DE4100640A1 - Regenerativfiltereinrichtung zur reinigung von luftstroemen mit unterschiedlichem verunreinigungsgehalt - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Regenerativfiltereinrichtung zum Reinigen von Luftströmen von leichtflüchtigen Verunreinigungen, insbesondere Halogenkohlenwasserstoffen, mit den im Oberbegriff des Hauptanspruches aufgeführten Merkmalen.

Filtereinrichtungen der genannten Art sind beispielsweise in Chemisch-Reinigungsanlagen im Einsatz, wo ein im Kreislauf über das Innere der Reinigungsmaschine und das regenerierbare Filter geführter Luftstrom so weit gereinigt wird, daß eine vorgeschriebene Grenzkonzentration im Innern der Reinigungsmaschine erreicht wird, bevor die Maschine zum Ent- und Beladen geöffnet werden darf. Die zu erreichende Grenzkonzentration liegt bei etwa 2 g Lösemittel/ m³. Die Regeneration des verwendeten Aktivkohlefilters nach seiner Beladung mit Lösemittel erfolgt durch indirekte Beheizung mit einem Wärmeträger, z. B. Wasserdampf oder einem Wärmeübertragungsöl, so daß mit einem drehrichtungsumschaltbaren Ventilator das Lösemittel im Umluftstrom aus dem Adsorber desorbiert und ausgetragen werden kann. Der Umluftstrom wird über einen Kühler geführt, in dem das Lösemittel kondensiert. Der so an Lösemittel weitgehend verarmte Luftstrom wird wieder zur Regenerierung in das Aktivkohlefilter zurückgeführt.

Bei der Reinigung von Luft, die wieder ins Freie abgeführt werden soll, schreiben die Umweltschutzvorschriften einen wesentlich niedrigeren Restwert an Verunreinigungen vor, beispielsweise einen Wert von nur 20 mg Lösemittel/m³. Wieder nach außen abzuführende Luft fällt beispielsweise bei einer Abdämpfanlage für gereinigte Textilien an, vermehrt jedoch bei Sanierungsmaßnahmen in Chemisch-Reinigungsbetrieben. In vielen Chemisch-Reinigungsbetrieben ist eine Verseuchung des darunter befindlichen Erdreiches durch ausgelaufenes Lösungsmittel festgestellt worden, das durch einen in früheren Jahren üblichen sorglosen Umgang mit Lösungsmitteln geschehen konnte. In diesen Betrieben laufen langfristige Sanierungsmaßnahmen, bei welchen Luft durch das mit Lösungsmittel verunreinigte Erdreich hindurchgeleitet wird, welche die leichtflüchtigen Lösungsmittel aufnimmt und mit nach außen transportiert, wo die Lösungsmittel in gesonderten Filtereinrichtungen entfernt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regenerativfiltereinrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß mit ihr abwechselnd verschiedene Luftströme mit unterschiedlichem Verunreinigungsgehalt gereinigt werden können.

Die gestellte Aufgabe wird mit einer Filtereinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches aufgeführten Merkmale gelöst.

Eine erfindungsgemäß ausgebildete Regenerativfiltereinrichtung hat den Vorteil, daß eine besondere Regenerationseinrichtung für zusätzlich betriebene Sanierungseinrichtungen o. dgl. entfallen kann und eine bessere Ausnutzung einer bereits vorhandenen Filtereinrichtung für eine Chemisch-Reinigungsanlage erreicht wird, die sonst nur während eines Bruchteils des Chemisch-Reinigungsvorganges im Einsatz wäre, so aber während der übrigen Zeit zur Filterung der Luft einer Abdämpfanlage oder einer Bodensanierungsanlage eingesetzt wird. Zwar macht die erfindungsgemäß ausgebildete Regenerativfiltereinrichtung ein zusätzliches Filter erforderlich, weil es nicht möglich ist, in wirtschaftlich befriedigender Weise mit einem einstufigen Filter sowohl einen mit Lösemittel beladenen Umluftstrom zu reinigen, als auch mit ihm eine noch stärkere Filterung von wieder ins Freie abzugebender Luft durchzuführen. Wesentlich ist die Einsparung anderer gesonderter Einrichtungsteile und die durch die erfindungsgemäße Ausführung mögliche Regenerierung beider sehr unterschiedlich hoch beladenen Filterstufen mit einem System.

Für die beiden unterschiedlichen Filterungseinsätze der Einrichtung und für die Umstellung der Einrichtung zur Regeneration der Aktivkohlefilter werden die Eingänge der Einrichtung und der einzelnen Einrichtungsteile mittels Steuerventilen geöffnet oder geschlossen. Hierbei kann ein Adsorptionsausgang des ersten Aktivkohlefilters über Steuerventile wahlweise mit einem zur Chemisch-Reinigungsanlage führenden Anschluß, mit einem Anschluß des Ventilators, mit dem Durchlaufeingang des zweiten Aktivkohlefilters oder mit dem Durchlaufausgang des zweiten Aktivkohlefilters verbindbar sein. Die beiden Anschlüsse zur Chemisch-Reinigungsanlage sind dabei zweckmäßig über ihre Ventile jeweils so gesteuert, daß sie bei geöffnetem Bodenluft-Zufuhranschluß beide geschlossen sind.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäß ausgebildeten Regenerativfiltereinrichtung besteht darin, daß mit ihr auch das zweite und nur für die Durchgangsluft zusätzlich eingesetzte Aktivkohlefilter in einem geschlossenen Umluft- System regeneriert werden kann, wobei das im zweiten Aktivkohlefilter ausgefilterte Lösungsmittel in das erste Aktivkohlefilter umgeschichtet wird, soweit es nicht im Kondensator ausgeschieden wird: Ein nach neuen Vorschriften verbotenes Regenerieren von Filtern mit Frischluft wird dadurch vermieden. Ein einfaches sog. Ausheizen des zweiten Aktivkohlefilters mit direkt in das Filtermedium eingeblasenem Wasserdampf wird bewußt vermieden, da bei einem solchen Verfahren beträchtliche Mengen Kondensat entstehen würden, die mit Lösemittelspuren verunreinigt wären und wiederum einen aufwendigen Reinigungsprozeß erforderlich machen würden. Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Regenerativfiltereinrichtung wird ein energiesparender Betrieb gewährleistet, und wird dem Umstand Rechnung getragen, daß das nur von der kontaminierten Bodenluft durchflossene zweite Aktivkohlefilter wegen der geringeren Lösemittelkonzentration in der Eingangsluft mit weniger Lösemittel beladen ist als das erste Aktivkohlefilter.

Das Verfahren zur zeitweisen Behandlung von kontaminierter Durchgangsluft mittels der kombinierten Regenerativfiltereinrichtung besteht erfindungsgemäß darin, daß die Durchgangsluft mittels des Ventilators von einem Durchgangsluft- Zufuhranschluß über den Kondensator in das erste Aktivkohlefilter, anschließend über das zweite Aktivkohlefilter und weiter über den Durchgangsluft-Ableitungsanschluß ins Freie geleitet wird. Das Verfahren zur Regeneration des zweite Aktivkohlefilters in der kombinierten Regenerativfiltereinrichtung erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß bei geschlossenen Außenanschlüssen mittels des Ventilators ein Umluftstromkreis betrieben wird, der vom Durchlaufeingang des zweiten Aktivkohlefilters über den Kondensator zum ersten Aktivkohlefilter und in Adsorptionsrichtung durch das erste Aktivkohlefilter hindurch zum Durchlaufausgang des zweiten Aktivkohlefilters führt. Die Regeneration des zweiten Filters erfolgt nach der abgeschlossenen Regeneration des ersten Filters, weil dann aus dem ersten Filter eine völlig lösemittelfreie Luft zur Regeneration des zweiten Filters zur Verfügung steht.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel einer kombinierten Regenerativfiltereinrichtung gemäß der Erfindung anhand einer schematischen Aufbauzeichnung und mit den verschiedenen Verfahrensgängen näher erläutert.

Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 den schematisierten Aufbau der Regenerativfiltereinrichtung;

Fig. 2 die Filtereinrichtung im Filterbetrieb für eine Chemisch-Reinigungsanlage;

Fig. 3 die Filtereinrichtung im Betrieb zur Regeneration des ersten Aktivkohlefilters;

Fig. 4 die Filteranlage im Betrieb zur Filterung von kontaminierter Durchlaufluft;

Fig. 5 die Filteranlage im Betrieb zur Regeneration des zweiten Aktivkohlefilters.

In der schematischen Zeichnung der Fig. 1 ist ein die Regenerativfiltereinrichtung umschließendes Gehäuse 10 mit einer gestrichelten Linie angedeutet. Die Rohrverbindungen zwischen den einzelnen Einrichtungsteilen sind mit einfachen Strichen eingezeichnet. Das Gehäuse 10 weist vier Außenanschlüsse auf, nämlich einen zu einer nicht dargestellten, mit Lösungsmittel arbeitenden Chemisch-Reinigungsanlage führenden Rücklaufanschluß 11, einen von der Chemisch-Reinigungsanlage kommenden Zulaufanschluß 12, einen Durchlaufluft-Zufuhranschluß 13 und einen Durchlaufluft- Ableitungsanschluß 14. Im Innern des Gehäuses sind ein beispielsweise mit Wasser oder einer Wärmepumpe gekühlter Kondensator 15, der über einem Flüssigkeits-Sammelbehälter 16 für auskondensiertes Lösungsmittel und für Wasser angeordnet ist, ein erstes Aktivkohlefilter 17, ein zweites Aktivkohlefilter 18 und ein drehrichtungsumschaltbarer Ventilator 19 angeordnet. Die durch einfache Striche eingezeichneten Verbindungsrohre zwischen den Außenanschlüssen 11-14 des Gehäuses 10 und zwischen den innerhalb des Gehäuses untergebrachten Einrichtungsteilen 15-19 sind nicht näher bezeichnet, dagegen die in diesen Rohrleitungen angeordneten steuerbaren Ventile 20-33 zum Öffnen oder Schließen dieser Rohrleitungen. Am Kondensator 15 sind sein Eingang 15.1 und sein Ausgang 15.2, am ersten Aktivkohlefilter 17 sind sein Adsorptionseingang 17.1 und sein Adsorptionsausgang 17.2 und am zweiten Aktivkohlefilter 18 sind der Durchlaufeingang 18.1 und der Durchlaufausgang 18.2 für die Durchlaufluft bezeichnet. In den beiden Aktivkohlefiltern 17 und 18 sind mit ausgezogenen Pfeillinien die Adsorptions-Durchlaufrichtung und mit gestrichelten Pfeillinien die Regenerations-Durchlaufrichtung eingezeichnet.

In Fig. 2 sind die beim Filtern der aus der Chemisch- Reinigungsanlage kommenden umluftaktivierten Rohrleitungen der Regenerativfiltereinrichtung mit einer dicken Linie nachgezogen und mit Richtungspfeilen versehen. Bei diesem Filterverfahren sind die Steuerventile 20, 21, 24, 26 und 29 geöffnet, die übrigen Steuerventile geschlossen. Die mit Lösungsmittel vermischte Umluft gelangt über den Zulaufanschluß 12 in das Gehäuse 10 und wird mittels des Ventilators 19 durch den Kondensator 15 hindurchgeleitet, durchläuft anschließend das erste Aktivkohlefilter 17 von seinem Adsorptionseingang 17.1 zu seinem Adsorptionsausgang 17.2 und wird gereinigt über den Rücklaufanschluß 11 in die Chemisch-Reinigungsanlage zurückgeleitet.

Fig. 3 zeigt den Umluftkreislauf der Filtereinrichtung, der zur Regeneration des ersten Aktivkohlefilters 17 geschaltet wird. Die dabei aktivierten Rohrleitungen sind mit einer dicken gestrichelten Linie nachgezogen und mit Richtungspfeilen versehen. Bei diesem Regenerationsverfahren sind die Ventile 23, 25, 28 geöffnet, die übrigen Ventile, einschließlich der Ventile 20-22 und 33 der äußeren Anschlüsse 11-14, geschlossen. Der entgegen seiner normalen Drehrichtung arbeitende Ventilator 19 führt einen Umluftstrom durch das für diesen Verfahrensschritt durch eine indirekte Beheizung erwärmte erste Aktivkohlefilter 17 von seinem Adsorptionsauslaß 17.2 zu seinem Adsorptionseinlaß 17.1 und von dort durch den gekühlten Kondensator 15 hindurch, wo das im ersten Aktivkohlefilter 17 gesammelte Lösungsmittel auskondensiert wird, zurück zum Ventilator 19.

Fig. 4 zeigt die kombinierte Regenerativfiltereinrichtung im Verfahren zur Reinigung von kontaminierter Durchlaufluft. Diese kontaminierte Durchlaufluft kann beispielsweise aus einer Belüftungsanlage für lösungsmittelhaltige Textilien oder aber aus einer Sanierungsanlage zum Austragen von Lösungsmittel aus dem Erdboden stammen. Diese Durchlaufluft soll wieder ins Freie abgeleitet werden und dementsprechend von Lösemittellrückständen sehr stark gereinigt sein. Die bei diesem Reinigungsverfahren aktiven Rohrleitungen sind mit einer dicken Linie nachgezogen und mit Richtungspfeilen versehen. Geöffnet sind bei diesem Verfahren die Ventile 22, 24, 26, 31 und 33. Die anderen Ventile sind geschlossen. Die Durchlaufluft, die beispielsweise über eine nicht dargestellte sog. Bodenlanze dem Boden entnommen sein kann, gelangt über den Durchlaufluft- Zufuhranschluß 13 in das Gehäuse 10 der Filtereinrichtung und wird vom Ventilator 19 durch den Kondensator 15, anschließend durch das erste Aktivkohlefilter 17 in Adsorptionsrichtung vom Eingang 17.1 zum Ausgang 17.2 und anschließend durch das zweite Aktivkohlefilter 18 ebenfalls in Adsorptionsrichtung vom Durchlaufeingang 18.1 zum Durchlaufausgang 18.2 hindurchgedrückt. Nach Durchlaufen des zweiten und nachgeschalteten Aktivkohlefilters 18 gelangt die gereinigte Durchlaufluft über den Durchlaufluft- Ableitungsanschluß 14 ins Freie. Das nachgeschaltete zweite Aktivkohlefilter 18 gewährleistet die Einhaltung eines geforderten niedrigen Lösungsmittelanteils in der am Ableitungsanschluß 14 in die Umgebung ausströmenden Durchlaufluft, der wesentlich geringer sein muß als der sich im Umlaufverfahren am Rücklaufanschluß 11 einstellende Lösungsmittel- Restanteil.

Im praktischen Betrieb der kombinierten Regenerativfiltereinrichtung werden abwechselnd die anhand der Fig. 2 und der Fig. 4 beschriebenen Filterungsverfahren durchgeführt. Bei der Regeneration der Filter wird zunächst das in Fig. 3 dargestellte Verfahren zur Regeneration des ersten Aktivkohlefilters 17 durchgeführt. Anschließend, wenn dieses Regenerationsverfahren abgeschlossen ist und das erste Aktivkohlefilter 17 wieder auf die Adsorptionstemperatur abgekühlt ist, erfolgt die Regeneration des zweiten Aktivkohlefilters 18. Dieses Regenerationsverfahren ist in Fig. 5 dargestellt.

Die beim Regenerieren des zweiten Aktivkohlefilters 18 aktiven Rohrleitungen sind in Fig. 5 mit einer dicken gestrichelten Linie nachgezogen und mit Richtungspfeilen versehen. Bei diesem Regenerationsverfahren sind die Ventile 24, 26, 27, 30, 32 geöffnet, die anderen Ventile, einschließlich der Ventile in den äußeren Anschlüssen 11-14, alle geschlossen. Der in normaler Förderrichtung geschaltete Ventilator 19 bewegt Umluft in einem geschlossenen Kreislauf in Regenerationsrichtung durch das zweite Aktivkohlefilter 18 hindurch und von seinem Durchlaufeingang 18.1 weiter in den Kondensator 15, anschließend in Adsorptionsrichtung durch das erste Aktivkohlefilter 17 hindurch zum Durchlaufausgang 18.2 des zu reinigenden zweiten Aktivkohlefilters 18. Der nach Durchlauf des Kondensators 15 verbleibende Anteil des aus dem erwärmten zweiten Aktivkohlefilter 18 ausgetriebenen Lösungsmittels wird im ersten Aktivkohlefilter 17 zurückgehalten.

Claims (6)

1. Regenerativfiltereinrichtung zur Reinigung eines Umluftstromes von mit Lösungsmittel arbeitenden Anlagen, insbesondere zum Reinigen eines Luftstromes von leichtflüchtigen Halogenkohlenwasserstoffen, mit einem drehrichtungsumschaltbaren Ventilator (19) in einem Umlaufsystem, das zwischen zwei mittels Ventilen (20, 21) öffen- und schließbaren Anschlüssen (11, 12) einer mit Lösungsmittel arbeitenden Anlage ausgebildet ist und zur Filterregeneration geschlossen werden kann, und das einen mit einem Flüssigkeits-Sammeltank verbundenen kühlbaren Kondensator (15) und ein zur Regeneration erwärmbares erstes Aktivkohlefilter (17) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur zusätzlichen Filterung von mit Lösungsmittel kontaminierter Durchlaufluft ein mit dem ersten Aktivkohlefilter (17) in Reihe schaltbares zweites regenerierbares Aktivkohlefilter (18) und zwei zusätzliche, mittels Ventilen (22, 33) öffen- und verschließbare Anschlüsse (13, 14) für die Durchlaufluftzufuhr und für die Durchlaufluftableitung unter Bildung eines Durchlaufsystems aufweist, und daß das zweite Aktivkohlefilter (18) zur Regeneration erwärmbar und in ein über das erste Aktivkohlefilter (17) führendes geschlossenes Umluftsystem einschaltbar ist.

2. Filtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Adsorptionsausgang (17.2) des ersten Aktivkohlefilters (17) über Steuerventile (29/20; 29/27; 31; 32) wahlweise

• a) mit einem zur mit Lösungsmittel arbeitenden Anlage führenden Rücklaufanschluß (11),
• b) mit einem Anschluß des Ventilators (19),
• c) mit dem Durchlaufeingang (18.1) oder
• d) mit dem Durchlaufausgang (18.2) des zweiten Aktivkohlefilters (18) verbindbar ist.

3. Filtereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden zur mit Lösungsmittel arbeitenden Anlage führenden Außenanschlüsse (11, 12) über ihre Ventile (20, 21) jeweils so gesteuert sind, daß sie bei geöffnetem Durchlaufluft-Zufuhranschluß (13) beide geschlossen sind.

4. Verfahren zur zeitweisen Behandlung von kontaminierter Durchlaufluft mit einer Regenerativfiltereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaufluft mittels des Ventilators (19) vom Durchlaufluft-Zufuhranschluß (13) über den Kondensator (15) in das erste Aktivkohlefilter (17), anschließend über das zweite Aktivkohlefilter (18) und weiter über den Durchlaufluft-Ableitungsanschluß (14) ins Freie geleitet wird.

5. Verfahren zur Regeneration des zweiten Aktivkohlefilters (18) in einer Regenerationsfiltereinrichtung für mit Lösungsmittel arbeitende Anlagen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei geschlossenen Außenanschlüssen (11-14) mittels des Ventilators (19) ein Umluftstromkreis betrieben wird, der vom Durchlaufeingang (18.1) des zweiten Aktivkohlefilters (18) über den Kondensator (15) zum ersten Aktivkohlefilter (17) und in Adsorptionsrichtung durch das erste Aktivkohlefilter (17) hindurch zum Durchlaufausgang des zweiten Aktivkohlefilters (18) führt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeneration des zweiten Aktivkohlefilters (18) nach Abschluß der Regeneration des ersten Aktivkohlefilters (17) und nach dessen Abkühlung auf die Adsorptionstemperatur erfolgt.