[发明专利]干法净化空气过滤介质

说明书

相关申请

本申请要求提交于2009年3月18日的美国临时专利申请号61/161,202的权益，其全部合并在此作为参考。

技术领域

本发明通常涉及用于从气流中去除具有难闻气味、毒性或腐蚀性的化合物的组合物和方法，更特别涉及滤床中空气过滤介质的使用。

可通过很多技术实现毒性、腐蚀性和难闻气体的去除。这些技术包括湿法净化、焚烧和使用多种干法净化吸附、吸收和/或化学浸渍介质的气相空气过滤。相对于其它方法，气相空气过滤不需要消耗大量的水或燃料。可使用含有或不含有用以控制广谱气体或专门的特种气体的化学添加剂的大量常规吸附剂材料来设计干法净化介质。

相对于物理吸附的可逆过程，化学吸附，也称为化学吸收作用，是介质表面上化学反应的结果。这种过程是特定的并取决于介质和要去除的气体两者的物理和化学性质。一些氧化反应可自发地在吸附剂表面发生，但是，化学浸渍物通常加入到介质中。浸渍物给予较高的污染物去除能力，并能够提供某种程度的特性。虽然一些选择性在物理吸附中是明显的，它通常可追溯到纯物理性质而不是化学性质。化学吸附中，涉及较强的分子力，过程通常瞬间发生并是不可逆的。

令人不悦的空气中的化合物例如硫化氢、氨和甲醛存在于许多环境中，其中大部分主要由于存在难闻气体或刺激性或有毒气体。这种环境包括城市废弃物处理设施、造纸厂、石化精炼厂、停尸房、医院、解剖实验室、旅馆设施、博物馆、档案馆、计算机或数据储存室、和其它商业和工业设施。

这些令人不悦的化合物可为较高级有机化合物的细菌分解产物，或工业过程的简单副产物。

硫化氢(“H₂S”)，一种无色、有毒具有臭鸡蛋特殊气味的气体，由煤炭灶、天然气井、硫磺泉和含硫的腐烂有机质所产生。长期认为需要控制这种气体的排放，特别是从城市污水处理厂的排放。近来，使电子装置免受这些化合物的腐蚀性烟气的侵害变得日益重要。此外，H₂S是易燃的。

氨(“NH3”)也是一种无色气体。它具有特殊的刺激性气味，是一种腐蚀性、碱性气体。该气体产生自动物房间和繁殖所，它的控制长期也被认为是重要的。

甲醛(“OCH₂”)是一种无色具有刺激性、窒息性气味的气体。其存在于停尸房和解剖实验室中，由于它对黏膜的强烈刺激性，它的控制是必要的。

已作出尝试提供固体过滤介质用于从流体、或运动的气流例如气体或蒸气流中去除上述的令人不悦的化合物。虽然已知多种浸渍基材可用于从流体中去除令人不悦的污染物，但这些已知的浸渍基材具有非常高的选择性，即每种浸渍物只能处理一种特定类型的化合物。存在几种令人不悦的化合物的应用中，空气过滤介质要么需要包括几种浸渍物要么需要使用几种不同的空气过滤介质。这导致了目前可用的介质不能适应多种工业的需要。

住宅空气品质行业已经将包含两种以上吸附剂化合物的吸附剂组合物用于地毯和窗帘中。这种吸附剂组合物试着吸收存在于家庭空气中的多数令人不悦的气体化合物，包括甲醛(来自胶合板和家具)，有机溶剂(来自油漆、胶粘剂和壁纸)，来自杀虫剂、杀菌剂、农业化学品的气体和来自香烟和宠物的臭气。但是，这种吸附剂组合物还没有应用于工业、商业或住宅空气过滤介质中。

因此，所需要的是一种空气过滤介质，其具有浸渍其上的组合物，能够吸收多种令人不悦的气体，包括硫化氢、甲醛和氨。

发明内容

一种包括浸渍物的固体空气过滤介质，其中浸渍物包含有机胺和无机金属盐。所述介质包含约0.1～约25重量％的浸渍物。

所述浸渍物包含约0.1～约5重量％的有机胺，其优选为尿素水溶液、固体尿素、三聚氰胺或其混合物。

所述浸渍物包含约0.1～约5重量％的金属盐，其优选为氧化镁、氧化钙或其混合物。

所述浸渍物可选地进一步包含约0.1～约10重量％的表面活性剂，其优选为聚丙烯酸。

一种形成固体空气过滤介质的方法，包括将浸渍物施用于多孔基材上，其中所述浸渍物包括有机胺和无机金属盐。所述多孔基材优选为活性氧化铝、硅胶、沸石、高岭土、吸附粘土、活性铁铝氧石、活性炭或其组合。

一种从流体中去除至少两种污染物的方法，包括使用包括有机胺和无机金属盐的空气过滤介质过滤流体。

具体实施方式