CN107213746A - 一种可重复脱附再生的过滤模块及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可重复脱附再生的过滤模块及其生产方法。过滤模块由模块壳体和装填其中的复合净化颗粒组成，其中模块壳体由U型材料边框组成的矩形框件、刚性栅网、增强支撑型材以及铆焊机械固定件组成，壳体围护空间内填充有复合净化颗粒；生产方法包括复合净化颗粒的生产工序、模块壳体的生产工序和装填及密封工序。本发明相对于现有技术而言，能够实现加热脱附，多次再生，提高十数倍的使用寿命，显著减少频繁的更换耗材，提高了净化效率，降低了新风处理运行费用，从而获得高效的净化效果。

Description

一种可重复脱附再生的过滤模块及其生产方法

技术领域

本发明属于建筑新风领域，特别涉及新风***使用的一种过滤模块以及该模块的生产方法。

背景技术

由于近年来大气污染严重，催生了诸多种类的净化新风装置和***，主要物理过滤类，HEPA、HV以及静电除尘等，在对气态有毒有害物质去除，主要以活性碳包和碳纤维网等吸附材料；由于大气中除PM10、PM2.5颗粒物外，还有硝酸盐、硫酸盐、一氧化碳TVOC、臭氧、氢氧化物和过氧化物等，对人体健康造成危害，另外还有通过静电除尘器，除尘中电位差、电场，容易产生一定对人体健康有害的臭氧和过氧化物。

因此不管是仅有物理过滤颗粒物和假设活性炭吸附包及碳纤维网都很难长效处理新风中的气态污染物质及吸附材料的长期高效运行和不产生二次污染，微生物霉菌滋生等，以及带有空气负离子的清新空气。

由于传统吸附类材料，不便于机载脱附,吸附净化功能很快失去吸附功能因而许多净化器的活性炭类只能在最初使用，时间较短，一段时间有作用，由于吸附饱和(含吸收水分)，不能脱附，不仅没有净化作用，而且还易产生微生物霉菌等，造成二次污染等行业内普通存在的技术问题，同时气态净化材料缺乏标准化安装及便捷式更换。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种可重复脱附再生的过滤模块，具体结构为：

由模块壳体2和装填其中的复合净化颗粒1组成，其中模块壳体2由U型材料边框组成的矩形框件6、刚性栅网7、增强支撑型材8以及铆焊机械固定件组成，壳体围护空间内填充有复合净化颗粒1；

刚性栅网7与矩形框件6进行机械固定，固定在框材的内侧或外侧；

刚性筛网7为镀锌钢丝网、不锈钢丝或金属孔板刚性多孔通风网；

增强支撑型材8是金属H型材式C.Z型材，固定在四边框与增强型材构成的框架上。

所述复合净化颗粒1的具体构成为：两种以上的活性吸附材料9以及负离子诱发材料3、抗菌材料4和粘合助剂5组成。

其中至少两种以上的活性吸附材料9是沸石，埃洛石，硅藻土，话牲白土，贝壳粉，活性炭，氧化铝多孔物质粉体任意两种或多种任意比例混合的复合粉体；

负离子诱发材料3是电气石，锗石，六环石及高电离能们稀土混合粉体；

抗菌材料4是纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化银。

所述活性吸附材料9、负离子诱发材料3、抗菌材料4和粘合助剂5经过混合、加湿、造粒、干造、磨圆、煅烧和密封等工序制得复合净化颗粒1。

所述复合净化颗粒1的配方重量比为：

埃洛石30％、硅藻土30％、沸石30％、氧化铝5％、负离子诱发剂4％、纳米银0.1～0.5％；

活性碳30％、贝壳粉20％、硅藻土30％、活性白土10％、负离子诱发剂3％、纳米氧化锌2％、石膏粉5％；

沸石30％、贝壳粉20％、硅藻土30％、负离子诱发剂5％、石膏粉15％。

模块壳体2采用铝合金U型槽，厚度1mm*模板高度100mm*翼板25mm，型材为6000-10000mm；

模块壳体2采用镀锌钢板或不锈钢板如SUS304，规格在0.75-30mm厚度的模板进行冲压或折弯成U型材，通过折弯或加工模块边框时，整个边框可以是一根U型材料经过切角折弯实现矩型框的制作，而且该种工艺可以通过焊接固定成为矩型模块，与刚性筛网7金属材质也可以焊接连接固定。

模块壳体2中的刚性筛网7可以是金属的或者无机材料的，如碳钢镀锌网、不锈钢网，规格：2.0*0.1，孔径0.05-1.5mm；

模块壳体2中的增强支撑型材8主要是对U型边框的矩形结构内进行组成小的几何图形、三角形和矩形，一般型材的高度比U型型材的内里槽矩略小，能***U型槽内，增强支撑型材8材料采用铝合金，或者用钢板折成C.Z型材。

本发明还提供一种过滤模块的生产方法，具体步骤为：

复合净化颗粒的生产工序、模块壳体的生产工序和装填及密封工序。

其中复合净化颗粒的生产工序包括：

1、活性吸附材料9、负离子诱发材料3、抗菌材料4和粘合增强剂5均为粉料；

2、材料混合；

3、造粒；

4、磨圆；

5、煅烧；

6、密封。

其中模块壳体的生产工序包括：

1、U型边框切割弯折下料；

2、使用链接件将U型边框连接成矩形框；

3、增强型材固定在矩形框结构上；

4、安装其中一面的刚性筛网固定在矩形边框和增强型材上采用螺丝钉或铆钉。

其中装填及密封工序包括：

1、模块壳体已经安装有刚性筛网的一面朝下开口面朝上；

2、颗粒填装入模块壳体内，装填量与边框水平线相同；

3、将另一片刚性筛网固定在框体上；

4、进行对模块吹扫使用200-1000Pa或湿度≤30％，2.5-10m/s的风速从一侧向另一侧吹3.0-5.0min；

5、模块密封：采用防潮袋或自粘防潮膜袋缠绕密封。

本发明的有益技术效果在于：本复合净化颗粒的特点是具有对多种气态有毒物质有良好的吸附性和催化还原性，同时由于负离子诱生材料和抗菌材料具有强抑菌效果，在复合净化颗粒上不会滋生微生物霉菌，造成“空调病”等，霉菌通过新风影响人体健康。同时净化的空气中具有称为空气维生素，益于人体健康的负离子(原生态)。

附图说明

附图1为可重复脱附再生的过滤模块示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1提供一种可重复脱附再生的过滤模块，具体包括：

由模块壳体2和装填其中的复合净化颗粒1组成，其中模块壳体2由U型材料边框组成的矩形框件6、刚性栅网7、增强支撑型材8以及铆焊机械固定件组成，壳体围护空间内填充有复合净化颗粒1。

刚性栅网7与矩形框件6进行机械固定，可以固定在框材的内侧或外侧。

刚性筛网7为镀锌钢丝网或不锈钢丝或金属孔板等刚性多孔通风网。

增强支撑型材8可以是金属H型材式C.Z型材，可以是铝合金等刚性筛网固定在四边框与增强型材构成的框架上。

复合净化颗粒是本发明的一种模块的实现对气态有害物质进行吸附、催化还原等净化功能的核心材料。主要有两种以上或多种吸附材料，及负离子诱生材料及抑菌材料复合而成。

多种吸附材料由于多孔物质的孔隙结构不同，引力场不同可对多种复合性气态物质产生综合性较好的吸附效果，比单一的某种多孔材料对气态有害物质，分子大小不同的吸附效果更加广谱。

吸附材料可以是活性碳、硅藻土、沸石、活性白土、煅烧贝壳粉、氧化铝，及硅胶等，两种及以上多种任意比例混合的复合粉体与负离子诱生材料如：电气石、六环石、锗石及高电离能的稀土的混合粉体及抗菌材料，如：纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化银等复合功能性材料，并添加微量增强助剂，经搅拌混合、加温、造粒、煅烧、活化、制得净化颗粒。

复合净化颗粒1的具体构成为：主要有至少两种以上的活性吸附材料9以及负离子诱发材料3、抗菌材料4和粘合助剂5组成。

其中至少两种以上的活性吸附材料9可以是沸石，埃洛石，硅藻土，话牲白土，贝壳粉，活性炭，氧化铝多孔物质粉体任意两种或多种任意比例混合的复合粉体。

负离子诱发材料3可以是电气石，锗石，六环石及高电离能们稀土混合粉体，抗菌材料4可以是纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化银等。

上述活性吸附材料9、负离子诱发材料3、抗菌材料4和粘合助剂5经过混合、加湿、造粒、干造、磨圆、煅烧和密封等工序制得复合净化颗粒1。

复合净化颗粒配方实施例(重量比)：

埃洛石30％、硅藻土30％、沸石30％、氧化铝5％、负离子诱发剂4％、纳米银0.1～0.5％；

活性碳30％、贝壳粉20％、硅藻土30％、活性白土10％、负离子诱发剂3％、纳米氧化锌2％、石膏粉(增强剂)5％；

沸石30％、贝壳粉20％、硅藻土30％、负离子诱发剂5％、石膏粉15％。

上述配方可以通过干法和湿法制得3-15粒径的颗粒物，经干燥煅烧，干燥湿度60-90℃，3-6小时，经煅烧280℃-750℃，2-8小时，降温至60℃，其制品性能测试如下：

负离子发生量：(1)≥21000个/cm³.s

(2)≥18000个/cm³.s

JC/T 1016-2000

(3)≥24000个/cm³.s

甲醛去除率：(1)≥98.3％

风速2.5m/s

模块厚度100mm

(2)≥95.1％

(3)≥97.5％

TVOC去除率：(1)≥95.2％

2.5m/s(风速)

(2)≥94.6％

100mm(厚度)

(3)≥98.4％

单个过滤模块的规格为：厚度20-150mm、长度100-2000mm，宽度100-2000mm，模块的两较长边框上有一至多个平行连接的横向支撑c，刚性网状材料B的规格：孔径2.0x0.001mm，

模块壳体2中的U型边框6材料为金属材料，可以是铝合金U型材或薄钢板，如：镀锌钢板、不锈钢板、钢板厚度0.5-3mm之间，使金属薄板可以折弯冲压机械加工，U型边框的规格决定模块的规格，特别是模块厚度、模块长度、宽度，可以根据需要调整。

模块壳体2采用铝合金U型槽，厚度1mm*模板高度100mm*翼板(槽高)25mm，型材可以6000-10000mm，可以在1-3*30-150*15-30的规格上选择。

模块壳体2采用镀锌钢板或不锈钢板如SUS304，规格在0.75-30mm厚度的模板进行冲压或折弯成U型材，通过折弯或加工模块边框时，整个边框可以是一根U型材料经过切角折弯实现矩型框的制作，而且该种工艺可以通过焊接固定成为矩型模块，与刚性筛网7金属材质也可以焊接连接固定。

按上述两种制作材质加工办法制作如下规格的模块壳体2：

1)铝合金：宽度500*长度1000*厚度100

型材规格:1.0*100*25

2)铝合金:宽度600*长度1500*厚度120

型材规格:2.0*120*25

3)镀锌板：宽度500*长度1000*厚度100

型材规格：1.0*75*20

4)不锈钢板SUS304：宽度1000*1500*120

型材规格：2.5*100*25

模块壳体2中的刚性筛网7可以是金属的或者无机材料的，如碳钢镀锌网、不锈钢网，规格：2.0*0.1，孔径0.05-1.5mm。

模块壳体2中的增强支撑型材8主要是对U型边框的矩形结构内进行组成小的几何图形、三角形和矩形，一般型材的高度比U型型材的内里槽矩略小，能***U型槽内，增强支撑型材8材料采用铝合金，也可以用钢板折成C型Z型材，具体为：

铝合金：H型型材：厚度2.0，腹高100，翼宽25(mm)

不锈钢：C型型材：厚度1.5，腹高120，翼宽30(mm)

本发明公开的过滤模块采用的材料组成均为：耐温、耐热老化材料，以满足加温脱附的需要，具体生产步骤包括：

复合净化颗粒的生产工序；

模块壳体的生产工序；

装填及密封工序。

一、复合净化颗粒的生产工序：

1、活性吸附材料9、负离子诱发材料3、抗菌材料4和粘合增强剂5均为粉料。

2、材料混合(加湿)：

在搅拌机中按配比加料，进行均充混合投加料顺序为：活性收附材料，粘合增强助剂5，负离子诱发材料3，抗菌材料4。一般高搅机，800-1200转/分钟，搅拌20-40分钟，可采用搅拌加湿一体机，在搅拌的同时进行加湿，采用干式造粒时，加湿度在5-15％，湿造粒时加湿度30-60％。

3、造粒：

造粒可采用干式造粒或湿式造粒，造粒的粒经在3.0-20mm，干式造粒后可直接进入下道工序，湿式造粒后先干燥(60℃以内)含水率≤20％后，进行下道工序。

4、磨圆：

采用离心式磨圆机进行磨圆后粉屑筛除去。

5、煅烧：

煅烧温度在：350℃-750℃，煅烧时间：2-8小时。

6、密封：

采用隔湿包装袋，在复合颗粒50-60℃时装入隔湿包装袋待用。

二、模块壳体的生产工序：

1、U型边框切割弯折下料(根据模块规格)；

2、使用链接件将U型边框连接成矩形框；

3、增强型材固定在矩形框结构上；

4、安装其中一面的刚性筛网固定在矩形边框和增强型材上采用螺丝钉或铆钉。

三、装填及密封工序：

1、模块壳体已经安装有刚性筛网的一面朝下开口面朝上。

2、颗粒填装入模块壳体内，装填量与边框水平线相同(用括板括平)

3、将另一片刚性筛网固定在框体上。

4、进行对模块吹扫(除尘)使用200-1000Pa或湿度≤30％，2.5-10m/s的风速从一侧向另一侧吹3.0-5.0min。

5、模块密封：采用防潮袋或自粘防潮膜袋缠绕密封。

最终获得过滤模块成品。

在上述实施方式可制得下列规格的模块壳体：

1、宽度500*长度1000*厚度100的铝合金模块壳体在500*1000的矩形模块体上安装二道H型或C.Z型，即在1/3*1000部分做增强，即在一个模块有三个矩形体存在，刚性筛网采用孔径1.5mm，径0.2mm镀锌不锈钢网，通过自攻钉与框体进行固定。

2、宽度1000*1500*120规格的不锈钢材质SUS304模块壳体，其中在1000*1500矩形模块壳体上安装了3道增强C型钢，刚性筛网为SUS304不锈钢，孔径为2.0mm，径0.3mm，通过点焊机焊接与框体连接固定。

下面是本发明的模块制品的实效性能：

过滤模块的主要技术指标：

①耐温性能：≥450℃

②密度:0.83-0.91吨/m3

③风阻:50-89pa(100厚度)

④使用寿命:3000小时(h)

⑤脱附再生:≥15次

净化效率:(风速2.5m/s)

1、一层100mm模块：

TVOC、甲醛、臭氧O₃(％)

95.2(CH₂O)98.3 92.1

二层99.6 99.9 96.8

2、负离子浓度(出风口)：

一层(100)：2800个/cm3.s

二层(100)：4300个/cm3.s

所述的本发明的一种过滤模块可以方便的适用于各种新风***净化和室内净化器，也适用于国防工程的新风净化；实现标准化安装维修，安装更换便捷，可以与物理过滤与活就颗粒吸附方式组合复合净化处理，其另外的主要特点是能够实现加热脱附，多次再生，提高十数倍的使用寿命，显著减少频繁的更换耗材，提高了净化效率，降低了新风处理运行费用，从而获得高效的净化效果。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种可重复脱附再生的过滤模块，其特征在于，由模块壳体2和装填其中的复合净化颗粒1组成，其中模块壳体2由U型材料边框组成的矩形框件6、刚性栅网7、增强支撑型材8以及铆焊机械固定件组成，壳体围护空间内填充有复合净化颗粒1；

刚性栅网7与矩形框件6进行机械固定，固定在框材的内侧或外侧；

刚性筛网7为镀锌钢丝网、不锈钢丝或金属孔板刚性多孔通风网；

增强支撑型材8是金属H型材式C.Z型材，固定在四边框与增强型材构成的框架上。

2.根据权利要求1所述的过滤模块，其特征在于，所述复合净化颗粒1的具体构成为：两种以上的活性吸附材料9以及负离子诱发材料3、抗菌材料4和粘合助剂5组成。

3.根据权利要求2所述的过滤模块，其特征在于，其中至少两种以上的活性吸附材料9是沸石，埃洛石，硅藻土，话牲白土，贝壳粉，活性炭，氧化铝多孔物质粉体任意两种或多种任意比例混合的复合粉体；

负离子诱发材料3是电气石，锗石，六环石及高电离能们稀土混合粉体；

抗菌材料4是纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化银。

4.根据权利要求2所述的过滤模块，其特征在于，所述活性吸附材料9、负离子诱发材料3、抗菌材料4和粘合助剂5经过混合、加湿、造粒、干造、磨圆、煅烧和密封等工序制得复合净化颗粒1。

5.根据权利要求1所述的过滤模块，其特征在于，所述复合净化颗粒1的配方重量比为：

埃洛石30％、硅藻土30％、沸石30％、氧化铝5％、负离子诱发剂4％、纳米银0.1～0.5％；

活性碳30％、贝壳粉20％、硅藻土30％、活性白土10％、负离子诱发剂3％、纳米氧化锌2％、石膏粉5％；

沸石30％、贝壳粉20％、硅藻土30％、负离子诱发剂5％、石膏粉15％。

6.根据权利要求1所述的过滤模块，其特征在于，模块壳体2采用铝合金U型槽，厚度1mm*模板高度100mm*翼板25mm，型材为6000-10000mm；

模块壳体2采用镀锌钢板或不锈钢板如SUS304，规格在0.75-30mm厚度的模板进行冲压或折弯成U型材，通过折弯或加工模块边框时，整个边框可以是一根U型材料经过切角折弯实现矩型框的制作，而且该种工艺可以通过焊接固定成为矩型模块，与刚性筛网7金属材质也可以焊接连接固定。

7.根据权利要求1所述的过滤模块，其特征在于，

模块壳体2中的刚性筛网7可以是金属的或者无机材料的，如碳钢镀锌网、不锈钢网，规格：2.0*0.1，孔径0.05-1.5mm；

模块壳体2中的增强支撑型材8主要是对U型边框的矩形结构内进行组成小的几何图形、三角形和矩形，一般型材的高度比U型型材的内里槽矩略小，能***U型槽内，增强支撑型材8材料采用铝合金，或者用钢板折成C.Z型材。

8.制造权利要求1所述的过滤模块的生产方法，其特征在于，包括

复合净化颗粒的生产工序、模块壳体的生产工序和装填及密封工序。

9.根据权利要求8所述的生产方法，其特征在于，

复合净化颗粒的生产工序包括：

1、活性吸附材料9、负离子诱发材料3、抗菌材料4和粘合增强剂5均为粉料；

2、材料混合；

3、造粒；

4、磨圆；

5、煅烧；

6、密封。

10.根据权利要求8所述的生产方法，其特征在于，

模块壳体的生产工序包括：

1、U型边框切割弯折下料；

2、使用链接件将U型边框连接成矩形框；

3、增强型材固定在矩形框结构上；

4、安装其中一面的刚性筛网固定在矩形边框和增强型材上采用螺丝钉或铆钉。

装填及密封工序包括：

1、模块壳体已经安装有刚性筛网的一面朝下开口面朝上；

2、颗粒填装入模块壳体内，装填量与边框水平线相同；

3、将另一片刚性筛网固定在框体上；

4、进行对模块吹扫使用200-1000Pa或湿度≤30％，2.5-10m/s的风速从一侧向另一侧吹3.0-5.0min；

5、模块密封：采用防潮袋或自粘防潮膜袋缠绕密封。