ES2967253T3 - Dispositivo de filtración para aparato de purificación de aire - Google Patents

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Alper Caliskan
Patrick Morin
Emmanuel Chevallier
Thomas Caron
Sylvain Colomb
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Abstract

La invención se refiere a un dispositivo de filtración (110) para un aparato de purificación de aire, que comprende una primera estructura de cartucho filtrante (104) que contiene un material absorbente o adsorbente clásico seleccionado entre carbón activado o zeolita, caracterizado porque el dispositivo comprende un segundo dispositivo de filtración diferente. estructura de cartucho (106) que contiene un medio filtrante que consiste en un material adsorbente específico que es poroso y funcionalizado con al menos una molécula sonda de tal manera que atrapa contaminantes químicos de tipo aldehído. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de filtración para aparato de purificación de aire
La presente invención se refiere en general al campo de los dispositivos de purificación del aire ambiente y más particularmente a dispositivos de filtración para este tipo de dispositivos y que tienen capacidades de absorción en particular de aldehídos y formaldehídos.
Por aldehído se entiende cualquier molécula orgánica que tiene una función carbonilo terminal elegida preferentemente entre formaldehído, acetaldehído, propionaldehído, butiraldehído, acroleína, pentanal, hexanal y benzaldehído.
Los aldehídos se encuentran entre los contaminantes químicos domésticos más abundantes. Sus fuentes son extremadamente numerosas. En particular, pueden estar relacionados con la producción externa, como la fotooxidación del metano. Sin embargo, las principales fuentes de emisiones de aldehídos se encuentran en el interior de las viviendas y son muy diversas: resinas y colas utilizadas para fabricar tableros de aglomerado, tableros de partículas y contrachapados, espumas aislantes de ureaformol utilizadas como aislamiento térmico, por inyección en paredes y tabiques, en revestimientos textiles, papeles pintados, pinturas, cueros, etc.
El formaldehído es también un agente conservante, desinfectante y deshidratante. Por estos motivos, se utiliza mucho como disolvente en los hospitales para la desinfección de instrumentos quirúrgicos pero también en la industria de servicios funerarios donde se practica la tanatopraxia.
Teniendo en cuenta los efectos nocivos de estos contaminantes químicos para la salud pública, parece necesario garantizar la purificación del aire ambiente en los edificios residenciales reduciendo el contenido de aldehídos, y en particular de formaldehído, y ofreciendo nuevas medidas de descontaminación.
Según el estado de la técnica conocido, los métodos para purificar contaminantes químicos gaseosos presentes en el aire ambiente se pueden clasificar en 2 categorías:
• Destrucción del contaminante por degradación de compuestos orgánicos hasta su total mineralización, es decir hasta su transformación en CO2 y H2O por oxidación o fotooxidación.
• Atrapamiento por materiales adsorbentes porosos que retienen los contaminantes, pero no los degradan. Estos materiales son del tipo zeolita o carbón activado y se usan comúnmente en el tratamiento del aire ambiente para atrapar compuestos orgánicos volátiles y olores.
La primera categoría está formada por dispositivos que utilizan oxidantes como el ozono o que promueven la oxidación como los plasmas o la fotocatálisis.
La segunda categoría utiliza los poderes y capacidades adsorbentes de materiales porosos con una gran superficie específica (> 100 m2/g), no permite que las moléculas se degraden, las retiene en un medio poroso.
La primera categoría tiene la desventaja de ser compleja y relativamente costosa. Además, puede generar productos de subdescomposición que pueden resultar más peligrosos que el compuesto eliminado.
La segunda categoría tiene la desventaja de tener tasas de captura muy diferentes de un compuesto químico a eliminar a otro. Por ejemplo, el carbón activado es eficaz para adsorber compuestos aromáticos, pero se sabe que es ineficaz para adsorber aldehídos. Además, en esta segunda categoría, el medio poroso es probable que libere moléculas contaminantes cuando se satura o se somete a un aumento de temperatura o humedad relativa o a una disminución de la concentración de contaminante atrapado. Este es el caso, por ejemplo, del carbón activado o de la zeolita.
El documento WO 2014/07808 describe materiales porosos comúnmente utilizados para adsorber compuestos orgánicos volátiles, en particular zeolita o carbón activado: este documento también describe cartuchos que adsorben compuestos orgánicos volátiles; estos cartuchos adsorbentes se pueden combinar con cartuchos de filtración de CO2 a base de alúmina para absorber tantos gases nocivos como sea posible.
De acuerdo al documento FR 2890745, un material poroso particularmente eficaz para la eliminación de aldehídos y más precisamente formaldehído es una matriz nanoporosa de óxidos metálicos que comprende al menos una función reactiva a los aldehídos.
Los fabricantes de materiales adsorbentes están trabajando para mejorar la eficiencia de sus materiales funcionalizándolos. Desafortunadamente, esta funcionalización se realiza mediante impregnación, lo que tiene el inconveniente de limitar el acceso a la superficie específica en el caso de impregnaciones fuertes y, por tanto, de limitar las capacidades de captura si se desea impregnar una cantidad suficiente.
En un primer aspecto, un objetivo de la invención es mejorar el rendimiento de los dispositivos de filtración para aparatos de purificación del aire ambiente combinando un material absorbente o adsorbente convencional para compuestos químicos que contaminan el aire ambiente y un medio adsorbente específico. Llamaremos medio adsorbente específico o medio filtrante a cualquier material capaz de adsorber compuestos químicos contaminantes del aire ambiente para los cuales los materiales adsorbentes convencionales no son efectivos; se dirigen en particular a los aldehídos y en particular al formaldehído.
En un segundo aspecto, un objetivo de la invención es atrapar permanentemente contaminantes del aire ambiente mediante absorción.
Según un tercer aspecto, un objetivo de la invención es evitar la liberación al aire ambiente de contaminantes que probablemente sean liberados por materiales adsorbentes convencionales tales como en particular la zeolita o el carbón activado.
Así, el dispositivo de la invención comprende o está compuesto por al menos dos cartuchos filtrantes, uno de los cuales contiene un material absorbente o adsorbente convencional, y otro contiene un medio adsorbente específico, asegurando dicho dispositivo el paso del aire ambiente a través de al menos dos cartuchos, con el fin de atrapar permanentemente y en grandes cantidades la gran mayoría de los contaminantes atmosféricos.
Más específicamente, el dispositivo de la invención es un dispositivo de filtración para un dispositivo de purificación de aire como se describe en la reivindicación 1 y que comprende una primera estructura de cartucho de filtro y una segunda estructura de cartucho de filtro distinta.
El material adsorbente específico se fabrica mediante un proceso sol-gel para la incorporación en una estructura nanoporosa de óxidos metálicos, moléculas sonda capaces de atrapar aldehídos. Ventajosamente, este proceso es un proceso de incorporación One-Pot.
La molécula sonda que porta una función reactiva capaz de reaccionar con una función aldehído se elige entre las enaminonas y los correspondientes pares p-dicetona/amina, iminas, aminas, imidas e hidrazinas, o las sales derivadas de estos compuestos.
En una realización, la estructura que garantiza la retención del medio filtrante es una estructura rígida alveolar, conteniendo los alveolos el medio filtrante.
En una realización, se ensambla una película microperforada en las caras aguas arriba y aguas abajo de la estructura alveolar rígida.
En una realización, la tasa de llenado de los alveolos por el medio filtrante es superior al 40 %, preferiblemente superior al 50 %.
El material adsorbente específico se presenta en forma de gránulos. Preferiblemente, los gránulos son cilíndricos, con una relación L/D>1 en donde L corresponde a la longitud de un gránulo y D corresponde al diámetro de un gránulo; D está preferentemente entre 0,1 y 8 mm, muy preferentemente entre 1 y 5 mm, más preferentemente entre 2 y 4 mm, incluso más preferentemente alrededor de 3 mm; L está preferiblemente entre 1 y 20 mm, muy preferiblemente entre 2 y 10 mm, más preferiblemente es aproximadamente 5,5 mm. El término aproximadamente en la presente solicitud de patente, precediendo a un valor numérico, significa una variación de más o menos el 15% de este valor numérico.
En una realización, la estructura que garantiza la retención del medio filtrante es un conjunto de varias películas, por ejemplo del tipo tejido poroso no tejido sobre el cual se impregna/rocía y/o intercala el medio filtrante con o sin el material absorbente. o adsorbente convencional.
En una realización, la masa de material adsorbente específico representa entre el 5 y el 95% de la masa de material absorbente o adsorbente convencional.
En una realización, el área superficial específica del material adsorbente específico está entre 400 y 1200 m2/g, preferentemente entre 450 y 800 m2/g, muy preferiblemente alrededor de 600 m2/g.
La presente solicitud se refiere también a un dispositivo de purificación de aire que comprende el dispositivo de filtración definido en una de las variantes anteriores.
Otras características y ventajas de la presente invención aparecerán más claramente con la lectura de la descripción detallada que sigue de realizaciones de la invención dadas a título de ejemplo no limitativo e ilustradas por los dibujos adjuntos, en donde
• La figura 1 muestra una vista despiezada de un aparato de filtración que comprende el dispositivo de filtración;
• La figura 2 representa esquemáticamente una primera estructura de cartucho filtrante;
• Las figuras 3A y 3B representan respectivamente una vista frontal y una vista en perspectiva de una segunda estructura del dispositivo de filtración;
• La figura 4 representa la evolución de la concentración de formaldehído en una habitación con una primera realización alternativa del dispositivo de filtración;
• La figura 5 representa la evolución de la concentración de formaldehído en una habitación con una segunda realización alternativa del dispositivo de filtración.
El principal objetivo de la invención es un dispositivo de filtración que comprende una pluralidad de materiales filtrantes. Los diferentes materiales filtrantes combinados o separados permiten eliminar compuestos orgánicos volátiles presentes en el aire ambiente por absorción y adsorción. Según la invención, los compuestos orgánicos volátiles adsorbidos y adsorbidos son en particular aldehídos y/o disolventes. El dispositivo de filtración está destinado a instalarse en un dispositivo de purificación del aire ambiente capaz de funcionar a caudales de unos pocos m3/h a varios miles de m3/h.
La figura 1 representa un dispositivo 100 para purificar el aire ambiente capaz de recibir el dispositivo de filtración según la invención. El aparato comprende esencialmente una carcasa 101 que comprende un alojamiento 108 para un dispositivo de filtración 110. El alojamiento 108 está cerrado por una cubierta 102. Se forman rejillas de entrada (no mostradas) para permitir que el aire ambiente entre en el aparato 100. En una realización, las rejillas de entrada están ubicadas en las proximidades de la cubierta 102 de la carcasa 101. En una realización, las rejillas de entrada no están ubicadas en las proximidades de la cubierta 102 de la carcasa 101. El alojamiento comprende, aguas arriba del dispositivo de filtración 110, un ventilador motorizado (no mostrado) que crea succión en el alojamiento 108 a través de una rejilla 107. En una realización, la forma de la rejilla 107 es circular. En una realización, la forma de la rejilla 107 es arbitraria. La carcasa 101 también incluye orificios de salida 109 para el aire purificado. En una realización, estos orificios de salida 109 están colocados en la parte superior de la carcasa 101. En otra realización, estos orificios de salida 109 están colocados en otra cara de la carcasa 101.
En una realización, el dispositivo de filtración 110 comprende al menos dos cartuchos filtrantes 104 y 106. En una realización de la invención, el dispositivo de filtración comprende cuatro cartuchos filtrantes separados 103, 104, 105, 106, como se muestra en la figura 1.
Según la invención, una primera estructura de cartucho filtrante 104 contiene un material absorbente o adsorbente convencional elegido entre carbón activado o zeolitas. Según la invención, el dispositivo de filtración 110 comprende una segunda estructura de cartucho filtrante 106, distinta de la primera, que contiene un medio filtrante en la realización alternativa mostrada en la figura 1.
Este medio filtrante está constituido por un material adsorbente específico para atrapar compuestos que se eliminan muy mal por el material absorbente o adsorbente convencional como por ejemplo los compuestos de tipo aldehído y más particularmente el formaldehído.
El material adsorbente específico es un material capaz de atrapar específicamente un contaminante o una familia de contaminantes. Los medios filtrantes pueden atrapar la familia de los aldehídos mediante moléculas sonda (o principio activo) adaptadas e incorporadas en una estructura nanoporosa. Una elección informada de las moléculas sonda puede permitir atrapar más específicamente un contaminante como el formaldehído. El proceso de fabricación del material adsorbente específico tipo sol-gel permite introducir el principio activo durante su producción en One-pot (in situ) y no mediante impregnación. El proceso de fabricación del material adsorbente específico permite introducir numerosos principios activos sin impregnación. De este modo se evita la saturación de la superficie específica mediante impregnación. En una realización, el material adsorbente específico no contiene zeolita ni carbón activado.
En una realización preferida, el aire ambiente que entra a través de las rejillas de entrada dentro del alojamiento 108 pasará inicialmente a través del cartucho filtrante 104 que contiene un material absorbente o adsorbente convencional. En esta misma realización preferente y en un segundo paso, el aire pasará a través del medio filtrante que contiene un material adsorbente específico.
En una realización, los cartuchos filtrantes tienen forma cilíndrica. En una realización, los cartuchos filtrantes tienen forma de paralelepípedo. En una realización, los cartuchos de filtro son planos. En una realización, los cartuchos de filtro están en volumen. En una realización, los cartuchos de filtro están definidos en un sistema de coordenadas ortogonal. La dimensión más baja en comparación con las otras dos dimensiones (x e y) será el eje z. En una realización, z y el flujo de aire tienen una dirección común. En una realización, z y el flujo de aire tienen direcciones diferentes.
En una realización, los cartuchos filtrantes tienen dimensiones equivalentes en las tres direcciones. En una realización, los cartuchos filtrantes presentan dos dimensiones reducidas en comparación con la tercera. En esta realización, una de las dimensiones más pequeñas puede representar z.
En una realización, un cartucho filtrante adicional 103 es una película perforada para detener el polvo y/o los residuos. En esta realización, el cartucho filtrante 103 se coloca aguas arriba en el dispositivo de filtración 110. En una realización, un cartucho de filtro adicional 105 es un filtro HEPA, un filtro de aire capaz de filtrar, en una sola pasada, al menos el 99,95% de las partículas con una diámetro mayor o igual a 0,3 pm.
Las figuras 2, 3A y 3B representan realizaciones de estructuras de cartuchos filtrantes que pueden usarse en el contexto de la invención.
Estas estructuras permiten mantener el medio filtrante en el flujo de aire que pasa a través del dispositivo de purificación de aire.
La figura 2 representa una estructura 20 que comprende una sucesión de películas 21. En una realización, el medio filtrante está impregnado en una película 21. En una realización, el medio filtrante está impregnado en varias películas 21. Luego, todas las películas 21 se ensamblan para forman el cartucho filtrante. En una realización, las películas se ensamblan mediante pegado. En una realización, las películas se ensamblan mediante soldadura. En una realización, las películas se ensamblan usando una técnica de ensamblaje.
Las dimensiones y el número de películas 21 dependen esencialmente del rendimiento deseado del dispositivo de purificación de aire. En una realización, al menos una película 21 está funcionalizada por una molécula sonda. En una realización, ninguna película 21 está funcionalizada por una molécula sonda.
Como se muestra en las figuras 3A y 3B, el cartucho de filtrante 106 comprende una estructura rígida alveolar 12. En una realización, la estructura alveolar es de tipo panal. En una realización, la estructura alveolar contiene alveolos de cualquier forma geométrica. El medio filtrante se coloca en los alveolos 11 de la estructura 12. En una realización y para garantizar la retención del medio filtrante en los alveolos 11, se coloca una película microperforada en las dos caras aguas abajo 14 y aguas arriba 15 de la estructura alveolar rígida 12. En una realización, la película es completamente transparente al flujo de aire y no tiene función de filtración. En una realización, la película es parcialmente transparente al flujo de aire. En una realización, la película tiene al menos una función de filtración. En el caso del material adsorbente específico sol-gel, el contaminante reacciona con el principio reactivo para dar un tercer cuerpo de mayor peso molecular y menos nocivo que quedará atrapado en la red nanoporosa del medio filtrante que comprende un material adsorbente específico. A diferencia de otros adsorbentes, este material adsorbente específico realiza una captura definitiva mediante transformación química irreversible del contaminante.
Por tanto, al elegir adecuadamente la molécula sonda, es posible eliminar contaminantes nocivos como el formaldehído, una molécula que los materiales adsorbentes convencionales no pueden eliminar o apenas lo pueden eliminar.
Como ejemplo, el material adsorbente específico se elige entre los materiales descritos en la solicitud de patente FR 2890745.
El material adsorbente específico comprende una matriz sol-gel nanoporosa de óxidos metálicos, conteniendo dicha matriz al menos una molécula sonda que porta al menos una función reactiva capaz de reaccionar con una función aldehído.
La molécula sonda que porta una función reactiva capaz de reaccionar con una función aldehído se elige entre las enaminonas y los correspondientes pares p-dicetona/amina, iminas, aminas, imidas e hidrazinas, o las sales derivadas de estos compuestos.
Las enaminonas se caracterizarán por la siguiente fórmula:
en donde:
• R1 corresponde a un hidrógeno,
• R2 corresponde un hidrógeno,
• R3 corresponde a un hidrógeno, un radical alquilo o arilo,
• R4 corresponde a un hidrógeno, un radical alquilo o arilo,
• R5 corresponde a un hidrógeno.
Además, el par p-dicetona/amina corresponde a la siguiente fórmula:
en donde:
• R1 corresponde a un hidrógeno, radical alquilo o arilo,
• R2 corresponde a un hidrógeno,
• R3 corresponde a un hidrógeno, un radical alquilo o arilo,
• R4 corresponde a un hidrógeno, un radical alquilo,
• R5 corresponde a un hidrógeno, o una sal correspondiente,
La amina puede sustituirse por su correspondiente sal de amonio.
Además, la imina es una base de Schiff seleccionada entre el amarillo de acridina, el amarillo de metilo o el amarillo de dimetilo.
La hidracina tiene la siguiente fórmula:
en donde:
• R6 corresponde a un hidrógeno, un radical alquilo C1-C20, preferiblemente C1-C10, más preferiblemente metilo, etilo, isopropilo, butilo, isobutilo, terc-butilo y pentilo, un radical arilo C3-C16, en particular fenilo y arilsulfonilo, • R7 corresponde a un radical arilo C3-C16, en particular fenilo y arilsulfonilo.
Según la invención, la matriz nanoporosa sol-gel de óxidos metálicos se produce a partir de al menos un óxido metálico de fórmula siguiente:
M(X)m(OR8)n(R9)p en donde :
• M corresponde a un metal elegido entre el silicio, el aluminio, el titanio, el circonio, el niobio, el vanadio, el itrio y el cerio,
• R8 y R9 corresponden independientemente a un radical alquilo o arilo,
• n, m y p son números enteros, tales que su suma es igual a la valencia de M y n es mayor o igual a 2,
• X es un halógeno.
El material adsorbente específico tal como se ha definido anteriormente, que permite atrapar específicamente los aldehídos y en particular el formaldehído, tiene una eficacia de capacidad de captura con respecto al formaldehído superior a la del carbón activado dedicado a compuestos orgánicos volátiles y superior a la del carbón activado impregnado específicamente para atrapar formaldehído gaseoso. La capacidad de captura final del material adsorbente específico es de al menos 0,01 g de formaldehído por gramo de material.
Según el estado de la técnica, el carbón activado o las zeolitas eliminan muy mal los aldehídos y en particular el formaldehído, aunque este gas, por una parte, está muy presente en el aire ambiente y, por otra parte, es nocivo para la salud. Así, combinando en un dispositivo de filtración por una parte un material absorbente o adsorbente clásico y por otra parte un material adsorbente específico particularmente eficaz para los aldehídos y en particular el formaldehído, el dispositivo de filtración 110 según la invención permite eliminar a la vez ambos aldehídos y en particular el formaldehído gracias a la presencia del material adsorbente nanoporoso específico funcionalizado con moléculas sonda y otros compuestos orgánicos volátiles, en particular la familia de los hidrocarburos aromáticos monocíclicos (Benceno, Tolueno, Etileno, Xileno, etc.) gracias al carbón activado o zeolitas.
La combinación de materiales absorbentes convencionales y adsorbentes específicos se constituye mediante asociación en estructuras de sucesivos cartuchos filtrantes de un solo material 104, 106. Los cartuchos clásicos pueden ser un filtro de polen, un filtro de carbón activado, un filtro HEPA, y asociados a uno o más cartuchos según la invención, que pueden interponerse entre los cartuchos clásicos o colocarse en último lugar, después de los cartuchos clásicos. Estas asociaciones permiten eliminar los aldehídos, así como purificar el aire ambiente y, gracias a la disposición de los cartuchos filtrantes antes mencionados, limitar la liberación provocada por la zeolita o el carbón activo. En una realización de la invención, el dispositivo de filtración comprende cuatro cartuchos filtrantes separados 103, 104, 105, 106, como se muestra en la figura 1. En una realización, el cartucho filtrante 103 es una película perforada para detener el polvo y/o los desechos, el cartucho filtrante 104 contiene materiales absorbentes convencionales, el cartucho filtrante 105 es un filtro HEPA, un filtro de aire capaz de filtrar, en una sola pasada, al menos el 99,95% de las partículas de diámetro mayor o igual a 0,3 pm y finalmente el cartucho filtrante 106 contiene el medio adsorbente específico.
Según la invención, las prestaciones de descontaminación/filtración del cartucho están determinadas en particular por los siguientes parámetros:
• la proporción en masa entre el material absorbente o adsorbente convencional y el material adsorbente específico,
• el área de superficie específica del material adsorbente específico,
• la forma del material adsorbente específico,
• las características físicas y químicas del material absorbente o adsorbente convencional.
La proporción en masa entre el material adsorbente específico y el material absorbente o adsorbente convencional puede variar en un factor de 5/95 a 95/5, preferiblemente en un factor de 6/94 a 50/50 e incluso más preferiblemente en un factor 8/92 a 15/85: la elección particular se realiza en función de la naturaleza y la cantidad de contaminantes presentes en el aire ambiente y de los rendimientos deseados que se desean alcanzar.
Como ejemplo, para aire que contiene 20 pg/m3 de formaldehído y 200 pg/m3 de otros compuestos orgánicos volátiles, se utilizará preferentemente una relación de masa de material adsorbente específico/carbón activado de 10/90. Sin embargo, es posible mejorar drásticamente la eficacia de los medios filtrantes según la invención duplicando, cuadruplicando, etc. la cantidad de material adsorbente específico.
Así, en el caso de un aire ambiente muy contaminado con formaldehído que contenga, por ejemplo, 10 veces más formaldehído que otros compuestos orgánicos volátiles, se podría utilizar un dispositivo de filtración 110 con una relación de material adsorbente específico/carbón activado de 90/10.
El área superficial específica buscada para el material adsorbente específico es inversamente proporcional al tamaño de los poros. Por tanto, cuanto mayor es la superficie específica, menor es el tamaño de los poros. Así, para tener una superficie específica de unos 800 m2/g, el diámetro de los poros suele estar comprendido entre 0,20 y 10 nm.
Se busca el mejor compromiso entre una superficie específica máxima que permita aumentar la capacidad y la eficacia de captura y un límite que no debe sobrepasarse para tener poros de tamaño suficiente para que los contaminantes puedan entrar en ellos. El rango de superficie específico objetivo está entre 100 y 1500 m.2/g dependiendo del tamaño de la molécula contaminante a eliminar, y preferentemente entre 600 y 800m2/g para el formaldehído.
La elección de la forma de granulo para el material adsorbente específico se determina para que tenga la superficie de lamido máxima (superficie externa del granulo) para aumentar la eficiencia de captura y al mismo tiempo tener la perdida de carga más baja para minimizar la energía requerida para la descontaminación. En una realización, el gránulo es cilíndrico. En una realización, el gránulo es esférico. En una realización, el gránulo tiene forma alargada. En una realización, el gránulo tiene cualquier forma.
Las formas cilíndricas con forma alargada, es decir que tienen una relación L/D >1 (longitud L, diámetro D), son muy interesantes porque se fabrican fácilmente mediante moldeo o extrusión. Sus formas alargadas evitan que las superficies planas se junten para no reducir la superficie de lamido y no aumentar las pérdidas de carga y energía. En este caso, las dimensiones (longitud) del orden de un milímetro, preferiblemente de 0,1 a 8 mm, también conducen al mejor compromiso. En una realización, el material adsorbente específico tiene forma de gránulos cilíndricos con una longitud L = 5,5 mm y un diámetro D = 3 mm.
Según otra realización, el gránulo puede adoptar la forma triturada dando lugar a partículas del orden de un milímetro, preferiblemente de 0,12 a 8 mm. Esta forma también es interesante porque proporciona, para un diámetro de partícula sustancialmente idéntico, una superficie de lamido mayor que la de partículas esféricas del mismo diámetro.
También se pueden utilizar gránulos de menos de un milímetro siempre que se utilicen soportes entre gránulos (fibra) para dispersar el gránulo y reducir la pérdida de carga. En este caso, se pueden considerar películas de gránulos de material adsorbente específico atrapados en tejidos que permiten aumentar la superficie del filtro para reducir las pérdidas de carga.
Además, también se pueden ajustar otros criterios tales como las dimensiones de la estructura alveolar rígida y la velocidad de llenado de los alveolos para obtener el rendimiento deseado del cartucho filtrante según la invención. Así, el tamaño de los alveolos de la estructura está comprendido entre 1 y 15 y preferentemente entre 1 y 10 veces el tamaño máximo de un gránulo de material adsorbente específico. Esta dimensión permite obtener una buena distribución de los gránulos en los alveolos y poder recibir al menos 1 gránulo por alveolo de la estructura alveolar rígida.
Asimismo, la tasa de llenado de los alveolos del medio filtrante es, por ejemplo, de al menos el 40%. Esto permite limitar el volumen de una segunda estructura del cartucho filtrante 106 según la invención.
El dispositivo de filtración 110 según la invención no cuestiona la arquitectura general de los dispositivos de purificación del aire ambiente conocidos. De hecho, basta con insertar las diferentes estructuras de cartuchos filtrantes en los lugares previstos en el alojamiento 108 del dispositivo de purificación. La composición y las características del cartucho filtrante según la invención se adaptarán entonces en función de las características del dispositivo de purificación del aire ambiente, en particular en función del flujo de aire y de las dimensiones del cartucho.
El dispositivo de filtración puede caracterizarse por una relación de material definida por la relación entre la masa de material adsorbente específico (g) y el caudal de aire (m3/h) del dispositivo. En una realización, la proporción de materiales estará entre 1/10 y 1, más preferiblemente 1/7.
Ejemplos de dimensionamiento del dispositivo de filtración 110 según la invención:
El primer ejemplo se define para realizar la descontaminación de una habitación que tiene las siguientes características:
• volumen: 12m3,
• renovación de aire fresco: 5m3/h,
• Tasa de emisión de formaldehído: 70,6/|jg/m3.
Las características del dispositivo de purificación que utiliza el cartucho filtrante según la invención son las siguientes:
• flujo de aire: 140m3/h,
• masa de material adsorbente específico: 20g.
• Relación material/flujo de aire: 1/7.
La figura 4 muestra la evolución de la concentración de formaldehído en la habitación.
La curva A representa el valor de control de 70,6 |jg/m3 sin un dispositivo de purificación del aire ambiente según la invención.
La curva B representa la variación de la concentración cuando el dispositivo de purificación del aire ambiente según la invención está en funcionamiento.
Así, observamos que en pocas horas de funcionamiento la tasa de emisión de formaldehído desciende por debajo de los 20 jg/m3 (inferior a la tasa de 30 jg/m3 recomendada en establecimientos abiertos al público).
El segundo ejemplo se define para realizar la descontaminación de una habitación que tiene las mismas características que en el ejemplo anterior, pero con las características del dispositivo de purificación del aire ambiente que utiliza el cartucho filtrante según la invención que son las siguientes:
• flujo de aire: 70m3/h,
• masa de material adsorbente específico: 10g.
• Relación material/flujo de aire: 1/7.
La figura 5 muestra la evolución de la concentración de formaldehído en la habitación.
La curva A' representa el valor de control de 70,6 jg/m3 sin dispositivo de purificación del aire ambiente según la invención.
La curva B' representa la variación de la concentración cuando el dispositivo de aire ambiente según la invención está en funcionamiento.
Así, observamos que, en unas pocas horas de funcionamiento, la tasa de emisión de formaldehído es del orden de 30 |jg/m3.
Se entenderá que se pueden realizar diversas modificaciones y/o mejoras obvias para los expertos en la técnica a las realizaciones de la invención descritas en la presente descripción sin apartarse del alcance de la invención definido por las reivindicaciones adjuntas.
Así, los ejemplos de implementación se han dado para un dispositivo de purificación del aire ambiente de uso doméstico (habitación de unos pocos m3). Son posibles aplicaciones de los cartuchos filtrantes según la invención en un dispositivo de purificación de aire ambiente más grande (por ejemplo, adaptado para un establecimiento abierto al público). Basta con utilizar varios cartuchos o cartuchos más grandes.

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo de filtración (110) para un aparato de purificación de aire que comprende una primera estructura de cartucho filtrante (104) que contiene un material absorbente o adsorbente convencional elegido entre carbón activado o zeolita, caracterizado por que el dispositivo comprende una segunda estructura de cartucho filtrante separada (106) que garantiza la retención de un medio de filtro que consiste en un material adsorbente poroso específico, dicho material es
- en forma de gránulos cilíndricos de forma alargada que tienen una relación L/D>1, donde L corresponde a la longitud de un gránulo y D corresponde al diámetro de un gránulo, o en forma de gránulos triturados, la forma triturada conduce a partículas de un tamaño de aproximadamente 0,12 a 8 mm,
- funcionalizada con al menos una molécula sonda que lleva una función reactiva capaz de reaccionar con una función aldehído, para permitir atrapar los contaminantes químicos de tipo aldehído, la molécula sonda se elige entre las enaminonas y los correspondientes pares p-dicetona/amina, iminas, aminas, imidas e hidrazinas, o las sales derivadas de estos compuestos,
- fabricado mediante un proceso sol-gel para la incorporación en una estructura nanoporosa de óxidos metálicos de dichas moléculas sonda.
2. Dispositivo de filtración (110) para un dispositivo de purificación de aire según la reivindicación 1, caracterizado por que la estructura (106) que garantiza la sujeción del medio filtrante es una estructura alveolar rígida (12), conteniendo los alvéolos (11) el medio filtrante.
3. Dispositivo de filtración (110) para un aparato de purificación de aire según la reivindicación 2, caracterizado por que se ensambla una película microperforada en las caras aguas arriba (15) y aguas abajo (14) de la estructura alveolar rígida (12).
4. Dispositivo de filtración (110) para un aparato de purificación de aire según cualquiera de las reivindicaciones 2 o 3, caracterizado por que la tasa de llenado de los alveolos con el medio filtrante es superior al 40%.
5. Dispositivo de filtración (110) para un aparato de purificación de aire según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que la estructura (20) que asegura la sujeción del medio filtrante es un conjunto de varias películas (21) tipo tejido poroso no tejido sobre las que se impregna/espolvorea el clásico material absorbente o adsorbente.
6.Dispositivo de filtración (110) para un aparato de purificación de aire según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la masa de material adsorbente específico representa entre el 5 y el 95% de la masa de material absorbente o adsorbente convencional.
7. Dispositivo de filtración (110) para aparato de purificación de aire según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el material adsorbente poroso específico tiene una superficie específica de entre 400 y 1200 m2/gramo.
8. Aparato de purificación de aire, caracterizado por que comprende al menos un dispositivo de filtración definido según una de las reivindicaciones 1 a 7.
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11654379B2 (en) 2016-10-20 2023-05-23 Mycelx Technologies Corporation Granular media for backwashable particle filter and free phase oil coalescer
GB2561573B (en) * 2017-04-18 2023-02-15 Univ Bath Air filters
CN107137984A (zh) * 2017-04-27 2017-09-08 舒尔环保科技（合肥）有限公司 一种复合式空气净化装置
CN107202373A (zh) * 2017-06-30 2017-09-26 苏州瓷气时代净化设备有限公司 一种立式环保节能空气净化装置
CN107202374A (zh) * 2017-06-30 2017-09-26 苏州瓷气时代净化设备有限公司 一种环保节能高负离子空气净化器
FR3069534B1 (fr) * 2017-07-28 2020-10-16 Commissariat Energie Atomique Preparation de nouveaux capteurs et filtres d'aldehydes et/ ou de cetones
FR3075935B1 (fr) 2017-12-21 2019-11-15 Seb S.A. Systeme de purification d'air domestique
CN111787994A (zh) * 2018-04-04 2020-10-16 霍尼韦尔国际公司 从空间去除污染物
CN108413509A (zh) * 2018-04-20 2018-08-17 杜维 一种除甲醛粉尘空气净化器
EP3599017A1 (fr) * 2018-07-27 2020-01-29 Seb S.A. Matériau sol-gel adsorbant les aldéhydes et les cétones, et son procédé de préparation
JP7155185B2 (ja) * 2020-03-05 2022-10-18 株式会社東芝 分子検出装置及び分子検出方法
CN111359374A (zh) * 2020-03-19 2020-07-03 江苏瑞丰科技实业有限公司 一种高效除苯系物喷剂
CN112097337A (zh) * 2020-09-07 2020-12-18 夏汝心 一种循环吸放气式室内除甲醛装置及使用方法
US20220307708A1 (en) * 2021-03-25 2022-09-29 Vektra Systems LLC Desiccant air purification device
USD935586S1 (en) * 2021-04-24 2021-11-09 Kewei Sun Portable humidifier
CN114383249B (zh) * 2021-12-29 2023-08-15 无锡德润电子有限公司 等离子空气净化器

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4917862A (en) * 1988-04-15 1990-04-17 Allan Kraw Filter and method for removing mercury, bacteria, pathogens and other vapors from gas
JPH06269492A (ja) * 1993-03-19 1994-09-27 Nippon Steel Corp 煙草用脱臭機
JP2963311B2 (ja) * 1993-08-17 1999-10-18 新日本製鐵株式会社 空気清浄器用フィルターの交換方法
WO1998033575A1 (fr) * 1997-01-31 1998-08-06 Takasago Thermal Engineering Co., Ltd. Appareil de nettoyage, filtre et procede de fabrication de ceux-ci
JP2000140633A (ja) * 1998-11-04 2000-05-23 Toagosei Co Ltd アルデヒドガス吸収粒状多孔質体
JP3829600B2 (ja) * 2000-01-31 2006-10-04 マツダ株式会社 吸着剤とそれを用いた吸着装置及びその他の物品並びに吸着方法
JP2003047649A (ja) * 2001-05-29 2003-02-18 Sanei Service Kk 脱臭フィルター
FR2890745B1 (fr) * 2005-09-15 2007-11-30 Commissariat Energie Atomique Materiau nanoporeux d'aldehydes a transduction optique directe
JP2008212448A (ja) * 2007-03-06 2008-09-18 Toray Ind Inc 空気浄化フィルター
JP2010022979A (ja) * 2008-07-23 2010-02-04 Nicca Chemical Co Ltd ガス吸着剤及びガス吸着素材
TWI515035B (zh) * 2009-03-02 2016-01-01 科邁實業有限公司 可再生皺褶式過濾器媒介
US8409337B1 (en) * 2010-06-08 2013-04-02 Aaf-Mcquay Inc. Air handling filtration equipment with adjustable media bed and method of use
CN201760195U (zh) * 2010-07-13 2011-03-16 青岛同力得塑料蜂巢有限公司 空气过滤器
JP5404730B2 (ja) * 2011-10-05 2014-02-05 シャープ株式会社 フィルタ及び空気清浄機
CN202361584U (zh) * 2011-12-16 2012-08-01 浙江和谐光催化科技有限公司 光催化净化抗菌的风管装置
EP2849950B1 (en) 2012-07-03 2019-01-23 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Print head module
US9987584B2 (en) * 2012-11-15 2018-06-05 Enverid Systems, Inc. Method and system for reduction of unwanted gases in indoor air
CN203100001U (zh) * 2013-03-01 2013-07-31 张鹏远 一种空气净化机器
FR3007668B1 (fr) * 2013-06-28 2015-07-03 Seb Sa Cartouche filtrante pour appareil de purification d’air
CN203785103U (zh) * 2014-01-20 2014-08-20 中国科学院理化技术研究所 多功能车载空气净化器
CN203777932U (zh) * 2014-03-28 2014-08-20 青岛君强新材料有限公司 一种新型空气净化装置
CN103894059B (zh) * 2014-03-28 2016-08-31 青岛君强新材料有限公司 一种空气净化装置

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