用于過濾裝置的阻燃劑和提高過濾裝置阻燃性的方法
【專利摘要】在用于提高過濾裝置阻燃性的方法中，將負(fù)載了可燃?xì)馊苣z的空氣流引入過濾器。過濾器從空氣流中至少絕大部分地截留了氣溶膠。將顆粒狀阻燃劑引入到引入過濾器的空氣流中。該阻燃劑具有多孔的礦物粒料作為主要成分。
【專利說明】用于過濾裝置的阻燃劑和提高過濾裝置阻燃性的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于過濾裝置的阻燃劑以及用于提高過濾裝置阻燃性的方法。
現(xiàn)有技術(shù)
[0002]在技術(shù)和工業(yè)的很多領(lǐng)域都產(chǎn)生負(fù)載了氣溶膠的廢氣流。在這種情況下，氣溶膠是精細(xì)分布的固態(tài)或液態(tài)懸浮微粒，它們被夾帶至廢氣流中并且通常必須從其中沉降。
[0003]為了從空氣流中分離氣溶膠微粒，經(jīng)常使用截留氣溶膠微粒的過濾裝置。因?yàn)闅馊苣z通常是可燃的并且由于其大的比表面積而顯示出易燃性，在此經(jīng)常引起這樣的過濾裝置中的燃燒或爆炸和/或爆燃。這類燃燒經(jīng)常與過濾裝置的大的損傷相聯(lián)系，因?yàn)橥ǔ：芡聿拍鼙话l(fā)現(xiàn)并且根據(jù)氣溶膠的不同類型經(jīng)常也而很難撲滅，尤其是在例如小的金屬顆粒作為氣溶膠微粒存在并且相應(yīng)地達(dá)到高的燃燒溫度的情況下。
[0004]本發(fā)明
[0005]因此，本發(fā)明的目的在于，提供用于過濾裝置的阻燃劑和提高過濾裝置阻燃性的方法，這降低了燃燒和/或爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。
[0006]所述目的通過具有權(quán)利要求1特征的用于過濾裝置的阻燃劑，以及具有權(quán)利要求5特征的改善過濾裝置阻燃性的方法來實(shí)現(xiàn)。獨(dú)立權(quán)利要求的特征代表有利的實(shí)施方案。
[0007]根據(jù)本發(fā)明提供了一種方法，在所述方法中將負(fù)載了可燃?xì)馊苣z的空氣流引入過濾器，其中，過濾器從空氣流中至少絕大部分地截留了氣溶膠，其中將顆粒狀阻燃劑引入到引入過濾器的空氣流中。該顆粒狀阻燃劑在此分布在空氣流中，且顆粒與氣溶膠互相作用，由此降低氣溶膠的潛在反應(yīng)性表面積并因此降低了著火的危險(xiǎn)。然后，該阻燃劑與氣溶膠在過濾器中分離，并且可以隨后與已分離的氣溶膠一同清理或回收利用。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的阻燃劑在此具有多孔的礦物粒料，還優(yōu)選粒料的小塊狀和/或小片狀碎片作為主要成分。由于多孔性，粒料具有可以與氣溶膠互相作用的大的表面積，并且因此可以結(jié)合大量的氣溶膠微粒。礦物材料在此提供的優(yōu)點(diǎn)在于，自身是不易燃的，從而不會(huì)通過阻燃劑的表面帶來新的火源。因此，由于空氣流中的阻燃劑顆粒不僅降低了過濾器自身發(fā)生燃燒的危險(xiǎn)，而且還降低了通往過濾器的空氣流中的氣溶膠著火的危險(xiǎn)。
[0009]在此，粒料優(yōu)選具有大于80%的孔體積，特別優(yōu)選具有大于90%的孔體積。在此，孔體積被定義為粒料顆粒的孔的體積與粒料顆?？傮w積的商。這類高度多孔的材料一方面具有提供大的表面積的優(yōu)勢(shì)，另一方面由于其低的密度而很容易被空氣流帶走，從而可以防止從空氣流中不期望的沉降。
[0010]有利地，所述粒料具有二氧化硅作為主要成分，尤其是以60至80重量％的濃度。其優(yōu)點(diǎn)在于，除反應(yīng)惰性以外還對(duì)健康無害，并且在自然界中作為廉價(jià)的原料而可以以實(shí)踐上無限量地供應(yīng)。在此優(yōu)選涉及由膨脹的'(geblSht)_珍珠巖構(gòu)成的粒料。從作為天然
存在的廉價(jià)原料提供的天然珍珠巖可以在吹煉過程(BlShprozess)中以簡單的方式獲得膨脹的珍珠巖。為此僅需要將珍珠巖加熱至變得粘稠，因?yàn)樘烊淮嬖诘恼渲閹r包含保存水(Wassereinlagerung),其在此過程中蒸發(fā)并因此產(chǎn)生高度多孔的粒狀材料。
[0011]優(yōu)選地，所述阻燃劑在引入空氣流之前或者在空氣流中粉碎。阻燃劑的粒料越小，則越容易被空氣流夾帶，并因此更好地接近孔中的表面。通常增大了阻燃劑的可利用表面。所述粉碎在此可以是單獨(dú)的方法步驟，或者作為粒料之間或粒料與障礙物例如管壁在空氣流中互相碰撞的結(jié)果。
[0012]所述過濾器可以是濾餅過濾器、錯(cuò)流過濾器或深度過濾器。在此，微粒的滯留在濾餅過濾器的情況下發(fā)生在構(gòu)建在過濾介質(zhì)上的過濾塊中。在深度過濾器的情況下，微粒沉淀在此后將穿透的過濾介質(zhì)自身上；而在錯(cuò)流過濾器的情況下，通過過濾介質(zhì)小角度的流動(dòng)避免形成過過濾塊和避免微粒穿透過濾介質(zhì)，從而可以實(shí)現(xiàn)過濾介質(zhì)上低的壓力損失。
[0013]過濾器的過濾介質(zhì)可以是氈、纖維定向排列的非織造織物、紡粘型非織造織物、無定向纖維非織造織物、單長絲織物或多長絲織物。還可以使用多孔的固體作為過濾介質(zhì)，例如填塞材料或燒結(jié)的金屬。同樣可以考慮膜或由紗線卷繞的過濾介質(zhì)。在此對(duì)根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的阻燃劑有利的是，通常由于附加的阻燃劑而不必對(duì)過濾介質(zhì)提出提高的要求。更確切地說，在很多情況下，尤其是在形成過濾塊的過濾器的情況下，期望的是阻燃劑的粒料對(duì)過濾塊的可透過性有積極的影響，或者在不形成過濾塊的過濾方法的情況下防止過濾介質(zhì)的粘附和堵塞或至少使粘附和堵塞變得困難。后一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在氣溶膠是烴，尤其是油或脂肪的情況下是特別明顯的。
[0014]阻燃劑可以例如用于以下工業(yè)部門:木材加工和木基材料的加工、紙品加工和印刷、塑料加工、紡織加工、皮革加工、橡膠加工和金屬加工、氣動(dòng)傳動(dòng)技術(shù)、汽車技術(shù)及配件技術(shù)、金屬加工、激光工藝、化學(xué)、藥學(xué)、廢物處理和回收利用。在這些工業(yè)部門中經(jīng)常出現(xiàn)負(fù)載固體或液體氣溶膠的廢氣流，可以在其中有效地使用所述阻燃劑。
[0015]通常，對(duì)于使用阻燃劑而言，可以考慮所有負(fù)載了氣溶膠的廢氣流。但是，特別有利的應(yīng)用領(lǐng)域是食品工業(yè)、食品加工工業(yè)、化學(xué)加工工業(yè)、熱加工工業(yè)或機(jī)械加工工業(yè)或制造業(yè)中的廢氣流。尤其是在這些工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)生的負(fù)載了氣溶膠的廢氣流，它經(jīng)常包含油、月旨肪或其他烴并且由此是易燃的，但是可以與根據(jù)本發(fā)明的阻燃劑良好地結(jié)合。在此還有利的是，阻燃劑可被氣溶膠潤濕，優(yōu)選氣溶膠與阻燃劑(Flammschutzwinkel)形成〈90°的接觸角。以這樣的方式，氣溶膠特別好地附著在阻燃劑上，并且可以快速進(jìn)入粒料的孔中和/或更好地附著在粒料的碎片上，由此將鄰近空氣流的氣溶膠微粒的表面積降至原來的一小部分。
[0016]產(chǎn)生特別適用于根據(jù)本發(fā)明的提高阻燃性方法的、負(fù)載了氣溶膠的廢氣流的制造工藝領(lǐng)域的工藝的實(shí)例是例如原型工藝，例如由無定形材料制造工件的鑄造或燒結(jié)的工藝。在這種情況下，尤其是在制造過程中蒸發(fā)的助劑作為氣溶膠存在。但是，根據(jù)DIN8583的成型工藝?yán)珏懺?、碾壓、擠壓、深沖、壓力成型法；根據(jù)DIN8584的拉伸壓縮成型法；根據(jù)DIN8585的拉伸成型法；根據(jù)DIN8586的彎曲成型法和根據(jù)DIN8587的剪切成型法，也可以是負(fù)載了氣溶膠的廢氣流的來源，例如由于脫模劑的使用，在所述工藝中可以有利地應(yīng)用本發(fā)明。
[0017]另外，切割工藝，尤其是利用幾何形狀特定或非特定切割的切削加工，例如鉆孔、銑削、車削、鋸、打磨、珩磨或研磨；以及接合工藝，尤其是焊接或釬焊，所有涂層工藝和用于改變材料性能的工藝，例如淬火、退火、回火、老化(Aus Iagern)或提煉,這些都是廢氣流的來源，對(duì)這些工藝來說根據(jù)本發(fā)明的阻燃劑是特別有利的，因?yàn)樵谥圃爝^程中蒸發(fā)的助劑通常包含烴類，廢氣流中也存在金屬顆粒，由此特別需要有效的阻燃性。
[0018]附圖簡述
[0019]以下依據(jù)附圖1至5更詳細(xì)地示意性說明本發(fā)明。其中:
[0020]圖1-根據(jù)本發(fā)明的示例性方法的示意性方法流程圖；
[0021]圖2 -根據(jù)本發(fā)明的阻燃劑的表面的示意圖；
[0022]圖3 -具有開孔的表面結(jié)構(gòu)的根據(jù)本發(fā)明阻燃劑的單個(gè)粒料的示意圖；
[0023]圖4-根據(jù)本發(fā)明的示例性阻燃劑的表面結(jié)構(gòu)的掃描電子顯微鏡照片；
[0024]圖5-具有開孔的表面結(jié)構(gòu)的根據(jù)本發(fā)明的示例性阻燃劑的單個(gè)粒料的掃描電子顯微鏡照片。
[0025]本發(fā)明的最佳實(shí)施方式
[0026]在示例性方法中，在示例性工藝技術(shù)和/或制造技術(shù)裝置I中產(chǎn)生負(fù)載了氣溶膠的廢氣流。通過用于固體物質(zhì)的分配器2將示例性的根據(jù)本發(fā)明的阻燃劑添加到廢氣流中，并與氣溶膠一起沉降在過濾器3中。在不例性方法中，廢氣流通過鼓風(fēng)機(jī)4輸送,鼓風(fēng)機(jī)在所示實(shí)施例中以有利的方式設(shè)置在過濾器后面。這樣凈化的廢氣可以例如經(jīng)由清潔氣體出口 5來釋放。分配器I可以是注射器，例如可以將阻燃劑注入到廢氣流中的任意注射器。
[0027]示例性的阻燃劑是膨脹的珍珠巖。珍珠巖經(jīng)過膨脹過程達(dá)到在20°下為70+/-20kg/m3的容積密度。在這種情況下，在珍珠巖粒料的內(nèi)部產(chǎn)生具有開放的孔結(jié)構(gòu)的高度多孔性，其中表面上的孔開口的直徑在5至40 μ m的量級(jí)范圍內(nèi)。因?yàn)樗隹撞皇菆A形的形狀，直徑的概念在此是就等效直徑而言的，就是說，作為相同尺寸的圓形孔的直徑。作為尺寸在此是指孔開口對(duì)粒料微粒表面的橫截面，因?yàn)樗鲩_口的尺寸對(duì)氣溶膠進(jìn)入多孔的粒料顆粒的可能是至關(guān)重要的。
[0028]在所示的有利情況下，由于粒料的高度多孔性，孔之間的室壁(ZellwSnde)的壁厚在大約一個(gè)μm的量級(jí)范圍內(nèi)。這種由硬而脆的材料構(gòu)成的非常薄的室壁是易碎的，如圖4，且尤其是圖5中可以明顯看到的，存在大量已經(jīng)破碎但是仍附著在粒料上的室壁片段，它們能夠特別好地附著表面上，例如在細(xì)小油滴的表面上，并且它們因此可以覆蓋抑制燃燒的層。
【權(quán)利要求】
1.用于過濾裝置的阻燃劑，所述阻燃劑具有多孔的礦物粒料作為主要成分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的阻燃劑，其特征在于，所述粒料具有大于80%，優(yōu)選大于90%的孔體積。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的阻燃劑，其特征在于，所述顆粒包含二氧化硅作為主要成分。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的阻燃劑，其特征在于，所述粒料是膨脹的珍珠巖。
5.用于提高過濾裝置阻燃性的方法，在所述方法中，將負(fù)載了可燃?xì)馊苣z的空氣流引入過濾器，其中，過濾器從空氣流中至少絕大部分地截留了氣溶膠，其特征在于，將顆粒狀阻燃劑，優(yōu)選根據(jù)權(quán)利要求1至4之一的阻燃劑引入到引入過濾器的空氣流中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于，將所述阻燃劑在引入空氣流之前或在空氣流中粉碎。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6的方法，其特征在于，所述氣溶膠是烴，尤其是油或脂肪。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，所述空氣流是食品工業(yè)、食品加工工業(yè)、化學(xué)加工工業(yè)、熱加工工業(yè)或機(jī)械加工工業(yè)或制造業(yè)領(lǐng)域的廢氣流。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，所述過濾器是濾餅過濾器、錯(cuò)流過濾器或深度過濾器。
10.根據(jù)權(quán)利要求5至9中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，所述空氣流在經(jīng)過過濾器時(shí)至少部分地穿透過濾介質(zhì)，其中所述過濾介質(zhì)優(yōu)選是篩網(wǎng)、氈、纖維定向排列的非織造織物、紡粘型非織造織物、無定向纖維非織造織物、填塞材料、多孔固體，尤其是燒結(jié)的金屬、由紗線卷繞的過濾介質(zhì)、膜、單長絲織物或多長絲織物。
11.根據(jù)權(quán)利要求5至10中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，所述阻燃劑可被氣溶膠潤濕，優(yōu)選所述氣溶膠與阻燃劑構(gòu)成小于90°的接觸角。
12.根據(jù)權(quán)利要求5至11中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，所述空氣流來自原型工藝、成型工藝、分離工藝、接合工藝、涂層工藝或改變材料性能的工藝的操作領(lǐng)域。
【文檔編號(hào)】B01D39/06GK103889543SQ201180073298
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2011年9月7日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月7日
【發(fā)明者】J·豪斯特恩伯格 申請(qǐng)人:康波費(fèi)爾姆有限公司