专利名称：一种VOCs废气吸附用活性炭纤维滤芯的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及V0Cs尾气净化处理设备，具体涉及V0Cs尾气净化处理设备中使 用的活性炭纤维滤芯。
背景技术：
化工、纺丝、制药、涂料以及半导体工业生产中的尾气含有大量的挥发性有机物 (VolatileOrganic Compounds,俗称V0Cs)，如苯、甲苯、二氯甲烷、异丙醇、低碳烷烃等，直 接排放会造成严重的环境污染与人体危害，同时从节约能源与资源的角度来看，又具有可 观的回收再利用价值。 目前，工业V0Cs控制技术主要有焚烧法、吸附法、冷凝法，处于工业应用前期的有
电晕法、光催化氧化法、生物法等。前三种技术均较成熟，其中焚烧法较适合于高浓、组分复
杂的V0Cs气体，但是会造成资源浪费以及二次污染，同时成本也较高；而冷凝法能源消耗
高、对处理设备的要求高，成本高；吸附法是目前应用最广的V0Cs处理技术，特别是以活性
炭纤维为吸附剂的处理工艺，具有适用性广、一次达标率高、设备及操控要求低、利润可观，
因此应用最广，其中最为关键的是吸附介质——活性炭纤维滤芯的设计，滤芯设计将直接
影响该处理工艺的各项运行参数，进而影响整个工艺的效率及设备的性能。 目前，工业VOCs处理用滤芯，均为活性炭纤维毡缠绕式结构，相比于其它结构与
材质的滤芯，微观上它具有很高的比表面积、发达的微孔孔隙、快的吸/脱附速率；宏观上
拥有吸附介质密度高、吸附容量大、压降小、抗压性好、等优势特征。在结构上该类滤芯基本
采用刚性骨架缠绕活性炭纤维毡制成，但是由于活性炭纤维毡自身强度较低，伸縮性较大，
以及自重等因素的存在，纤维毡在缠绕过程中容易产生偏心、层厚不均、缠绕不紧密等缺
陷，造成吸/脱附不均及承压能力差，在使用中易造成气路短路，滤芯易损坏、工作寿命短、
吸附效率差，相应的运行成本也会偏高。另外，由于滤芯需要经受周期性的正反向气流的冲
击，在使用中也会逐渐松弛、破损，直至滤芯损坏。尤其是对于大风量VOCs吸附滤芯而言，
所用滤芯的尺寸较大，上述现象更加明显。因此，设计结构合理、强度高的滤芯刚性骨架，以
及内外层各种增强护持结构对解决上述工程问题至关重要。
实用新型内容本实用新型的目的是提供了一种新型的V0Cs废气吸附用活性炭纤维滤芯，该活
性炭纤维滤芯具有吸附效率高、使用寿命长的优势。 本实用新型为实现上述目的，采用的技术解决方案是 —种V0Cs废气吸附用活性炭纤维滤芯，其特征在于所述滤芯包括一个圆筒状内 层骨架和一个圆筒状外层骨架，骨架两端设有端板，在内层骨架和外层骨架之间交替缠绕 活性炭纤维毡和钢丝网。 上述圆筒状内层骨架，包括角钢和内金属箍圈，所述角钢有三根沿轴向围绕一圆 周等间距布置；角钢之间设置多根纵筋，纵筋平行于角钢，并在角钢间沿筒形柱面等间距分布；内金属箍圈位于纵筋外侧，由薄钢带围成圆形连接各角钢及纵筋。 上述角钢，两两之间用横筋连接在一起，在圆筒径向截面上构成稳定的三角结构；
所述三角结构沿滤芯轴向等间距设置多组；在内金属箍圈外缠绕钢丝网。 上述端板，位于上部的上端板成环形，其内圆沿圆周垂直设置一段等径钢管作为
上端环，该上端环与滤芯中心的筒形空腔构成吸/脱附气体的进出通道；位于下部的下端
板为圆形的封闭端板，在其上表面中央垂直设置一段与上端环相同的钢管作为下端环。 上述角钢以及纵筋两端均焊接在上端环和下端环上。 上述圆筒状外层骨架，包括外围纵筋和外金属箍圈，外围纵筋有多根，沿活性炭纤 维毡外围平行于轴向等间距分布；外金属箍圈位于外围纵筋外侧，由薄钢带围成圆形连接 各外围纵筋。 上述外围纵筋和活性炭纤维毡之间缠绕钢丝网；外围纵筋焊接于上端板和下端板 上，在外围纵筋上焊接多颗长度等同于整个活性炭纤维毡厚的钢钉，并沿径向伸入活性炭 纤维毡中；外金属箍圈通过焊接连接各外围纵筋。 上述钢丝网缠绕接缝处用细钢丝缝扎。 上述滤芯，可以是多段并列缠绕式滤芯，各段滤芯之间由中间端板连接。
本实用新型的有益效果此种滤芯增加了诸多增强护持结构，诸如角钢、横筋、
纵筋、金属箍圈以及钢丝网，保障了活性炭纤维毡在缠绕及使用中更均匀，承压能力更好，
适用性更强，而且不易松弛、破损，极大地提升了滤芯的使用寿命，减少了滤芯更换频次。而
且，活性炭纤维毡的吸附效率大幅提高，极大降低了运行成本，并减少了二次污染的可能性
及废弃活性炭纤维毡后处理的费用。由于此种滤芯内层骨架牢固，因此滤芯的缠绕工作可
以在大型的，甚至自动化的缠绕设备上进行，有效减少人力，提高滤芯生产效率。
图1为V0Cs废气吸附用活性炭纤维滤芯的结构示意图； 图2为图1的俯视图。
以下结合附图对本实用新型进行说明
具体实施方式结合图1、图2， 一种V0Cs废气吸附用活性炭纤维滤芯，包括一个圆筒状内层骨架 和一个圆筒状外层骨架。骨架两端设有端板，位于上部的上端板7成环形，其内圆沿圆周垂 直设置一段等径钢管作为上端环12，该上端环12与滤芯中心的筒形空腔11构成吸/脱附 气体的进出通道。位于下部的下端板8为圆形的封闭端板，在其上表面中央垂直设置一段 与上端环12相同的钢管作为下端环13。在内层骨架和外层骨架之间交替缠绕活性炭纤维 超5和钢丝网3。 圆筒状内层骨架，包括角钢6和内金属箍圈401，角钢6有三根，沿轴向围绕一圆 周等间距布置，两角钢6之间用横筋14连接在一起，在圆筒径向截面上构成稳定的三角结 构；所述三角结构沿滤芯轴向等间距设置多组。角钢6之间设置多根纵筋9，纵筋9平行于 角钢6，并在角钢6间沿筒形柱面等间距分布，角钢6以及纵筋9两端均焊接在上端环12和 下端环13上。内金属箍圈401位于纵筋9外侧，由薄钢带围成圆形通过焊接连接各角钢6及纵筋9。内金属箍圈401外缠绕钢丝网3。 圆筒状外层骨架，包括外围纵筋10和外金属箍圈402，外围纵筋10有多根，均焊接 于上端板7和下端板8上，并沿活性炭纤维毡外围平行于轴向等间距分布。外金属箍圈402 位于外围纵筋10外侧，由薄钢带围成圆形通过焊接连接各外围纵筋10。在外围纵筋10和 活性炭纤维毡之间缠绕钢丝网3，外围纵筋10上焊接多颗长度等同于整个活性炭纤维毡厚 的钢钉15，并沿径向伸入活性炭纤维毡5中。 上述活性炭纤维毡5缠绕于内、外层钢丝网之间，钢丝网3缠绕接缝处用细钢丝缝 扎。 为了提高吸附容量，上述滤芯可以是多段并列缠绕式滤芯，各段滤芯之间由中间 端板16连接；或者还可以通过增加性炭纤维毡的吸附层数。 此种V0Cs废气吸附用活性炭纤维滤芯，增加了诸多增强护持结构，诸如角钢、横 筋、纵筋、金属箍圈以及钢丝网，增强了骨架在缠绕过程中对非轴向扭力的抵抗能力，防止 骨架变形以及纤维毡缠绕的不均匀。多层钢丝网和外围纵筋合理组合可以有效地将吸附层 箍紧，避免滤芯在使用中出现吸附层松弛、脱落，增强了滤芯的承压能力以及吸附层的均匀 性，进而避免吸附层破损、气体短路等现象发生，保持滤芯吸附层的均匀性及高密度形态， 使其能高效、长期地稳定运行，减少滤芯更换频次，降低设备运行费用。 当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例， 本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应 属于本实用新型的保护范围。
权利要求一种VOCs废气吸附用活性炭纤维滤芯，其特征在于所述滤芯包括一个圆筒状内层骨架和一个圆筒状外层骨架，骨架两端设有端板，在内层骨架和外层骨架之间交替缠绕活性炭纤维毡和钢丝网。
2. 根据权利要求1所述的一种V0Cs废气吸附用活性炭纤维滤芯，其特征在于所述圆 筒状内层骨架，包括角钢和内金属箍圈，所述角钢有三根沿轴向围绕一圆周等间距布置；角 钢之间设置多根纵筋，纵筋平行于角钢，并在角钢间沿筒形柱面等间距分布；内金属箍圈位 于纵筋外侧，由薄钢带围成圆形连接各角钢及纵筋。
3. 根据权利要求2所述的一种V0Cs废气吸附用活性炭纤维滤芯，其特征在于所述角 钢，两两之间用横筋连接在一起，在圆筒径向截面上构成稳定的三角结构；所述三角结构沿 滤芯轴向等间距设置多组；在内金属箍圈外缠绕钢丝网。
4. 根据权利要求3所述的一种V0Cs废气吸附用活性炭纤维滤芯，其特征在于所述端 板，位于上部的上端板成环形，其内圆沿圆周垂直设置一段等径钢管作为上端环，该上端环 与滤芯中心的筒形空腔构成吸/脱附气体的进出通道；位于下部的下端板为圆形的封闭端 板，在其上表面中央垂直设置一段与上端环相同的钢管作为下端环。
5. 根据权利要求4所述的一种V0Cs废气吸附用活性炭纤维滤芯，其特征在于所述角 钢以及纵筋两端均焊接在上端环和下端环上。
6. 根据权利要求5所述的一种VOCs废气吸附用活性炭纤维滤芯，其特征在于所述圆 筒状外层骨架，包括外围纵筋和外金属箍圈，外围纵筋有多根，沿活性炭纤维毡外围平行于 轴向等间距分布；外金属箍圈位于外围纵筋外侧，由薄钢带围成圆形连接各外围纵筋。
7. 根据权利要求6所述的一种V0Cs废气吸附用活性炭纤维滤芯，其特征在于所述外 围纵筋和活性炭纤维毡之间缠绕钢丝网；外围纵筋焊接于上端板和下端板上，在外围纵筋 上焊接多颗长度等同于整个活性炭纤维毡厚的钢钉，并沿径向伸入活性炭纤维毡中；外金 属箍圈通过焊接连接各外围纵筋。
8. 根据权利要求1或7所述的一种VOCs废气吸附用活性炭纤维滤芯，其特征在于所 述钢丝网缠绕接缝处用细钢丝缝扎。
9. 根据权利要求8所述的一种V0Cs废气吸附用活性炭纤维滤芯，其特征在于所述滤 芯，是多段并列缠绕式滤芯，各段滤芯之间由中间端板连接。
专利摘要本实用新型公开一种VOCs废气吸附用活性炭纤维滤芯，该滤芯包括一个圆筒状内层骨架和一个圆筒状外层骨架，骨架两端设有端板，在内层骨架和外层骨架之间间隔缠绕活性炭纤维毡和钢丝网。此种活性炭纤维毡的吸附效率及寿命大幅提高，极大降低了运行成本，并减少了二次污染的可能性以及废弃活性炭纤维毡后处理的费用。由于此种滤芯内层骨架牢固，因此滤芯的缠绕工作可在大型的，甚至自动化的缠绕设备上进行，有效减少人力，提高滤芯生产效率。
文档编号B01J20/20GK201482486SQ200920025170
公开日2010年5月26日 申请日期2009年5月18日 优先权日2009年5月18日
发明者张晓梅, 王占义, 郅立鹏, 陈继朝, 韩向前 申请人:青岛华世洁环保科技有限公司