[发明专利]通气过滤器和纯液体储箱

说明书

一种通气过滤器(1)，优选用于纯液体储箱，包括：圆柱形壳体(2)；用于容纳粒状过滤材料(3)的至少一个隔室(A)，所述至少一个隔室(A)限定在壳体(2)的内周表面(4)与一对间隔开的隔板(5)之间，隔板(5)布置在壳体(2)中，使得隔板(5)在壳体(2)的轴向方向上的间距可以改变并且固定，从而在至少一个隔室(A)中的粒状过滤材料(3)上施加压力。空气入口(6)和空气出口(7)分别布置成允许空气流通过至少一个隔室(A)中的粒状过滤材料(3)。

技术领域

本发明涉及一种通气过滤器，特别是与纯液体储箱一起使用的通气过滤器，并且涉及一种设置有通气过滤器的纯液体储箱。通气过滤器和液体储箱特别意图用于纯水储箱。

背景技术

通气过滤器通常用在液体储箱上，以由环境空气补充从箱中分配的液体，并维持液体纯净。通气过滤器用于通过通气过滤器移除进入纯液箱的环境空气中的气载污染物，如挥发性有机化合物、二氧化碳和颗粒。

通气过滤器的过滤容量和处理量适应从箱中提取的液体体积。在实验室使用的纯水箱（这是本发明的优选应用领域）的情况下，提取流速可以高达30升/分钟，特别是在箱连接到需要净化水的外部机器（例如洗涤机）的情况下。虽然在2升/分钟范围内的较低流速的小通气口仅需要毫升量级的少量过滤材料，但高达10升/分钟或更高的较高流速需要数百毫升体积的过滤材料，这不一定仅仅是由于容量的原因，还取决于所选择的过滤材料的吸附动力学。

本发明特别设计用于关于超纯水(UPW)的储存，超纯水具有的电阻率为18.2 MQ*cm，并且总有机碳(TOC)低于5ppb，并且其通过对纯水进行精处理而产生。纯水的生产是一个比精处理以生产超纯水更慢的流动过程。因此，在生产超纯水的系统中，纯水必须储存或缓存在箱中。该箱配备通气过滤器，用于净化进入箱中的空气。超纯水的流速越高，对通气过滤器的过滤动力学要求就越高。因此，更高的流速需要增加通气过滤器的体积。

实验室使用的纯水储箱的典型尺寸为约20-100升的体积。在这种应用中使用的通气过滤器特别地利用过滤材料的组合，包括用于过滤挥发性有机物质或溶剂的活性炭、用于过滤二氧化碳的碱石灰以及用于过滤细菌、灰尘或类似颗粒的膜过滤器。对于较低纯度要求，可以仅使用膜过滤器。工业空气过滤使用三种颗粒保留机制：惯性撞击、拦截和扩散吸附。主要的移除机制可以作为粒度的函数而变化。空气的流速和流速随时间的变化也影响有效的移除机制，并因此对于使用领域是特定的。

通过使用碱石灰进行化学吸附是空气过滤器中移除CO₂的现有技术解决方案。根据具体的应用领域，其他物质也可能有效。CO₂移除介质中使用的替代化学试剂可以是氢氧化锂，但CO₂捕获反应与碱石灰的反应有根本的不同。

碱石灰的主要以及重要成分是氢氧化钙。加入了水和少量氢氧化钠。大气中含有的CO₂通过两步放热反应与Ca(OH)₂间接反应。所得到的最初存在于碱石灰中的水以及副产物水可能会蒸发并流失。

由于过滤材料在使用中被消耗，所以用于这种应用的通气过滤器通常为筒的形式，该筒被设计成允许在箱上进行简单且必要时重复的更换和替换。

当前用于实验室应用中的纯水储箱设计在箱顶部上具有筒形式的通气过滤器，呈竖直取向的烟囱状的形式。由于水净化系统和储水箱通常安装在实验室中未使用的空间中，例如实验室工作台和实验室水槽下方，因此集成对箱的高度施加了限制。此外，在目前已知的解决方案中，烟囱状通气口进一步减少了安装中的可用空间。顶部上的通气口设计需要用于通气过滤器的顶部空间，并且当箱完全被约束在家具中或实验室工作台或水槽下方时，需要用于替换的额外的维修空间。