DE19836469A1

DE19836469A1 - Adsorbentien enthaltender Geruchsfilter

Info

Publication number: DE19836469A1
Application number: DE1998136469
Authority: DE
Inventors: Gerhard Heuberger; Jost Kames
Original assignee: MHB Filtration GmbH and Co KG
Current assignee: MHB Filtration GmbH and Co KG
Priority date: 1998-08-12
Filing date: 1998-08-12
Publication date: 2000-02-17
Also published as: WO2000009241A1

Abstract

Es wird ein Geruchsfilter vorgeschlagen, der zur Aufnahme der Geruchsstoffe Adsorbentien aufweist. Die Adsorbentien haben einen mehr als 50%igen Anteil an Meso- und Makroporen. Diese führen in erster Linie zu einer Verlängerung der Lebensdauer des Geruchsfilters, da die Makroporen eine kontinuierliche Regenerierbarkeit des Geruchsfilters ermöglichen.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft einen Geruchsfilter, der Adsorbentien enthält, nach der Gattung des Patentanspruches 1.

Geruchsfilter werden in zunehmenden Maße für die Reinigung von Zuluft, z. B. im Kraftfahrzeugbereich oder für Gebäude eingesetzt. Ziel ist es, in geringen Konzentrationen auftretende Geruchsstoffe, die durch ihr stoßweises Auftreten als belästigend empfunden werden, aus der Zuluft zu entfernen bzw. deren Konzentration unter die Wahrnehmungsgrenze zu verringern. Hierzu kommen Adsorbentien, wie z. B. Aktivkohle zum Einsatz, die die Geruchsstoffe im Moment der stoßweisen Beaufschlagung schnell durch Adsorption aufnehmen und in einem Porensystem, welches auch als innere Oberfläche bezeichnet wird, binden.

Die Leistungsfähigkeit der eingesetzten Adsorbentien hängt mit deren Aufnahmevermögen zusammen. Der Erfolg der Geruchsfiltration hängt also davon ab, ob die Geruchsstoffe in genügender Menge aus der Zuluft in das Porensystem der Adsorbentien aufgenommen werden können, während die Zuluft den Filter durchtritt.

An der Aufnahme der Geruchsstoffe sind die sog. Mikroporen der Adsorbentien maßgeblich beteiligt. Dies führt zum bevorzugten Einsatz von mikroporösen Adsorbentien, die einen Mikroporenanteil von mehr als 85% aufweisen. Diese sind besonders für die Aufnahme der leicht flüchtigen Substanzen notwendig. Der Nachteil dieser Technologie liegt darin, daß in der Luft vorkommende mittel- und schwerflüchtige Substanzen, wie z. B. längerkettige Alkane, Dieselbestandteile und andere höher molekulare Geruchsstoffe dauerhaft in den Mikroporen gebunden werden und die Adsorptionskapazität irreversibel blockieren. Damit geht bei normalem Einsatz der Filter, z. B. im Rahmen der Dauerdurchströmung in einer Kfz- Klimaanlage, durch die gebundenen schwerflüchtigen Substanzen die Adsorptionsfähigkeit sehr schnell bis auf ein Minimum zurück. Das Ende der Lebensdauer des Filters ist somit schnell erreicht.

Zur Verlängerung der Filterstandzeit könnte man nun die Schichtdicke des Filters erhöhen, so daß die Luft einen längeren Weg durch den Filter zurücklegen muß. Dies beeinflußt jedoch den am Filter anliegenden Druckverlust negativ. In einer Kfz- Klimaanlage müßte z. B. dadurch eine höhere Leistung für die Luftführung zur Verfügung gestellt werden. Diese würde die Klimaanlage verteuern und die Motorleistung für den Fahrantrieb verringern.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Geruchsfilter zu schaffen, der wirtschaftlich in der Herstellung ist und gleichzeitig eine hohe Lebensdauer und einen niedrigen Durchströmungswiderstand aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Geruchsfilter zeichnet sich dadurch aus, daß Adsorbentien zum Einsatz kommen, die einen Meso- und Makroporenanteil von mehr als 50% des kumulierten Porenvolumens besitzen. Adsorbentien dieser Art bewirken eine verbesserte Lebensdauer. Die Erklärung für die beobachtete Lebensdauerverlängerung liegt darin, daß der Makroporenanteil ein Transportsystem schafft, welches die kontinuierliche Desorption der Adsorbentien durch den Zuluftstrom ermöglicht. Auf diese Weise kann auch die endgültige Anlagerung von schwerflüchtigen Substanzen verlangsamt werden.

Geruchsfilter dieser Art ermöglichen einen vorteilhaften Einsatz bei peakförmiger Beaufschlagung. Treten im Zuluftstrom Geruchsspitzen auf, so wird ein Großteil der Geruchsstoffe schnell durch das Transportsystem, gebildet durch die Meso- und Makroporen, zu den Adsorptionsplätzen im Mikroporensystem transportiert. Nach Abklingen der Geruchsspitze bewirkt die Einstellung eines neuen Adsorptionsgleichgewichtes eine langsame Wiederabgabe der aufgenommenen Geruchsstoffe. Diese wird nicht als störend empfunden, da sie so langsam erfolgt, daß die Wahrnehmungsschwelle nicht überschritten wird. Da die Geruchsspitzen nur einen geringen Anteil an der gesamten Einsatzdauer des Filters haben, reichen die Desorptionsphasen aus, um wieder freie Adsorptionsplätze im Porensystem zur Verfügung zu stellen. Durch das höhere Desorptionsvermögen erreichen die Filter, die Adsorbentien mit einem über 50%igen Meso- und Makroporenanteil enthalten, eine wesentlich längere Lebensdauer. Diese wird daran gemessen, ob Geruchsspitzen noch unter die Wahrnehmungsschwelle abgebaut werden können.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausbildung des Erfindungsgedankens bestehen die Adsorbentien aus Aktivkohlen, Polymeren, Zeolithen oder Silikaten. Diese Stoffe haben sich im Einsatz bei Geruchsfiltern bewährt.

Eine besondere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, die Adsorbentien in einem luftdurchlässigen Trägergerüst zu fixieren. Hierdurch entstehen Kanäle im Filter, die für eine starke Verringerung des Strömungswiderstandes sorgen. Der Vorteil dieser Ausführungsform ergibt sich durch eine Kombination der erfindungsgemäßen Ausgestaltung mit bereits bekannten Lösungen.

Eine besondere Ausgestaltung des Trägergerüstes ist ein offenzelliger Trägerschaum, auf den die Adsorbentien aufgetragen werden. Diese Trägerstruktur ist wirtschaftlich in der Herstellung und kann ohne weiteres thermisch entsorgt werden.

Es ist vorteilhaft, die Adsorbentiendichte im Trägergerüst zwischen Werten von 100 bis 350 g pro Liter zu wählen. Hierbei wird ein optimales Verhältnis zwischen Strömungswiderstand des Filters und Filterkapazität geschaffen.

Eine weitere Variante der Erfindung sieht vor, die Adsorbentien in ein faltbares Flächenmaterial einzubringen. Ein auf diese Weise geschaffener Geruchsfilter kann in eine für z. B. Papierfilter bekannten Weise verarbeitet werden. Es sind z. B. eine Sternfaltung und Schaffung einer Rundfilterpatrone oder eine Zick-zack-Faltung zur Schaffung eines Flachfilters denkbar.

Es ist natürlich auch möglich, die Adsorbentien als Schüttfilter auszuführen. Zu diesem Zweck werden sie in einen Raum eingebracht und durch luftdurchlässige Abschlußplatten fixiert, so daß die Adsorbentien von der zu reinigenden Luft durchströmt werden können.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.

Claims

1. Geruchsfilter, enthaltend Adsorbentien zur Aufnahme von Geruchsstoffen aus dem zu reinigen Fluid, welches den Geruchsfilter durchströmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Adsorbentien einen Meso- und/oder Makroporenanteil von mehr als 50% des kumulierte Porenvolumens aufweisen.

2. Geruchsfiltersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Adsorbentien aus Aktivkohlen, Polymeren, Zeolithen, Silikaten oder einer Kombination dieser Stoffe bestehen.

3. Geruchsfilter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Adsorbentien auf ein luftdurchlässiges, im wesentlichen formstabiles, dreidimensionales Trägergerüst aufgebracht sind, wobei nach Aufbringung der Adsorbentien auf das Trägergerüst Kanäle in dem so geschaffenen Filtermaterial frei bleiben.

4. Geruchsfilter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägergerüst aus einer offenzelligen Trägerschaumstruktur besteht.

5. Geruchsfilter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Adsorbentiendichte im Filtermaterial zwischen 100 und 350 g pro Liter liegt.

6. Geruchsfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Adsorbentien in ein faltbares Flächenmaterial eingebracht sind.

7. Geruchsfilter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das faltbare Flächenmaterial eine Schichtdicke zwischen 0,5 und 2 mm aufweist.

8. Geruchsfilter nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächenmaterial mehrlagig aufgebaut ist, wobei die Adsorbentien in mindestens eine der Lagen eingebracht sind.