Системы, индицирующие окончание ресурса эксплуатации, для многослойных фильтрующих картриджей

1. Фильтрующий картридж с возможностью удаления загрязняющих веществ из газовой среды, содержащий:
герметичный корпус картриджа, содержащий:
впускное отверстие для газа;
фильтрующий материал; и
выпускное отверстие для газа,
при этом указанный фильтрующий материал содержит многослойную структуру, содержащую:
первый слой сорбента;
второй слой сорбента, находящийся ближе к выпускному отверстию для газа, чем первый слой сорбента, причем указанный первый слой сорбента характеризуется более высокой адсорбционной способностью и/или более высокой скоростью адсорбции, чем второй слой сорбента;
и
сенсорный элемент, прилегающий к первому и второму слоям сорбента с обеспечением расположения индикатора сенсорного элемента на границе соприкосновения первого и второго слоев сорбента.
1
2
1
2
2. Фильтрующий картридж по п. 1, в котором отношение показателя А адсорбции первого слоя сорбента к показателю А адсорбции второго слоя сорбента составляет А/А>1, при этом показатель адсорбции слоя сорбента определяется по формуле:
v
A=k×SL,
где А - показатель адсорбции;
v
-1
k - коэффициент эффективной скорости адсорбции (минуты); и
SL - ресурс эксплуатации (минуты), время, требующееся для проникания 1% определенного целевого пара при стандартной температуре и давлении.
3. Фильтрующий картридж по п. 1, в котором каждый слой сорбента характеризуется объемом сорбента, при этом объемы слоев сорбента вместе образуют общий объем сорбента, при этом объем первого слоя сорбента составляет более 40% общего объема сорбента.
4. Фильтрующий картридж по п. 1, в котором первый слой сорбента и второй слой сорбента выполнены в сущности отдельными слоями.
5. Фильтрующий картридж по п. 1, в котором сенсорный элемент индицирует прохождение волнового фронта адсорбции через фильтрующий картридж.
6. Фильтрующий картридж по п. 5, в котором сенсорный элемент содержит колориметрический сенсорный элемент или электронный сенсорный элемент.
7. Фильтрующий картридж по п. 1, в котором сенсорный элемент расположен внутри фильтрующего картриджа с обеспечением индицирования сенсорным элементом достижения волновым фронтом адсорбции, содержащим загрязняющее вещество, границы соприкосновения первого и второго слоев сорбента.
8. Фильтрующий картридж по п. 1, дополнительно содержащий дополнительные слои сорбента.
9. Фильтрующий картридж по п. 1, в котором первый и второй слои сорбента содержат слои активированного угля, оксида кремния, оксида алюминия, оксидов металлов, гидроксидов металлов или их комбинации.
10. Фильтрующий картридж по п. 9, в котором первый слой сорбента содержит активированный уголь, а второй слой сорбента содержит другой активированный уголь.
11. Фильтрующий картридж по п. 1, в котором сенсорный элемент расположен на стенке корпуса картриджа.
12. Способ фильтрации загрязняющих веществ из газа, содержащий:
обеспечение фильтрующего картриджа, при этом фильтрующий картридж содержит:
герметичный корпус картриджа, содержащий:
впускное отверстие для газа;
фильтрующий материал; и
выпускное отверстие для газа, при этом указанный фильтрующий материал содержит многослойную структуру, содержащую:
первый слой сорбента;
второй слой сорбента, находящийся ближе к выпускному отверстию для газа, чем первый слой сорбента, причем указанный первый слой сорбента характеризуется более высокой адсорбционной способностью и/или более высокой скоростью адсорбции, чем второй слой сорбента; и
сенсорный элемент, прилегающий в первому и второму слоям сорбента с обеспечением расположения индикатора сенсорного элемента на границе соприкосновения первого и второго слоев сорбента;
обеспечение газового потока, проходящего через фильтрующий картридж;
детектирование реакции сенсорного элемента; и
замену фильтрующего картриджа.
1
2
1
2
13. Способ по п. 12, характеризующийся тем, что отношение показателя A адсорбции первого слоя сорбента к показателю А адсорбции второго слоя сорбента составляет A/А>1, при этом показатель адсорбции слоя сорбента определяют по формуле:
v
А=k×SL,
где А - показатель адсорбции;
v
-1
k - коэффициент эффективной скорости адсорбции (минуты); и
SL - ресурс эксплуатации (минуты), время, требующееся для проникания 1% определенного целевого пара при стандартной температуре и давлении.
14. Способ по п. 12, характеризующийся тем, что каждый слой сорбента характеризуется объемом сорбента, при этом объемы слоев сорбента вместе образуют общий объем сорбента, при этом объем первого слоя сорбента составляет более 40% общего объема сорбента.
15. Способ по п. 12, характеризующийся тем, что первый слой сорбента и второй слой сорбента выполнены в сущности отдельными слоями.
16. Способ по п. 12, характеризующийся тем, что сенсорный элемент индицирует прохождение волнового фронта адсорбции через фильтрующий картридж.
17. Способ по п. 16, характеризующийся тем, что сенсорный элемент содержит колориметрический сенсорный элемент или электронный сенсорный элемент.
18. Способ по п. 17, характеризующийся тем, что выявление реакции сенсорного элемента включает детектирование изменения цвета.
19. Способ по п. 12, характеризующийся тем, что сенсорный элемент располагают внутри фильтрующего картриджа с возможностью индицирования сенсорным элементом достижения волновым фронтом адсорбции, содержащим загрязняющие вещества, границы соприкосновения первого и второго слоев сорбента.
20. Способ по п. 12, характеризующийся тем, что фильтрующий картридж дополнительно содержит дополнительные слои сорбента.
21. Способ по п. 12, характеризующийся тем, что загрязняющие вещества содержат органические пары, кислотные газы, щелочные газы или их комбинации.