[发明专利]吸附用烧结体及其制造方法以及吸附装置

说明书

本发明的课题是以高吸附性能及低压力损失吸附流体(7)中的被处理物质。本发明的吸附用烧结体(20)具备：粉末吸附材料(1a,1b)、和形成有三维网状空隙(3)的树脂结构体(2)。粉末吸附材料(1a,1b)包含：游离吸附材料(1a)，其以可游动的方式容纳在树脂结构体(2)间的空隙(3)中；以及，固定吸附材料(1b)，其固着于树脂结构体(2)的表面(2a)和/或其至少一部分埋设于树脂结构体(2)的内部。粉末吸附材料(1a,1b)是选自粉末活性炭、粉末活性白土及沸石中的至少一种。

技术领域

本发明涉及吸附用烧结体，特别涉及包含吸附流体中的被处理物质的粉末吸附材料的吸附用烧结体及其制造方法、以及吸附装置。

背景技术

活性炭、活性白土(activated white earth)及沸石等的吸附材料可用于空气净化、二噁英去除、烟气脱硫及脱硝、恶臭去除、工厂的废气及废液处理、净水的高级处理、化学试剂的纯化、食品及饮料的脱色、家庭用净水器、空气净化器、冰箱除臭剂、防毒面具等、工业用、家庭用、医疗用的各种吸附用途。

例如，专利文献1公开了将粒径2.4～4.7mm(2400～4700μm)的粒状活性炭填充于内筒与外筒之间的用于气体净化的活性炭滤筒。一般而言，“粒状”活性炭是指粒度较大的活性炭，粒度较小的微细粉状的活性炭被称为“粉末”活性炭。在JIS K 1474中，将粒度显示为150μm以上的活性炭定义为“粒状”活性炭，将粒度显示为小于150μm的活性炭定义为“粉末”活性炭。对于大粒径的粒状吸附材料而言，由于与微细的粉末吸附材料相比，比表面积(每单位质量的外表面积)较小，因此，为了得到与使用了粉末吸附材料的情况相同程度的吸附性能，需要增加粒状吸附材料的量，在吸附装置等中，将粒状吸附材料填充于筒(cartridge)等中而作为过滤器等使用时，导致筒或吸附装置大型化。另外，为了提高吸附性能，在试图将粒状吸附材料紧密填充于容器中时，与粉末吸附材料相比，各容器中的填充体积容易产生不均，在过滤器用筒等产品的制造中，存在难以维持恒定品质的问题。另外，由于搬运或使用时的振动或压力等的外力，容器内的粒状吸附材料被粉碎、破坏等、有时产生压力损失增加等的不良状况。

另一方面，对于粉末活性炭等的粉末吸附材料而言，与粒状吸附材料相比，比表面积较大，吸附性能较高，但假设即使填充到筒等的容器内而作为过滤器等使用，粉末吸附材料间的空隙也显著减少，流体难以通过，即使通过，也形成高压力损失(高差压)，不适于实用。因此，粉末吸附材料不适合填充到筒等容器内的过滤器用途等，以往主要用于分批式(间歇式)的吸附处理。

作为改善填充有吸附材料的容器中的压力损失的尝试，例如专利文献2公开了吸附性成型品、以及适用其的过滤器，所述吸附性成型品是基于将热塑性树脂作为粘合剂、经由该粘合剂使吸附材料相互结合和/或粘接而形成的凝聚体的成型品。但是，对于这种凝聚体而言，吸附材料的表面大多被热塑性树脂覆盖，因此吸附性能降低。特别地，粒度小的粉末吸附材料存在其表面几乎被热塑性树脂覆盖的倾向，并且为了降低压力损失而使凝聚体形成为期望的大小也变得困难，因此，即使在专利文献2的实施例中，实际上也使用了粒度大的粒状活性炭。

另外，作为改善吸附性成型品中包含的吸附材料的表面被热塑性树脂覆盖的问题的尝试，例如专利文献3公开了成型品，其中，在活性炭颗粒等高功能性颗粒中浸渗或吸附发泡剂，与基质树脂混合，在该基质树脂的液体或熔融状态下，使该混合物发泡并固化，使高功能性颗粒存在于由于发泡而产生的空孔内部。

但是，将这种所谓的发泡塑料作为吸附材料的基质使用时，一般而言，成型品柔软而缺乏机械强度，特别是在高压、高流速下容易变形，因此不适合吸附流体(7)中的被处理物质的连续式的吸附装置。具体而言，例如，如图14(a)及图15(a)所示的那样，相对于使用前的成型品10，高圧或高流速使用时的成型品10由发泡塑料12构成，因此，由于图14(b)的压缩力16而导致整个体积容易压垮，另外，如图15(b)所示的那样，空孔13与使用前相比倾向于缩小，因此活性炭颗粒11的密度变高，压力损失增加，流速显著降低。