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche dadurch gekennzeichnet, daß die kugelförmigen Adsorbentien poröse Polymere sind.10. Adsorption filter according to one or more of the preceding An sayings characterized in that the spherical adsorbents are porous polymers. 11. Adsorptionsfilter nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Adsorbentien Formkörper am Molekulonsieben, insbesondere hydropholen Molekulonsieben, sind.11. Adsorption filter according to one or more of the preceding An sayings characterized in that the adsorbents molded on Molecular sieves, especially hydrophilic molecular sieves. 12. Adsorptionsfilter nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche dadurch gekennzeichnet, daß den Adsorben ein Flächengebilde (Gewebe, Gewirk, Vlies) den Aktivkohle mit einem Flächengewicht von 10-100 g vorzugsweise 20-50 g/m2 ist.12. Adsorption filter according to one or more of the preceding claims, characterized in that the adsorbent is a sheet (fabric, knitted fabric, fleece), the activated carbon with a weight per unit area of 10-100 g, preferably 20-50 g / m 2 .
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