DE2341662A1

DE2341662A1 - Verfahren und apparat zur destruktion von luftverunreinigungen

Info

Publication number: DE2341662A1
Application number: DE19732341662
Authority: DE
Inventors: Nils Gustaf Schrewelius; Karl Erik Stenfors
Original assignee: Bulten Kanthal AB
Current assignee: Bulten Kanthal AB
Priority date: 1972-08-25
Filing date: 1973-08-17
Publication date: 1974-03-07
Also published as: GB1389369A

Description

A 33

BuIten-Kanthai AB
HALLSTAHAMMAR, Schweden

Verfahren und Apparat zur Destruktion von Luftverunreinigungen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Apparat zur Destruktion von Luftverunreinigungen, u;zw. für sowohl gas- wie auch partikelförmige Luftverunreinigungen.

Zweck, der Erfindung ist, eine einfache und zuverlässige sowie preisbillige Destruktion von Luftverunreinigungen zu erhalten, wobei gleichzeitig danach gestrebt ist, eine ausserordentlich hochgradige Reinigung der Luft zu erreichen.

Für den angegebenen Zweck hat das Verfahren und der Apparat gemäss der Erfindung diejenigen Kennzeichen erhalten, die näher in den untenstehenden Patentansprüchen angegeben werden.

Die Erfindung wird nachstehend näher erklärt mit Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen.

Fig. 1 zeigt im Vertikalschnitt entlang der Linie I-I in Fig. 3 einen Apparat zur Destruktion von Luftverunreinigungen;

Fig. 2 zeigt schematisch den gleichen Apparat im Vertikalschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 3;

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Pig. 3 zeigt schematisch den Anparat im Horxzontalschnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1;

Pig. k zeigt eine andere Ausführungsform des Apparats im Vertikalschnitti

Fig. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform im Vertikalschnitt.

Pig. 1-3 zeigen einen Teil einer Lufttrommel 10, durch welche verun reinigte Luft nach oben strömt, wie es durch den Pfeil in Pig. I angedeutet ist. Während ihrer Durchströmung nach oben streicht die verunreinigte Luft an mehreren elektrischen Elementen 11 entlang, in diesem Falle als horizontal', angeordnete Elenente dargestellt, deren Zuleiter HA über Sammelschienen HB mit Strom versorgt werden.

Die mit 11 generell bezeichneten Elemente, die in Fig. 2 und 3 nur schematisch gezeigt werden, bestehen vorzugsweise aus solchen Elementen, wie sie im deutschen Patent Nr. 19 42 6^5 beschrieben sind. Die Elemente HC bestehen in diesem Fall aus einem bei Betriebstemperatur plastisch verformbaren Material, und sind mit einen Träger HD kombiniert. Der Träger wiederum ist mit einer Anzahl von Aufhängeorganen zur Abstützung des Widerstandselementes an mehreren Punkten über dessen Länge versehen. Die .unter dem genannten Patent unter Schutz gestellte Vorrichtung ist dabei dadurch gekennzeichnet, dass der Träger aus einem geraden glatten Rohr gebildet ist, und dass omega -förmige Aufhängeorgane auf das,Trägerrohr aufgeschoben sind, auf deren Füssen das Widerstandselement gestützt ist.

Die elektrischen Elemente 11 sind so ausgeführt und angeordnet, dass die ganze oder zumindestens im wesentlichen die ganze Luftmenge, die die Trommel 10 durchströmt, mindestens momentan auf eine Temperatur in der GrossenOrdnung 1250 - 1750⁰C und vorzugsweise auf eine Temperatur über 1500⁰C erhitzt wird.

Für die elektrische Erhitzung werden mit speziellem Vorteil Elemente 11 aus dem Material verwendet, die unter dem registrierten Warenzeichen "KANTHAL¹¹ Super verkauft werden, d.h. ein ausserordentlich homogenes und porenfreies Material, das hauptsächlich aus Molybdendisilicid, MoSip, besteht, und vorzugsweise sind die Elemente dabei etwa U-förmig ausgebildet.

Wie in der Fig. 3 gezeigt wird ist vorzugsweise in jeder horizontalen Elementfläche eine Anzahl Elemente Seite an Seite anzuordnen, und wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, kann man mit Vorteil eine Anzahl solcher Elementflächen, die eine oberhalb der anderen, in der Trommel 10 anbringen.

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Im Rahmen der Erfindung können e:^;.ne Menge Massnahmen getroffen werden, um die Erhitzung der verunreinigten Luft auf die gewünschte Anzahl Elemente verwendet werden, und die Elemente können in geeignetem Arrangement mit vertikaler und/oder horizontaler Verschiebung untereinander geordnet werden. Man kann auch im Kanal 10 verschiedene Massnahmen treffen, um die Aufenthaltszeit der verunreinigten Luft in Kontakt mit den heissen Elementen im erforderlichen Mass auszudehnen.

Es hat sich herausgestellt, dass eine nahezu vollständige Destruktion von nicht nur partikelförmigen sondern auch gasförmigen Luftverunreinigungen praktisch unmittelbar bei einer Erhitzung der verunreinigten Luft auf den genannten Temperaturbereich von 1250 - 1750⁰C, speziell auf die Temperatur über ca. 1500⁰C erhalten wird. Berechnungen ergeben, dass man bei einer geeigneten Elernentausführung solche Lufttemperaturen durch nur eine Passage der Luft an den Elementen entlang erreichen kann, wenn die DurchstrÖmungsgeschwindigkeit der Luft innerhalb der Grössenordnung 5 m/s oder niedriger gehalten wird.

Noch eine andere Ausführungsform wird in Pig. ¹J gezeigt. In diesem Fall wird für die Erhitzung ein rohrförmiges Element 12 verwendet, vorzugsweise aus dem bereits oben genannten Material, das unter dem registrierten Warenzeichen "KANTHAL" Super verkauft wird. Das Elementrohr 12, das elektrische Anschlüsse 13 an seinen oberen und unteren Enden hat, ist unten geschlossen und nur oben geöffnet, um Luft wie durch den Pfeil B angegeben hereinzulassen. Nahe dem unteren Ende hat das Elementrohr 12 Schlitze oder Perforierungen 14, um die Luft in einem umgrenzenden Raum 15 auszulassen, der sich zwischen der Aussenseite des Elementrohres 12 und einem umgebenden Mantel 16 aus einem geeignetem, vorzugsweise keramischen Material bildet. Der Mantel ist geschlossen, hat jedoch einen nach oben gelegenen Auslass 17, durch welchen die nunmehr gereinigte Luft einen Ausweg findet. Die Verschliessung des Mantels 16 nach unten ist so ausgeformt, dass er für Reinigungszwecke geöffnet werden kann. Möglicherweise kann man sich auch denken, anstatt einer vollständigen Versehliessung abstandhaltende Listen anzuwenden, durch welche feste Verbrennungsreste der Luftreinigung nach unten durchfallen können. Gemäss der Fig. 4 passiert die Luft die Elementflächen gemäss Gegenstromprinzip, weshalb eine sehr hohe Leistung gewährleistet wird.

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Die Ausführung in Pig.5 unterscheidet sich nicht besonders von der Ausführung in Fig.1-3. Indessen haben die Elemente 17 in Fig.5 die Form von formfesten Rahmen, die eine Mehrzähl parallele, gerade Stäbe aus z.B. "KANTHAL" Super, tragen, deren Endpartien wechselweise an die Endpartien der angrenzenden Stäbe angeschlossen sind, so dass jedes Element 17 eine mäanderförmige Strombahn hat. Eine Vorrichtung gemäse Fig.5 wird vorzugsweise dann angewendet, wenn es sich um verhältnismässig kleine Luftmengen handelt, z.B. im Zusammenhang mit Ventilationsanlagen für Toäletten o.d.

Der Ausdruck "die Luft wird auf eine Temperatur von erhitzt"

und ähnliche Angaben in der Beschreibung bedeuten nicht unbedingt, dass die gesamte Luft und die darin vorhandenen Verunreinigungen die genannten Temperaturwerte erreichen. Diese Werte beziehen sich in erster Linie auf die Flächentemperatur der elektrischen Widerstandselemente. Gewöhnlicherweise wird die Energie auf die Moleküle der verunreinigten Luft, z.B. normalerweise in der Luft vorhandene Moleküle wie auch grosse organische Moleküle und/oder kleine Verunreinigungen bildende Teilchen,durch Wärmestrahlung,-leitung und -konvektion übertragen. Daher wird es in der die Wärmeelemente passierenden Luftmischung immer einen Temperaturgradient geben, wobei dieser Gradient von der Luftstrommenge, der besonderen Temperatur innerhalb des gesamten Bereiches und der gesamten Fläche der Heizelemente abhängig ist. In gewissen Fällen, z.B. bei grossen Apparaten, kann es sogar vorkommen, dass der grösste Teil der verunreinigten Luft eine Temperatur erreicht, die wesentlich niedriger als die der Heizelemente ist. Auch in diesem Fall werden die Verunreinigungen auf völlig effektive Weise zerstört, und zwar zum Teil infolge der Wirkung der Wärmestrahlung auf die gas- oder partikelförmigen Verunreinigungen, die den Zerfall derselben mit sich bringt.

Modifikationen und Detailländerungen im Rahmen der Erfindung können vorgenommen werden. Besonders ist zu erwähnen, dass, wenn auch oben über Destruktion von Luftverunreinigungen gesprochen wird, die Erfindung keineswegs hierauf begrenzt ist. Stattdessen ist die Erfindung auch verwendbar bei Destruktion von Verunreinigungen in anderen Gasen und Gasmischungen als normalerweise in der Benennung Luft inkludiert.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Verfahren zur Destruktion von Luftverunreinigungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Luft durch elektrische Widerstandserhitzung auf die Grössenordnung 1250 - 175O⁰C, vorzugsweise über ca. 1500⁰C, erhöht wird.
2. Verfahren gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekenn z, e i chnet, dass die Temperaturhöhung der verunreinigten Luft mittels Widerstandselementen aus dem Material, das unter dem registrierten Warenzeichen "KANTHAL" Super verkauft wird, d.h. ein homogenes und porenfreies Material, das im wesentlichen aus Molybdendisilicid, MoSi₂, besteht, ausgeführt wird.
3. Verfahren gemäss Patentanspruch "2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsgeschwindigkeit der verunreinigten Luft an den Elementen entlang niedriger als ca. 5m/s gehalten wird.
4. Apparat zur Destruktion von Luftverunreinigungen mittels eines der in Patentansprüchen 1-3 angegebenen Verfahrens, der einen Kanal, eine Trommel oder dergleichen enthält, durch welche die verunreinigte Luft geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass in der Strömungslinie der verunreinigten Luft elektrische Widerstandselemente angeordnet sind, die so ausgeführt und angeordnet sind, dass sie der ganzen oder zumindestens im wesentlichen der ganzen vorbeiströmenden Luftmenge eine Temperatur von der GrÖssenordnung 1250 - 175O⁰C, vorzugsweise über ca. 1500⁰C, geben können.
5. Apparat gemäss Patentanspruch 4, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Begrenzung der Strömungsgeschwindigkeit der verunreinigten Luft entlang der Widerstandselemente auf eine GrÖssenordnung niedriger als ca. 5/s..