[发明专利]从气流中去除杂质的设备和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2005年7月5日提交的、名称为“从气流中去除杂质的设备和方法”的美国临时申请No.60/696,715的优先权，并且将该美国临时申请的全部公开内容通过引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及从气流中去除物质的方法，更具体地说，涉及通过过滤和/或吸附从气流中去除杂质和/或回收产品的方法。

背景技术

存在于空气流或其它气流中的杂质可能包括：水银、超细颗粒、硅氧烷、重金属、悬浮微粒和雾(例如，油雾)、冷凝的碳氢化合物、挥发性有机化合物(VOC)、爆炸性粉尘、气味物质、放射性排放物、气相杂质、细菌和病毒。这种杂质可引起一系列问题，包括：向大气排放不合需要的空气排放物，这些排放物超过规定限度并且会对健康产生不利影响；向大气排放引起安全问题、家务问题或公害问题的空气排放物；对室内空气环境造成不合需要的污染；对将要用作燃料的废气、尾气或其它气流产生难以解决的污染；污染工艺气流，从而在生产过程中产生问题。由于这些原因，各种工业、商业和政府机构都已经表示出对去除这些杂质的需要和/或对产品回收的需要，后者通常出于经济的原因。

用于从气流中去除杂质的常规污染物控制装置包括：活性碳床，袋式集尘器，滤筒式除尘器，湿式和干式洗涤系统，喷雾干燥系统，氧化装置等。这些装置通常较大且一般资金开销较高，由于各种问题而可能需要相当长的检修停运时间，并且运行和维护成本高。虽然卷式过滤器类型的过滤装置更紧凑并且常常成本较低，但是它们的用途局限于从气流中过滤颗粒物质。包括例如美国专利No.4,662,899所公开的卷式过滤器类型的过滤装置在内的常规过滤系统不能去除水银、硅氧烷、气相杂质、超细颗粒、细菌或病毒。此外，用于去除颗粒的常规卷式过滤器类型的装置不能自清洁。因此，仍然需要一种紧凑、整体成本低并且不需要停运来更换耗材的装置来去除这些其它杂质。对于现有装置不再符合规定要求(例如，如果规定的限度随着时间的过去变得更苛刻)的应用情况，还需要“完善”控制步骤。在这种情况下，需要一种紧凑、成本更低的装置以提供额外的杂质去除功能。

发明内容

本发明的从气流中去除物质的过滤系统和方法满足这种需要。气流是指空气流、工艺排气、工艺中的气流或者例如燃气或废气等其它气体的气流。在本发明中，将要从气流中去除的物质可以为存在于气流中的杂质或将要从气流中回收的所需物质。过滤系统包括：壳体，其限定腔室，过滤介质带或者一个或多个固定的过滤介质段横过该腔室延伸。含有将要去除的物质的气流穿过腔室，并且该气流在穿过过滤介质时被清洁。

如果使用过滤介质带(即，代替固定的过滤介质段)，那么过滤带由腔室外部的供应辊供应。过滤带可以根据需要横过腔室移位，以便从供应辊向正在进行处理的气流提供未使用的过滤介质。使用过的过滤介质被卷在腔室外部的接收辊上。过滤系统还可包括检测是否需要未使用的过滤介质的机构，由此使得过滤介质移位通过腔室，以便卷在接收辊上。因为可通过使新过滤带卷与旧过滤带卷相连的方式来供应新过滤带并使其经过腔室，所以可以在不存在任何系统或处理过程停运的情况下用新过滤带卷替换用尽的过滤带卷。

可以使用本系统从气流中去除的物质包括：水银、超细颗粒、硅氧烷、重金属、超细悬浮微粒和雾(例如，油雾)、气味物质、放射性排放物、酸性气体和其它可溶气态杂质以及微生物，例如细菌和病毒。选择并控制过滤介质成分、气体穿过过滤带的速度(本文称为气体速度)和气体温度，从而获得对将要从气流中去除的物质的所需控制效率。

本发明还包括从气流中去除这些物质的方法，包括以下步骤：提供含有将要在上述系统中去除的物质的气流；选择用于过滤气体的过滤介质，选择气体速度以及选择气体温度，这些选择一起提供所需的气流控制效果，以便从气流中去除物质；以及使气流以选择的速度通过选择的过滤介质，以便从气流中去除物质。

在本发明的另一个实施例中，使用过的过滤介质承载着从排出腔室的气流中过滤出的物质(尤其是超细颗粒)，通过真空吸附过滤介质或者用脉冲输送压缩气体通过过滤介质，或者同时通过这两种方式去除收集在过滤带上的物质，来清洁使用过的过滤介质。通过清洁过滤介质，并且通过手动地或自动地回收这些介质，可以大幅度降低更换过滤介质的成本。此外，系统的运行时间可以大大延长而不需要更换过滤带，并且可以回收过滤的物质。

附图说明

图1是本发明所用系统的一个实施例的示意性前视图；

图2是图1所示系统的侧视图；