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JPH059123B2 - - Google Patents
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JPH059123B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH059123B2
JPH059123B2 JP19808386A JP19808386A JPH059123B2 JP H059123 B2 JPH059123 B2 JP H059123B2 JP 19808386 A JP19808386 A JP 19808386A JP 19808386 A JP19808386 A JP 19808386A JP H059123 B2 JPH059123 B2 JP H059123B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ion exchange
particles
filter
exchange filter
gas flow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP19808386A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6354959A (en
Inventor
Toshiaki Fujii
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Ebara Corp filed Critical Ebara Corp
Priority to JP61198083A priority Critical patent/JPS6354959A/en
Publication of JPS6354959A publication Critical patent/JPS6354959A/en
Publication of JPH059123B2 publication Critical patent/JPH059123B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔産業上の利用分野〕 本発明は、荷電微粒子を含むガス流から該微粒
子を除去する方法及びその装置、特に、 電子工業、薬品工業、食品工業、農林産業、
医療、精密機械工業等におけるクリーンルー
ム、クリーンブース、クリーントンネル、クリ
ーンベンチ、安全キヤビネツト、無菌室、バス
ボツクス、無菌エアカーテン、クリーンチユー
ブ等における空気、窒素、酸素等のガス流かか
ら荷電微粒子を除去する方法及びその装置、 煙道排ガスや自動車排ガスのような各種の工
業、産業から排出される微粒子含有ガスから荷
電微粒子を除去する方法及びその装置に関す
る。 〔従来の技術及びその問題点〕 従来、例えば室内の空気清浄方法或いはその装
置を大別すると、 (1) 機械的濾過方式(例えばHEPAフイルタ) (2) 静電的に微粒子の捕集を行なう高電圧による
荷電及び導電性フイルタによる濾過方式(例え
ばMESAフイルタ) があるが、これらの方法には夫々次のような欠点
があつた。 即ち、機械的濾過方式においては、空気の清浄
度(クラス)をあげるためには目の細かいフイル
タを使用する必要があるが、この場合圧損が高
く、また目づまりによる圧損の増加も著るしく、
フイルタ寿命も短かく、フイルタの維持、管理或
いは交換が面倒であるばかりでなく、フイルタ交
換を行う場合、その間作業をストツプする必要が
あり、復帰までには長時間を要しており、生産能
率が悪いいという欠点があつた。 また、空気の清浄度を上げる為に換気回数(フ
アンによる空気循環回数)を増加することも行わ
れているが、この場合動力費が高くつくという欠
点があつた。 また、従来のフイルタによる方法は微粒子の除
去だけを目的としているので、工業用クリーンル
ーム用としては使用できるが、フイルタには必ず
と言つてよい程ピンホールがあり、汚染空気の一
部がリークするため、バイオロジカルクリーンル
ームでの使用には限界があつた。 また、静電的に微粒子の捕集を行う方式におい
ては、予備荷電部に例えば15〜70kVという高電
圧を必要とするため、装置が大型となり、また安
全性、維持管理の面で問題があつた。 これらの問題点を解決するために本発明者は、
さきに紫外線、或いは放射線の照射によりガス中
の微粒子を荷電させた後捕集することにより空気
を清浄にする方法を提案したが(特願昭60−
18723号、特願昭61−85996号)、荷電した粒子の
捕集が十分に行なわれない場合があつた。 例えば荷電粒子状物質の捕集方法として集じん
板(集じん電極)を用いた場合、超微細な粒子例
えば0.5〓m以下の微粒子の捕集効率が不十分で
あるばかりでなく、非定常運転時に捕集微粒子の
飛散が生ずる場合があつた。 〔発明の目的〕 本発明は、ガス流中の荷電粒子、特に荷電した
微粒子をも効率よく捕集しうる方法及びその装置
を提供することを目的とするものである。 〔発明の構成〕 本発明は、荷電微粒子を含含むガス流を、空〓
性高分子支持体にイオン交換体をグラフト重合に
より支持させたイオン交換フイルタに通ずること
により、更には微粒子を含むガス流に紫外線又は
放射線を照射することにより微粒子を予備荷電せ
しめた後前記イオン交換フイルタ上に通ずること
により荷電微粒子を該フイルタに捕集促せしめて
ガス流から荷電微粒子を除去する方法、及び、微
粒子を含むガス流吸入口からガス流排出口までの
ガス流路上に、少くとも紫外線又は放射線照射部
よりなる予備荷電部及び空〓性高分子支持体にイ
オン交換体をグラフト重合により支持させたイオ
ン交換フイルタを順次設けてなるガス流から荷電
微粒子を除去する装置である。 つぎに紫外線を照射して空気中の微粒子を荷電
させた後フイルタにより荷電した微粒子を捕集す
本発明の一実施例をクリーンルームに適用した例
を第1図を参照しながら説明する。 第1図において符号1はクリーンルーム、2は
外気導入管、3はプレフイルタ、4はクリーンル
ームからの空気取出し口、5はフアン、6は空気
調和装置、7はHEPAフイルタ、8はクリーン
ルーム内のフアン部、9は紫外線照射部、10は
繊維状の高分子支持体にイオン交換体を支持せし
めたイオン交換フイルタ、11はクリーンベン
チ、12は可動シヤツター、13は作業台を示
す。 クリーンルーム1内には、配管2から導入され
る外気の粗粒子をプレフイルタ3でで濾過した
後、タリーンルーム1の空気取出し口4から取り
出された空気と共にフアン5を介して空気調和装
置6にて温度及び湿度を調節した後、HEPAフ
イルタ7により微粒子を除去した空気が循環供給
されており、清浄度(クラス)10000程度に保持
されている。 一方、クリーンルーム1内のフアン部8、紫外
線照射部9、繊維状の高分子支持体にイオン交換
体を支持せしめたイオン交換フイルタ10を設け
たクリーンベンチ11内の作業台13上は、高清
浄度(クラス10)の無菌雰囲気に保持される。 即ち、クリーンベンチ11においては、クリー
ンルーム1内の清浄度(クラス)10000程度の空
気がフアン部8のフアンにより吸引され、紫外線
照射部9で紫外線を照射することにより空気中の
微粒子は荷電されると共に、ウイルス、バクテリ
ヤ、酵素、かび等の微生物が殺菌・荷電された
後、フイルタ10で荷電された微粒子を除去する
ことにより、作業台13上は高清浄度に保持され
る。 なお、クリーンベンチ11内の作業台13への
器具、製品等の出し入れは、クリーンベンチ11
に設けられた可動シヤツター12により行なう。 予備荷電部である紫外線照射部を第2図に示
す。第2図において、符号8及び10は第1図で
示したものと同じ意味を有し、符号20はフアン
8で取り入れらた空気、21は網状の光電子放出
材、22は紫外線ランプ、23はプレフイルタ、
24は清浄になつた空気の流れを示す。 フアン8により取り入れられプレフイルタ23
でろ過された空気20中の微粒子は、紫外線ラン
プ22から照射される紫外線により光電子放出材
21から放出される光電子によつて効率良く荷電
される。ついで、繊維状イオン交換フイルタ10
により荷電された粒子は効率よく捕集され清浄な
空気24が得られる。 光電子放出材21は、放射線又は紫外線照射に
より光電子を放出するものであれば何れでも良
く、光電的な仕事関数の小さいもの程好ましい。
効果や経済性の面から、Ba,Sr,Ca,Y,Gd,
La,Ce,Nd,Th,Pr,Be,Zr,Fe,Ni,Zn,
Cu,Ag,Pt,Cd,Pb,Al,C,Mg,Au,In,
Bi,Nb,Si,T1,Ta,Sn,Pのいずれか又は
これらの化合物又は合金が好ましく、これらは単
独で又は二種以上を複合して用いられる。複合材
としては、アマルガムの如く物理的な複合材も用
いうる。 化合物としては例えば酸化物、ほう化物、炭化
物があり、酸化物にはBaO,SrO,CaO,Y2O6
Gd2O3,Nd2O3,ThO2,ZrO2,Fe2O3,ZnO,
CuO,Ag2O,PtO,PbO,Al2O3,MgO,
In2O3,B1O,NbO,BeOなどがあり、またほう
化物にはYB6,GdB6,LaB6,CeB6,,PrB6
ZrB2などがあり、さらに炭化物としてはZrC,
TaC,,T1C,NbCなどがある。 また、合金としては黄銅、青銅、リン青銅、
AgとMgとの合金(Mgが2〜20wt%)、CuとBe
との合金(Beが1〜10wt%)及びBaとAlとの合
金を用いることができ、上記AgとMgとの合金、
CuとBeとの合金及びBaとAlとの合金が好まし
い。酸化物は金属表面のみを空気中で加熱した
り、或いは薬品で酸化することによつても得るこ
とができる。 さらに他の方法としては使用前に加熱し、表面
に酸化層を形成して長期にわたつて安定な酸化層
を得ることもできる。この例としてはMgとAgと
の合金を水蒸気中で300〜400℃の温度の条件下で
その表面に酸化薄膜を形成させることができ、こ
の酸化薄膜は長期間にわたつて安定なものであ
る。 これらの材料の使用形状は、板状、プリーツ
状、網状等何れの形状でもよいが、紫外線の照射
面積及び空気との接触面積の大きな形状のものが
好ましく、このような観点からは網状のものが好
ましい。 紫外線の種類は、その照射により光電子放出材
が光電子を放出しうるものであれば何れでもよい
が、殺菌作用を併せてもつものが好ましい。適用
分野、作業内容、用途、経済性などにより適宜決
めることができる。例えば、バイオロジカル分野
においては、殺菌作用、効率の面から遠紫外線を
併用するのが好ましい。 イオン交換フイルタ10は一定期間使用すると
目詰まりを生ずるもので、必要に応じカートリツ
ジ構造とし、圧力損失の検出により交換するよう
にすることにより長期間にわたつて安定した運転
が可能なる。 空気中の微粒子を荷電する方式として、紫外線
照射部に電場を形成しないで行う方方式について
説明して来たが、比較的高電圧を印加した電場に
おいて光電子放出材上に紫外線(又は放射線)を
照射することにより、光電子の放出並びに空気中
の微粒子の帯電をより効率的に行なうことができ
る。 次に、イオン交換フイルタについて詳しく説明
する。 イオン交換フイルタは、ガス流から荷電微粒子
を捕集しうる機能を有するものであればどのよう
なものでもよいが、ネツト状、織物状或いは繊維
状の空〓性高分子支持体上にイオン交換体をグラ
フト重合により支持させたものが用いられ、これ
らは周知の方法により適宜製造することができ
る。 イオン交換体としては、アニオン交換体或いは
カチオン交換体が使用できる。 支持体としては、ポリエチレン、ポリプピレ
ン、ポリブチレン、ポリブテン等の脂肪族系不飽
和炭化水素の重合体、ポリスチレン、ポリ〓−メ
チルスチレン等の芳香族系炭化水素の重合体、ポ
リビニルシクロヘキサン等の脂環式系炭化水素重
合体、あるいはこれらの炭化水素の共重合体、あ
るいは、ポリ四フツ化エチレン、ポリフツ化ビニ
リデン、エチレン−四フツ化エチレン共重合体、
四フツ化エチレン−六フツ化プロピレン共重合
体、フツ化ビニリデン−六フツ化プロピレン共重
合体等のフツ素含有不飽和炭化水素の重合体又は
その共重合体などが用いられる。 また、ポリビニルアルコール、ポリアミド、ポ
リエステル、セルロース、羊毛、絹あるいはこれ
らの混合物を用いることもできる。 これら支持体は、空〓性支持体として用いら
れ、その形状はガス流との接触面積が広く、か
つ、抵抗の少ない形状であればよく、例えば適宜
の薄膜状の布、好ましくはネツト状などの織物状
あるいは繊維状等、適宜の形状のものが用いられ
る。 空〓性支持体の空〓率は10〜95%好ましくは50
〜85%である。空〓性支持体の形状、厚さ、空〓
率は装置の形状、使用する材質、構造、期待する
効果等により適宜決めることが出来る。 本発明で使用しうるイオン交換体としては、特
に限定されることはなく、種々の陽イオン交換体
あるいは陰イオン交換体が使用される。 例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、リン
酸基、フエノール性水酸基などの陽イオン交換基
含有交換体、第1級〜第3級アミノ基、第4級ア
ンモニウム基、スルホニウム基、ホスホニウム基
などの陰イオン交換基含有交換体、あるいは前記
陽及び陰両イオン交換器を含有する重合型または
縮合型の均質型または不均質型のイオン交換体が
挙げられる。 代表例としては、アクリル酸、メタクリル酸、
またはスチレン、ハロメチルスチレン、アシルオ
キシスチレン、ヒドロキシチレン、アミノスチレ
ン、ビニルベンゼンスルホン酸等のスチレン化合
物、ビニルピリジン、2−メチル−5−ビニルピ
リジン、2−メチル−5−ビニルイミダゾール、
アクリルニトリル、あるいは硫酸、クロルスルホ
ン酸、スルホン酸などの陽または陰イオン交換
基、またはこれに転換し得る基を有するモノマー
の重合体またはこれらのモノマーとジビニルベン
ゼン、トリビニルベンゼン、ブタジエン、エチレ
ングリコールジビニルエーテル、エチレングリコ
ールジメタクリレート、などの二個以上の二重結
合を有するモノマーとの共重合体、またはポリエ
チレン、ポリビニルフルオロカーボンエーテルも
しくはポリテトラフルオロエチレンにスチレンを
グラフト重合したポリマー等に夫々必要に応じて
陽および/または陰のイオン交換基を導入する
か、またはイオン交換基に転換してなるイオン交
換体、テトラフルオロエチレン、クロロトリフル
オロエチレンなどのビニルモノマーとイオン交換
基またはイオン交換基に変換しうる基を有するパ
ーフルオロビニルモノマーとのコポリマーからな
るイオン交換体がある。 支持体にイオン交換体を担持させる方法は、特
に限定されることはなく、周知の方法で実施しう
る。 例えば支持体に、紫外線または〓線、〓線、電
子線、〓線などの電離性放射線の照射、あるいは
酸素、オゾン、クロルスルホン酸、過酸化水素、
過酸化ベンゾイル、過酢酸などの酸化剤による処
理、またはこれらの2種以上の処理を行なつた後
モノマーをグラフトし、イオン交換体を担持させ
る方法、支持体(例えばポリエチレン)に電離性
放射線を照射した後、アクリル酸および/または
メタクリル酸の水溶液を反応させてグラフト重合
体を得、これを水酸化ナトリウム水溶液で処理す
る方法等が挙げられる。 別の方法として、支持体にイオン交換体との親
和性の大きい重合層(接着層)を介して、イオン
交換体を支持させる方法がある。この方法は、先
ず支持体に、イオン交換体との接着層を形成する
ためのモノマーをグラフト重合させる。接着層を
形成するためのモノマーは、その重合体がイオン
交換体に対して、大きい親和力乃至は接着性を有
するものが使用される。このようなモノマーとし
ては例えばプロピレンなどのオレフインモノマ
ー、塩化ビニルなどのハロゲン化ビニルモノマ
ー、スチレン誘導体、アクリロニトリルなどのニ
トリル基を有するモノマー、ブタジエンのような
ジエンモノマー、酢酸ビニル、アクリル酸エチル
のような酸エステル基を有するモノマーがある。 これらのモノマーを支持体に前述の電離性放射
線照射及び/又は酸化剤処理などの手段にてグラ
フト重合させる。即ち、支持体を予めこれら手段
にて前処理した後、上記グラフトさせるべきモノ
マー溶液を含浸させて重合させるか、或いは紫外
線、放射線の場合は支持体にモノマー溶液を含浸
させた状態で照射しても良い。次に、支持体に前
記イオン交換体を支持させる。この方法は、イオ
ン交換体の種類やその製造法などにより異なる
が、例えば次の様に行う。前記イオン交換体の原
料モノマー混合物をを重(縮)合する前に支持体
に含浸させ、含浸後に該モノマー混合物を重
(縮)合させるか、或いは予め部分的に重(縮)
合させた初期重(縮)合体をそのまま、又は必要
に応じて適宜の溶媒に溶解させて支持体に含浸さ
せ、含浸後に重(縮)合を完結させる。 この方法の特長は、支持体にはイオン交換体形
成モノマーと親和性の大きいグラフト重合物が存
在するので、モノマー混合物又はその初期重
(縮)合物によつて、支持体の接着層は、膨潤又
は溶解し、含浸が充分に行なわれる。この結果続
いて行われるモノマー混合物又はその初期重
(縮)合物の重合により、その重合物がグラフト
重合層を介して支持体と緊密に一体化した構造が
得られる。 支持体に含浸し重合させた重合物が、十分にイ
オン交換基を有しない場合は、続いて周知の手段
により陽又は陰イオン交換基が導入され、イオン
交換フイルタが得られる。 この様にして、イオン交換フイルタが製造さ
れ、繊維状又は織物状のアニオン交換フイルタ及
びカチオン交換フイルタが得られる。 使用するアニオン交換フイルタ及びカチオン交
換フイルタの種類、充填量、及びその比率は、ガ
ス流中荷電微粒子の荷電状態や濃度等により適宜
決めすることが出来る。 例えば、アニオン交換フイルタは負荷電の微粒
子の捕集に、又カチオン交換フイルタは正荷電の
微粒子の捕集に効果的である。又、充填量やその
比率は、荷電微粒子の濃度、濃度比率に対応して
見合う量を、装置の形状、構造、圧損等を考慮
し、適宜決めれば良い。例えば微粒子が予備荷電
により、負荷電を帯びており、又、元来空気中に
正荷電の微粒子があることからアニオン交換フイ
ルタ80(V/V%)、に対しカカチオン交換フ
イルタ20(V/V%)の割合で充填されたもの
を用うればよい。 図面に関する説明では、予備荷電部後流のフイ
ルタ10のみにイオン交換フイルタを使用する方
式を説明したが、予備荷電部入口の粗フイルタ2
3にも同様に使用出来ることは言うまでもない。 実施例 下記の手段で製造した繊維状のイオン交換フイ
ルタを用い第2図に示した空気清浄器を用い第2
図に示した空気清浄器を用いて試験した。 ただし、 紫外線光源;水銀−キセノンランプ 光電子放出面;黄銅 充填割合;アニオン交換フイルタ70%:カチオ
ン交換フイルタ30%(フイルタは繊維状であ
る) 発生微粒子は、煙草の煙(平均粒径0.3〜0.4〓
m)を用い、適宜清浄空気で希釈し10/minで
吸引して、入口(粗フイルタ後方)及び出口(イ
オン交換フイルタ後方)で粒子測定器を用い濃度
を測定した。結果を下記表−1に示す。
[Industrial Field of Application] The present invention relates to a method and an apparatus for removing charged particles from a gas stream containing them, and in particular to the electronic industry, the pharmaceutical industry, the food industry, the agriculture and forestry industry,
Removes charged particles from gas flows such as air, nitrogen, and oxygen in clean rooms, clean booths, clean tunnels, clean benches, safety cabinets, sterile rooms, bath boxes, sterile air curtains, clean tubes, etc. in the medical and precision machinery industries. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and an apparatus for removing charged particulates from particulate-containing gases emitted from various industries such as flue gas and automobile exhaust gas. [Prior art and its problems] Conventional methods and devices for purifying indoor air can be roughly divided into: (1) Mechanical filtration methods (e.g. HEPA filters) (2) Electrostatic collection of particulates There are charging methods using high voltage and filtration methods using conductive filters (for example, MESA filters), but each of these methods has the following drawbacks. In other words, in the mechanical filtration method, it is necessary to use a fine-mesh filter in order to improve the air cleanliness (class), but in this case the pressure drop is high, and the increase in pressure drop due to clogging is also significant. ,
The life of the filter is short, and not only is it troublesome to maintain, manage, or replace the filter, but when replacing the filter, it is necessary to stop work during that time, and it takes a long time to recover, which reduces production efficiency. There was a drawback that it was bad. Additionally, in order to improve the cleanliness of the air, the number of times of ventilation (the number of times air is circulated by a fan) has been increased, but this has the drawback of increasing power costs. In addition, the conventional filter method is only intended to remove particulates, so it can be used for industrial clean rooms, but filters almost always have pinholes, and some of the contaminated air can leak out. Therefore, there were limits to its use in biological clean rooms. In addition, methods that electrostatically collect particles require a high voltage of, for example, 15 to 70 kV in the pre-charging section, which increases the size of the device and poses problems in terms of safety and maintenance. Ta. In order to solve these problems, the inventors
Earlier, we proposed a method for purifying the air by charging fine particles in gas by irradiating them with ultraviolet rays or radiation, and then collecting them (Japanese Patent Application 1983-
(No. 18723, Japanese Patent Application No. 61-85996), there were cases in which charged particles were not collected sufficiently. For example, when using a dust collection plate (dust collection electrode) as a method for collecting charged particulate matter, not only is the collection efficiency of ultrafine particles (for example, particles of 0.5〓m or less) insufficient, but also unsteady operation is required. Occasionally, the collected particles would scatter. [Object of the Invention] An object of the present invention is to provide a method and apparatus for efficiently collecting charged particles, especially charged fine particles, in a gas flow. [Structure of the Invention] The present invention allows a gas flow containing charged particles to be
The particles are precharged by passing them through an ion exchange filter in which an ion exchanger is supported by graft polymerization on a polymeric support, and further by irradiating the gas flow containing the particles with ultraviolet rays or radiation. A method for removing charged particulates from a gas flow by passing the charged particulates onto a filter to cause the filter to collect the charged particulates; Alternatively, it is a device for removing charged fine particles from a gas flow, which is sequentially provided with a precharging section consisting of a radiation irradiation section and an ion exchange filter in which an ion exchanger is supported by graft polymerization on a hollow polymer support. Next, an example in which an embodiment of the present invention is applied to a clean room, in which fine particles in the air are charged by irradiating ultraviolet rays and then collected by a filter, will be described with reference to FIG. In Fig. 1, numeral 1 is a clean room, 2 is an outside air intake pipe, 3 is a pre-filter, 4 is an air outlet from the clean room, 5 is a fan, 6 is an air conditioner, 7 is a HEPA filter, and 8 is a fan in the clean room. , 9 is an ultraviolet irradiation section, 10 is an ion exchange filter in which an ion exchanger is supported on a fibrous polymer support, 11 is a clean bench, 12 is a movable shutter, and 13 is a workbench. Inside the clean room 1, coarse particles from the outside air introduced from the pipe 2 are filtered by a pre-filter 3, and then sent to the air conditioner 6 through the fan 5 along with the air taken out from the air outlet 4 of the tureen room 1. After adjusting the temperature and humidity using the HEPA filter 7, the air is circulated to remove particulates and maintained at a cleanliness level (class) of about 10,000. On the other hand, the workbench 13 in the clean bench 11 equipped with the fan section 8, the ultraviolet ray irradiation section 9, and the ion exchange filter 10 in which an ion exchanger is supported on a fibrous polymer support in the clean room 1 is highly clean. Maintained in a sterile atmosphere at a temperature of 10 degrees (Class 10). That is, in the clean bench 11, air with a cleanliness level (class) of about 10,000 in the clean room 1 is sucked in by the fan in the fan unit 8, and fine particles in the air are charged by irradiating ultraviolet rays with the ultraviolet ray irradiation unit 9. At the same time, after microorganisms such as viruses, bacteria, enzymes, and molds are sterilized and charged, the charged particles are removed by the filter 10, thereby maintaining a high level of cleanliness on the workbench 13. Note that instruments, products, etc. can be taken in and out of the workbench 13 inside the clean bench 11.
This is done by a movable shutter 12 provided in the. FIG. 2 shows the ultraviolet ray irradiation section which is the preliminary charging section. In FIG. 2, numerals 8 and 10 have the same meanings as shown in FIG. prefilter,
24 indicates the flow of purified air. Prefilter 23 taken in by fan 8
The fine particles in the filtered air 20 are efficiently charged by photoelectrons emitted from the photoelectron emitting material 21 by ultraviolet rays irradiated from the ultraviolet lamp 22. Next, a fibrous ion exchange filter 10
The charged particles are efficiently collected and clean air 24 is obtained. The photoelectron emitting material 21 may be any material as long as it emits photoelectrons when irradiated with radiation or ultraviolet rays, and the smaller the photoelectric work function, the more preferable it is.
In terms of effectiveness and economy, Ba, Sr, Ca, Y, Gd,
La, Ce, Nd, Th, Pr, Be, Zr, Fe, Ni, Zn,
Cu, Ag, Pt, Cd, Pb, Al, C, Mg, Au, In,
Any one of Bi, Nb, Si, T 1 , Ta, Sn, P, or a compound or alloy thereof is preferred, and these may be used alone or in combination of two or more. As the composite material, a physical composite material such as amalgam can also be used. Examples of compounds include oxides, borides, and carbides, and oxides include BaO, SrO, CaO, Y 2 O 6 ,
Gd 2 O 3 , Nd 2 O 3 , ThO 2 , ZrO 2 , Fe 2 O 3 , ZnO,
CuO, Ag 2 O, PtO, PbO, Al 2 O 3 , MgO,
In 2 O 3 , B 1 O, NbO, BeO, etc., and borides include YB 6 , GdB 6 , LaB 6 , CeB 6 , PrB 6 ,
ZrB 2 , etc., and carbides such as ZrC,
Examples include TaC, T 1 C, and NbC. In addition, alloys include brass, bronze, phosphor bronze,
Alloy of Ag and Mg (Mg 2-20wt%), Cu and Be
(Be is 1 to 10 wt%) and an alloy of Ba and Al can be used, and the alloy of Ag and Mg mentioned above,
An alloy of Cu and Be and an alloy of Ba and Al are preferred. Oxides can also be obtained by heating only the metal surface in air or by oxidizing it with chemicals. Still another method is to heat the material before use to form an oxidized layer on the surface to obtain a stable oxidized layer over a long period of time. As an example of this, a thin oxide film can be formed on the surface of an alloy of Mg and Ag in water vapor at a temperature of 300 to 400°C, and this thin oxide film is stable over a long period of time. . These materials can be used in any shape such as plate, pleat, or net, but it is preferable to use a shape that has a large area of ultraviolet irradiation and contact with air, and from this point of view, a net is preferable. is preferred. The type of ultraviolet rays may be any type as long as the photoelectron emitting material can emit photoelectrons when irradiated with the ultraviolet rays, but it is preferable to use ultraviolet rays that also have a bactericidal effect. It can be determined as appropriate depending on the field of application, work content, purpose, economic efficiency, etc. For example, in the biological field, it is preferable to use deep ultraviolet rays together in terms of bactericidal action and efficiency. The ion exchange filter 10 becomes clogged when used for a certain period of time, so by adopting a cartridge structure as necessary and replacing it by detecting pressure loss, stable operation can be achieved over a long period of time. As a method of charging fine particles in the air, we have described a method that does not create an electric field in the ultraviolet irradiation part, but it is also possible to charge ultraviolet rays (or radiation) on the photoelectron emitting material in an electric field with a relatively high voltage applied. Irradiation makes it possible to more efficiently emit photoelectrons and charge particles in the air. Next, the ion exchange filter will be explained in detail. The ion exchange filter may be of any type as long as it has the function of collecting charged particles from the gas flow. Those in which the body is supported by graft polymerization are used, and these can be appropriately manufactured by well-known methods. As the ion exchanger, an anion exchanger or a cation exchanger can be used. Supports include polymers of aliphatic unsaturated hydrocarbons such as polyethylene, polypropylene, polybutylene, and polybutene, polymers of aromatic hydrocarbons such as polystyrene and polymethylstyrene, and alicyclic polymers such as polyvinylcyclohexane. hydrocarbon polymers, or copolymers of these hydrocarbons, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, ethylene-tetrafluoroethylene copolymers,
Polymers of fluorine-containing unsaturated hydrocarbons, such as tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymers, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymers, or copolymers thereof, etc. are used. It is also possible to use polyvinyl alcohol, polyamide, polyester, cellulose, wool, silk, or mixtures thereof. These supports are used as hollow supports, and may have any shape as long as they have a large contact area with the gas flow and low resistance, such as suitable thin film-like cloth, preferably net-like shapes, etc. An appropriate shape such as a woven or fibrous shape is used. Vacancy The vacancy rate of the support is 10-95%, preferably 50
~85%. Shape, thickness, and void of support
The rate can be appropriately determined depending on the shape of the device, the materials used, the structure, the expected effects, etc. The ion exchanger that can be used in the present invention is not particularly limited, and various cation exchangers or anion exchangers can be used. For example, exchangers containing cation exchange groups such as carboxyl groups, sulfonic acid groups, phosphoric acid groups, and phenolic hydroxyl groups; Examples include an exchanger containing an ion exchange group, or a polymerized or condensed type homogeneous or heterogeneous ion exchanger containing both the cationic and anionic ion exchangers. Typical examples include acrylic acid, methacrylic acid,
or styrene, halomethylstyrene, acyloxystyrene, hydroxystyrene, aminostyrene, styrene compounds such as vinylbenzenesulfonic acid, vinylpyridine, 2-methyl-5-vinylpyridine, 2-methyl-5-vinylimidazole,
Polymers of acrylonitrile or monomers having cationic or anionic exchange groups such as sulfuric acid, chlorosulfonic acid, sulfonic acid, or groups convertible thereto, or these monomers and divinylbenzene, trivinylbenzene, butadiene, ethylene glycol Copolymers with monomers having two or more double bonds such as divinyl ether, ethylene glycol dimethacrylate, etc., or polymers obtained by graft polymerizing styrene onto polyethylene, polyvinyl fluorocarbon ether, or polytetrafluoroethylene, etc., as required. An ion exchanger obtained by introducing a cationic and/or anionic ion exchange group or converting into an ion exchange group, a vinyl monomer such as tetrafluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, and an ion exchange group or an ion exchange group. There are ion exchangers made of copolymers with perfluorovinyl monomers having groups that can be used. The method for supporting the ion exchanger on the support is not particularly limited, and can be carried out by any known method. For example, the support may be irradiated with ionizing radiation such as ultraviolet rays, rays, rays, electron beams, rays, or oxygen, ozone, chlorosulfonic acid, hydrogen peroxide, etc.
A method in which a monomer is grafted after treatment with an oxidizing agent such as benzoyl peroxide or peracetic acid, or two or more of these treatments to support an ion exchanger, and a support (e.g. polyethylene) is exposed to ionizing radiation. After irradiation, a method may be mentioned in which a graft polymer is obtained by reacting an aqueous solution of acrylic acid and/or methacrylic acid, and then treated with an aqueous sodium hydroxide solution. Another method is to make the support support the ion exchanger through a polymer layer (adhesive layer) that has a high affinity for the ion exchanger. In this method, first, a monomer for forming an adhesive layer with an ion exchanger is graft-polymerized onto a support. As the monomer for forming the adhesive layer, one whose polymer has a high affinity or adhesion to the ion exchanger is used. Examples of such monomers include olefin monomers such as propylene, halogenated vinyl monomers such as vinyl chloride, styrene derivatives, monomers having a nitrile group such as acrylonitrile, diene monomers such as butadiene, vinyl acetate, and ethyl acrylate. There are monomers with acid ester groups. These monomers are graft-polymerized onto the support by means such as irradiation with ionizing radiation and/or treatment with an oxidizing agent as described above. That is, after the support is pretreated by these means, it is impregnated with the monomer solution to be grafted and polymerized, or in the case of ultraviolet rays or radiation, the support is irradiated with the monomer solution impregnated. Also good. Next, the ion exchanger is supported on a support. This method varies depending on the type of ion exchanger, its manufacturing method, etc., but is carried out, for example, as follows. Either the raw material monomer mixture of the ion exchanger is impregnated into a support before poly(condensation) and the monomer mixture is poly(condensed) after impregnation, or the monomer mixture is partially poly(condensed) in advance.
The initial poly(condensation) polymer is impregnated into the support as it is, or if necessary, dissolved in a suitable solvent, and the poly(condensation) polymerization is completed after impregnation. The feature of this method is that since the support contains a graft polymer having a high affinity with the ion exchanger forming monomer, the adhesive layer of the support is formed by the monomer mixture or its initial poly(condensation) product. It swells or dissolves, and impregnation takes place satisfactorily. As a result, the subsequent polymerization of the monomer mixture or its initial poly(condensation) product provides a structure in which the polymer is closely integrated with the support via the graft polymerization layer. If the polymer impregnated into the support and polymerized does not have sufficient ion exchange groups, then cation or anion exchange groups are introduced by well-known means to obtain an ion exchange filter. In this way, an ion exchange filter is manufactured, and a fibrous or woven anion exchange filter and a cation exchange filter are obtained. The type, filling amount, and ratio of the anion exchange filter and cation exchange filter to be used can be appropriately determined depending on the charge state, concentration, etc. of the charged fine particles in the gas flow. For example, an anion exchange filter is effective for collecting negatively charged particles, and a cation exchange filter is effective for collecting positively charged particles. Further, the filling amount and its ratio may be appropriately determined in accordance with the concentration and concentration ratio of the charged fine particles, taking into consideration the shape, structure, pressure loss, etc. of the device. For example, the fine particles are negatively charged due to pre-charging, and since there are naturally positively charged fine particles in the air, the anion exchange filter is 80 (V/V%), while the cation exchange filter is 20 (V/V%). %) may be used. In the explanation regarding the drawings, a method was explained in which the ion exchange filter is used only in the filter 10 downstream of the precharging section, but the coarse filter 2 at the inlet of the precharging section is used.
Needless to say, it can be used for 3 as well. Example: Using a fibrous ion exchange filter manufactured by the following method and using the air purifier shown in FIG.
A test was conducted using the air purifier shown in the figure. However, ultraviolet light source: mercury-xenon lamp Photoelectron emission surface: brass Filling ratio: anion exchange filter 70%: cation exchange filter 30% (filter is fibrous) Generated fine particles are cigarette smoke (average particle size 0.3 to 0.4) 〓
m), the mixture was appropriately diluted with clean air and suctioned at 10/min, and the concentration was measured using a particle meter at the inlet (behind the coarse filter) and the outlet (behind the ion exchange filter). The results are shown in Table 1 below.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

1 荷電粒子の捕集方法として、イオン交換フイ
ルタを用いたことで、 ガス流中の荷電粒子を効率良く捕集するこ
とが出来た。 捕集粒子の再飛散が無くなり、定常運転状
態が長期間にわたり保持出来た。 2 イオン交換フイルタの形状をネツトなどの織
物状又は繊維状にしたことで、 抵抗が少ない、実用的なアニオン交換フイ
ルタ、カチオン交換フイルタが得られた。 3 紫外線照射又は放射線照射法により予備荷電
を行い、後流でイオン交換フイルタで荷電粒子
を捕集することで、 ガス流中の粒子は、後流への流出が実質的
に無視できる位、高効率で捕集され、超清浄
度のガス流が得られた。 各分野、用途への適用が出来、特に、従来
法では限界、かつ困難のあつたクリーンルー
ム関連、なかでもバイオクリーンルーム関連
へ有効な設備が供給できた。 4 アニオン交換フイルタ及びカチオン交換フイ
ルタを粒子の荷電状態等により、適宜使い分
け、又組合せて使用出来るので、目的に応じた
最適な捕集方法、装置が供給出来た。 5 予備荷電しない、流路で、イオン交換フイル
タを用いることで、(予備荷電部前流で、プレ
フイルタとして用いることで)、 後流の予備荷電部の負荷が減少し、保守管
理、が容易となり、連続運転がより長期に行
えた。 以上により、紫外線照射方式及び放射線照射方
式の適用分野、用途が広がつた。
1. By using an ion exchange filter as a method for collecting charged particles, we were able to efficiently collect charged particles in a gas flow. There was no re-scattering of the collected particles, and a steady state of operation could be maintained for a long period of time. 2 By making the ion exchange filter into a woven or fibrous shape such as a net, practical anion exchange filters and cation exchange filters with low resistance were obtained. 3 By pre-charging with ultraviolet irradiation or radiation irradiation and collecting charged particles with an ion exchange filter in the wake, the particles in the gas stream are so high that their outflow to the wake can be virtually ignored. An ultra-clean gas stream was obtained with efficient collection. It can be applied to various fields and uses, and in particular, we were able to supply effective equipment for clean rooms, where conventional methods had limitations and were difficult, especially for bio-clean rooms. 4. Anion exchange filters and cation exchange filters can be used appropriately or in combination depending on the charge state of particles, etc., making it possible to provide optimal collection methods and devices depending on the purpose. 5 By using an ion exchange filter in the flow path without precharging (using it as a prefilter upstream of the precharging section), the load on the downstream precharging section is reduced and maintenance management becomes easier. , continuous operation was possible for a longer period of time. As a result of the above, the application fields and uses of the ultraviolet irradiation method and the radiation irradiation method have expanded.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明をクリーンルームに適用した例
を説明するための図面、第2図は予備荷電部をよ
り詳しく説明するための図面である。 1……クリーンルーム、6……HEPAフイル
タ、8……フアン部、9……紫外線照射部、10
……イオン交換フイルタ、11……クリーンベン
チ、13……作業台、21……光電子放出材、2
2……紫外線ランプ。
FIG. 1 is a drawing for explaining an example in which the present invention is applied to a clean room, and FIG. 2 is a drawing for explaining a pre-charging section in more detail. 1... Clean room, 6... HEPA filter, 8... Fan section, 9... Ultraviolet irradiation section, 10
... Ion exchange filter, 11 ... Clean bench, 13 ... Workbench, 21 ... Photoelectron emission material, 2
2...Ultraviolet lamp.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 荷電微粒子を含むガス流を、空〓性高分子支
持体にイオン交換体をグラフト重合法により支持
されたイオン交換フイルタに通ずることを特徴と
する荷電微粒子を含むガス流から荷電微粒子を除
去する方法。 2 ガス流中の微粒子に予備荷電を行なつた後イ
オン交換フイルタに通ずる特許請求の範囲第1項
記載の方法。 3 紫外線又は放射線を照射することにより予備
荷電を行なう特許請求の範囲第2項記載の方法。 4 予備荷電を電場で行なう特許請求の範囲第3
項記載の方法。 5 イオン交換フイルタが織物状又は繊維状のも
のである特許請求の範囲第1項乃至第4項の何れ
か1つに記載の方法。 6 荷電微粒子を含むガス流吸入口からガス流排
出口までのガス流路上に、少くとも紫外線照射部
又は放射線照射部よりなる予備荷電部及びイオン
交換フイルタを順次設けてなるガス流から荷電微
粒子を除去する装置。 7 予備荷電部に電場を設けるようにしてなる特
許請求の範囲第6項記載の装置。
[Scope of Claims] 1. A gas flow containing charged fine particles, characterized in that the gas flow containing charged fine particles is passed through an ion exchange filter in which an ion exchanger is supported by a graft polymerization method on a hollow polymer support. A method for removing charged particles from. 2. The method of claim 1, wherein the particles in the gas stream are precharged and then passed through an ion exchange filter. 3. The method according to claim 2, wherein precharging is performed by irradiating ultraviolet rays or radiation. 4 Claim 3 in which precharging is performed using an electric field
The method described in section. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the ion exchange filter is woven or fibrous. 6 A pre-charging section consisting of at least an ultraviolet ray irradiation section or a radiation irradiation section and an ion exchange filter are sequentially provided on the gas flow path from the gas flow inlet to the gas flow outlet containing charged particles. Device to remove. 7. The device according to claim 6, wherein an electric field is provided in the pre-charging section.
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