DE4019905A1 - Luftreinigungsvorrichtung - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Luft-Reinigungsvorrichtung und
insbesondere eine Vorrichtung zum Einbau in einer Abluftleitung
zum Entfernen unerwünschter Teilchen und Gase aus der die
Abluftleitung verlassenden Abluft.
Nachdem die Menschen umweltbewußter werden, wird die Entfernung
schädlicher Stäube und Gase aus der Abluft von Fabriken und
Maschinen in steigendem Maß von Bedeutung, um die Luftverschmutzung
in vielen entwickelten Ländern zu begrenzen. Im allgemeinen ist
die Hauptquelle der Luftverschmutzung die industrielle Abluft,
welche die Schornsteine von Fabriken verlassen. Die ausströmende
Abluft enthält gewöhnlich eine große Menge von Staub und Gasen,
welche die natürliche atmosphärische Balance zerstören und
menschliche Gesundheit schädigen. Um solche Abluft frei von jeder
Verunreinigung zu halten, wurde eine Art von Luft-Reinigungsvor
richtung entwickelt, deren Konstruktion in Fig. 1 dargestellt ist.
Die zum Stande der Technik gehörende Vorrichtung umfaßt
hauptsächlich einen Behälter 11 zum Entfernen von Staub und einen
Behälter 12 zum Entfernen schädlicher Gase. Der Betrieb dieser
Vorrichtung wird folgendermaßen ausgeführt:
Die Gichtabluft tritt in dem Behälter 11 durch eine Einlaßleitung
13 ein und wird durch eine darin angeordnete Wassersprüheinrich
tung 14 besprüht, wodurch der Staub durch die Absorption der
fallenden Wassertropfen entfernt wird. Die verbleibende Abluft
tritt in den Behälter 12 durch den Kanal 15 ein und wird durch
eine darin angeordnete Mischungs-Sprüheinrichtung 16 besprüht,
wobei die Sprühmischung auf eine chemische Zusammensetzung in der
Abluft abgestimmt ist, z. B. Kalkwasser (Kalziumcarbonat), welches
in der Lage ist mit schädlichen gasförmigen Sulfiden in der Abluft
zu reagieren, während das By-Product, z. B. CaSO, wiedergewonnen
werden kann als Rohmaterial zur Verwendung bei der Herstellung
von Stuckgips. Die gereinigte Abluft wird dann durch eine
Auslaßleitung 17 in die Atmosphäre ausgefördert.
Wegen der Tatsache, daß die abwärts gesprühten Wassertropfen und
die chemische Mischung nicht die gesamte Abluft kontaktieren kann,
ist es schwierig, den Staub und die schädlichen Gase mit Hilfe
dieser Vorrichtung vollständig aus der Abluft zu entfernen.
Darüber hinaus muß während einer Reinigung und/oder Instandhaltung
der Vorrichtung der Betrieb der Vorrichtung unterbrochen werden.
Dementsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Abluft-Reinigungsvorrichtung zu schaffen, welche alle in der
Abluft von Fabriken oder Maschinen vorhandenen Schmutzstoffe
wirksam entfernt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Abluft-
Reinigungsvorrichtung, welche kontinuierlich betrieben werden kann,
also auch während Reinigungs- oder Instandhaltungsmaßnahmen
ablaufen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen,
daß eine Abluft-Reinigungsvorrichtung zum Einbau in die
Abluftleitung vorgesehen ist, welche den Staub und die schädlichen
Gase, welche in der Abluft enthalten sind, wirksam entfernt, um so
die Luftverschmutzung zu verhindern.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt im wesentlichen einen
Rahmenträger, welcher eine erste Seitenwand aufweist, welche einen
Einlaß hat für die zu reinigende Abluft und eine zweite Seitenwand
mit einem Auslaß für den Austritt der gereinigten Abluft.
Wenigstens ein Filterelement ist entfernbar eingesetzt zwischen der
ersten und der zweiten Seitenwand, welche eine Mehrzahl von
geeignet dimensionierten Perforationen hat.
Mittel zur Lieferung einer ausgewählten Reinigungsflüssigkeit sind
vorgesehen, die gegen das Filterelement geleitet und über die
Perforationen ausgebreitet wird, wobei ein Flüssigkeitsfilm darauf
geformt wird, nachdem die Reinigungsflüssigkeit über das Filter
element geflossen ist. Ferner sind Mittel zum Sammeln der Reini
gungsflüssigkeit, die über das Filterelement geflossen ist,
angeordnet.
Vorzugsweise umfaßt das Filterelement einen hohlen Filterrahmen und
eine Filtermembran mit geeignet dimensionierten Perforationen
darin. Bevorzugt besteht die Filtermembran aus einer Mehrzahl von
Membranschichten.
Bevorzugt wird es ferner, daß die Zuführmittel wenigstens ein
erstes Zuführungsteil zum Zuführen von Wasser zu dem Filterelement
umfassen. Bevorzugt ist es dabei, daß die Zuführmittel wenigstens
ein zweites Zuführelement umfassen zum Zuführen einer ausgewählten
chemischen Lösung zu dem Filterelement, die geeignet ist zum
Reagieren mit den schädlichen Gasen in der Abluft, um die Gefahr
der Umweltverschmutzung auszuräumen.
Die Abluftleitung kann entsprechend den aktuellen Notwendigkeiten
mit einer Mehrzahl von erfindungsgemäßen Vorrichtungen bestückt
sein, von denen jede auf einen individuellen Schmutzstoff in der
Abluft eingestellt ist, so daß die Reinigungswirkung maximiert
wird.
Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden aus der folgenden
detaillierten Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Aus
führungsbeispiele deutlich. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Reinigungsprozesses mit
Hilfe einer bekannten Abluft-Reinigungsvorrichtung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Konstruktion einer
bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 3 eine schematische Draufsicht der bevorzugten Ausführung
gemäß Fig. 2,
Fig. 3a einen perspektivischen Ausschnitt des Filterrahmens
mit Membran in der Nutenführung,
Fig. 4 eine schematische Ansicht eines Abluft-Reinigungssystems
mit zwei Einheiten gemäß Fig. 2, die an eine Abluft
leitung angeschlossen sind,
Fig. 4a zeigt einen Flüssigkeitsfilm auf einem Abschnitt der
Perforationen in dem Filterelement der bevorzugten
Ausführung,
Fig. 5 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführung der
erfindungsgemäßen Ausführung,
Fig. 6 eine schematische Frontansicht der zweiten Ausführung
gemäß Fig. 5.
In den Fig. 2 und 3 ist eine bevorzugte Ausführung der
erfindungsgemäßen Luftreinigungsvorrichtung dargestellt, die im
wesentlichen einen Rahmenträger 20 umfaßt, eine Mehrzahl von
Filterelementen 30, Flüssigkeitszufuhrmittel 40 und Flüssigkeits
sammelmittel 50.
Der Rahmenträger 20 hat im wesentlichen die Form eines rechteckigen
Hohlkörpers mit einer ersten Seitenwand mit einer Öffnung zum Ein
leiten der verschmutzten Abluft und eine zweite Seitenwand gegen
über der ersten Seitenwand mit einer Öffnung zum Ausfördern der
gereinigten Abluft. Der rechteckige Hohlkörper umfaßt ferner zwei
gegenüberliegende Seitenwände parallel zur Strömungsrichtung der
Abluft, von denen jede eine Mehrzahl von Längsrippen 21 aufweist,
die an der Innenoberfläche gebildet sind. Das Filterelement 30 ist
lösbar eingesetzt in gegenüberliegende Nuten 22, welche jeweils
durch beabstandete Längsrippen 21 gebildet werden und die in
Richtung quer zur Strömungsrichtung der Abgase verlaufen. Auf die
oberen Enden des Rahmenträgers 20 ist eine Mehrzahl von Kappen 23
zum Abdecken der darin angeordneten Filterelemente 30 gesetzt.
Das Filterelement 30 besteht aus einem rechteckigen Hohlfilter
rahmen 31, der zwischen gegenüberliegenden Nuten 22 eingesetzt
ist und eine Filtermembran 33 mit geeigneten darin geformten Per
forationen trägt.
Der Filterrahmen 31 ist mit Vertiefungen 32 versehen und Rahmen
stäben 34 zum Sichern der Filtermembran 33 an ihm. Die Filter
membran 33, bevorzugt aus Nylon oder Metall, besteht aus einer
Mehrzahl von Membranschichten. Die Flüssigkeitszuführungsmittel 40
sind am oberen Ende des Rahmenträgers 20 angeordnet und abwechselnd
mit Filterelementen 30 versehen, die ein Zuführrohr 41 mit einer
Reihe von Sprühöffnungen 42 umfassen, die auf das Filterelement 30
gerichtet sind.
Der Flüssigkeitssammler 50 ist am Boden des Rahmenträgers 20
angeordnet und umfaßt einen Sammeltrog 51 zum Sammeln der
Reinigungsflüssigkeit, welche durch die Flüssigkeitszufuhrmittel 40
ausgesprüht wird und über die Filtermembran 33 fließt. Zusätzlich
sind die Böden des Rahmenträgers 20 und das Filterelement 30
eingetaucht in die Flüssigkeit, welche in dem Sammeltrog 51 steht.
Beim Betrieb der Ausführung gemäß Fig. 2 zwingen die Flüssigkeits
zufuhrmittel 40 einen Strom von ausgewählter Reinigungsflüssigkeit
durch die Sprühöffnungen 42 und gegen das Filterelement 30, wobei
die Reinigungsflüssigkeit sich dann über die Perforationen 331 des
Filterelements ausbreitet. Ein Filterflüssigkeitsfilm, der auf der
Flüssigkeitsspannung beruht, ist dann wirksam auf der Filtermembran
33 gebildet, wie Fig. 4A zeigt. Der Flüssigkeitsfilm 332 blockiert
und absorbiert Staub und/oder schädliche Gase, welche in der Abluft
enthalten sind, welche hindurchströmt. Die fallenden Tropfen tragen
die absorbierten Schmutzstoffe mit, und diese werden in dem
Sammeltrog 51 aufgefangen. Die Zuführung der Abluft kann wirksam
durch Anordnung eines Luftkompressors in der Luftreingungsvorrich
tung gemäß der Erfindung verbessert werden. Schließlich kann die
gereinigte Abluft in die Atmosphäre entlassen werden.
Die über die Filtermembran zu sprühende Reinigungsflüssigkeit kann
nur aus Wasser zum Absorbieren des Staubes bestehen, oder aus
einer chemischen Lösung, die in der Lage ist, mit einem schädlichen
Gas in der Abluft zu reagieren, um die Gefahr der Luftverschmutzung
dadurch zu verringern.
Zum Beispiel kann die Reinigungsflüssigkeit aus Kalkwasser
bestehen, welches in der Lage ist, schädliche gasförmige Sulfide,
wie SO2 zu entfernen. Das entstehende CaSO, welches in dem
Sammeltrog 51 aufgefangen wird, kann als Rohmaterial zur Verwendung
bei der Herstellung von Stuckgips wiedergewonnen werden.
In Fig. 4 ist ein Luftreinigungssystem mit zwei Einheiten der
bevorzugten Ausgestaltung gemäß Fig. 2 dargestellt, die an eine
Abluftleitung angeschlossen sind. Dabei kann die erste Einheit
ausschließlich zur Entfernung von Staub ausgerüstet sein. Die
Reinigungsflüssigkeit, die über die Filtermembran 33 verteilt wird,
ist dann Wasser. Die zweite Einheit kann zur Entfernung eines
schädlichen Gases, wie SO2, ausgerüstet sein, und die zu verteilen
de Reinigungsflüssigkeit kann eine entsprechende chemische Lösung,
wie Kalkwasser, sein. Das oben beschriebene System ist ausschließ
lich ein einfaches Beispiel zur Erläuterung des Luftreinigungs
systems, so daß je nach den aktuellen Notwendigkeiten des Benutzers
auch wenigstens zwei Einheiten der Ausführung gemäß Fig. 2 vorge
sehen sein können, von denen jede auf einen individuellen Schmutz
stoff, der aus der Fabrik- oder der Maschinenabluft zu entfernen
ist, gerichtet ist.
Die Filtermembran 33 kann allein mittels des kontinuierlichen
Flusses der Reinigungsflüssigkeit darüber gereinigt werden.
Bezüglich der Gesamtreinigung des Systems gemäß der Erfindung
können die einzelnen Filterelemente 30 zum Waschen getrennt von dem
Rahmenträger 20 entfernt werden, indem die Kappe 23 abgenommen und
dann das Filterelement 30 herausgezogen wird, wie im rechten Teil
der Fig. 2 dargestellt ist.
Da jedes der Filterelemente 30 des Systems gemäß der Erfindung
unabhängig ist, wird der normale Betrieb der Vorrichtung während
der Reinigung eines Filterelements 30 oder während der Instand
setzung nicht notwendigerweise unterbrochen. Alternativ kann die
Vorrichtung mit einer Bewegungseinrichtung gekuppelt sein, so daß
die Reinigung der Filterelemente 30 durch Bewegen (Rütteln,
Schütteln) vorgenommen wird.
Die Zahl der Filterelemente 30 und die Schichten der Filtermembran
33 sind variabel in Abhängigkeit von den jeweiligen Wünschen der
Verwender. Darüber hinaus ist der Oberflächenabschnitt der
Filtermembran 33 ausweitbar.
Eine zweite Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in den
Fig. 5 und 6 dargestellt. Sie umfaßt wenigstens einen
Rahmenträger 60, eine Mehrzahl von Filtermembranen 70, die eine
Mehrzahl von Membranschichten 71 aufweisen, eine Flüssigkeits
zuführung 80, die ein Zuführrohr 81 mit vielen Sprühöffnungen 82
umfaßt, die auf die Membranschichten 71 gerichtet sind, und einen
Flüssigkeitssammler 90.
Claims (7)
1. Vorrichtung zum Entfernen unerwünschter Teilchen oder Gase
aus der Abluft, die eine Abluftleitung verläßt, bestehend aus:
- - einem Rahmenträger mit einer ersten Seitenwand, die einen Einlaß zum Anschluß für eine ankommende Abluftleitung hat, und eine zweite Seitenwand gegenüber der ersten Seitenwand mit einer Austrittsöffnung zum Abfördern der Abluft,
- - eine Mehrzahl von Filterelementen, die lösbar zwischen der ersten und der zweiten Seitenwand eingesetzt sind und von denen jedes einen hohlen peripheren Rahmen umfaßt, an dem eine Filtermembran befestigt ist, in der eine Mehrzahl von Perforationen ausgebildet ist,
- - der Rahmenträger hat Mittel zum Tragen jedes der Filterelemente in im wesentlichen parallelem Abstand, wobei jedes Filterelement unabhängig von dem anderen vom Rahmenträger entfernbar ist,
- - Mittel zum Zuführen eines Stromes von Reinigungsflüssigkeit, die gegen das Filterelement gerichtet ist und verteilt wird über einen Hauptabschnitt der Perforationen,
- - wobei die Perforationen so dimensioniert sind, daß ein Flüssig keitsfilm darauf wirksam gebildet wird, nachdem die Reinigungs flüssigkeit sich über das Filterelement verteilt hat,
- - Mittel zum Sammeln der über das Filterelement fließenden Reinigungsflüssigkeit.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführmittel
wenigstens ein erstes Zuführelement umfaßt zum Fördern von Wasser
zu dem Filterelement.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführmittel
wenigstens ein zweites Zuführteil umfaßt zum Zuführen einer
chemischen Lösung zu dem Filterelement, die in der Lage ist, die
Gefahr der Umweltverschmutzung, die durch Anwesenheit eines
schädlichen Gases in der Abluft entsteht, auszuräumen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die chemische
Lösung schädliche Gase absorbiert.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement
einen Hohlfilterrahmen und eine darauf vorgesehene perforierte
Filtermembran umfaßt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Filtermembran
aus einer Mehrzahl von Membranschichten besteht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement
senkrecht zur Fließrichtung der Abluft ausgerichtet ist.
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |