技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及可再生折疊過濾介質(zhì)。
背景技術(shù):
在涉及潔凈室和微電子工業(yè)的領(lǐng)域中,通過分子過濾器和過濾器元件來實現(xiàn)對于酸、堿、可凝結(jié)物、摻雜劑、氧化劑和揮發(fā)性有機化合物(VOC)形式的空傳(airborne)分子污染物(AMC)的移除。AMC可導(dǎo)致工藝晶片、電路板、工具、設(shè)備等的腐蝕。AMC還可導(dǎo)致?lián)诫s錯誤、成核錯誤、光刻工藝相關(guān)缺陷,晶片、光學(xué)器件、透鏡的起霧以及可導(dǎo)致生產(chǎn)中的產(chǎn)率損失或生產(chǎn)設(shè)備受損的許多其它問題??蛇x擇使用多種過濾技術(shù),但是它們通??杀环譃?種構(gòu)造。
吸附劑粉末漿料涂布的非織造織物是廉價的并具有低壓降,但是由于吸附劑存在量少以及大部分吸附劑被粘合劑覆蓋而導(dǎo)致其吸附性能差。該類型通常并不適合潔凈室應(yīng)用。
塊狀吸附劑堆積床和板可能是最公知的并且可得到寬范圍的性價比組合。它們通常是大且重的系統(tǒng),進(jìn)行改變需要大量勞力,但是對于具有相對高的污染水平或在必須長時間維持高過濾效率時的應(yīng)用特別有效。但是,性能可隨過濾器的制造和安裝方式而大幅度變化。除塵、旁路和高壓降也可能是此類型過濾器的關(guān)注點。
完全由碳纖維制成的織物:碳纖維過濾器的一個主要缺點在于,它們過臟以致于無法在沒有針對這些纖維所脫落的顆粒的下游過濾器時用于先進(jìn)潔凈室環(huán)境。碳是導(dǎo)電材料并且在生產(chǎn)電子組件的設(shè)施中碳的脫落會導(dǎo)致嚴(yán)重的問題。
蜂窩過濾器是在保持低壓降的同時達(dá)到相對高效率的另一類型,但是由于吸附劑的存在量少導(dǎo)致大部分時間的吸附性能差。除塵也是此類型過濾器的關(guān)注點。
吸附劑負(fù)載式非織造織物是相對新的“雜化”產(chǎn)品,其通常以折疊形式應(yīng)用。采用合適的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用,這些產(chǎn)品可在高效率和使用壽命方面提供極高值,以及提供低壓降和易操作性。此外,折疊過濾器比上述蜂窩結(jié)構(gòu)更靈活:折疊過濾器可以簡單地改變褶皺數(shù)目或褶皺高度以任意改變性能。對于僅能調(diào)節(jié)高度以及需要發(fā)展新的昂貴的生產(chǎn)工藝來調(diào)節(jié)壓降影響或孔數(shù)/cm2的蜂窩結(jié)構(gòu)而言,這是不可能的。而且,改變吸附劑類型也遠(yuǎn)比使用折疊元件要復(fù)雜得多。
在具有高污染物水平或污染物(例如低沸點VOC)難以消除的一些應(yīng)用中,通常將要求塊狀吸附劑堆積床過濾器達(dá)到合理的壽命/使用次數(shù)。此類過濾器在潔凈室(空氣處理單元、風(fēng)扇過濾器單元、微環(huán)境或工具)內(nèi)部是不可接受的,這是因為產(chǎn)生的壓降和能量成本?,F(xiàn)有的潔凈室通常不能在不進(jìn)行重構(gòu)和實質(zhì)性投資的情況下對這些系統(tǒng)進(jìn)行翻新。此外,為了保護(hù)潔凈室的高潔凈水平,必須與床式過濾器組合安裝顆粒過濾器,從而進(jìn)一步增加壓降并增加能量成本。另一方面,使用較小且較潔凈的過濾器由于非常頻繁的過濾器更換而導(dǎo)致對于消費者而言擁有成本(CoO)的吸引力下降。
移除AMC所涉及的物理化學(xué)機制可描述如下:氣體/蒸汽分子在吸附劑內(nèi)部擴散,即它們從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域移動。擴散速率與兩種濃度之差直接相關(guān)。當(dāng)吸附劑內(nèi)表面被氣體/蒸汽分子覆蓋時,過濾器效率開始下降。內(nèi)表面性質(zhì)即存在的活性表面基團以及最重要的孔徑分布將決定何種氣體/蒸汽分子被阻擋。當(dāng)濾出的氣體/蒸汽達(dá)到不可接受的水平時,需要更換過濾器。通常,過濾器被廢棄并安裝相對昂貴的新過濾器。
可再生過濾器在諸如交替使用或交替再生的雙吸附劑床的固定設(shè)備中是已知的。通常,在此類系統(tǒng)中只使用一種類型的吸附劑。
WO 0209847公開了一種具有控制系統(tǒng)的可再生空氣清潔裝置,所述控制系統(tǒng)適用于確定何時對過濾器進(jìn)行再生。用于該過濾器中的活性炭纖維會使空氣受到纖維的污染,因此不能在不使用二級顆粒過濾器的潔凈室環(huán)境中使用。
已經(jīng)開始出現(xiàn)新的系統(tǒng),其使用由在紙或陶瓷結(jié)構(gòu)上的活性炭制成的或由可整體碳化和活化的基礎(chǔ)材料構(gòu)成的蜂窩結(jié)構(gòu)。專利US 6964695或EP 04724071或US 10/344248示出了通過直接電處理再生的碳單片。這種和其它蜂窩/單片基系統(tǒng)的缺點主要在于它們具有固定的幾何形狀,只能適合通過在空氣方向上延伸并由此導(dǎo)致壓降增加或通過增大實際過濾器的外部尺寸(這在已構(gòu)建成的系統(tǒng)或試圖使用標(biāo)準(zhǔn)件的系統(tǒng)中很少是可接受的)來過濾。
因此,存在克服上述目前所用方法和過濾器的問題和缺點的需求。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供用于在潔凈室環(huán)境中移除空傳分子污染物的可再生折疊介質(zhì)和過濾器元件及其組合。
本發(fā)明公開了一種用于潔凈室環(huán)境的折疊過濾介質(zhì),其特征在于,所述折疊過濾介質(zhì)至少包括活性炭和/或聚合物的吸附劑,其中所述活性炭或聚合物與纖維或粘合劑一起包封在兩個非織造織物層之間,其中將柵格設(shè)置在所述介質(zhì)的至少一側(cè)上或中間,用以防止所述折疊過濾介質(zhì)在通過1個大氣壓下100℃以上的加熱空氣流進(jìn)行再生時發(fā)生變形。
所述用于潔凈室環(huán)境的折疊過濾介質(zhì)的特征還可以在于,所述活性炭或聚合物的吸附劑具有允許通過1個大氣壓下100℃以上的加熱空氣流進(jìn)行再生的孔結(jié)構(gòu)。通常,溫度為100~190℃或甚至更優(yōu)選的實例為125~190℃、150~190℃、150~180℃以實現(xiàn)良好的結(jié)果。
兩個第二層優(yōu)選包括具有柵格的耐熱非織造織物。所述折疊過濾介質(zhì)應(yīng)該具有在高達(dá)至少190℃的溫度下的抗熔融性或抗燃燒性。
此外,所述折疊過濾介質(zhì)在受到過濾器所用的正常氣流時不會釋放出根據(jù)ISO 14644-1標(biāo)準(zhǔn)的高于ISO 6類環(huán)境的顆粒。
所述用于潔凈室環(huán)境的折疊過濾介質(zhì)的特征還可以在于,所述活性炭吸附劑具有纖維、粉末、顆粒、丸粒或珠粒的形狀。
所述用于潔凈室環(huán)境的折疊過濾介質(zhì)的特征還可以在于,所述活性炭選自煤、椰子、聚合物和石腦油以及其它聚合物吸附劑例如大孔苯乙烯-二乙烯基苯。
所述用于潔凈室環(huán)境的折疊過濾介質(zhì)的特征還可以在于,所述柵格由鋁、鋼或耐高溫塑料材料制成。
所述用于潔凈室環(huán)境的折疊過濾介質(zhì)的特征還可以在于,所述柵格具有占總面積的50~95%的開放面積。
所述用于潔凈室環(huán)境的折疊過濾介質(zhì)的特征還可以在于,所述柵格制成具有占總面積的50~95%的開放面積的網(wǎng)形狀。
所述用于潔凈室環(huán)境的折疊過濾介質(zhì)的特征還可以在于,經(jīng)過扁平介質(zhì)的壓降在0.11m/s的空氣面速度下為至多75Pa。
所述用于潔凈室環(huán)境的折疊過濾介質(zhì)的特征還可以在于,所述纖維是耐熱雙組分纖維。
所述用于潔凈室環(huán)境的折疊過濾介質(zhì)的特征還可以在于,所述吸附劑由內(nèi)部面積為500m2/g~3000m2/g并且微孔體積為0.2cm3/g~0.8cm3/g的聚合物材料或活性炭材料制成。
所述用于潔凈室環(huán)境的過濾元件包括至少一個折疊過濾介質(zhì)和框架。此外,所述過濾元件也可包括耐溫密封劑。所述密封劑和框架應(yīng)該耐受高達(dá)至少190℃的溫度。
所述折疊過濾介質(zhì)還可用于過濾器中,亦即在微電子工業(yè)、潔凈室、裸晶片、半導(dǎo)體、印刷電路板、硬盤制造、平板制造、生物芯片、藥物工業(yè)、食品工業(yè)、醫(yī)院潔凈環(huán)境、IVF實驗室、太陽能面板制造、櫥柜和通風(fēng)櫥中的根據(jù)以上特征中任一項的用于潔凈室環(huán)境的過濾元件。
所述折疊過濾介質(zhì)還可在至少兩個折疊過濾元件串聯(lián)布置時使用。
根據(jù)以上特征中任一項的用于潔凈室環(huán)境的所述折疊過濾介質(zhì)的特征還可以在于,在過濾元件內(nèi)的不同層中或不同的過濾元件內(nèi)選擇并使用至少兩種不同的吸附劑以與待移除的揮發(fā)性有機化合物的預(yù)期混合物相匹配。
根據(jù)以上特征中任一項的用于潔凈室環(huán)境的所述折疊過濾介質(zhì)或過濾元件還可用于移除有機酸、有機堿、可凝結(jié)物、摻雜劑、氧化劑、揮發(fā)性有機化合物(VOC)和可通過吸附劑的多孔結(jié)構(gòu)內(nèi)的物理吸附作用吸附的所有化合物的形式的空傳分子污染物(AMC)。
如上所公開的用于潔凈室環(huán)境的折疊過濾介質(zhì)或過濾元件還可通過在100~190℃下進(jìn)行過濾元件的再生而脫附。
本發(fā)明提供一種用于潔凈室環(huán)境的折疊過濾介質(zhì)和過濾元件。所述折疊過濾介質(zhì)使用來自煤、椰子、聚合物、石腦油或其它來源的纖維、粉末、顆粒、丸粒、珠?;蛉魏纹渌螤畹幕钚蕴孔鳛槲絼?。也可使用非碳化的聚合物吸附劑。所用的一種或更多種吸附劑根據(jù)其不同的性質(zhì)例如尺寸、內(nèi)表面積和孔尺寸分布來選擇以與預(yù)期的吸附/脫附循環(huán)以及待移除的AMC類型匹配。吸附劑被捕集在非織造織物/無紡布內(nèi),其中在介質(zhì)的至少一側(cè)上或中間設(shè)置有支撐柵格。該結(jié)構(gòu)是折疊的并形成為過濾元件。過濾元件可由單個過濾元件或主要特征在于其不同的物理性質(zhì)的一系列過濾元件構(gòu)成。在實際情況中,待移除的AMC混合物決定最佳的元件組合。本發(fā)明公開的折疊過濾介質(zhì)和過濾元件可通過施加熱或熱、低壓和蒸汽的組合進(jìn)行再生。
附圖說明
參考附圖,根據(jù)以下詳細(xì)說明也可知曉本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點。
圖1示出柵格位于一側(cè)上的折疊過濾介質(zhì)。
圖2示出柵格位于兩側(cè)上的折疊過濾介質(zhì)的組合件。
圖3示出柵格位于吸附劑內(nèi)即并入吸附劑第一層中的折疊過濾介質(zhì)的組合件。
圖4示出在調(diào)節(jié)以匹配折疊過濾介質(zhì)的框架中引入折疊過濾介質(zhì)的過濾元件。
圖5示出在預(yù)先準(zhǔn)備的串行(serial order)級聯(lián)中使用的不同的過濾元件。
圖6示出人工負(fù)載甲苯或異丙醇(IPA)的3層可再生折疊過濾器在1次循環(huán)再生后的再生。
圖7示出人工負(fù)載甲苯或異丙醇(IPA)的3層可再生折疊過濾器在2~4次循環(huán)再生后的再生。
具體實施方式
可利用幾種實施方案將吸附劑捕集在所述織物/布內(nèi)。在一個優(yōu)選實例中,已經(jīng)公開了通過在過濾介質(zhì)中使用耐熱的高溫雙組分纖維以及不包含任何粘合劑并且使用針對折疊過濾器的支撐柵格可以克服目前過濾器中所觀察到的問題。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過將根據(jù)本發(fā)明的吸附劑、聚酯、密封劑和柵格進(jìn)行組合,折疊過濾介質(zhì)可再生具有出乎意料的成功結(jié)果。由此,解決了現(xiàn)有技術(shù)的過濾器的問題。
該可再生的折疊AMC過濾介質(zhì)的優(yōu)點之一在于,在出口側(cè)不需要額外的顆粒過濾器并且對于諸如空氣處理單元、風(fēng)扇過濾單元、微環(huán)境以及加工工具的潔凈室使用而言壓降可保持在可接受的水平。
另一個優(yōu)點在于,位于介質(zhì)的至少一側(cè)上或中間的柵格防止折疊過濾器在再生期間暴露于熱和氣流時發(fā)生變形。因此,過濾器在暴露于熱和氣流時不會坍塌。
在類似的實例中,可使用高溫粘合劑將吸附劑捕集在過濾介質(zhì)中,同時其余的過濾器如上文中關(guān)于高溫雙組分纖維過濾器中所述那樣構(gòu)建。
柵格可為適用于過濾介質(zhì)的任意形式。但是,最可能使用的是由鋁、鋼或耐高溫塑料材料制成的具有明確限定的開放面積的網(wǎng)形狀。柵格可置于第二層的一側(cè)上、所述層的兩側(cè)上或第一層的中間。
如果開放面積過小,則壓降會過大。開放面積應(yīng)為柵格的總表面積的50~95%。
扁平介質(zhì)的壓降在0.11m/s的面速度下應(yīng)為至多75Pa。
一些過濾器僅需一個過濾元件,而其它過濾器由串聯(lián)的若干個過濾元件構(gòu)成,所述若干個過濾元件的孔徑分布選自粗的大孔多孔結(jié)構(gòu)-介孔多孔結(jié)構(gòu)-細(xì)的微孔結(jié)構(gòu),其以級聯(lián)方式將優(yōu)選移除高沸點-中沸點-低沸點VOC。在過濾元件中使用不同的至少兩種吸附劑可以移除寬范圍的VOC,并且優(yōu)化再生循環(huán)并由此優(yōu)化可允許的操作循環(huán)次數(shù)。
相同的吸附劑可采取更簡單的方式用于串聯(lián)的若干個過濾元件中,其中不同的元件可被再生不同的循環(huán)次數(shù)或根據(jù)進(jìn)行的操作循環(huán)次數(shù)設(shè)置在序列的上游。而且,在某些情況下,其可提供最佳的技術(shù)功能和擁有成本以具有僅再生一次的最終元件或用作非再生的過濾器。
在一個實例中,可再生折疊過濾介質(zhì)包括選定吸附劑的第一層和非織造高溫纖維或織物的兩個第二層。與高溫纖維混合的選定吸附劑的第一層包封在所述高溫纖維或織物的兩個第二層之間??稍偕郫B過濾介質(zhì)具有至少一個設(shè)置在第二層之外或引入第一層中的支撐柵格,參見圖1-3。
本發(fā)明的可再生折疊過濾介質(zhì)或過濾元件提供低壓降、長壽命時間、小的形態(tài)因子和潔凈產(chǎn)品。其還允許移除在過去沒有經(jīng)濟的解決方案的低沸點VOC。使用具有數(shù)次再生的單個或一系列過濾元件的過濾器使得移除低沸點VOC的費用擔(dān)負(fù)得起。
因為過濾介質(zhì)或過濾元件可使用數(shù)次,所以在保持應(yīng)用所必需的性能的同時得以減少擁有成本。
過濾介質(zhì)或過濾元件的主要用途是潔凈室或微電子工業(yè)例如裸晶片、半導(dǎo)體、印刷電路板、硬盤制造、平板制造、生物芯片等。微電子潔凈室環(huán)境包括例如半導(dǎo)體加工工具如光刻領(lǐng)域的掃描器、涂布機顯影器、擴散爐、微環(huán)境、工具界面、金屬沉積設(shè)備等。過濾器也可安裝在空氣處理單元(新鮮空氣或再循環(huán)空氣)內(nèi)部或在潔凈室風(fēng)扇過濾單元的頂部。
然而,過濾介質(zhì)或過濾元件也可用于其它應(yīng)用中,例如散發(fā)氣味或控制危險化合物的制藥公司、食品工業(yè)、醫(yī)院潔凈環(huán)境、IVF實驗室和太陽能面板制造。過濾介質(zhì)或過濾元件也可用于層流或安全柜、通風(fēng)櫥、風(fēng)孔以及在醫(yī)院應(yīng)用中用以在手術(shù)期間保護(hù)醫(yī)生和患者。
圖1是本發(fā)明的可再生過濾介質(zhì)的示意圖,其中柵格位于非織造織物的一側(cè)上。截面圖示出高溫纖維和位于其間的吸附劑。
圖2公開了其中柵格位于過濾器兩側(cè)上的折疊過濾介質(zhì)的一個實例。
圖3公開了其中柵格位于包封在非織造層之間的吸附劑內(nèi)的折疊過濾介質(zhì)的一個實例。
圖4示出折疊過濾介質(zhì)被引入框架中的過濾元件,所述框架被調(diào)節(jié)成與折疊過濾介質(zhì)匹配并從而形成過濾元件。能夠以不同的方式來構(gòu)建框架。用于根據(jù)本發(fā)明的折疊過濾介質(zhì)的框架可由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)所使用的折疊過濾介質(zhì)進(jìn)行構(gòu)建。
圖5公開了在分離的過濾器模塊/子框架中或在相同的非織造介質(zhì)內(nèi)的分離的可再生介質(zhì)層的2個實例,其中使用具有不同的孔分布的吸附劑。此外,公開了在分離的過濾器模塊/子框架中或在相同的非織造介質(zhì)內(nèi)的分離的層的實例,其中使用可再生介質(zhì)與不可再生介質(zhì)的組合,或不同類型的可再生介質(zhì)。
所有的材料均在高達(dá)200℃的溫度下抗熔融且抗燃燒,并且折疊過濾介質(zhì)不釋放如ISO標(biāo)準(zhǔn)14644-1所限定的高于ISO 6類環(huán)境的顆粒。
測試管道具有基于ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)52-76,Eurovent 4/5的過濾器測試中所使用的類型。使用1D 1000型絕對過濾器(對于0.3μm的DOP測試氣溶膠具有99.99%的截留)來清潔吸入的空氣。
利用PMS Inc.制造的LAS-X顆粒計數(shù)器(直讀設(shè)備)進(jìn)行顆粒分析。
在進(jìn)行測量之前,對測試管道和測試腔進(jìn)行清潔。在所述管道中設(shè)置取樣探頭。啟動通風(fēng)系統(tǒng)并使其在沒有測試過濾器的情況下運行。利用直讀設(shè)備持續(xù)10分鐘測量顆粒含量以檢查管道中是否沒有顆粒。在該初始空白之后,關(guān)閉通風(fēng)系統(tǒng)。將空氣流設(shè)定為產(chǎn)品的標(biāo)稱值,并調(diào)節(jié)顆粒的取樣以使測量為等動力的。在設(shè)置過濾器后幾秒鐘,開始測量。
1.隨后將10分鐘潔凈報告為基準(zhǔn)。
2.在10分鐘期間(20秒間隔)進(jìn)行初始顆粒脫落(shedding)。
3.隨后繼續(xù)再測試20分鐘(20秒間隔)。
結(jié)果作為表給出(見下)。
用于再生的溫度越高,通過脫附機理從活性炭表面對所有類型的有機化合物的移除就越好。為了有效移除吸附的有機化合物,必須使用高于化合物沸點的溫度。
實際上,潔凈室過濾器再生所用的良好的最高溫度在150~180℃區(qū)間,因為吸附在過濾介質(zhì)中的大部分化合物的沸點(b.p.)低于這些值。因此,在該區(qū)間可以得到良好的結(jié)果。
測試了幾個不同的溫度區(qū)間:125~180、125~150、150~180、160~180℃。在125℃以上,尤其是150℃以上的溫度下觀察到良好的結(jié)果。
吸附在過濾器內(nèi)的重要有機化合物的實例以及其沸點包括:
六甲基二硅氧烷(b.p.101℃)、甲苯(b.p.111℃)、乙酸丁酯(b.p.126℃)、乙基苯(b.p.136℃)、二甲苯(b.p.144℃)、PGMEA(b.p.146℃)、乳酸乙酯(b.p.154℃)、三甲基苯(b.p.165℃)、癸烷(b.p.174℃)、八甲基環(huán)四硅氧烷(b.p.175℃)。
根據(jù)本發(fā)明的可再生折疊過濾介質(zhì)和/或過濾元件可制成幾種不同的尺寸。尺寸范圍的實例為100mm×100mm直至1220mm×1220mm。
可再生折疊過濾介質(zhì)或過濾元件由引入耐熱非織造起絨織物(fleece)介質(zhì)中的吸附劑制成,所述起絨織物介質(zhì)折疊以擴大空氣流可接觸的介質(zhì)面積。扁平介質(zhì)中的吸附劑的量為50~2000g/m2,優(yōu)選100~1000g/m2。
非織造材料可由PES或PES/PE制成,但是可以使用任何其它的聚合物材料,只要它們耐熱至再生工藝所需的溫度即可。
可再生折疊過濾介質(zhì)或過濾元件使用約10mm~600mm的折疊高度和2~20褶皺/100mm的褶皺分布。構(gòu)型取決于許多因素,包括但不限于:入口空氣中VOC濃度、最大濾出物濃度、最大可接受的壓降和空間。
包含可再生折疊過濾介質(zhì)的過濾元件的數(shù)目通常為1~10。過濾元件的數(shù)目取決于許多因素,包括但不限于:對于預(yù)期應(yīng)用認(rèn)為必不可少的吸附劑的類型、最大允許壓降、空氣中的VOC濃度、最大允許濾出物濃度以及空間限制。
可再生折疊過濾介質(zhì)或過濾元件必須具有支撐柵格(參見圖1-3)以在再生工藝中的溫度循環(huán)期間提供支撐。支撐柵格的開放面積為50~95%,優(yōu)選高于88%,并且厚度為0.1~1.5mm,優(yōu)選0.5~0.8mm。柵格確保折疊構(gòu)型在再生循環(huán)期間保持完好。如果沒有支撐柵格,則可再生折疊過濾介質(zhì)或過濾元件在暴露于高溫和氣流時將會坍塌。
可再生折疊過濾介質(zhì)或過濾元件可使用耐熱粘合劑例如聚氨酯以確保介質(zhì)不會旁路泄漏,并具有在再生循環(huán)期間抵抗材料應(yīng)力的額外特征。
在另一實例中,可再生折疊過濾介質(zhì)被鍍鋅鋼、不銹鋼、耐酸鋼、鋁或陽極化鋁制成的框架所包圍。
可再生折疊過濾介質(zhì)或過濾元件使用聚合物材料或活性炭材料的吸附劑,所述吸附劑具有至多3000m2/g的內(nèi)部面積和取決于應(yīng)用和所移除的氣體的微孔/介孔/大孔體積,通常為0.2~0.8cm3/g的微孔體積。
可再生折疊過濾介質(zhì)可采取幾種不同方式構(gòu)建,即可使用幾種不同的層:
非織造織物/吸附劑1+纖維/吸附劑2+纖維/吸附劑3+纖維/等等/非織造織物
非織造織物/吸附劑1+2+3+等等+纖維/非織造織物
非織造織物/吸附劑1+2+3+等等+纖維/非織造織物/吸附劑1+2+3+等等+纖維/非織造織物/等等
非織造織物/吸附劑1+纖維/非織造織物/吸附劑2+纖維/非織造織物/等等。
在上述實例中,柵格被引入吸附劑層中間或在各非織造織物層的至少一側(cè)上。
布或織物是由通過紡織或編織(紡織品)形成或壓成氈的天然或人造纖維(線或紗)的網(wǎng)絡(luò)制成的柔性人造材料。非織造織物是通過不涉及紡織的工藝制成的材料或織物。在這種應(yīng)用中,非織造織物是纖維制成的織物。
上述實例中的纖維可被替換為耐溫粘合劑或纖維與粘合劑的組合。
在一個實例中,過濾元件包括可再生折疊過濾介質(zhì)、框架和耐溫密封劑。可適當(dāng)?shù)厥褂貌煌倪^濾元件。
再生實施例:
圖6和7示出人工負(fù)載有甲苯或異丙醇(IPA)的3層可再生折疊過濾介質(zhì)在總共4個再生循環(huán)之后的再生。圖6示出經(jīng)過1個循環(huán)后的結(jié)果。過濾介質(zhì)首先負(fù)載甲苯,記錄對于該特定污染物的過濾效率。當(dāng)該鑒別測試(challenge test)一結(jié)束,就使過濾介質(zhì)進(jìn)行再生過程,隨后再次進(jìn)行同樣的甲苯鑒別測試。兩條曲線相同表示對于該污染物而言過濾介質(zhì)的能力完全恢復(fù)。在這兩個測試之后,使相同的過濾介質(zhì)接收異丙醇并再生2次以上,顯示性能的再次完全恢復(fù)。
對完全規(guī)模的空氣調(diào)節(jié)測試設(shè)備測試過濾介質(zhì),并且使用氣相色譜火焰電離檢測器設(shè)備在線監(jiān)測濃度。在該測試中,使用78~80ppmv的甲苯和13.8ppm的異丙醇。
通常,在效率處于90%~95%區(qū)間時更換過濾介質(zhì)或過濾元件。
這些再生所使用的溫度在100~180℃區(qū)間,其中180℃是優(yōu)選用于達(dá)到非??烨铱煽康脑偕淖罡邷囟?。
利用以下方法驗證結(jié)果:
使用可再生折疊過濾介質(zhì)或過濾元件移除具有不同的大小、揮發(fā)性和沸點并且具有不同的官能團和/或在分子中沒有碳原子或沒有氫原子的VOC分子。
所有這樣的分子將具有不同的吸附性和對于吸附劑或在再生期間可能的反應(yīng)途徑。
一些分子極度難以移除并且會隨時間、在使用中或隨再生循環(huán)而累積從而形成不可再生的殘余物,這種殘余物限制有用的再生循環(huán)的次數(shù)并最終導(dǎo)致更換整個過濾器或過濾組件。
一種商品名為Gigamonitor的室內(nèi)方法使用在基于GC-FID/GC-MS分析之后的殘余物萃取以制得易于解釋的柱圖,該柱圖顯示在三個不同的沸點區(qū)間內(nèi)累積的VOC量。
該分析是揭示再生程度的可靠方式并且被用于確定針對特定用戶的特定應(yīng)用可推薦的再生循環(huán)的次數(shù)。
一種可選擇的驗證技術(shù)是采用在流量測試設(shè)備中鑒別VOC的暴露來確定在附加的再生之后用于移除所鑒別的VOC的殘余物吸收能力。
也可以將FID連接在再生設(shè)備的出口側(cè)上以測量有機化合物的離開濃度。測量值將指示對于給定的溫度、濕度、空氣流和壓力條件的再生程序的終止。當(dāng)不再有氣體離開設(shè)備時,對于這些條件的吸附完成。唯一剩余的測試是檢查不從過濾器中脫附的VOC量或利用本文件中以上描述的方法進(jìn)行鑒別測試。
雖然已經(jīng)參考某些實施方案相當(dāng)詳細(xì)地描述了本方明,但是本領(lǐng)域技術(shù)人員會認(rèn)識到本發(fā)明可通過所述的實施方案和實例以外的方式實施,這些實施方案和實例是示例性的并且不構(gòu)成限制。因此,所附權(quán)利要求的范圍不限于本文所含實例的描述。
以下內(nèi)容對應(yīng)于母案申請的原始權(quán)利要求書:
1.一種用于潔凈室環(huán)境的折疊過濾介質(zhì),其特征在于,所述折疊過濾介質(zhì)至少包括活性炭或聚合物的吸附劑第一層,其中所述活性炭或聚合物與纖維和/或粘合劑一起包封在兩個非織造織物第二層之間,其中將柵格設(shè)置在任意一個所述第二層的至少一側(cè)上或引入所述第一層中以防止所述折疊過濾介質(zhì)在通過1個大氣壓下100℃以上的加熱空氣流進(jìn)行再生時發(fā)生變形。
2.根據(jù)項1所述的用于潔凈室環(huán)境的折疊過濾介質(zhì),其特征在于,所述活性炭層中的所述吸附劑具有纖維、粉末、顆粒、丸?;蛑榱5男螤睢?/p>
3.根據(jù)項1或2所述的用于潔凈室環(huán)境的折疊過濾介質(zhì),其特征在于,所述活性炭選自煤、椰子、聚合物和石腦油以及其它聚合物吸附劑例如大孔苯乙烯-二乙烯基苯。
4.根據(jù)項1-3所述的用于潔凈室環(huán)境的折疊過濾介質(zhì),其特征在于,所述柵格由鋁、鋼或耐高溫塑料材料制成。
5.根據(jù)項1-4所述的用于潔凈室環(huán)境的折疊過濾介質(zhì),其特征在于,所述柵格具有占總面積的50~95%的開放面積。
6.根據(jù)項5所述的用于潔凈室環(huán)境的折疊過濾介質(zhì),其特征在于,所述柵格制成網(wǎng)形狀。
7.根據(jù)項1-6所述的用于潔凈室環(huán)境的折疊過濾介質(zhì),其特征在于,經(jīng)過扁平介質(zhì)的壓降在0.11m/s的空氣面速度下為至多75Pa。
8.根據(jù)項1-7中任一項所述的用于潔凈室環(huán)境的折疊過濾介質(zhì),其特征在于,所述纖維是耐熱雙組分纖維。
9.根據(jù)項1-8中任一項所述的用于潔凈室環(huán)境的折疊過濾介質(zhì),其特征在于,所述吸附劑由內(nèi)部面積為500m2/g~3000m2/g并且微孔體積為0.2cm3/g~0.8cm3/g的聚合物材料或活性炭材料制成。
10.根據(jù)項1-9中任一項所述的用于潔凈室環(huán)境的折疊過濾介質(zhì),其特征在于,在過濾元件內(nèi)的不同層中選擇并使用至少兩種不同的吸附劑以與待移除的揮發(fā)性有機化合物的預(yù)期混合物相匹配。
11.一種用于潔凈室環(huán)境的過濾元件,其特征在于,所述過濾元件至少包括根據(jù)項1-10中任一項所述的折疊過濾介質(zhì)和框架。
12.根據(jù)項11所述的用于潔凈室環(huán)境的過濾元件,其特征在于,所述過濾元件包含耐溫密封劑。
13.根據(jù)項1-12中任一項所述的用于潔凈室環(huán)境的折疊過濾介質(zhì)或過濾元件的用途,其中所述折疊過濾介質(zhì)或過濾元件用于微電子工業(yè)、裸晶片制造、半導(dǎo)體工業(yè)、印刷電路板組合件、硬盤制造、平板制造、生物芯片制造、制藥工業(yè)、食品工業(yè)、醫(yī)院潔凈環(huán)境、IVF實驗室、太陽能面板制造實驗室、櫥柜和通風(fēng)櫥空氣系統(tǒng)。
14.根據(jù)項1-13中任一項所述的用于潔凈室環(huán)境的折疊過濾介質(zhì)或過濾元件的用途,其特征在于,至少兩個折疊過濾元件串聯(lián)設(shè)置。
15.根據(jù)項1-14中任一項所述的用于潔凈室環(huán)境的折疊過濾介質(zhì)或過濾元件的用途,其中所述折疊過濾介質(zhì)或過濾元件用于移除有機酸、有機堿、可凝結(jié)物、摻雜劑、氧化劑、揮發(fā)性有機化合物(VOC)和能夠通過所述吸附劑層的多孔結(jié)構(gòu)內(nèi)部的物理吸附作用吸附的所有化合物的形式的空傳分子污染物(AMC)。