DE3034656A1 - SYSTEM FOR MONITORING THE SOLVENT IN THE AIR - Google Patents
SYSTEM FOR MONITORING THE SOLVENT IN THE AIRInfo
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Description
Gesthuysen' '&' LeutweinGesthuysen '&' Leutwein
80.104.ne Essen, den 11. September 198080.104.ne Essen, September 11, 1980
PatentanmeldungPatent application
Gesellschaft für GerätebauSociety for device construction
mit beschränkter Haftung & Co. KGwith limited liability & Co. KG
Westfalendamm 267
4600 DortmundWestfalendamm 267
4600 Dortmund
Anlage zur überwachung des Lösemittelgehaltes der LuftSystem for monitoring the solvent content in the air
Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Überwachung des Lösemittelgehaltes der Luft in Räumen, insbesondere zur überwachung des Gehaltes an Trichloräthylen bzw. Perchloräthylen in der Raumluft von chemischen Reinigungen, mit einer durch eine Abluftleitung an die zu überwachenden Räume angeschlossenen Filteranlage mit mindestens einer Filtereinheit, sowie mit einer der Filteranlage nachgeschalteten Meßeinheit mit einem Lösemittel indikator und einer nachgeschalteten Auswerteeinheit, wobei die Filtereinheit in einem Regenerierzyklus durch Beaufschlagung mit einem Regeneriermittel regenerierbar ist, und wobei der Regenerierzyklus nach Maßgabe des Messung des Lösemittelgehaltes in der aus dem Filter austretenden Filterabluft steuerbar ist.The invention relates to a system for monitoring the solvent content the air in rooms, especially for monitoring the trichlorethylene content or perchlorethylene in the room air of chemical cleaners, with one connected to the rooms to be monitored by an exhaust air line Filter system with at least one filter unit, as well as with a measuring unit connected downstream of the filter system with a solvent indicator and a downstream evaluation unit, the filter unit in one The regeneration cycle can be regenerated by the application of a regeneration agent, and wherein the regeneration cycle is based on the measurement of the solvent content can be controlled in the filter exhaust air exiting the filter.
Patentanwälte · Dipl.-lng. Hans Dieter Gesthuysen · Dipl.-Phys. Dr. Klaus Leutwein 4300 Essen 1, Huyssenallee 15, Telefon: 02 01/23 3917, Telex: 08/57 9990Patent Attorneys · Dipl.-lng. Hans Dieter Gesthuysen · Dipl.-Phys. Dr. Klaus Leutwein 4300 Essen 1, Huyssenallee 15, phone: 02 01/23 3917, telex: 08/57 9990
. · : ' i GfestfiLysfen &: üiutwein 3 034656. ·: 'I GfestfiLysfen & : üiutwein 3 034656
Unter "Überwachung des Löseinittelgehaltes der Luft" werden im Rahmen der Erfindung allgemein Maßnahmen verstanden, die sich auf Nachweis, Feststellung von Art und Menge und/oder Einhaltung bestimmter Mengen von Lösemitteln in der Raumluft richten. Eine solche Überwachung ist regelmäßig erforderlich, wenn gesundheitsschädliche oder in anderer V/eise nachteilige Stoffe in die Raumluft abgegeben werden. Dies gilt insbesondere hinsichtlich der Lösemitteldämpfe, die etwa in chemischen Reinigungsbetrieben anfallen. Die Erfindung bezieht sich, wie vorstehend angedeutet, insbesondere auf die Überwachung des Löseinittelgehaltes der Luft in geschlossenen Räumen, insbesondere in chemischen Reinigungen, sie läßt sich aber ohne weiteres auch auf anderen ^ Gebieten der Luftüberwachung und -reinhaltung und auch auf andere Stoffe als Lösemittel dämpfe anwenden, soweit dort entsprechende Probleme auftreten.Under "Monitoring the solvent content of the air" are included in the Invention generally understood measures that relate to the detection, determination of the type and amount and / or compliance with certain amounts of solvents straighten in the room air. Such monitoring is required on a regular basis, if substances that are harmful to health or otherwise disadvantageous are released into the room air. This applies in particular to the solvent vapors, which occur in chemical cleaning companies, for example. As indicated above, the invention relates in particular to monitoring the solvent content of the air in closed rooms, especially in chemical cleaning, but it can easily be applied to others ^ Areas of air monitoring and pollution control and also to substances other than Use solvent vapors if problems arise there.
Im Rahmen der erläuterten überwachung ist es regelmäßig unter anderem erforderlich, die lösemittelbeladene Luft aus den Räumen abzusaugen und durch Frischluft zu ersetzen. Die abgesaugte, lösemittelbeladene Luft kann - etwa aufgrund gesetzlicher Vorschriften bzw. Verordnungen - im allgemeinen nicht ohne weiteres in die freie Atmosphäre abgegeben werden, sondern muß zunächst gereinigt werden. Die Luft wird dazu aus den Räumen abgesaugt und zunächst einer Filteranlage zugeführt. Beispielsweise bei der Überwachung des Gehaltes an Lösemitteln wie Trichloräthylen oder Perchloräthylen werden dabei Filteranlagen eingesetzt, deren Filtereinheiten mit Aktivkohlefiltern ver- ζ\ sehen sind. Die Filtereinheiten beladen sich im Laufe des Filtrierbetriebs mit den Lösemitteln und müssen von Zeit zu Zeit regeneriert werden. Das kann auf verschiedene Weise erfolgen, bei der insbesondere in Betracht gezogenen Überwachung des Lösemittelgehaltes der Luft in chemischen Reinigungen beispielsweise dadurch, daß die Filtereinheiten mit heißem Wasserdampf als Regeneriermittel beaufschlagt werden, und zwar in der Weise, daß der Wasserdampf in zur Durchströmungsrichtung der zu filtrierenden Luft entgegengesetzter Richtung die Filtereinheiten durchströmt. Die Erfindung beschäftigt sich mit der Steuerung dieses Regenerierprozesses.As part of the monitoring explained, it is regularly necessary, among other things, to suck the solvent-laden air out of the rooms and replace it with fresh air. The sucked off, solvent-laden air can - for example due to statutory provisions or ordinances - generally not be released into the open atmosphere without further ado, but must first be cleaned. For this purpose, the air is sucked out of the rooms and first fed to a filter system. For example, in monitoring the content of solvents such as trichlorethylene or perchlorethylene this filter systems are used, the filter units are seen with activated carbon filters comparable ζ \. The filter units become loaded with solvents during the filtering operation and have to be regenerated from time to time. This can be done in various ways, in the case of the monitoring of the solvent content of the air in chemical cleaning, for example, in that the filter units are exposed to hot steam as a regeneration agent, in such a way that the steam in the direction of flow to be filtered Air flows through the filter units in the opposite direction. The invention is concerned with the control of this regeneration process.
Es ist bekannt (vgl. "Aktuelle FCR Information"135,1975, der Forschungsstelle Chemisch Reinigung), daß beispielsweise die in der chemischen Reini- It is known (see "Current FCR Information" 135.1975, the research center for chemical cleaning) that, for example, the chemical cleaning
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en; & Ljeutwein 3 G 3 k 6 5 6en; & Ljeutwein 3 G 3 k 6 5 6
gung üblichen Lösemittel mit Lösemittelindikatoren nachgewiesen und bestimmt werdenkönnen, die als Meßelement einen Metalloxid-Halbleiter aufweisen, der auf eine bestimmte Temperatur aufgeheizt wird. Der Halbleiter adsobiert Lösemittelmoleküle, ändert dadurch seine Leitfähigkeit und ermöglicht damit eine Konzentrationsmessung. Es ist ferner bekannt (vgl. DE-OS 26 15 188) Meßeinheiten, die mit solchen Lösemittel Indikatoren ausgerüstet sind, im Rahmen der Überwachung des Lösemittelgehaltes der Luft einzusetzen, und zwar zur Steuerung des Regenerierzyklus der Filtereinheiten. Die Meßeinheiten erfassen dabei den Lösemittelgehalt der aus dem Filter austretenden Filterabluft und lösen den Regenerierzyklus aus, sobald der Lösemittelgehalt der Filterabltift einen bestimmten Grenzwert erreicht. Damit besteht die Möglichkeit, die Filtereinheiten jeweils rechtzeitig zu regenerieren und damit unter Einhaltung der Forderungen hinsichtlich der Reinheit der Filterabluft besser auszunutzen.The use of common solvents is detected and determined with solvent indicators which have a metal oxide semiconductor as a measuring element which is heated to a certain temperature. The semiconductor adsorbs solvent molecules, thereby changing its conductivity and thus enabling a concentration measurement. It is also known (cf. DE-OS 26 15 188) measuring units equipped with such solvent indicators are to be used as part of the monitoring of the solvent content of the air, namely to control the regeneration cycle of the filter units. The measuring units record the solvent content of the filter exhaust air exiting the filter and trigger the regeneration cycle as soon as the solvent content of the filter pen has reached a certain limit. This makes it possible to regenerate the filter units in good time and thus in compliance with the requirements with regard to the Better use of the purity of the filter exhaust air.
Entsprechend kann auch auf anderen Anwendungsgebieten als im Bereich der chemischen Reinigung gearbeitet werden - die jeweils geeigneten Fremdstoffindikatoren sind dem Fachmann bekannt.Correspondingly, it can also be used in areas of application other than in the area of chemical cleaning - the appropriate foreign matter indicators are known to the person skilled in the art.
Die vorstehend beschriebene Anlage der eingangs beschriebenen Gattung, von der die Erfindung ausgeht, hat sich bereits umfangreich bewährt. Ein Problem besteht jedoch noch darin, daß dabei eine optimale Steuerung hinsichtlich der Dauer des Regenerierzyklus nicht möglich ist. Die Regenerierung erfolgt üblicherweise während einer aufgrund von Erfahrungswerten mehr oder minder genau festgelegten Dauer. Die für die ordnungsgemäße Regenerierung einer Filtereinheit erforderliche Zeit schwankt jedoch, beispielsweise in Abhängigkeit von Beschaffenheit, Alter, Lösemittel-Beladung usw. der Filtereinheiten. Infolgedessen läßt es sich bei der bekannten Anlage der beschriebenen Gattung nicht vermeiden, daß die Filtereinheiten einerseits nicht vollständig regeneriert werden und das andererseits für eine unnötig lange Zeit regeneriert wird. Dies ist besonders nachteilig, weil die Filtereinheiten während des Regenerierens nicht für den Filtrierbetrieb zur Verfugung stehen und mit entsprechendem Kostenaufwand eine unnötig große Filterkapazität bereit gehalten werden muß, und weil ferner mit vermeidbaren Kosten- undThe plant of the type described above, of which the invention is based on has already proven itself extensively. However, there is still a problem in that there is an optimal control with respect to the duration of the regeneration cycle is not possible. The regeneration usually takes place during one or more based on empirical values less precisely defined duration. However, the time required for the proper regeneration of a filter unit will vary, for example in Depending on the nature, age, solvent load etc. of the filter units. As a result, it cannot be avoided in the known system of the type described that the filter units on the one hand not completely regenerated and which, on the other hand, is regenerated for an unnecessarily long time. This is particularly disadvantageous because of the filter units Not available for filter operation during regeneration stand and with a corresponding expense an unnecessarily large filter capacity must be kept ready, and also because with avoidable costs and
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Energieaufwand das Regeneriermittel, beispielsweise Heißdampf, bereitgestellt werden muß.Energy expenditure provided by the regenerant, for example superheated steam must become.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage der eingangs beschriebenen Gattung so weiterzubilden, daß eine hinsichtlich Zeit- und Kostenaufwand sowie hinsichtlich des Regenerierergebnisses optimale Steuerung des Regeneriervorgangs ermöglicht wird.The invention is based on the object of providing a system of the type described at the outset Further develop the genus so that an optimal control of the in terms of time and cost as well as in terms of the regeneration result Regeneration process is enabled.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Messung des Lösemittelgehaltes während des Regenerierzyklus erfolgt und das die Beendigung des Regenerierzyklus nach Ma.ßgabe der Messung des Lösemittelgehaltes in der Filterabluft steuerbar ist. Im Rahmen der Erfindung wird der Beginn des Regenerierzyklus in der Regel, wie vorstehend erläutert, nach Maßgabe einer Messung des Lösemittelgehaltes in der Filterabluft gesteuert: Erreicht im Filtrierbetrieb der Lösemittelgehalt der Filterabluft einen vorbestimmten Grenzwert, so signalisiert dies, daß die Filtereinheit ihre zulässige Lösemittelbeladung erreicht hat und bei weiterem Filtrierbetrieb "durchschlagen" wird. Es wird daher der Regenerierzyklus begonnen. Für die Erfindung ist nun wesentlich, daß der Regenerierzyklus nicht für eine vorbestimmte Zeit durchgeführt -sondern nach Maßgabe der Messung des Lösemittelgehaltes in der Filterabluft (während des Regenerierbetriebs) beendet wird. Damit wird eine unter Berücksichtigung des Zustandes der jeweiligen Filtereinheit, Art und Menge der in der Filtereinheit gehaltenen Lösemittel usw. optimale Führung des Regenerierzyklus-erreicht. Die Filterabluft während des Regenerierzyklus stellt im übrigen selbstverständlich keine "Luft" im eigentlichen Sinne dar, sondern besteht aus einem Gemisch aus Luft, Lösemitteldämpfen und einem in der Regel stark überwiegenden Anteil von Regeneriermittel, also beispielsweise Wasserdampf. Eine wichtige Voraussetzung für die Erfindung ist dabei die Erkenntnis, daß eine einwandfreie Messung des Lösemittelgehaltes nicht nur in der üblichen Filterabluft beim Filtrierbetrieb sondern auch in der im wesentlichen aus dem Regeneriermittel bestehenden "Regenerier-Filterabluft" möglich ist.This object is achieved in that the measurement of the Solvent content takes place during the regeneration cycle and the termination of the regeneration cycle according to the measurement of the solvent content is controllable in the filter exhaust air. In the context of the invention, the start of the regeneration cycle is usually, as explained above, after Controlled according to a measurement of the solvent content in the filter exhaust air: If the solvent content of the filter exhaust air reaches a predetermined limit value, this signals that the filter unit has reached its permissible solvent load and that the filtering operation continues is "punched through". The regeneration cycle is therefore started. For the invention it is now essential that the regeneration cycle is not for a predetermined Time carried out - but ended in accordance with the measurement of the solvent content in the filter exhaust air (during regeneration operation) will. In this way, taking into account the state of the respective filter unit, the type and quantity of the solvents held in the filter unit etc. optimal management of the regeneration cycle achieved. The filter exhaust air during the regeneration cycle there is of course none "Air" in the true sense of the word, but consists of a mixture of air, solvent vapors and, as a rule, a predominantly predominant part of regenerants, for example water vapor. An important requirement for the invention is the knowledge that a proper measurement of the solvent content is not only in the usual filter exhaust air during filtration operation but also in the "regeneration filter exhaust air" consisting essentially of the regeneration agent.
üblicherweise erfolgt die Regenerierung - bezogen auf den Filtrierbetrieb - 4 -Usually the regeneration takes place - based on the filter operation - 4 -
im Gegenstrom- Das hat zur Folge, daß einerseits in bekannter Weise eint» Meßeinheit im Filterauslaß und andererseits erfindungsgemäß eine weitere Meßeinheit im Filtereinlaß angeordnet ist - wenn "Filterein- und -auslaß" auf die Durchströmungsrichtung im Filtrierbetrieb bezogen werden.in countercurrent - This has the consequence that on the one hand, one unit in a known way » Measuring unit in the filter outlet and, on the other hand, according to the invention another one Measuring unit is arranged in the filter inlet - if "filter inlet and outlet" are related to the direction of flow in the filtering mode.
Die beim Regenerierbetrieb anfallende Filterabluft, die also im wesentlichen aus mit dem aus der Filtereinheit ausgetriebenen lösemittelbeladenen Regeneriermittel - bei der durch die Erfindung insbesondere in Betracht gezogenen Anwendung also heißem Wasserdampf - besteht, wird zunächst normalisiert, d. h. gekühlt und getrocknet, wobei vorzugsweise auch das aufgenommene Lösemittel abgeschieden wird.The filter exhaust air produced during the regeneration operation, i.e. essentially from the solvent-laden regenerant that is expelled from the filter unit - in the case of the application particularly considered by the invention, i.e. hot steam - is first normalized, d. H. cooled and dried, the absorbed solvent preferably also being separated off.
Die Auswerteeinheit weist vorzugsweise mindestens zwei - bei Vorhandensein mehrerer Filtereinheiten vorzugsweise für jede Filtereinheit mindestens zwei - umschaltbare Eichstellungen und/oder Meßbereiche auf, wobei die Eichstellungen und Meßbereiche gemeinsam mit der Steuerung des Regenerierzyklus auf "Filtern11 bzw. auf "Regenerieren" umschaltbar sind. Damit kann dem Umstand Rechnung getragen werden, daß einerseits die Eichung der Meßeinheiten davon abhängen kann, ob in "Filtrier-Abluft" oder in der überwiegend aus Regeneriermittel bestehenden "Regenerier-Abluft" gearbeitet wird, und daß andererseits der für die Beendigung des Regenerierzyklus maßgebende Lösemittelgehalt von dem für den Beginn des Regenierzyklus maßgebenden Lösemittelgehalt verschieden sein kann, so daß sich eine Meßbereichsumschaltung empfiehlt. Wenn im Gleichstrom, also mit nur einer im Filterauslaß angeordneten Meßeinheit je Filtereinheit gearbeitet wird, so sind die Eichstellungen und Meßbereiche jeweils dieser einen Meßeinheit zugeordnet. Wird im Gegenstrom, also mit je einer Meßeinheit im Filterein- und -auslaß gearbeitet, was in der Regel zu bevorzugen ist, so werden zusammen mit den Eichstellungen und Meßbereichen auch die entsprechenden Meßeinheiten umgeschaltet.The evaluation unit preferably has at least two - if several filter units are present, preferably at least two for each filter unit - switchable calibration positions and / or measurement ranges, the calibration positions and measurement ranges being switchable to "filter 11" or "regeneration" together with the control of the regeneration cycle. This can take into account the fact that on the one hand the calibration of the measuring units can depend on whether work is being carried out in "filtering exhaust air" or in the "regenerating exhaust air" consisting predominantly of regenerant, and on the other hand that which is decisive for the termination of the regeneration cycle Solvent content can differ from the solvent content decisive for the beginning of the regeneration cycle, so that a change of the measuring range is recommended assigned to a unit of measurement. If work is carried out in countercurrent, that is to say with one measuring unit each in the filter inlet and outlet, which is usually preferable, the corresponding measuring units are also switched over together with the calibration positions and measuring ranges.
Es ist bereits darauf hingewiesen worden, daß es sich in der Regel empfiehlt, die Filteranlage mit mindestens zwei Filtereinheiten auszurüsten, deren Ein- und Auslässe selbstverständlich jeweils miteinander verbunden sind. Gleich-It has already been pointed out that it is usually advisable to to equip the filter system with at least two filter units, whose one and outlets are of course connected to one another. Same-
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wohl empfiehlt es sich, jeder Filtereinheit jeweils eine eigene Meßeinheit für die Steuerung der Beendigung (und zweckmäßigerweise auch des Beginns) des Regenerierzyklus nachzuschalten, so daß die Messungen für Regenerierbeginn und -ende für jede Filtereinheit unabhängig erfolgt.It is recommended that each filter unit has its own measuring unit to control the termination (and expediently also the start) of the regeneration cycle, so that the measurements for the start of regeneration and end is done independently for each filter unit.
Üblicherweise erfolgt die Steuerung des Regenerierzyklus im Rahmen eines Regelsystems, bei dem also die Auswerteeinheiten mit einstellbaren Sollwertgebern, Ist-/Sollwertvergleichern und ggf. Alarm- und/oder Steuergeber versehen sind. Bei einer solchen Ausführungsform wird vorzugsweise vorgesehen, daß die Meßeinheiten an eine gemeinsame Auswerteeinheit angeschlossen sind und daß die Auswerteeinheit für jede Filtereinheit mindestens einen eigenen Meßkanal mit mindestens zwei umschaltbaren Sollwertgebern aufweist.^Mit einem dieser Sollwertgeber wird der für den Regenerierbeginn maßgebliche Lösemittelgehalt und mit dem anderen Sollwertgeber der für die Beendigung des Regerierierzyklus maßgebende Lösemittelgehalt in der Filterabluft der entsprechenden Filtereinheit vorgegeben. Aus den vorstehenden Erläuterungen ergibt sich, daß bei Gleichstromregenerierung nur eine Meßeinheit und dementsprechend ein Meßkanal, und bei Gegenstromregenerierung zwei Meßeinheiten und dementsprechend zwei Meßkanäle je Filtereinheit vorgesehen sind. Diese Ausführung läßt sich in entsprechender Weise sowohl bei nur einer Filtereinheit wie auch bei mehreren Filtereinheiten verwirklichen.The regeneration cycle is usually controlled as part of a Control system, in which the evaluation units with adjustable setpoint generators, Provide actual / setpoint comparators and, if necessary, alarm and / or control transmitters are. In such an embodiment it is preferably provided that the measuring units are connected to a common evaluation unit and that the evaluation unit has at least one separate measuring channel with at least two switchable setpoint generators for each filter unit One of these setpoint generators is the decisive solvent content for the beginning of the regeneration and with the other setpoint generator the one for the end of the regeneration cycle decisive solvent content in the filter exhaust air corresponding filter unit specified. From the above explanations it follows that with direct current regeneration only one measuring unit and accordingly a measuring channel, and in the case of counterflow regeneration, two measuring units and, accordingly, two measuring channels per filter unit are provided. This embodiment can be implemented in a corresponding manner both with only one filter unit and with several filter units.
Um einen optimalen Betrieb zu erreichen, empfiehlt es sich im Rahmen der Erfindung, mehrere, mindestens zwei Filtereinheiten vorzusehen und die Regenerierzyklen dieser Filtereinheiten intermittierend abwechselnd zu steuern. Die für die Umsteuerung zwischen Filtrier- und Regenerierbetrieb erforderliche Betätigung von Ventilen, Klappen usw. wird in der Regel durch eine Steuereinheit angesteuert, die hier nicht weiter erläutert werden muß und jedenfalls von der bzw. den den Meßeinheiten nachgeschalteten Auswerteeinheiten angesteuert wird. Der beschriebene Wechsel der Regenerierzyklen der einzelnen Filtereinheiten läßt sich in besonders einfacher und störungsfreier Weise dadurch verwirklichen, daß jeder Filtereinheit eine Filtertorschaltung zugeordnet ist, daß die Filtertorschaltuhg jeder Filtereinheit bei Beendigung des Regenerierzyklus der zugeordneten Filtereinheit durchIn order to achieve optimal operation, it is recommended as part of the Invention to provide several, at least two filter units and the regeneration cycles of these filter units alternating intermittently steer. The actuation of valves, flaps, etc. required for switching between filtering and regenerating mode is usually carried out by controlled by a control unit, which need not be explained further here, and in any case by the evaluation unit or units connected downstream of the measuring units is controlled. The described change of the regeneration cycles of the individual filter units can be carried out in a particularly simple and trouble-free manner Realize this way that each filter unit has a filter gate circuit is assigned that the Filtertorschaltuhg each filter unit at the end of the regeneration cycle of the associated filter unit through
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n:& Leutwein - J -4656n: & Leutwein - J -4656
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die Auswerteeinheit freigebbar ist und daß bei Erreichen eines vorgebbaren Lösemittelgehaltes in der Filterabluft einer jeweils im Filtrierbetrieb arbeitenden Filtereinheit diese Filtereinheit auf den Regenerierzyklus umgeschaltet und die Filtereinheit bzw. eine der Filtereinheiten mit freigegebener Filtertorschaltung auf Filtrierbetrieb umgeschaltet wird. Damit ist sichergestellt, daß jeweils eine Filtereinheit im Filtrierbetrieb arbeitet, bis sie der Regenerierung bedarf und erst dann eine der regenerierten Filtereinheiten auf . Filtrierbetrieb umgeschaltet wird. Wenn - etwa mit Rücksicht auf die verfügbare Regeneriermittelkapazität - eine gleichzeitige Regenerierung mehrerer Filtereinheiten vermieden werden soll, können in entsprechender Weise Regeneriertorschaltungen derart vorgesehen werden, daß eine Filtereinheit bei Erreichen der zulässigen Lösemittelbeladung durch ihre Regeneriertorschaltung für den Regenerierzyklus freigegeben wird, daß dieser aber von der Auswerteeinheit erst dann eingeleitet wird, wenn keine der anderen Filtereinheiten sich im Regenerierzyklus befindet.the evaluation unit can be released and that when a predetermined one is reached Solvent content in the filter exhaust air one in each filter operation working filter unit, this filter unit is switched to the regeneration cycle and the filter unit or one of the filter units with the filter gate switch enabled is switched to filter operation. So is ensures that one filter unit is working in filter mode, until it needs regeneration and only then one of the regenerated filter units on . Filtration mode is switched. If - taking into account the available regenerant capacity - a simultaneous regeneration multiple filter units should be avoided, can in appropriate Regenerating gate circuits are provided in such a way that a filter unit passes through its regenerating gate circuit when the permissible solvent load is reached is released for the regeneration cycle, but that this is only initiated by the evaluation unit when none of the other filter units is in the regeneration cycle.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigenThe invention is described below with the aid of just one exemplary embodiment Illustrative drawing explained in more detail. Show it
Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Anlage zur Überwachung des Lösemittelgehaltes, 1 shows a schematic representation of a system for monitoring the solvent content,
Fig. 2 anhand eines Diagramms den zeitlichen Ablauf der Steuerung der Regenerierzyklen bei der Anlage gemäß Fig. 1.2 shows the timing of the control of the regeneration cycles on the basis of a diagram in the system according to FIG. 1.
Die in Fig. 1 dargestellte Anlage dient zur überwachung des Gehaltes an Trichloräthylen bzw. Perchloräthylen in der Raumluft einer chemischen Reinigungsanlage 1. Die lösemittelhaltige Raumluft wird durch eine Abluftleitung 2 aus der Reingungsanlage 1 abgesaugt und einer Filteranlage zugeführt, die im wesentlichen aus zwei mit Aktivkohlefiltern bestückten Filtereinheiten 3 besteht. Die in den Filtereinheiten 3 gefilterte Abluft wird durch eine Absaugleitung 4, an die eine (nicht dargestellte) Absaugeinrichtung angeschlossen ist, abgeführt. Die Strömungsrichtung der Abluft im Filtrierbetrieb ist in der Fig. 1 mit ausgezogenen Pfeilen 5 angedeutet. DieThe system shown in Fig. 1 is used to monitor the content of Trichlorethylene or perchlorethylene in the room air is a chemical Cleaning system 1. The solvent-containing room air is passed through an exhaust air duct 2 sucked out of the cleaning system 1 and fed to a filter system, which essentially consists of two filter units equipped with activated carbon filters 3 exists. The exhaust air filtered in the filter units 3 is passed through a suction line 4 to a suction device (not shown) is connected, discharged. The direction of flow of the exhaust air in filter operation is indicated in FIG. 1 with solid arrows 5. the
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Beaufschlagung der Filtereinheiten 3 mit Abluft wird durch Abluftventile 6 gesteuert, die jeweils in Filterein- und -auslaß angeordnet sind. Aus den in Fig. 1 angedeuteten Stellungen der Abluftventile 6 ergibt sich ohne weiteres, daß die Filtereinheit I von Abluft durchströmt wird und damit im Filtrierbetrieb arbeitet.The filter units 3 are subjected to exhaust air through exhaust air valves 6 controlled, which are each arranged in the filter inlet and outlet. From the positions of the exhaust air valves 6 indicated in FIG. 1, there is no further that the filter unit I is flowed through by exhaust air and thus works in the filtering mode.
In dem Maße, in dem die Filtereinheiten 3 im Filtrierbetrieb mit Lösemittel beladen werden, nimmt der Filtrierwirkungsgrad ab und steigt dementsprechend der Lösemittelgehalt in der aus den Filtereinheiten 3 austretenden Filterabluft. Übersteigt der Lösemittelgehalt der Filterabluft einen Grenzwert, der im allgemeinen zwischen 5o und 1oo vpm (1 vpm entspricht einem Volumenanteil von 1o~ ), so kommt es zum "Durchschlagen" der Filtereinheitr. In den Filterauslässen (bezogen auf die Durchströmrichtung 5 im Filtrierbetrieb) ist daher je eine Meßeinheit 7 angeordnet, die im Ausführungsbeispiel einen Lösemittel indikator in Form eines beheizten Metalloxid-Halbleiters aufweist. Übersteigt der mit der jeweiligen Meßeinheit 7 am Auslaß eines der Filter 3 gemessene Lösemittelgehalt der Filterabluft einen vorbestimmten Grenzwert, so wird die Filtereinheit 3 auf Regenerierbetrieb umgesteuert. Die Umsteuerung erfolgt durch eine den Meßeinheiten 7 nachgeschaltete, in der Fig. rächt dargestellte Auswerteeinheit, an die eine gleichfalls nicht angeschlossene Steuereinheit angeschlossen ist, durch die die entsprechenden Ventilbetätigungen ausgelöst werden.To the extent that the filter units 3 in the filtration mode with solvent are loaded, the filtration efficiency decreases and the solvent content in the filter exhaust air exiting from the filter units 3 increases accordingly. If the solvent content of the filter exhaust air exceeds a limit value, which is generally between 50 and 100 vpm (1 vpm corresponds to a volume fraction from 1o ~), the filter unit "breaks through". In the Filter outlets (based on the flow direction 5 in filtering mode) a measuring unit 7 is therefore arranged in each case, which in the exemplary embodiment has a solvent indicator in the form of a heated metal oxide semiconductor. If the with the respective measuring unit 7 at the outlet of one of the filters 3 exceeds If the measured solvent content of the filter exhaust air exceeds a predetermined limit value, the filter unit 3 is switched to regeneration mode. The change of direction is carried out by an evaluation unit connected downstream of the measuring units 7 and shown in the figure, to which an evaluation unit is likewise not connected Control unit is connected through which the corresponding valve actuations to be triggered.
Im Regenerierbetrieb wird die entsprechende Filtereinheit 3 von einem Receneriermittel, im Ausführungsbeispiel heißem Wasserdampf durchströmt, der durch eine Heißdampfzuleitung 8 zu- und durch eine Heißdampfableitung 9 abgeführt wird. Zu- und Ableitung des Heißdampfes werden durch Heißdampfventile 11 gesteuert, die jeweils an Ein- und Auslaß der Filtereinheiten angeordnet sind. Die Durchströmungsrichtung des Heißdampfes im Regenerierbetrieb ist mit durchbrochenen Pfeilen 11 angedeutet: Man erkennt anhand der in der Fig. 1 dargestellten Stellungen der Heißdampfventile 1o, daß im Gegenstrom, d.h. mit zur Durchströmungsrichtung 5 der Abluft im Filtrierbetrieb entgegengesetzter Durchströmungsrichtung regeneriert wird. Der aus den Filtereinheiten 3 austretende, mit Lösemittel beladene Heißdampf wird im übrigen zunächst inIn the regeneration mode, the corresponding filter unit 3 is controlled by a regeneration means, In the exemplary embodiment, hot steam flows through it, which is supplied through a superheated steam feed line 8 and discharged through a superheated steam discharge line 9 will. Inlet and outlet of the superheated steam are controlled by superheated steam valves 11, which are each arranged at the inlet and outlet of the filter units. The direction of flow of the superheated steam in the regeneration mode is indicated by broken arrows 11: It can be seen from the in FIG. 1 shown positions of the superheated steam valves 1o that in countercurrent, i.e. with opposite to the flow direction 5 of the exhaust air in the filtration mode Direction of flow is regenerated. The solvent-laden superheated steam emerging from the filter units 3 is first of all in
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liutwein 302Λ656liutwein 302Λ656
einer Kühl- und Trockeneinrichtung 12 normalisiert, in der ggf. auch das Lösemittel rückgewonnen werden kann. In der in Fig. 1 dargestellten Betriebsstellung befindet sich die Filtereinheit II im Regenerierbetrieb.a cooling and drying device 12 normalized, in which possibly also the Solvent can be recovered. In the operating position shown in FIG the filter unit II is in regeneration mode.
In den (bezogen auf die Abluft-Durchströmungsrichtung 5 im Filtrierbetrieb) FiHereinlassen, d.h. also (bezogen auf die Heißdampf-Durchströmungsrichtung 11 im Regenerierbetrieb) Filterauslässen ist jeweils eine weitere Meßeinheit 1.3 angeordnet, die gleichfalls mit einem Lösemittel indikator in Form eines beheizten Metalloxid-Halbleiters arbeitet. In dem Maße, in dem die Regenerierung einer Filtereinheit 3 fortschreitet, nimmt in der beim Regenerieren anfallenden Filterabluft, die im wesentlichen also aus Heißdampf besteht, der Lösemittelgehalt ab. Dieser Lösemittelgehalt wird mit der jeweiligen Meßeinheit 13 während des Regenerierzyklus gemessen, und die Beendigung des Regenerierzyklus erfolgt nach Maßgabe dieser Messung, nämlich dann wenn ein vorbestimmter Wert des Lösemittelgehaltes unterschritten wird.In the (based on the exhaust air flow direction 5 in filter mode) Fi letting in, i.e. therefore (based on the direction of flow of superheated steam 11 in regeneration mode) each filter outlet is an additional measuring unit 1.3 arranged, which also works with a solvent indicator in the form of a heated metal oxide semiconductor. To the extent that the regeneration a filter unit 3 advances, takes in the filter exhaust air produced during regeneration, which essentially consists of superheated steam, the solvent content decreases. This solvent content is measured with the respective measuring unit 13 during the regeneration cycle, and the termination the regeneration cycle takes place in accordance with this measurement, namely when the solvent content falls below a predetermined value.
Die (nicht dargestellte) Auswerteeinheit ist so eingerichtet, daß mit der Umsteuerung zwischen Filtrier- und Regenerierbetrieb auch die Meßeinheiten 7, 13 der betreffenden Filtereinheit 3 umgeschaltet werden, und zwar so, daß im Filtrierbetrieb die Meßeinheit 7 und im Regenerierbetrieb die Meßeinheit 13 der entsprechenden Filtereinheit 3 aktiviert ist. Zugleich mit dieser Umschaltung erfolgt eine entsprechende Eich- und Meßbereichsumschaltung. Die Umsteuerung erfolgt im Rahmen eines Regelsystems durch Ist/Sollwertvergleich. Dazu weist die Auswerteeinheit für jede Meßeinheit 7, 13 einen eigenen Meßkanal auf, in dem jeweils ein eigener Sollwertgeber für einen vorgegebenen Lösemittelgehalt vorgesehen ist. Mit den den Meßeinheiten 7 zugeordneten Sollwertgebern wird der für den Beginn des Regenerierzyklus maßgebliche Lösemittelgehalt vorgegeben,und mit den den Meßeinheiten 13 zugeordneten Sollwertgebern wird der für die Beendigung des Regenerierzyklus maßgebliche Lösemittelgehalt vorgegeben.The evaluation unit (not shown) is set up in such a way that with the changeover between filtering and regeneration mode, the measuring units 7, 13 of the respective filter unit 3 are switched over, in such a way that the measuring unit 7 is in the filtering mode and the measuring unit 13 of the corresponding Filter unit 3 is activated. At the same time as this switchover, a corresponding calibration and measuring range switchover takes place. The reversal takes place within the framework of a control system by comparing the actual / setpoint value. For this purpose, the evaluation unit has its own measuring channel for each measuring unit 7, 13, in each of which a separate setpoint generator is provided for a predetermined solvent content. With the setpoint generators assigned to the measuring units 7, the solvent content relevant for the beginning of the regeneration cycle is specified, and the setpoint generators assigned to the measuring units 13 specify the solvent content relevant for the termination of the regeneration cycle.
Die.beiden Filtereinheiten 3 (I und II) der in Fig. 1 dargestellten Anlage arbeiten intermittierend abwechselnd. Das wird anhand der Fig. 2 im einzelnen erläutert.Die.beiden filter units 3 (I and II) of the system shown in FIG work intermittently alternately. This is illustrated in detail with reference to FIG explained.
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• it ·* I. -• it * I. -
Die Fig. 2 zeigt übereinander verschiedene, den Filtereinheiten I und II zugeordnete Zeitachsen, und zwar jeweils von unten nach oben die Betriebsart B, den mit der Meßeinheit 7 am Filterauslaß gemessenen Lösemittelgehalt A und den mit der Meßeinheit 13 am Filtereinlaß gemessenen Lösemittelgehalt E für die jeweilige Filtereinheit I bzw. II. Zu Beginn, d.h. zum Zeitpunkt a, mag die Filtereinheit I im Filtrierbetrieb arbeiten, während die Filtereinheit II regeneriert wird. Dies entspricht der in Fig. 1 dargestellten Betriebsstellung. Entsprechend der zunehmenden Regeneration der Filtereinheit II wird mit der zugeordneten Meßeinheit 13 ein abnehmender Lösemittelgehalt E II gemessen. Zum Zeitpunkt B erreicht dieser Lösemittelgehalt einen vorgegebenen Grenzwert, d.h.,das Filter II ist regeneriert. Der Regenerierzyklus der Filtereinheit II wird folglich durch Absperrung der Heißdampfzufuhr beendet, und eine der Filtereinheit II zugeordnete, in der Auswerteeinheit vorgesehene Filtertorschaltung wird freigegeben. Damit ist die Filtereinheit II wieder für den Filtrierbetrieb bereit, während die Filtereinheit I noch im Filtrierbetrieb arbeitet. Dabei nimmt entsprechend der Beladung der Filtereinheit I mit Lösemittel der mit der Meßeinheit 7 gemessene Lösemittelgehalt A I am Filterauslaß zu, um zum Zeitpunkt c einen vorgegebenen oberen Grenzwert zu erreichen. Zu diesem Zeitpunkt c wird folglich die Filtereinheit I - unter entsprechender Betätigung der Ventile 6 und 1o durch die Steuereinheit - unmittelbar auf Regenerierbetrieb umgeschaltet, während der Filtrierbetrieb mit der bereits freigegebenen Filtereinheit II fortgesetzt y- wird. Dementsprechend nimmt nun der mit der Meßeinheit 13 der Filtereinheit I an deren Filtereinlaß, d.h. am Austritt des Regenerier-Heißdampfes gemessene Lösemittelgehalt E I ab, bis er den vorgegebenen Grenzwert erreicht hat und die Freigabe der der Filtereinheit I zugeordneten Filtertorschaltung erfolgt. In der Fig. 2 ist angedeutet, daß der Regenerierzyklus der Filtereinheit I nur geringere Zeit in Anspruch nimmt als der Regenerierzyklus der Filtereinheit II, beispielsweise weil die Aktivkohlefilter der Filtereinheit I bereits älter sind und geringere Filterkapazität aufweise'n. Die Beendigung des Regenerierzyklus der Filtereinheit I und damit deren Freigabe erfolgen im Zeitpunkt b, in dem die Filtereinheit II noch im Filtrierbetrieb arbeitet. Im Zeitpunkt e erreicht der mit der Meßeinheit 7 gemessene Lösemittelgehalt A II2 shows different filter units I and II, one above the other associated time axes, each from bottom to top operating mode B, the solvent content measured with the measuring unit 7 at the filter outlet A and the solvent content E measured with the measuring unit 13 at the filter inlet for the respective filter unit I or II. At the beginning, i.e. at the point in time a, the filter unit I may work in the filter mode, while the filter unit II is regenerated. This corresponds to the operating position shown in FIG. 1. Corresponding to the increasing regeneration of the filter unit II, the associated measuring unit 13 results in a decreasing solvent content E II measured. At time B, this solvent content reaches a specified limit, i.e. the filter II is regenerated. The regeneration cycle the filter unit II is consequently blocked by shutting off the supply of superheated steam ended, and one of the filter unit II assigned in the evaluation unit The intended filter gate circuit is enabled. The filter unit II is thus ready again for filtering operation, while the filter unit I still work in the filtering mode. It increases according to the load of the filter unit I with solvent, the solvent content measured with the measuring unit 7 A I at the filter outlet in order to reach a predetermined upper limit value at time c. At this point in time c consequently becomes the filter unit I - with appropriate actuation of the valves 6 and 1o by the control unit - switched immediately to regeneration mode, during the Filtration operation continued with the already released filter unit II y- will. Accordingly, the one with the measuring unit 13 of the filter unit now takes I measured at its filter inlet, i.e. at the outlet of the superheated regenerating steam Solvent content E I from until it has reached the predetermined limit value and the release of the filter gate circuit assigned to the filter unit I takes place. In FIG. 2 it is indicated that the regeneration cycle of the filter unit I only takes less time than the regeneration cycle of the filter unit II, for example because the activated carbon filter of the filter unit I already has are older and have a lower filter capacity. The end of the regeneration cycle the filter unit I and thus their release take place at time b, in which the filter unit II is still working in the filtering mode. in the The solvent content A II measured with the measuring unit 7 reaches the point in time e
- 1o -- 1o -
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* * * Λ· ri ο / ρ ir γ* * * Λ r i ο / ρ ir γ
en:4 Ljputwein . 3'J O ~i- DOben: 4 Ljput wines. 3'JO ~ i- DOb
«ι«Ι
■Λ$·■ Λ $ ·
am Auslaß der Filtereinheit II seinen oberen Grenzwert und wird folglich die Filtereinheit II auf Regenerierbetrieb umgeschaltet, während die Filterung mit der freigegebenen Filtereinheit I fortgesetzt wird.at the outlet of the filter unit II its upper limit value and is consequently the filter unit II is switched to regeneration mode, while the filtering with the released filter unit I is continued.
Vorstehend ist angedeutet worden, daß die beim Regenerierbetrieb anfallende Filterabluft zunächst an den an den Filtereinlässen (bezogen auf Filtrierbetrieb) angeordneten Meßeinheiten 13 vorbeiströmt und erst anschließend in der Kühl- und Trockeneinrichtung 12 normalisiert wird. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Regenerier-Filterabluft zunächst zu normalisieren (dabei selbstverständlich aber keine Lösemittelabscheidung vorzunehmen) und anschließend den Lösemittelgehalt zu messen. Dies kann sich als vorteilhaft orweisen, weil zugleich mit der Normalisierung bestimmte, vorgegebene Meßbedingungen eingestellt werden können.It has been indicated above that the accumulating during the regeneration operation Filter exhaust air first at the at the filter inlets (based on filter operation) arranged measuring units 13 flows past and is only then normalized in the cooling and drying device 12. It does exist, however there is also the option of initially normalizing the regeneration filter exhaust air (Of course, there is no solvent separation to be carried out) and then measure the solvent content. This can prove to be beneficial because at the same time with the normalization certain, given measurement conditions can be adjusted.
Mit den zuletzt besprochenen Maßnahmen steht eine weitere Möglichkeit im Zusammenhang: Vorstehend ist die Erfindung der Einfachheit halber anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert worden, bei dem jeder einzelne Filtereinheit 3 eine Meßeinheit 7 und eine Meßeinheit 13 zugeordnet sind. Es besteht aber auch die.- in den Fig. nicht dargestellte - Möglichkeit, in der allen Filtereinheiten 3 gemeinsamen Absaugleitung 4 bzw. Heißdarnpfableitung 9 je eine Meßeinheit 7 bzw. 13 anzuordnen, deren Zuordnung zu den einzelnen Filtereinheiten 3 je nachdem, welche der Filtereinheiten 3 sich im Filtrierbzw, im Regenerierbetrieb befindet, ändert. Insbesondere besteht dabei auch die vorstehend angedeutete Möglichkeit, die Meßeinheit 13 der Kühl- und Trokkeneinrichtung 12 nachzuschalten.With the measures discussed last, there is another possibility Relationship: For the sake of simplicity, the invention has been explained above using an exemplary embodiment in which each individual filter unit 3 a measuring unit 7 and a measuring unit 13 are assigned. But there is also the - not shown in the figure - possibility in which all filter units 3 common suction line 4 or hot steam discharge line 9 to arrange a measuring unit 7 or 13, their assignment to the individual filter units 3 depending on which of the filter units 3 is in the filtering or is in regeneration mode, changes. In particular, there is also the possibility indicated above, the measuring unit 13 of the cooling and drying device 12 downstream.
Claims (6)
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