DE4411644C1

DE4411644C1 - Verfahren und eine Vorrichtung zum Befeuchten und Reinigen von Gasen, insbesondere Luft

Info

Publication number: DE4411644C1
Application number: DE19944411644
Authority: DE
Inventors: Norbert Dipl Chem Dr Schwetje; Dieter Dipl Ing Kronauer
Original assignee: KRONAUER GmbH
Current assignee: KRONAUER GmbH
Priority date: 1994-04-02
Filing date: 1994-04-02
Publication date: 1995-05-18
Anticipated expiration: 2014-04-03

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrich tung zum Befeuchten und Reinigen von Gasen, insbesonde re Luft, bestehend aus einer von der zu befeuchtenden Luft durchströmten Kammer, in welcher mindestens ein von Wasser benetzter Körper großer Oberfläche und eine Benetzungsvorrichtung untergebracht ist.

Zur Befeuchtung von Gasen, insbesondere Luft setzt man bisher in erster Linie Vorrichtungen ein, die in einem Gasstrom Wasser versprühen und vernebeln, weil die an sich auch mögliche Befeuchtung durch Vorbeistreichen lassen von Luft an wasserbenetzten Oberflächen von Steinmaterial relativ großer Oberfläche, wie Blähton oder Bimsstein oder Lavagestein wenig effektiv ist und durch Algenbildung behindert ist. Auch das Vorbei- oder Durchstreichenlassen von Luft an wassergetränkten Fil termatten ist wenig effektiv. Die von Zeit zu Zeit notwendige Reinigung und Wartung, Algen müssen entfernt werden, Härtebildner des Wassers müssen abgeschlämmt werden, ist aufwendig und mühevoll durchzuführen. Die Versprühung und Vernebelung von Wasser im Gasstrom hat einen hohen Wasserverbrauch und einen erheblichen Anfall an nicht von dem Gas aufgenommenen Wasser, das man wegen in ihm enthaltener im Gasstrom aufgenommener Verunreinigungen nicht gern einer zweiten Versprühung oder Vernebelung unterzieht.

Die Erfindung vermeidet die Nachteile des Standes der Technik. Es ist die Aufgabe der Erfindung, mit einfa chen Mitteln eine hochwirksame Befeuchtungseinrichtung von hoher Lebensdauer zu schaffen, die preiswert in der Anschaffung ist, problemlos im Betrieb arbeitet, leicht zu reinigen ist und bei der eine Algenbildung kaum auftritt.

Die Erfindung besteht darin, daß man Luft durch einen Körper aus hochtemperaturgebrannter alumosilikat-oxidi scher Keramik mit durchgängiger Porenstruktur, 0,1-1 mm Porendurchmesser, einem Porenvolumen 30% und einer Oberfläche <100 000 m²/m³ strömen läßt und diesen Körper mit Wasser pulsartig benetzt.

Dazu benutzt man eine Vorrichtung, die aus einer von der zu befeuchtenden Luft durchströmten Kammer besteht, in welcher mindestens ein von Wasser benetzter Körper großer Oberfläche und eine Benetzungsvorrichtung unter gebracht ist, die sich dadurch auszeichnet, daß als Körper ein Körper aus hochtemperaturgebrannter alumosi likat-oxidischer Keramik mit durchgängiger Porenstruk tur, 0,1-1 mm Porendurchmesser, einem Porenvolumen 30% und einer Oberfläche <100 000 m²/m³ eingesetzt ist und daß die Benetzungsvorrichtung eine Wassertrop fen erzeugende Sprühvorrichtung ist, deren Sprührich tung auf die Lufteintrittsseite des Keramikkörpers ge richtet ist.

Auf diese Weise lassen sich Gase hervorragend mit wenig Aufwand befeuchten. Es ist überraschend, mit wie wenig Volumen des Keramikkörpers welche Mengen an Wasser ver dunstet werden und welche große Luftmengen extrem hoch befeuchtet werden können. Eine Algenbildung tritt, wenn überhaupt, so nur in sehr geringem Umfang auf. Denn auf den Keramikkörper aufteffendes Wasser wird sofort in den Keramikkörper eingesogen, verteilt sich dort über große Oberflächen und wird von diesen unmittelbar wie der abgedunstet, so daß nirgends Wasser längere Zeit stehen bleibt, Algen also gar keine Zeit haben sich zu bilden. Auch die pulsartige Zuführung des Wassers hin dert die Algenbildung, denn es gibt an jeder Stelle des Keramikkörpers immer wieder Trockenperioden, die, wenn sie auch sehr kurz sind, das Wachsen von Algen behin dern. Die Reinigung des Keramikkörpers ist außerordent lich einfach und auf vielerlei Art durchführbar: Man kann das Material abbrennen, man kann es abspülen, man kann es einer Hochdruckreinigung unterziehen und man kann es rückspülen.

Dieses Keramikmaterial zeichnet sich durch eine hohe Wasseraufnahmekapazität und eine hohe Wasserhaltekapa zität aus, dabei weist es einen sehr kleinen Druckver lust für durchströmende Medien auf. Es hat eine nahezu unbegrenzte Lebensdauer. Es ist mechanisch sehr stabil.

Dieses Keramikmaterial ist an sich bekannt. Es wurde entwickelt für den Einsatz in Aquarien als Ersatz für dort verwendete und immer knapper werdende Korallen, die man in Aquarien benutzt, um dort gebildete Schwe fel- und Stickstoffverbindungen zu binden und mit den Korallen aus dem Aquarienwasser austragen zu können. Überraschenderweise läßt sich dieses Material in der Luftbefeuchtung mit unerwartetem Erfolg einsetzen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch geringes Volumen und geringen Durchlaßwiderstand aus.

Zweckmäßig geht man im Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung so vor, daß man den Körper auf der Luft eintrittsseite mit Wassertropfen besprüht. Jeder auf treffende Wassertropfen wird von dem Keramikmaterial sofort begierig aufgesogen und sofort in das Innere des Keramikkörpers eingesogen und dort über große Oberflä chen verteilt, von denen das Wasser auch sofort wieder abdunstet. Nach dem Auftreffen des Wassertropfens ent steht anschließend eine kurze Trockenperiode an dieser Stelle, bis der nächste Wassertropfen an dieser glei chen Stelle auftrifft. So findet in dieser Weise eine pulsartige Wasserzuführung statt.

Dabei kann es vorteilhaft sein, daß man die Besprühung von Zeit zu Zeit unterbricht und immer dann wieder er neut einsetzen läßt, wenn der durch den Körper durchge tretene Luftstrom weniger als 90% Luftfeuchte aufweist. Auf diese Weise kommt man mit sehr wenig Wasser bei der Befeuchtung aus und hat so gut wie kein ungenutztes Wasser, das man aus der Vorrichtung wieder abzuführen hätte.

Es kann vorteilhaft sein, daß man gleichzeitig mit der Besprühung mit Wasser eine Besprühung mit Chelaten und/ oder Clatraten vornimmt, um im Luftstrom vorhandene Gerüche zu binden.

Die Vorrichtung gestaltet man zweckmäßigerweise so, daß der Keramikkörper in eine Kulisse eingebaut ist, die in die Kammer ein- und ausschiebbar ist. Das erleichtert den Ein- und Ausbau des Keramikkörpers zu Reinigungs- und Regenerierzwecken.

Dabei kann der Keramikkörper aus einer oder mehreren Platten bestehen, die quer zum Luftstrom angeordnet sind.

Der Keramikkörper kann aus einer Vielzahl von Keramik stücken bestehen, die von einem beidseitig mit Sieben oder Netzen bestückten Rahmen zusammengehalten sind. Auf diese Weise läßt sich sogar Abfall und Bruch von der Herstellung dieser Keramikkörper verwenden.

Man kommt bei der Befeuchtung, bei der sich leicht 98 - 100% Luftfeuchte erzielen lassen, mit überraschend ge ringen Schichtdicken aus. Daher ist es zweckmäßig, daß die Stärke des Keramikkörpers in Strömungsrichtung des zu befeuchteten Gases weniger als 6 cm beträgt, vor zugsweise 3 cm.

Für die Geruchsbindung ist es zweckmäßig, wenn der Befeuchtungsvorrichtung eine Dosiervorrichtung zur Zumischung von Chelaten und/oder Clatraten zugeordnet ist.

Um mit einem Minimum an Wasser auszukommen, ist es zweckmäßig, wenn hinter dem Keramikkörper ein Feuchte messer angeordnet ist, dessen Ausgang an einen die Befeuchtung der Lufteintrittsseite des Keramikkörpers steuernden Regler angeschlossen ist.

Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbei spieles näher erläutert:
In der Kammer 1 mit dem Lufteinlaß 2 und dem Luftauslaß 3 befindet sich eine Kulisse 4 in Form eines ein- und ausschiebbaren Rahmens, der beidseitig mit einem Gitter 5 versehen ist. Zwischen den Gittern 5 befindet sich eine Füllung mit Keramikkörpern 7. Diese werden von Düsen 6 von Sprührohren 8 mit Wasser besprüht. Hinter den Keramikkörpern 7 befindet sich im Luftstrom ein Feuchtemesser (Feuchtegeber) 11, dessen Ausgang an ei nen Regler 9 angeschlossen ist. Dieser betätigt ein im Wasserzuführungsrohr 10 angeordnetes Ventil 12 derart, daß er für eine Weile das Ventil 12 schließt und dann öffnet, wenn der Feuchtemesser 11 eine geringere Feuch tigkeit als 90% meldet. Der Befeuchtungsvorrichtung, die aus einem Wassertank 14, einer Pumpe 15 und ei ner zu den Düsen 6 am Sprührohr 8 führenden Leitung 16 besteht, kann eine Dosiervorrichtung 13 zur Zu mischung von Chelaten und/oder Clatraten zugeordnet sein.

Ergebnis von Vergleichsversuchen

Es wurden Vergleichsversuche bei einer Temperatur von 20°C in ein und demselben Gehäuse mit gleicher Kulisse (Speichervolumen 20 l) mit verschiedenen Füllkörpern (Filtermatten, Bimsstein, Blähton und die erfindungs gemäße Keramik) durchgeführt und bei allen Versuchen bei konstantem Speichervolumen, nämlich 20 l Füllkör per), das Gewicht der Füllkörper, die Wasseraufnahme des Speichers und die Effizienz gemessen. Die Effizienz wurde dadurch bestimmt, daß ermittelt wurde, wieviel m³ Luft mit mehr als 90% Feuchte bei 20° in der Zeit einheit verließen.

Die Überlegenheit der erfindungsgemäßen Keramik tritt deutlich hervor.

Hinzu kommt der Vorteil der Algenfreiheit und der leichten Reinigung.

Bezugszeichenliste

1 Kammer
2 Lufteinlaß
3 Luftauslaß
4 Kulisse
5 Gitter
6 Düse
7 Keramikkörpern
8 Sprührohren
9 Regler
10 Wasserzuführungsrohr
11 Feuchtemesser
12 Ventil
13 Dosiervorrichtung
14 Wassertank
15 Pumpe
16 Leitung

Claims

1. Verfahren zum Befeuchten und Reinigen von Gasen, insbesondere Luft, dadurch gekennzeichnet, daß man Luft durch einen Körper aus hochtempera turgebrannter alumosilikat-oxidischer Keramik mit durchgängiger Porenstruktur, 0,1-1 mm Poren durchmesser, einem Porenvolumen 30% und einer Oberfläche <100 000 m²/m³ strömen läßt und diesen Körper mit Wasser pulsartig benetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Körper auf der Lufteintrittsseite mit Wassertropfen besprüht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Besprühung von Zeit zu Zeit unter bricht und immer dann wieder einsetzen läßt, wenn der durch den Körper durchgetretene Luftstrom weniger als 90% Luftfeuchte aufweist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man gleichzeitig mit der Besprühung mit Wasser eine Besprühung mit Chelaten und/oder Clatraten vornimmt.

5. Vorrichtung zum Befeuchten und Reinigen von Gasen, insbesondere Luft, bestehend aus einer von der zu befeuchtenden Luft durchströmten Kammer, in wel cher mindestens ein von Wasser benetzter Körper großer Oberfläche und eine Benetzungsvorrichtung untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Körper (7) ein Körper aus hochtemperatur gebrannter alumosilikat-oxidischer Keramik mit durchgängiger Porenstruktur, 0,1-1 mm Poren durchmesser, einem Porenvolumen 30% und einer Oberfläche <100 000 m²/m³ eingesetzt ist und daß die Benetzungsvorrichtung eine Wasser tropfen erzeugende Sprühvorrichtung (6, 8) ist, deren Sprührichtung auf die Lufteintrittsseite des Keramikkörpers (7) gerichtet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Keramikkörper (7) in eine Kulisse (4) eingebaut ist, die in die Kammer (1) ein- und ausschiebbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Keramikkörper (7) aus einer oder mehreren Platten besteht, die quer zum Luftstrom angeord net sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Keramikkörper (7) aus einer Vielzahl von Keramikstücken besteht, die von einem beidseitig mit Gittern (5), Sieben oder Netzen bestückten Rahmen (4) zusammengehalten sind, oder der Kera mikkörper aus einem in einen Rahmen passenden Stück besteht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke des Keramikkörpers in Strömungs richtung des zu befeuchtenden Gases weniger als 6 cm beträgt, vorzugsweise 3 cm.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Befeuchtungsvorrichtung (6, 8) eine Dosier vorrichtung (13) zur Zumischung von Chelaten und/ oder Clatraten zugeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Keramikkörper (7) ein Feuchtemesser (11) angeordnet ist, dessen Ausgang an einen die Befeuchtung der Lufteintrittsseite des Keramik körpers (7) steuernden Regler (9) angeschlossen ist.