空气处理用设备制造技术

一种气体处理设备，其适用于空气净化设备中以生产可呼吸空气，该气体处理设备包括包含钯和铁氧化物的催化剂和挥发性含氮化合物源。该设备可用于气体面罩、紧急逃生防护罩和静态空气处理设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】空气处理用设备本专利技术涉及一种设备，特别但不排他地是气体过滤器，其适用于呼吸设备例如保护性气体面罩或者呼吸器中的空气净化，和涉及用于气体处理设备来氧化一氧化碳(CO)的催化剂。已知的和用于在气体过滤器中氧化CO的催化剂包括霍布卡拉特(hopcalite),其是在载体材料(例如氧化铝和二氧化钛)上的铜氧化物和锰氧化物以及贵金属(例如金和钼)的混合物。霍布卡拉特用于氧化一氧化碳，但是已知的是它在气体面罩过滤器中的应用具有缺点，这归因于它对于潮湿敏感，并且它促进相对放热的反应，这导致离开过滤器的净化气体具有对于呼吸来说不舒服的高温。JP57084744中所述的催化剂由负载于商购的氧化铝载体上的钼或钯组成，负载方法如下:用Pd或Pt盐溶液浸溃氧化铝，随后使用肼溶液来还原该金属化合物。US4623637描述了将浸溃到氧化铝材料(其已经用钒化合物处理并加热来产生五氧化二钒)中的钯化合物用作空气净化器催化剂。JPOl 159058描述了除一氧化碳的催化剂，其中向具有特定孔结构的氧化招载体提供Fe、Co、N1、Mn、Cu、Cr、Sn或Ce的至少一种以及Pt或Pd。该催化剂据称是高度耐潮湿的。JP602381848提供了由金和选自Mn、Fe、Co和Ni的氧化物组成的催化剂。EP0129406描述了用于净化含CO的大气的催化剂装置，其包含结合有锡(IV)氧化物的一种或多种钼族金属。在US4536375中，CO污染的可呼吸气体使用催化剂来净化，该催化剂包含经助催化的锡IV氧化物负载的贵金属催化剂，其中助催化剂是周期表lb、3b、7b和8族的一种或多种金属(特别是铜、镍、锰、硅或镧)，贵金属是钼、钯、铑、铱或钌。B.Qiao等人(Journal of Catalysis261 (2009) 241-244)制备了氢氧化铁负载的钮催化剂,用于氧化CO。但是该作者的结论是该催化剂的活性低于由相同方法制备的金催化剂。气体面罩过滤器典型地包含吸收剂例如活性炭，其经常浸溃有化学化合物用于处理和减少或除去可能存在于环境中的有害化合物。该基础活性炭通常来自煤或椰子来源。活性炭可以用不同的金属化合物例如银、锌、铜、铬和/或钥化合物，无机化合物例如碱金属氢氧化物和有机化合物例如胺、膦或者酸来浸溃，用于除去有毒气体。已经发现在气体面罩中存在经浸溃的活性炭，特别是含有胺例如三亚乙基二胺的碳和/或能够释放含氮气体例如氨或胺的材料会对一氧化碳氧化催化剂的活性产生不利影响。重要的是该CO氧化催化剂是稳定的和能够在胺化合物存在下保持其活性。本专利技术的一个目标提供一种用于氧化CO的替代催化剂材料，并且其可用于制造含有这种挥发性含氮材料的空气处理设备。根据本专利技术，提供一种空气处理用设备，其中具有第一一氧化碳浓度的空气进入该设备，具有第二一氧化碳浓度的可呼吸空气离开该设备，所述第一浓度高于所述第二浓度，该设备包括气体处理装置，该气体处理装置包括:i)用于氧化一氧化碳的包含钯和铁氧化物的催化剂，和ii)挥发性含氮化合物源。该设备包括气体处理设备，适于通过除去一氧化碳来净化空气，其含有包含钯和铁氧化物的催化剂。该设备可以采用许多不同的形式，包括气体过滤器和气体洗涤器，其用于多种气体面罩、呼吸设备和空气净化装置中，用于个人保护装置(PPE)或者用于集体防护系统来净化规定空间例如潜艇或者其他密封环境内的空气。本专利技术的设备目的是包括气体过滤器和过滤单元以及主动气体洗涤单元。施用本专利技术的气体处理设备的例子包括用于空气净化的独立系统，用于气体面罩的气体过滤器和过滤器筒，自含式自救器(SCSR),逃生防护罩和其他类型的需要从气流中除去一氧化碳的呼吸设备。在本专利技术的第二方面中，提供一种气体处理设备，适用于空气净化设备来生产可呼吸空气，该气体处理设备包括:i)包含钯和铁氧化物的催化剂，和ii)挥发性含氮化合物源。该挥发性含氮化合物源通常是胺，通常浸溃到吸收剂(其典型地是活性炭)上。该吸收剂可以以颗粒或泡沫或织物的形式存在。通常活性炭吸收剂以颗粒床的形式提供，该颗粒的尺寸和尺寸分布能够提供具有规定的最大压降的气体通流。对于在气体面罩或逃生防护罩中的应用来说，通常提供粒度为约300-1000μπκ特别是400-850μπι(20Χ40目)的经浸溃的活性炭。适用于气体处理设备的具体等级的经浸溃的活性炭商购自不同的供应商。这种材料的例子是RESPCARB?和ASZM-TEDA，其获自Calgon Carbon Corporation或者Chemviron0所以在本专利技术的一种优选的实施方案中，该设备包括气体过滤器，其适用于空气净化设备来生产可呼吸空气，该设备包括:i)包含钯和铁氧化物的催化剂，和ii)用1-10重量％、特别是1-5重量％的胺，特别是三亚乙基二胺浸溃的活性炭。已知的是金催化剂对于除去一氧化碳有活性，并且市售用于气体面罩中作为传统霍布卡拉特催化剂的替代。但是，根据公布的来源，金催化剂必须保护以防止氨和胺，因为它们倾向于使得催化剂中毒和降低催化活性。金催化剂所以被推荐与保护床(其可以是霍布卡拉特)结合使用，以在气体与催化剂接触之前除去气流中的催化剂毒物。保护床的使用增加了气体过滤器的成本、复杂性和体积，如果过滤器打算用于气体面罩或逃生防护罩，例如在需要紧凑的过滤器的情况下，这更是一个问题。本专利技术过滤器的一个特别益处是该催化剂耐受含氮化合物的毒害。所以该过滤器优选包含催化剂和吸收剂，其负载有至少含氮化合物和任选的其他活性气体处理化合物，不存在保护床。钯-铁氧化物催化剂对含氮化合物毒害的耐受性使得该催化剂能够根据需要与含氮化合物源(例如经胺浸溃的活性炭颗粒)混合，不过更通常的是将该催化剂通过透气的膜、筛网、纱网或者类似的透气阻挡物来与含氮化合物源物理隔开。例如气体过滤器形式的气体处理设备可以包括包含经浸溃的活性炭颗粒床的第一层和包含含有钯和铁氧化物的催化剂颗粒床的第二层，该第一和第二层通过纱网隔开。优选该催化剂包含0.5-10重量％、更优选1-4重量％的Pd。优选该组合物的其余部分包含铁和氧。在本专利技术一种实施方案中，该催化剂基本由!B、铁和氧组成。在一种优选的实施方案中，该催化剂基本由0.5 - 10重量％的钯、更优选1-4%的Pd组成，余量基本是铁和氧。用“基本由……组成”表示如果存在着钯、铁和氧之外的元素，则其存在水平对于用于氧化一氧化碳的催化剂的活性没有实质性影响。该催化剂可以通过共沉淀方法来制造。在一种优选的共沉淀方法中，将钯化合物溶液与铁化合物溶液混合，然后将该混合溶液在混合下缓慢加入到碱性沉淀剂溶液中，优选在约25-100°C、特别是25-80°C的温度进行。当添加完成时，该混合物可以在约30_80°C的温度老化至少30分钟，通常约30分钟-2小时的时间。合适的钯化合物包括硝酸钯、氯化钯。合适的铁化合物包括硝酸铁、氯化铁、硫酸铁。该沉淀剂溶液可以选自催化剂制备领域公知的那些，例如碱金属氢氧化物如氢氧化钠或氢氧化钾、碱金属碳酸盐和碱金属碳酸氢盐、氢氧化铵和有机碱如四甲基氢氧化铵。该沉淀的混合金属氧氢化合物产物然后与上清液分离和用水清洗，以除去如果存在的痕量的碱金属。优选该清洗持续，直到沉淀物包含〈0.5%的碱金属，更优选〈0.2%和特别是〈0.1 %的碱金属。然本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空气处理用设备，其中具有第一一氧化碳浓度的空气进入该设备，具有第二一氧化碳浓度的可呼吸空气离开该设备，所述第一浓度高于所述第二浓度，该设备包括气体处理装置，该气体处理装置包括：i)用于氧化一氧化碳的包含钯和铁氧化物的催化剂，和ii)挥发性含氮化合物源。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.07 GB 1119171.5;2011.11.07 US 61/556,3291.一种空气处理用设备，其中具有第一一氧化碳浓度的空气进入该设备，具有第二一氧化碳浓度的可呼吸空气离开该设备，所述第一浓度高于所述第二浓度，该设备包括气体处理装置，该气体处理装置包括: i)用于氧化一氧化碳的包含钯和铁氧化物的催化剂，和 ?)挥发性含氮化合物源。2.根据权利要 求1所述的设备，其中该催化剂包含0.5-10重量％的钯。3.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述催化剂通过以下方法制造:将含有铁和钯的混合的氧化物和氢氧化物从含有可溶性铁和钯化合物的酸溶液中沉淀出来。4.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述铁氧化物和钯负载在多孔载体材料上。5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中该催化剂包含尺寸为300-1000μ m的颗粒。6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中该催化剂作为颗粒床存在，并且所述催化剂床在空气流动方向上的最大厚度小于10mm。7.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中该催化剂存在于涂层中。8.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述挥发性含氮化合物源包含浸溃有胺或氨的吸收剂材料。9.根据权利要求8所述的设备，其中所述吸收剂材料包括颗粒床、织物或泡沫形式的活性炭。10.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其不含霍布卡拉特。11.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中该催化剂和该挥发性含氮化合物源之间没有用于除去催化剂毒物的保护床。12....

【专利技术属性】
技术研发人员：S·波尔斯顿，A·W·J·史密斯，S·C·贝内特，E·罗瑟尔，
申请(专利权)人：庄信万丰股份有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB