DE3103303A1

DE3103303A1 - "verfahren und vorrichtung zur reinigung von mit schadstoffen belasteter luft"

Info

Publication number: DE3103303A1
Application number: DE19813103303
Authority: DE
Inventors: Heribert Ing.(grad.) 4390 Gladbeck Dewert; Heinrich Ing.(grad.) 4600 Dortmund Gresch; Heinz Ing.(grad.) Hölter; Heinrich Ing.(grad.) 4390 Gladbeck Igelbüscher
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-01-31
Filing date: 1981-01-31
Publication date: 1982-09-30
Also published as: DE3103303C2

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von mit Schad-
stoffen belasteter Luft Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung von mit Schadstoffen belasteter Luft, vorzugsweise für die einem Aufenthalt von Personen dienenden Kabinen od.dgl. zugeführten Luft, unter Verwendung von Sorptions- und Katalysatormassen.
Es ist bekannt, die Befreiung der Luft von Schadstoffen mittels chemischer Sorptions- und Katalysatormassen durchzuführen. Sorptionsmassen werden in ihrer Aufnahmefähigkeit sehr stark vom Wasserdampfpartialdruck beeinflußt, und zwar dahingehend, daß beispielsweise A-Kohle von einer relativen Luftfeuchtigkeit ab oberhalb von 50 % bei schwerwasserlöslichen Stoffen in ihrer Sorptionsfähigkeit um ein Mehrfaches absinkt. Weiterhin geht die Sorptionsfähigkeit aber auch mit steigender Temperatur, beispielsweise oberhalb von 40 - 500c, sehr stark zurück, so daß teilweise in diesem Bereich sorbierte Stoffe schon wieder freigesetzt werden.
Katalysatormassen werden hingegen schon bei sehr geringen relativen Feuchtigkeiten unbrauchbar. Um Katalysatormassen, beispielsweise Hopkalit, gegen Feuchtigkeitsumschlag zu schützen, müssen diese aufgeheizt werden. Im aufgeheizten Zustand sind die Sorptionsmassen ab einer bestimmten Temperatur jedoch kaum noch aufnahmefähig bzw. wird ein Teil der sorbierten Schadstoffe bereits wieder freigesetzt. Eine Vorwärmung der zu reinigenden Luft bei gleichzeitiger Anwendung von sorptions- und katalysatorwirkenden Massen hat sich daher wegen deren z.T. gegensätzlicher Verhaltensweisen als nicht brauchbar erwiesen, weil diese Vorwärmung nicht zum gewünschten Erfolg geführt hat.
Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche unter Vermeidung vorerwähnter Nachteile in einfacher Weise eine Befreiung von Luft von ihren Schadstoffen bei gleichzeitiger Verwendung von Sorptions- und Katalysatormassen ermöglicht, wobei überdies die Sorptions- und Katalysatormassen vergleichsweise hohe Standzeiten erreichen.
Verfahrensgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die zu reinigende Luft zunächst eine Erwärmung auf 20 - 3000 erfährt, dann die Sorptionsmassen beaufschlagt, anschließend auf 55 - 6000 aufgeheizt wird, woraufhin diese die Katalysatormassen beaufschlagt, im Anschluß daran einer Abkühlung unterworfen wird und die gereinigte Luft der weiteren Verwendung zugeführt wird. Durch diese Verfahrensweise ist eine optimale Reinigungswirkung möglich, da die von Schadstoffen zu befreiende Luft jeweils in den günstigsten Wirkungebereichen der Sorptions- und Katalysatormassen diese durchströmt, mit der Folge, daß diese hohe Standzeiten besitzen. Vorteilhaft wird die zu reinigende Luft vor der Kontaktierung mit den Sorptionsmassen auf 2500 und vor der Kontaktierung mit den Katalysatormassen auf 5500 erwärmt.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird apparativ dadurch gelöst, daß die Vorrichtung eine Eintrittskammer für die zu reinigende Luft aufweist, die mit einer Erwärmungseinrichtung für die durchströmende Luft ausgerüstet ist, daß jeweils in Strömungsrichtung der Luft der Eintrittskammer eine mit Sorptionsmassen versehene Kammer, dieser eine mit einer Erwärmungseinrichtung ausgerüstete Aufheizkammer, dieser eine mit Katalysatormassen versehene Kammer und dieser eine mit einer Kühleinrichtung ausgerüstete Kammer nachgeordnet sind. Vorteilhaft sind sämtliche Kammern in einem Gehäuse angeordnet, so daß sich insgesamt eine sehr kompakte Bauweise ergibt. Der Luftein- und -austritt befindet sich an einer Seite des Gehäuses, so daß die Luft das ganze Gehäuse mit ihren Kammern im Gegenstrom durchströmt. Die Kammern mit den Sorptions-und Katalysatormassen sind in einem Teil des Gehäuses angeordnet und die Kammern mit den Erwärmungs- und Kühleinrichtungen in einem anderen, dem vorerwähnten Teil benachbarten Teil des Gehäuses. Auf diese Weise ergibt sich eine unmittelbare bauliche Zuordnung, so daß besondere Leitungen, Kanäle usw. weitgehend vermieden werden, da ein unmittelbares Überströmen der Luft von einer Kammer in die andere möglich ist.
Die Eintrittskammer und die Kammer mit den Sorptionsmassen sind über eine Umleitvorrichtung voneinander getrennt, so daß die Luft nach ihrer geringfügigen Erwärmung in der Eintrittskammer zwangsläufig der Kammer mit den Sorptionsmassen zugeführt wird. Die Austrittsöffnung der Kammer mit den Sorptionsmassen und die Eintrittsöffnung der Kammer mit den Katalysatormassen sind gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung derart angeordnet, daß die Luft die diesen Kammern zugeordnete Aufheizeinrichtung in ihrer ganzen wirksamen Länge durchströmt, so daß die Luft mit einer wesentlich erhöhten Temperatur in die Kammer mit den Katalysatormassen eintritt. Als Erwärmungs- und Kühleinrichtung findet vorteilhaft ein oder mehrere Peltierelemente (12) Verwendung, welche beispielsweise mit Rippen ausgerüstet sein können, an der die zu erwärmende bzw. abzukühlende Luft zwangsläufig vorbeigeführt wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt diese eine geschnitene Ansicht der Vorrichtung.
Mit 1 ist das Gehäuse bezeichnet, an dessen einer Seite sich der Lufteintritt 2 sowie der Luftaustritt 3 befinden.
An den Lufteintritt 2 schließt sich die Eintrittskammer 4 an, die durch die Umleitvorrichtung 5 von der Kammer 6 getrennt ist, die der Aufnahme der Sorptionsmassen 7 dient.
Der Kammer 6 ist die Kammer 8 benachbart, in der sich die Katalysatormassen 9 befinden. Die Kammern 6 und 8 bilden somit einen Teil des Gehäuses 1. Im anderen Teil des Gehäuses 1 ist eine Aufheizkammer 10 vorgesehen, der unmittelbar benachbart die Kühlka#mmer 11 angeordnet ist.
Die Aufheizkammer 10 und Kühlkammer 11 weisen als Erwärmungs-und Kühleinrichtungen Peltierelemente 12 auf, die in einem mit Rippen versehenen Gehäuse angeordnet sind. Ein Peltierelement 12 erstreckt sich in die Eintrittskammer 4.
Die Wirkung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist wie folgt: Die über den Lufteintritt 2 mit normaler Außentemperatur zugeführte Luft wird in der Eintrittskammer 4 durch ein Peltierelement 12 geringfügig erwärmt, beispielsweise um 5 - 600, und gelangt aus der Kammer 4, wie durch den Pfeil 13 angegeben, durch die Umlenkeinrichtung 5 in den Eingangsbereich der Kammer 6 und durchströmt die in dieser befindlichen Sorptionsmassen 4, wie durch die Pfeile 14 angedeutet ist.
Die Austrittsöffnung 15 der Kammer 6 ist so angeordnet, daß diese sich unmittelbar auf der anderen Seite der Umlenkvorrichtung 5 befindet, so daß der die Kammer 6 verlassende Luftstrom in den Eingangsbereich der Aufheizkammer 10 eintritt. Da sich die Eintrittsöffnung 16 der Kammer 8 am anderen Ende der Aufheizkammer 10 befindet, wird diese in ihrer ganzen Länge vom Luftstrom durchströmt, wie durch den Pfeil 17 angegeben, so daß die Peltierelemente 12 diesen beispielsweise auf 5500 aufheizen. Über die Eintrittsöffnung 16 tritt die Luft in die Kammer 8 ein, durchströmt, wie durch die Pfeile 18 angegeben, deren Katalysatormassen 9 und gelangt über den Kanal 19, wie durch den Pfeil 20 angedeutet, in die Kühlkammer 11, durchströmt diese in ihrer ganzen Länge, wie der Pfeil 21 zeigt, so daß diese durch die Peltierelemente 12 gekühlt wird und tritt aus dem Austritt 3 des Gehäuses 1 nach außen, so daß diese ihrer weiteren Verwendung zugeführt wird, beipielaweise in eine Arbeitsschutzkabine oder aber in die Kabine eines Fahrzeuges usw. geleitet wird.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E : Verfahren zur Reinigung von mit Schadstoffen belasteter Luft, vorzugsweise für die einem Aufenthalt von Personen dienenden Kabinen od.dgl. zugeführte Luft, unter Verwendung von Sorptions- und Katalysatormassen, dadurch gekennzeichnet, daß die zu reinigende Luft zunächst eine Erwärmung auf 20 - 30°C erfährt, dann die Sorptionsmassen beaufschlagt, anschließend auf 55 - 6000 aufgeheizt wird, woraufhin diese die Katalysatormassen beaufschlagt, im Anschluß daran einer Abkühlung unterworfen wird und die gereinigte Luft der weiteren Verwendung zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu reinigende Luft vor der Beaufschlagung der Sorptionsmassen auf 2500 erwärmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft vor Beaufschlagung der Katalysatormassen auf 5500 erwärmt wird.
4. Vorrichtung zur Reinigung von mit Schadstoffen belasteter Luft, vorzugsweise für die einem Aufenthalt von Personen dienenden Kabinen od.dgl. zugeführte Luft, unter Verwendung von Sorptions- und Katalysatormassen, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und/oder einem oder mehreren der vorhergehenden, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine Eintrittskammer (4) für die zu reinigende Luft aufweist, die.mit einer Erwärmungseinrichtung (12) für die durchströmende Luft ausgerüstet ist, daß in Strömungsrichtung der Luft der Eintrittskammer (4) eine mit Sorptionsmassen (7) versehene Kammer (8), dieser eine mit einer Erwärmungseinrichtung (12) ausgerüstete Aufheizkammer (10), dieser eine mit Katalysatormassen (9) versehene Kammer (8) und dieser eine mit einer Kühleinrichtung (12) ausgerüstete Kammer (11) nachgeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Kammern (4,6,8,10,11) in einem Gehäuse (1) angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und/oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Luftein- (2) und -austritt (3) an einer Seite des Gehäuses (1) befinden.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4 und/oder einem oder mehreren der vorhergehenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (6,8) mit den Sorptions- (7) und Katalysatormassen (9) in einem Teil des Gehäuses (1) und die Kammern (10,11) mit den Erwärmungs- und Kühleinrichtungen (12) im anderen der dem vorgenannten Teil benachbarten Teil des Gehäuses (1) angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 4 und/oder einem oder mehreren der vorhergehenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittskammer (4) und die Kammer (6) mit den Sorptionsmassen (7) über eine Umleitvorrichtung (5) voneinander getrennt sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 4 und/oder einem oder mehreren der vorhergehenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (15) der Kammer (6) und die Eintrittsöffnung (16) der Kammer (8) derart angeordnet sind, daß die Luft die diesen Kammern (6,8) zugeordnete Aufheizkammer (10) in ihrer ganzen Länge durchströmt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 4 und/oder einem oder mehreren der vorhergehenden, dadurch gekennzeichnet daß als Erwärmungs-und Kühleinrichtungen ein oder mehrere Peltierelemente (12) Verwendung finden, welches bzw. welche mit Kühlrippen versehen ist bzw. sind.