Die immer höher werdenden Ansprüche an unsere Luft, die aus einem steigenden Umweltbewußtsein, aber auch aus dem besseren Verständnis des eigentlichen Wirkungsmechanismus von vielen Schadstoffen resultieren, verlangen nach Methoden, um Schadstoffe aus Gasströmen zu entfernen. Neben Wäschern, diversen Partikelfiltern, katalytischen und chemischen Reaktionen spielen Adsorptionsfilter in zunehmendem Maße eine wichtige Rolle. Dabei wird heute fast immer noch auf Aktivkohle zurückgegriffen, weil diese aufgrund ihrer doch sehr unspezifischen Adsorption fast immer einsetzbar ist und zu vertretbaren Kosten produziert werden kann. Andere Adsorptionen, wie z. B. Molekularsiebe, kalzinierte Ionenaustauscher bzw. ihre Matrix, sind zwar in besonderen Fällen hervorragend geeignet, aber doch wesentlich teurer als Aktivkohle.The ever increasing demands on our air, that of an increasingEnvironmental awareness, but also from a better understanding of the real thingMechanism of action resulting from many pollutants require methodsto remove pollutants from gas flows. In addition to washers, variousParticle filters, catalytic and chemical reactions play adsorption filtersincreasingly important role. It almost always comes on todayActivated carbon is used because of its very non-specific natureAdsorption is almost always usable and can be produced at a reasonable costcan. Other adsorptions, e.g. B. molecular sieves, calcined ion exchangersor their matrix are excellent in special cases, but they aremuch more expensive than activated carbon.
Grundsätzlich kann die Adsorption in einem "fixed bed" oder in Wirbelschicht stattfinden. Letzteres verlangt abriebfeste, kugelförmige Adsorber und relativ aufwendige Anlagen, die für die Rückgewinnung von Lösemittel, insbesondere in höherer Konzentration, geeignet sind. Das klassische Beispiel für ein festes Bett sind Schüttfilter. Der Name ist ein Hinweis auf die Herstellung des Betts: Die Adsorber werden in den hierfür vorgesehenen Raum in loser Schüttung eingefüllt. Allerdings muß hier hinsichtlich der Teilchengröße der Adsorber ein Kompromiß eingegangen werden: Während man zur Erzielung eines akzeptierbaren Druckabfalls relativ große Teilchen braucht, sind dagegen für eine gute Adsorptions- und Desorptions kinetik kleine Teilchen erforderlich. Dieser Kompromiß wurde nach der DE 38 13 563 A1 dadurch vermieden, daß auf einem dreidimensionalen Trägergerüst Adsorberteilchen mit Hilfe einer Haftmasse angebracht wurden. Dadurch war es möglich, kleine Adsorberteilchen bei gleichzeitig niedrigem Druckabfall zu verwenden. Man könnte hier von einem "expanded fixed bed" sprechen.In principle, the adsorption can take place in a "fixed bed" or in a fluidized bed.The latter requires abrasion-resistant, spherical adsorbers and relatively complex onesEquipment for the recovery of solvents, especially in higherConcentration, are suitable. The classic example of a fixed bed areBulk filter. The name is a reference to the production of the bed: the adsorbersare filled in bulk in the space provided for this purpose. IndeedA compromise must be made here with regard to the particle size of the adsorbersbe: While relative to achieving an acceptable pressure droplarge particles, on the other hand, are good for adsorption and desorption kinetic small particles required. This compromise was made after the DE38 13 563 A1 avoided in that on a three-dimensional support frameAdsorber particles were attached using an adhesive. That was itpossible to use small adsorber particles with a low pressure drop.One could speak of an "expanded fixed bed" here.
In vielen Fällen kann es vorteilhaft sein, Gasströme in Zuluftleitungen zu reinigen, nämlich überall dort, wo ein nachträglicher Einbau eines größeren Filterhalters nicht mehr möglich ist. Typische Beispiele sind Geruchsfilter für PKW-Innenräume, wo ein Geruchsfilter zum Beispiel in den Zuluftschlächen untergebracht werden könnte, Klimaanlagen usw.In many cases it can be advantageous to clean gas flows in supply air linesnamely wherever a later installation of a larger filter holderis no longer possible. Typical examples are odor filters for car interiors,where an odor filter, for example, is housed in the supply air areascould, air conditioners etc.
Es war Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Filter zu schaffen, welches leicht den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden kann, gleichzeitig aber auch einen überdurchschnittlich geringen Luftwiderstand aufweist.It was an object of the present invention to provide a filter that easilycan be adapted to specific requirements, but also onehas above-average air resistance.
Das erfindungsgemäße Adsorptionsfilter besteht aus einem zu einem Zylinder bzw. Quader aufgerollten wasserfesten Papierstreifen, der auf einer Seite etwa in der in der DE 33 04 349 A1 beschriebenen Art mit kugelförmigen Adsorbern beladen ist, nämlich durch punktförmiges Bedrucken mit einer geeigneten Haftmasse und Bestreuen mit kugelförmigen Adsorbern. Die Adsorber spielen die Rolle eines Abstandhalters zwischen Papierlagen. Der Durchmesser des Filterzylinders wird durch die Zahl der Lagen und die Größe der Kugeln bestimmt, die im Bereich 0,5 bis 5 mm, vorzugsweise 0,5 bis 1,5 mm, liegen, jedoch eine relativ enge Teilchengrößenverteilung haben sollten.The adsorption filter according to the invention consists of a cylinder orCuboid rolled up waterproof paper strips, which on one side roughly in theDE 33 04 349 A1 described type is loaded with spherical adsorbers,namely by spot printing with a suitable adhesive and sprinklingwith spherical adsorbers. The adsorbers play the role of a spacerbetween layers of paper. The diameter of the filter cylinder isdetermined by the number of layers and the size of the balls in the range 0.5to 5 mm, preferably 0.5 to 1.5 mm, but a relatively narrow particleshould have size distribution.
Unter enger Teilchengröße ist zu verstehen: mindestens 70% haben Solldurchmesser ±10%, die restlichen 30% haben Solldurchmesser ±20%. Vom Zylinder lassen sich Scheiben jeder gewünschten Dicke abschneiden. Der Luftwiderstand einer solchen Filterscheibe hängt, abgesehen von der Schichtdicke, von der Größe und von der Menge der Adsorberkügelchen ab. Filterleistung und Luftwiderstand sind demnach auf einfachste Weise beeinflußbar.The narrow particle size is to be understood: at least 70% have a nominal diameter± 10%, the remaining 30% have a nominal diameter of ± 20%. From the cylinderslices of any desired thickness can be cut. The air resistanceSuch a filter disc depends, apart from the layer thickness, on the sizeand on the amount of adsorber beads. Filter performance and air resistancecan therefore be influenced in the simplest way.
Die Herstellung des Filters wird erleichtert, wenn die Wicklung um einen festen Kern erfolgt.The manufacture of the filter is facilitated if the winding around a fixedCore is done.
Als Adsorber kommen praktisch nur kugelförmige in Betracht, denn nur diese besitzen die erforderliche Regelmäßigkeit, Härte und Abriebfestigkeit, obschon ausgesuchte Kornkohlefraktionen nicht ausgeschlossen werden dürfen. Die Adsorber können neben Aktivkohle auch aus kugelförmigen Molekularsieben, die durch ein Pelletierverfahren hergestellt werden, bzw. auch porösen Polymeren bestehen.Only spherical ones are practically suitable as adsorbers, because only these havethe required regularity, hardness and abrasion resistance, although selectedGrain coal fractions must not be excluded. The adsorberscan in addition to activated carbon from spherical molecular sieves through aPelletizing processes are made, or porous polymers exist.
Anstelle des wasserfesten Papiers können auch andere Träger verwendet werden. Voraussetzung ist eine gewisse Steifheit, die das Zusammendrücken der Lagen verhindert.Other supports can be used in place of the waterproof paper.A prerequisite is a certain stiffness, which is the compression of the layersprevented.
Für das Verkleben der Lagen stehen dem Fachmann zahlreiche Möglichkeiten zur Verfügung. So kann die Rückseite des Trägers mit einer Schmelzkleber-Dispersion besprüht werden und die Rolle kann durch Erhitzen verklebt werden.The specialist has numerous options for gluing the layersAvailable. So the back of the carrier with a hot melt adhesive dispersioncan be sprayed and the roll can be glued by heating.
BeispielexampleEin Streifen eines wasserfesten Papiers wurde mittels einer 14 mesh-Druckschablone mit Impranil HS 62 und dem dazugehörenden Vernetzer bedruckt (Trockenauflage ca. 35 g/m²), mit einer kugelförmigen Aktivkohle auf Pechbasis, Durchmesser ca. 1 mm, bestreut (Auflage ca. 150 g/m²) und durch eine Spannrahmenpassage bei 165°C auskondensiert. Das Papier wurde anschließend mit einer PA-Schmelzkleberdispersion auf seiner Rückseite besprüht (Trockenauflage ca. 5 g/m²) und nach Trocknung in Abschnitten stramm auf einen Holzstab mit ⌀1 cm aufgewickelt und durch nochmalige Erhitzung verklebt. Von dem Zylinder mit Durchmesser von ca. 12 cm (49 Lagen) wurde eine Scheibe von 2 cm Dicke abgeschnitten. Bei einem Durchsatz von 5 l/sec. betrug der Druckverlust etwas mehr als 1 mm Wassersäule.A strip of waterproof paper was made using a 14 mesh printing stencilprinted with Impranil HS 62 and the associated crosslinker (dry padapprox. 35 g / m²), with a spherical activated carbon based on pitch, diameterapprox. 1 mm, sprinkled (overlay approx. 150 g / m²) and through a stenter passagecondensed at 165 ° C. The paper was thenSprayed hot-melt adhesive dispersion on its back (approx.5 g / m²) and after drying in sections tight on a wooden stick with ⌀1 cmwound up and glued by heating again. From the cylinder withA disc of 2 cm in thickness was cut off with a diameter of approximately 12 cm (49 layers).With a throughput of 5 l / sec. the pressure loss was slightly more than1 mm water column.