分层或混合吸附剂床防护过滤装置的制造方法_3

文档序号:9892751阅读:来源:国知局
速且可靠的过滤 罐/过滤器安装、拆卸和替换。优选地使用防篡改构造,诸如粘合剂、焊接或为了触及容纳在 所组装的外壳中的第一过滤器介质粒子和第二过滤器介质粒子需要破坏外壳的其他技术 来永久性地组装外壳。关于合适外壳的进一步详情是本领域的普通技术人员熟悉的。
[0047] 可采用多种第一过滤器介质粒子。运些粒子的代表性示例包括活性炭、沸石、氧化 侣、二氧化娃、催化剂载体、运些的组合等等。示例性第一过滤器介质粒子优选地具有至少 约30m 2/g,更典型地至少约SOOmVg至2000m2/g,并且最优选地约900m2/g至约ISOOmVg的表 面积,如使用布鲁诺-埃梅特-特勒(Brunauer-Emmett-Teller,邸T)方法和ISO 9277:1995 中所述的程序所测量的。第一过滤器介质粒子可具有宽范围粒子大小中的任一粒子大小, 并且一般用最小筛目大小、最大筛目大小或筛目大小范围来表示。筛目大小的范围通常表 示为"a X b",其中V指基本上所有粒子都会穿过的网孔密度,V指足够高的W致能保留 基本上所有粒子的网孔密度。筛目大小12 X 30是指基本上所有粒子都会穿过网孔密度为12 线/英寸的网孔,而基本上所有粒子都留在密度为30线/英寸的网孔上。通过筛目大小12X 30来表征的过滤器粒子包括一组直径在约0.5mm至约1.5mm范围内的粒子。
[0048] 选择基材粒子的合适筛目大小设及对气流阻力平衡密度和过滤能力。一般来讲, 更细的筛目大小(例如,更小的粒子)往往提供更大的过滤器介质利用率,还能提供更高的 气流阻力。权衡运些考虑,V'通常在5至20的范围内,并且"b"通常取15至约40,条件是a和b 之间的差一般在约5至约30范围内。特定筛目大小范围可例如包括12 X 20、12 X 30和12 X 40 O
[0049] 第一过滤器介质粒子渗入至少一种金属浸溃剂。合适的浸溃试剂包括金属、金属 盐和将在第一过滤器介质粒子中提供所需的金属浸溃剂(优选地,金属或金属(氨)氧化物) 的其他金属化合物。示例性浸溃试剂包括金属或金属化合物,其含有Cu、Zn、Mo、Ag、Ni、V、W、 0〇、111、1、运些的组合等等。潜在致癌金属浸溃剂(例如,化(¥1)氧化物,含有六价形式的化) 或可潜在地转化成潜在致癌金属浸溃剂的其他价态的金属浸溃剂(例如,Cr( III)氧化物, 含有S价形式的Cr)优选地不W可检测的量存在。浸溃剂可呈金属形式,但更典型地呈盐、 氧化物、碳酸盐等等的形式来浸溃。
[0050] 选择特定金属浸溃剂或金属浸溃剂的混合物将取决于所需的过滤能力范围,因为 每一种不同的金属浸溃剂往往会提供针对特定空气污染物的防护。例如,Cu化合物往往有 助于过滤空气流中的多种气体,诸如HCN、此S、酸性气体等等。基于浸溃粒子的总重量,所公 开的第一过滤器介质粒子因此可包括约0.1重量%至约15重量%的一种或多种含铜浸溃 剂。此相同的基础(基于浸溃粒子的总重量计,浸溃剂的重量)将用于W下所述的其他浸溃 剂重量讨论。又例如,当与Cu浸溃剂组合使用时,Mo、V和W浸溃剂协助过滤空气流中诸如氯 化氨的气体。所公开的第一过滤器介质粒子因此可例如还包括约0.1重量%至约10重量% 的一种或多种浸溃剂,诸如Mo、V或W。
[0051] 各种形式的Zn往往有助于过滤空气流中的HCN、氯和N曲。所公开的第一过滤器介 质粒子因此可包括约1重量%至约20重量%的一种或多种浸溃剂,包括化。
[0052] Ag往往有助于过滤空气流中的含神气体。Ag起催化作用,并且在过滤操作中通常 不会被消耗。因此,所公开的第一过滤器介质粒子可包括相对少的催化量(例如约0.01重 量%至1重量%,优选为0.1重量%)的一种或多种含Ag浸溃剂。
[0053] Au也往往有助于过滤空气流中的含神气体。Au起催化作用,并且在过滤操作中通 常不会被消耗。因此,所公开的第一过滤器介质粒子可包括相对少的催化量(例如约0.01重 量%至1重量%,优选为0.1重量%)的一种或多种含Au浸溃剂。
[0054] Ni和Co浸溃剂各自独立地有助于过滤空气流中的HCN。所公开的第一过滤器介质 粒子因此可包括约0.1重量%至约15重量%的一种或多种含Ni浸溃剂或含Co浸溃剂。
[0055] 除了上文所提及的金属浸溃剂之外,所公开的第一过滤器介质粒子可任选地包括 一种或多种其他类型的浸溃剂。例如,在第一过滤器介质粒子的制造过程中,浸溃溶液中的 氨或锭盐不仅有助于增加金属、金属化合物或其前体的溶解度,并且剩余的被吸附的量的 运些盐还有助于除去空气流中的酸性气体。硫酸盐被认为有助于控制过滤器介质使用过程 中的pH值。例如,当硫酸锭被浸溃在基材(诸如炭)上并在145°C下干燥时会形成酸式硫酸 盐。酸式硫酸盐具有足W与氨反应的酸性,从而有利于从空气流或其他气体流中除去氨。在 整个浸溃与干燥过程中,强酸性的锭盐可在干燥过程中浸溃炭,而不会损坏所形成的其他 (例如,更碱性的)浸溃剂。运可得到含有所得的浸溃碳的过滤罐/过滤器针对氨的延长的使 用寿命。所公开的第一过滤器介质粒子因此可包括约0.1重量%至约10重量%,并且优选地 约2.5重量%至约4.5重量%的硫酸盐。
[0056] 水分有利于帮助从空气流中除去酸性气体。所公开的第一过滤器介质粒子因此可 包括多达约15重量%,并且优选地约3重量%至约12重量%的水。
[0057] 胺功能性材料可除去或有助于除去空气流中的气体,诸如氯化氯(CK)、漠甲烧和 舰甲烧。宽范围的胺功能性材料可有利地渗入到第一过滤器介质粒子中。合适的胺可为单 体的、低聚的或聚合物的。优选的胺在室溫下为固体或液体,并且包括=亚乙基二胺 (TEDA)、S乙胺(TEA)、奎宁环(QUIN)、化晚、化晚簇酸诸如化晚-4-簇酸(P4CA)、运些的组合 等等。T邸A是尤其优选的。渗入胺的量可在宽范围内变化。一般来讲,若使用过少,则所得介 质的CK寿命低于所需穿透时间。在一些浸溃量W上,使用更多的胺仅可观察到极少的额外 的有益效果。权衡运些考虑,基于第一过滤器介质粒子的总重量计,第一过滤器介质粒子优 选地含有约0.5重量%至约15重量%,更优选地约1重量%至约10重量%,并且更优选地约1 重量%至约5重量%的胺功能性材料。
[005引浸溃剂可使用本领域的技术人员熟悉的技术渗入到第一过滤器介质粒子中。浸溃 剂通常通过溶液处理、升华处理、流化床处理等等来浸溃。用于运种处理的代表性技术例如 描述于W下文献中:美国专利5,063,196(0011邑^7等人'196)、5,145,820化1曰叫等人)、5, 492,882(0011曲17等人'882)、5,792,720(1?0等人)和6,344,071 61(51111地等人);美国专利 申请公布US 2010/0047142 AUWood等人)和US 2011/0308524 Al (化巧等人'524);国际公 布申请WO 2012/100113 Al(斯科特技术公司(Scott I'echnologies, Inc.));和Mahle等人, ('Role of TEDA as an Activated Carbon Impregnant for the Removal of Cyanogen Qiloride from Air Streams: Synergistic Effect with Qi(II) (T邸A作为活性炭浸溃剂 用于除去空气流中的氯化氯的作用:与Cu(II)的协同效应r,物理化学杂志 (J.I^ys.Chem. C.),114,第20083-20090页(2010)。通常浸溃剂将吸附或W其他方式沉积到 第一过滤器介质粒子基材上,并且因此不呈离散的单独粒子的形式存在于第一过滤器介质 粒子中。
[0059] 对于广谱过滤性能来说,第一过滤器介质粒子优选包括活性炭。在一个优选的实 施例中,第一过滤器介质粒子包括用约6重量%至约13重量%的含Cu浸溃剂、0至约10重 量%的含化浸溃剂、约1重量%至约4重量%的含Mo浸溃剂和任选地约1重量%至约5重量% 的胺功能性材料浸溃的活性炭基材。还优选的第一过滤器介质粒子包括用含Cu、含Zn和含 Mo的浸溃剂浸溃并且还包括约2.5重量%至约4.5重量%硫酸盐或约1重量%至约25重量% 水的活性炭基材。另一类优选的第一过滤器介质粒子包括用约1至约10重量%的含锋浸
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