DE2540141C3 - Filteranlage zum Reinigen von Gas- oder Luftströmen - Google Patents
Filteranlage zum Reinigen von Gas- oder LuftströmenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Füteranlage zum Reinigen »on Gas- oder Luftströmen, insbesondere für radioaktive
Stoffe enthaltender Abluft, mit einem als Filterkammer dienenden, senkrecht stehenden Blechgehäuse,
welches an seiner Oberseite einen Einfüllstutzen und an jeiner Unterseite einen Entleerungsstutzen für ein
»chütt- oder rieselfähiges Kontaktmittel aufweist
Derartige Filtereinrichtungen dienen dazu, Schadstoffe die der Gas- oder Luftstrom mit sich führt,
möglichst vollständig abzuscheiden. In Bereichen, in denen mit radioaktiven Stoffen Umgegangen wird, hat
dabei besonders Aktivkohle, die zusätzlich imprägniert sein kann, eine größere Bedeutung erlangt Die
Aktivkohle wird dabei über einen Einfüllstutzen in die Filterkammer geschüttet und nach einer gewissen
Standzeit über einen entsprechenden Entleerungstutzen wieder abgelassen und durch neues Filtermaterial
ersetzt Da ein minimaler Abscheidegrad durch eine Filtereinrichtung garantiert werden muß, wird der
Wechsel des gesamten Filtermaterials bereits bei Teilbeladung erforderlich. Die dadurch bedingte unvollständige
Ausnutzung der Kapazität des Filtermaterials wird zusätzlich noch negativ beeinflußt, weil das
Filtermaterial nicht nur durch die abzuscheidenden Schadstoffe, für welche die Filtereinrichtung jeweils
ausgelegt ist, seine Beladung erhält, sondern weil biändig eine Fremdbeladung durch bereits vorhandene
Verunreinigungen in der Zuluft sowie durch Luftfeuchtigkeit erfolgt
Dieses Verfahren stellt bei den meist beträchtlichen Kosten des Filtermaterials einen wirtschaftlich unbefriedigenden
Zustand dar. Darüber hinaus muß vor allem beim Umgang mit toxischen oder radioaktiven
Stoffen darauf geachtet werden, daß weder das Bedienungspersonal noch die Umgebung beim Betrieb
und beim Wechseln des Filtermaterials gefährdet werden.
Aus der DE-OS 22 39 827 und der DS-OS 22 18 360 sind bereits solche rilteranlagen bekannt Bei diesen
Filteranlagen wird jedoch durch die zeitabhängige, in Richtung des Luftstromes fortschreitende Beladung
selbst bei einer Unterteilung des Filterbettes keine optimale Ausnutzung des Filtermaterials erreicht Beim
Wechsel des Filtermaterials steht nicht immer die volle Filterbettiefe zur Verfügung, so daß der Luftstrom
gedrosselt oder abgestellt werden muß. Wenn im Betrieb ein Nachsacken des Filtermaterials erfolgt, so
entstehen Leckstellen bzw. Hohlräume im Filtermaterial, wodurch eine Kontaminationsverschleppung eintreten
kann.
Filtereinrichtungen, bei denen uje Filterbett vom
Filtereinrichtungen, bei denen uje Filterbett vom
•Ό Gas- oder Luftstrom nach dem Gegenstromprinzip mit
dem Ziel der optimalen Ausnutzung des Filtermaterials überwiegend entgegen der Schwerkraft beaufschlagt
wird, sind in ihrer Anwendung sehr begrenzt weil schon bei geringen linearen Durchtrittsgeschwindigkeiten des
Gas- oder Luftstromes das Filterbett teilweise aufgelokkert wird und somit kein Mindestabscheidegrad mehr
gewährleistet ist Darüber hinaus sind Wanderbettfilter mit beweglichen Teilen im Luftstrom und zusätzlichen
Abdichtungsproblemen bei einer Fütermaterialumlenkung sehr aufwendig und neigen häufig zu Betriebsstörungen.
\ufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, bei einer solchen Filteranlage die Kapazität des Filtermaterials
voll auszuschöpfen wobei die aus der Füteranlage austretende Reinluft möglichst nur mit der reinen
Aufgabenseite des Filtermaterials in Verbindung und die Rohluftseite nur mit der kontaminierten bzw.
teilbeladenen Seite des Filterbettes in Berührung kommen soll, wobei das teilbeladene Filtermaterial
bevorzugt zur Aufnahme der Fremdbeladung verwendet wird und damit das frisch aufgegebene Filtermaterial
uneingeschränkt für die vorgesehene Beladung durch die Schadstoffe verfügbar ist
Die Erfindung schlägt nun zur Lösung dieser Aufgabe
Die Erfindung schlägt nun zur Lösung dieser Aufgabe
bei einer Füteranlage der eingangs beschriebenen"'Art*
Vor, daß der Innenraum der Filterkammer Über mindestens drei quer zur Förderrichtung des Kontakt*
materials gelegene, durch Gitter, Lochbleche oder Siebe
abgedeckte Durchtrittsöffnungen, von denen mindestens zwei übereinanderliegend auf der einen Seite der
Filterkammer und mindestens eine auf der anderen Seite der Filterkammer angeordnet sind, mit fest
angeflanschten Kammern zum Strömen, Abströmen und Umlenken des zu reinigenden Gas- oder Luftstroms
verbunden ist Eine Weiterbildung der Erfindung sieht ferner vor, daß auf die übereinanderliegenden Durchtrittsöffnunger
unten die Zuströmkammer und oben die Abströmkammer sowie auf die auf der anderen Seite
der Filterkammer angeordneten Durchtrittsöffnung die Umleiikkammer zur Umlenkung des Luftstromes um
180° gasdicht aufgesetzt sind. Eine andere Weiterbildung sieht vor, daß auf der einen, der Staubluft
zugewendeten Seite der Filterkammer auf eine untere Durchtrittsöffnung die Zuströmkammer und dariiberliegend
auf einer weiteren Durchtrittsöffnung eine Umlenkkammer und auf der, der Reinluft zugewendeten
Seite der Filterkammer auf eine untere Durchtrittsöffnung eine weitere Umlenkkammer und über dieser auf
eine obere Durchtrittsöffnung die Abströrnkammer aufgesetzt sind und daß sich jeweils die Zustromöffnung
und der untere Teil der einen öffnung sowie der obere Teil der einen öffnung und der untere Teil der anderen
öffnung, sowie Abströmöffnung und oberer Teil der anderen Öffnung einander gegenüberliegen. Letztlich
ist es besonders günstig, daß der Querschnitt der Durchtrittsöffnungen für die Umlenkkammern mindestens
doppelt so groß ist wie der Querschnitt der Zu- bzw. Abströmöffnung.
Die Erfindung ermöglicht vorteilhafterweise, daß der Luftstrom nach Durchströmen des Filtermaterials
mindestens einmal gelenkt bzw. zurückgelenkt und mindestens einmal erneut oberhalb der ersten Beaufschlagung
quer durch das Filterbett geführt wird und dieses zum zweitenmal beaufschlagt.
Durch eine solche Art der Filterung eines Luft- oder Gasstromes mittels eines fließfähigen Filtermaterials
wird es ermöglicht, daß durch die besonders günstige Führung de^ Luft- oder Gasstroms die Beladung des
Filtermaterials, insbesondere die Fremdbeladung, im wesentlichen von unten nach oben et folgt. Die
besondere Art der Umlenkung ermöglicht so, daß trotz einfacher kontinuierlicher oder diskontinuierlicher
Wanderung des Filtermaterials von oben nach unten ein optimaler Abscheidegrad bei voller Ausnutzung der
Kapazität des Filtermaterials gewährleistet ist. Der Durchsatz des Filtermaterials im Filterbett kann dabei
ohne Betriebseinschränkung erfolgen, d. h. die Filterbettiefe steht immer voll zur Verfügung. Durch
Verlegen von Vorrats- und Auffangbehältern außerhalb der eigentlichen Filteranlage bzw. Gefahrenzone kann
man trotz hoher Abscheidegrade einen einfachen und schnellen Wechse1 des Filtermaterials durchführen,
wodurch die Möglichkeit von Betriebsstörungen verringert wird.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand der F i g. 1 bis 3 näher erläutert.
Es zeigt
F i g, 1 ein erfindungsgemäßes Gehäuse mit einfacher to
Umlenkung,
F ί g< 2 ein Gehäuse mit zweifacher Umlenkung,
Fig.3 ein Gehäuse mit zweifacher Umlenkung in
perspektivischer Darstellung.
Die Filteranlage mit einfacher Umlenkung gemäß der M
F ί g. 1 besteht aus der Filterkammer t zur Aufnahme des Filtermaterials 2 in Korm eines Filterbettes Und der
daran dicht angeflanschten Zu- bzw, Abströmkammern 3 und 4 und der Umlenkkammer 5. Die Kammern 3, 4
und 5 sind mittels der Öffnungen 8, 9 und 10 mit dem Innenraum der Filterkammer 1 verbunden. Die Zuströmkammer
3 mit der zugehörigen Öffnung 8 ist dabei unter der Abströmkammer 4 mit der zugehörigen
öffnung 9 gelegen, so daß der Rohlufteintritt unten und der Reinluftaustritt oben an der Filterkammer erfolgt
Die Filterkammer 1 wird aus einem senkrecht stehenden und im wesentlichen allseits geschlossenen
Blechgehäuse gebildet, welches an seiner Oberseite einen Einfüllstutzen 6 und an seineir Unterseite den
Entleerungsstutzen 7 für das Filtermaterial 2 aufweist Als Filtermaterial 2 wird vorzugsweise Aktivkohle
verwendet, die auch imprägniert sein kann und die über
den Einfüllstutzen 6 in die Filterkammer 1 geschüttet sowie nach einer gewissen Standzeit mittels des
Entleerungsstutzens 7 wieder abgelassen und durch neues Filtermaterial ersetzt wird. An d!ie Stutzen 6 und 7
sind Zugabe- und Abzugsvorrichtungen für das Filtermaterial anschließbar, die eine au'· .-«natische Betriebsweise
ermöglichen, in die Wand der Fiiterkammer ί sind nun mehrere Öffnungen, 8,9,10 eingebracht mittels
derer ein Luft- bzw. Gasstrom 11 in besonderer Weise durch das Filtermaterial 2 bzw. das Filterbett geführt
wird. Anstelle der einen öffnung 10 können auch zwei
übereinanderliegende kleinere Öffnungen vorgesehen werden, die von außen durch einen Rohrkrümmer mit
180° oder dergleichen verbunden werden. Durch die der
Zuströmkammer 3 zugeordnete unten; Eintrittsöffnung 8 durchdringt der z. B. durch radioaktive Schadstoffe,
wie Jod 131, kontaminierte Gas- bzw. Staubluftstrom 11 das Filtermaterial 2 und belädt dieses von der einen
Seite her mit den Schadstoffen durch Abscheidung in der Kohle. Nach der erstmaligen Durchströmung des
Filterbettes 2 wird der Luftstrom 11, dessen Schadstoffgehalt
durch die Anzahl der strichpunktierten Linien dargestellt, ist durch den unteren Teil der öffnung 10
geführt und in der Umlenkkammer 5 urn 180° na>.h oben
umgelenkt und über der ersten Durchströmungsstelle erneut in entgegengesetzter Richtung über den oberen
Te.1 der öffnung 10 durch das Filtermaterial 2 geführt,
wodurch die restlichen Schadstoffe im oberen Teil des Filterbettes 2 zurückgehalten werden. Der saubere
Luftstrom tritt durch die obere Öffnung 9 in die Abströmkammer 4 und wird als Reinluft abgeführt.
Die Durchtrittsöffnungen 8, 9 und 10 für den Luftstrom 11 in der Filterkammer 1 sind durch Gitter,
Lochbleche oder Siebe 12, 13 und 14 abgedeckt, deren Maschenweite kleiner als die Korngröße des Filtermaterials
2 ist. Diese können in konstruktiv einfacher Weise in die zugehörigen Öffnungen 8, 9 und 10
eingelegt und mittels der Flansche zwischen Filterkammer i und den Kammern 3, 4 und 5 gehalten oder
verschraubt werden.
Die Oberkante «Jer öffnung 8 und die Unterkante der
Öffnung 9 liegen so weit auseinander, daß auch die Teilluftmenge, die den direkten Weg durch das
Filtermaterial unter Umgehung der Umlenkkarnmer 3 nimmt, mindestens dieselbe Verweilzeit im Filtermaterial
hat» wie der Hauptluftstrom, dadurch wird eine Beeinträchtigung der Gesarntabschjii.deleisti/iig der
Filteranlage durch Leckluftströmung Ohne zusätzlicht'
Abdichtungsmaßnahmen ausgeschlossen.
Die Zu* und Abströmkammern 3 lind 4, sowie die
Umlenkkammer 5 bestehen aus je einem dichten Blechgehäuse, welches jeweils durch Flansche 15 mit
Umlaufender Dichtung 16 auf die entsprechenden Öffnungen 8, 9 und 10 gasdicht aufgeschraubt werden.
Die Umlenkkammer 5 kann auch das aus einem handelsüblichen Krümmerstück bzw. Kanalbogen bestehen.
Zur Umlenkung des Luftstromes in der Umlenkkammer 5 können auch nicht dargestellte
Leitbleche eingebaut werden. Die Form der Filterkammer ί kann rechteckig sein, wie auch beliebigen anderen
Querschnitt haben. Oft ist es zweckmäßig, für die Form der Filterkammer 1 im Längsschnitt ein Vieleck zu
Wählen, dessen Winkel dem Böschungswinkel der Filtermaterialschüttung entspricht. Damit wird erreicht,
daß ein sicherer Durchlauf des Filtermaterials ohne tote Ecken gewährleistet ist. Für eine solche Gehäuseausbildung
weisen dann die Zuström-, Abström- und Ümlenkkammern passende Querschnitte, z. B. Dreiecke
oder Polygone auf. '5
Ebenso kann die Luft- bzw. Gaszu- und -abführung in den Kammern 3 und 4 von vorne und hinten bzw. oben
odsr unten erfolgen, d. h. mit einer Luftumlenkun.17
verbunden sein. Diese Ausführung ist dann günstig, wenn mehrere Gehäuse zu einer Batterie zusammengestellt
sind.
Eine weitere Ausführung der neuen Filteranlage ist als Gehäuse in den Fig.2 und 3 dargestellt. Es ist im
Prinzip dasselbe Gehäuse wie in der Fig. 1, jedoch mit
zweifacher Umlenkung des Luftstromes Und dreifacher ■Durchströmung des Filtermediums 2. Die Zahl der
,Umlenkungen bzw. der Durchströmungen bei hochgebauten Gehäusen kann beliebig gesteigert werden, sie
wird lediglich aus konstruktiven Gründen beschränkt sein. Die Filterkammer 18 bzw. das Filterbett kann in
seiner Tiefe durch eine oder mehrere Siebwände zusätzlich geteilt sein, wobei der Durchsatz des
Filtermediums durch jede Teilkammer für sich getrennt durchführbar ist.
Die Zu- bzw. Rohluft tritt in die Kammer 17 ein, durchströmt als Luftstrom 28 das Filtermaterial 2,
welches durch die Filterkammer 18 auf dieselbe Weise wie bei dem Gehäuse gemäß der F i g. 1 kontinuierlich
oder diskontinuierlich geführt wird, wird danach in der ersten Umlenkkammer 19 um 180° umgelenkt, dann
zum zeiten Mal durch das Filtermaterial an der Stelle 21 geführt, erneut in der zweiten Umlenkkammer 20 um
180° in entgegengesetzter Richtung umgelenkt und strömt nach dem dritten Durchgang durch das
Filtermaterial an der Stelle 22 als Reinluft über die 4S
Abströmkammer 23 ab. Auch bei diesem Gehäuse sind die Kammern 17,19,20 und 23 auf öffnungen 24,25,26
Und 27 der Filterkämmer gasdicht mittels Flansche und
Dichtungen aufgesetzt. Diese Öffnungen sind ebenfalls durch Gitter, Siebe bzw. Lochbleche ähnlich wie bei der
Ausführung gemäß der Fig. 1 zur Begrenzung des Filterbettes abgedeckt. Dabei ist die Öffnung 24 bzw. die
Zuströmöffnung der Einströmkammer 17 zugeordnet und liegt am unteren Ende der, der Rohluft zugewendet
ten Seite der Filterkammer 18. Auf der gegenüberliegenden Seite der Kammer 18, der Reinluft zugewendeten
Seite, ist die öffnung 25 für die Umlenkkammer 19 so gelegen, daß ihre untere Hälfte der öffnung 24 etwa
gegenüberliegt, um eine rechtwinklige Durchströmung des Filterbettes 2 zu ermöglichen. Der obere Teil der
öffnung 25 liegt nun gegenüber dem unteren Teil der öffnung 26 für die zweite Umlenkkammer 20, die
wiederum oberhalb der Einströmkammer 17 auf der Rnhliiftspiip Hpp Kammer 18 sitzt Per oberen Hälfte
der Öffnung 26 ist nun auf der anderen Seite, der Reinluftseite der Kammer 18, die Abströmöffnung 27
gegenüberliegend zugeordnet, so daß in dem Gehäuse ein dreifaches rechtwinkliges Durchdringen des Luftstromes
28 durch das Filterbett ermöglicht wird. Für die Form der Filterkammer 18 gilt das gleiche, was für die
Form der Filterkammer gemäß der F i g. 1 gesagt wurde.
Der b-' "ondere Vorteil des erfindungsgemäßen
Filtergehäuses besteht vor allem in dem optimalen Einsatz des Filtermaterials und damit seiner Ausnutzung.
Das Gehäuse kann auf einfachste Weise unter Verwendung bekannter und bewährter Konstruktionselemente
aufgebaut werden. Von Vorteil ist es auch, daß sich keinerlei bewegte Verschleißteile in der Anlage
befinden und daß eine hohe Sicherheit infolge durchgehender Betriebsweise ermöglicht wird. Es gibt
keine Abdichtungsprobleme, die oft eine Eigenüberwachung erfordern, wie bei Anlagen mit einer Filtermaterialumlenkung
bzw. einer Durchdringung des Reinluftraumes und des Filterbettes mit der Rohrluftzuführung.
Durch den Fortfall von Sicherheitszuschlägen bei der Filterbettiefe (kein Fremdbeladungszuschlag) wird ein
geringer Druckverlust im Filter benötigt Letztlich kommt die Reinluft an der letzten Durchströmungsstelle
nur mit dem saubersten Filtermaterial und die Rohluft nur mit dem am stärksten beladenen bzw. am stärksten
kontaminierten Filtermaterial in Berührung.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Füteranlage zum Reinigen von Gas- oder
Luftströmen, insbesondere von radioaktiven Stoffe enthaltender Abluft mit einem als Filterkammer
dienenden, senkrecht stehenden Blechgehäuse, welches an seiner Oberseite einen Einfüllstutzen und an
seiner Unterseite einen Entleerungsstutzen für ein schütt- oder rieselfähiges Kontaktmaterial aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum
der Filterkammer (1,18) über mindestens drei quer zur Förderrichtung des Kontaktmaterials (2)
gelegene, durch Gitter, Lochbleche oder Siebe (12, 13,14) abgedeckte Durchtrittsöffnungen (8,9,10,24,
25, 26, 27), von denen mindestens zwei übereinanderliegend auf der einen Seite der Filterkammer
und mindestens eine auf der anderen Seite der Filterkammer angeordnet sind, mit fest angeflanschten
Kammer« (3,4,5,17,19, 20,23) zum Zuströmen,
Abströmen und Umlenken des zu reinigenden Gasoder Luftstroms verbunden ist
2. Füteranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die übereinanderliegenden Durchtrittsöffnungen
(8, 9) unten die Zuströmkammer (3) und oben die Abströmkammer (4), und auf die auf
der anderen Seite der Filterkammer (1) angeordneten Durchtrittsöffnung (10) die Umlenkkammer (5)
zur Umlenkung des Luftstromes um 180° gasdicht aufgesetzt sind.
3. Filteranlr.^e nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß auf der einen, der Staubluft zugewendeten Seite der Filterkammer (18) auf eine untere
Durchtrittsöffnung (24) die Zuströmkammer (17) und darüberliegend auf einer weiteren Durchtrittsöffnung
(26) die Umlenkkammer (20) und auf der, der Reinluft zugewendeten Seite der Filterkammer (18)
auf eine untere Durchtrittsöffnung (25) die weitere Umlenkkammer (19) und über dieser auf eine obere
Durchtrittsöffnung (27) die Abströmkammer (23) aufgesetzt sind, und daß sich jeweils die Durchtrittsöffnung
(24) und der untere Teil der Durchtrittsöffnung (25) sowie der obere Teil der Durchtrittsöffnung
(25) und der untere Teil der Durchtrittsöffnung (26) sowie Durchtrittsöffnung (27) und oberer Teil
der Durchtrittsöffnung (26) einander gegenüberliegen.
4. Füteranlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Querschnitt der Durchtrittsöffnungen (10,25,26) für die Umlenkkammern (5, 19, 20) mindestens doppelt
so groß ist wie der Querschnitt der übrigen Durchtrittsöffnungen (8,9,24,27).
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