DE8512653U1

DE8512653U1 - Vorrichtung zur Reinigung von schadstoffbelasteten Fluiden

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Publication number: DE8512653U1
Application number: DE19858512653
Authority: DE
Original assignee: SCHMIDT PETER 8038 GROEBENZELL DE
Current assignee: SCHMIDT PETER 8038 GROEBENZELL DE
Priority date: 1985-04-29
Filing date: 1985-04-29
Publication date: 1985-12-05

Description

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TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER

PATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl. Ing. H. Steinmeister

DiDl. Ing. F. E. Müller Artur-Ladebeck-Strasse 51

Mauerkircherstras.se 4o

D-8000 MÜNCHEN 80 D-48OO BIELEFELD 1

Mü/vL/MvL 29., April 1985

Manfred R. Burger Wolfratshauser Str. 45 j 8023 Pullach

und

Peter Schmidt
Starenweg 15
8038 Gröbenzell

Vorrichtung zur Reinigung von schadstoffbelasteten Fluiden

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung von s'chadstotfbelasteten Fluiden nach dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1 .

Eine sehr erfolgreiche Methode zur Reinigung von mit schadstoffbelasteten Partikeln belasteter Luft, deren Ergebnisse besser sind als die mit Schwebstofffiltern der Klasse "S" erreichbaren/ ist aus der DE-PS 27 21 sowie in weiter verbesserter Ausführung aus der DE-PS 28 02 965 bekannt. Die hohe Reinigungswirkung von z. B. 1O~⁶ %, etwa bei Paraffinnebeln gemäß mili" tärischen Testsoezifikationen und hinsichtlich sehr kleiner Schadstoffpartikel im Bereich von Cßiter 3 μΐη Durdh~ messer?· insbesondere im Bereich von 0,3 μΐη Und kleiner,

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beruht darauf/ daß ein mikroporöses Filtermedium/ ins-¹ besondere ein Aktivkohlefilter unmittelbar in einem elektrostatischen Hochspannungöfeld liegt, d. h; den einen großflächigen Pol des elektrostatischen Hoch-Spannungsfelds bildet, so daß eine verstärkte kombinierte Wirkung des mikroporösen Filtermediums (Aktivkohle) einerseits und des elektrostatischen Höchspannungsfelds andererseits eintritt mit der Folge, daß die ionisierten Schadstoffpartikel des zu reinigenden Gases (insbesondere

iÖ Luft) durch elektrostatische Anlagerung und Neutralisierung in wesentlich wirksamerer Weise im Filtermedium festgehalten werden, als dies der Fall ist, wenn das Filtermedium elektrisch neutral ist, d. h. außerhalb des elektrostatischen Ionisierungsfelds l^sgt.

Gase und Flüssigkeiten, insbesondere beispielsweise Luft und Wasser, sind jedoch nicht nur durch Feststoffpartikel in Stäub- oder Kolloidform verunreinigt, sondern häufig auch durch chemische gasförmige oder gelöste Stoffe. Mit dem bekannten Reinigungsverfahren auf der in den beiden genannten deutschen Patentschriften beschriebenen Grundlage ist es insbesondere in mehrstufigen Anlagen durch spezifische Vorpräparierung der Filtermedien einzelner Stufen gelungen, auch chemische gasförmige bzw. gelöste Verunreinigungen wirkungsvoll zu beseitigen. Dies ist Beispielsweise von großer Bedeutung für Lackierbetriebe, in Schweißereibetrieben, aber auch in Großküchen und in vielen anderen Bereichen der gewerblichen Wirtschaft, etwa bei der Wasserreinhaltung bis hin zum Gesundheitswesen, wo die Sterilisation der Raumluft in Operationsund Intensivstationen nach wie vor ein großes technisches Problem darstellt.

Nicht in allen Fällen lassen sich elektrostatische Filteranlagen mit Aktivkohlefilterschichten nach dem in den beiden genannten deutschen Patentschriften beschriebenen Prinzip einsetzen. In vielen Bereichen, etwa bei der Ent-

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sorgung im Nuklearbereich, werden Schwebstoffilter einge-^ setzt, die jedoch außerordentlich teuer sind und nur Partikel, jedoch keine toxischen Gase erfassen. Schwierigkeiten ergeben sich insbesondere dann, wenn ein sehr hoher Anteil toxischer Stäube und/oder Gase zu entfernen ist, weil dann der relativ häufig erforderliche Filterwechsel nicht nur technische und Sicherheitsprobleme aufwirft, sondern auch von der Kostenseite her zu einem nur für Ausnahmefälle akzeptablen Aufwand führt. Soll nämlich ein breites Spektrum unterschiedlicher Schadstoffe in Form von Stäuben bzw. Kolloiden oder gasförmiger bzw. gelöster Form aus Gasen oder Flüssigkeiten beseitigt werden, so muß nach dem bekannten Reinigungsprinzip eine Vielzahl von unterschiedlich präparierten Filterstufen vorgesehen werden, und insbesondere bei gasförmigen Schadstoffen ist die Reinigungswirkung in Einzelfällen unbefriedigend, obgleich hinsichtlich der staubförmigen Belastung eine sehr gute Reinigungswirkung erzielt wird.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine zur Re-inigurig von schadstoffbelasteten Fluiden, also von Gasen oder Flüssigkeiten geeignete Reinigungsvorrichtung unter Anwendung einer Flüssigkeitswäsche anzugeben, mit der sich eine überragende Reinigungswirkung für ein sehr breites Spektrum von Schadstoffen sowohl in Staub- bzw. Kolloidform als auch in Gas- bzw. in gelöster Form erreichen läßt.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Reinigung von schadstoff belasteten Fluiden weist die im Schutzanspruch 1 angegebenen Merkmale auf.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens enthält ein abhängiger Schutzanspruch.

Der Grundgedanke der Erfindung geht dahin, ein schadstoff-

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belastetes Fluid (Gas Oder Flüssigkeit) zunächst zu vernebeln bzw. zu versprühen, die so entstandene/ fein verteilten Partikel in an sich bekannter Weise durch ein elektrostatisches Hochspannungsfeld zu ionisieren und sodann eine elektrostatische Anlagerung an eine ebenfalls und vorzugsweise in gleicher Strömungsrichtung versprühte Waschflüssigkeit zu bewirken, deren fein versprühte Waschflüssigajrtxjvea sas. GsyBnpotentxaj. zuin lonisxsrungspOj. dsr vorgsscnHa.te⁼

ten Hcchspannungsionisierungsvorrichtung aufgeladen wurden, überraschenderweise entsteht dadurch eine wesentlich gesteigerte Reinigungswirkung, da durch elektrostatische Anlagerung und Neutralisierung die an sich schon gute und spezifisch gewählte Reinigungswirkung der Waschflüssigkeit wesentlich gesteigert wird.

Während es mit normaler Flüssigkeitswäsche, beispielsweise bei der Reinigung von Gasen, auch mit mehreren Stufen und bei höchsten Reinheitsanforderungen, nicht möglich ist, Feststoffpartikel in einem Bereich von 2 μπι und kleiner, insbesondere im Bereich unter 1 μπι, nennenswert oder gar vollständig zu beseitigen, ergibt sich, wie zahlreiche Versuche zeigen, bei Anwendung des erfindungsgemäßen kombinierten Verfahrens eine vollständige Reinigung des Gases bis zu beliebig kleinen Durchmessern der Schadstoff-Festpartikel, soweit diese mit den heute verfügbaren besten Partikelzählern im Bereich ^ 0,3 μπι überhaupt noch erfaßbar sind.

Auch bei der Beseitigung von gasförmigen Schadstoffen, etwa von SO„ bei der Industriemüllverbrennung sowie der Abgasreinigung von Sterilisatoren, bei der Abgasreinigung in der Kunstdüngerproduktion und dergleichen, ergibt sich eine wesentliche Verbesserung der Reinigungswirkung bei vergleichsweise geringem Aufwand. So kann insbesondere die Stufenzahl bei Gaswaschanlagen von beispielsweise drei Stufen auf eine Stuf-fc verringert werden bei gleicher oder

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besserer Reinigungswirküng.

Zu dieser wesentlichen Verbilligung von Flüssigkeits-Waschanlagen kommt eine meist problemlose Entsorgung beispielsweise bei Eindickung des Reinigungsrückstandssumpfs hinzu.

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richtung sowie weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung in beispielsweiser Ausführungsform näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein Beispiel für eine Gas- oder Flüssigkeitsreinigungsvorrichtung mit erfindungsgemäßen Merkmalen.

15

Ein mit Schadstoffen belastetes verschmutztes Fluid F (Gas oder Flüssigkeit) wird über eine Leitung 1 unter Druck zu einem ersten Sprühkopf 2 geleitet und in einer beispielsweise rohrförmigen Kammer 3 vernebelt bzw. versprüht. Der dadurch entstehende schadstoffbelastete Fluidstrom ist mit Bezugshinweis 4 angegeben. Dieser Fluidstrom 4 passiert eine allgemein mit Bezugshinweis 6 angegebene Hochspannungsionisierungsvorrichtung, die beispielsweise eine Mehrzahl von quer zur Strömungsrichtung gespannte Ionisierungsdrähte 6A bzw. sägeblattartige Drahtelemente aufweist, die zwischen gitterartigen Abschirmwänden 6B gespannt sind. Die Hochspannungsionisierungselemente 6A liegen beispielsweise auf Minuspotential des nicht gezeigten Hochspannungsgenerators, der eine hohe Gleichspannung von beispielsweise 12 bis 100 kV bei relativ sehr geringer Hochspannungsleistung abgibt. Die Abschirmelektroden oder -wände 6A liegen in diesem Fall dann auf Gegen-, d. h., auf Pluspotential und sind zweckmäßigerweise auf Massepotential gelegt. Beim Durchtritt des schadstoffbelasteten Fluidstroms 4 durch die Hochspannungsionisierungsvorrichtung 6 werden die schadstoffbelasteten, ver-

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nebelten Partikel des Fluidstroms 4 mehr oder weniger (_n

vollständig ionisiert. \.

Der ionisierte schadstoffbelastete Fluidstrom gelangt nun i stromab von der Hochspannungsionisierungsvorrichtung 6 in
innige Vermischung mit einem über einen zweiten Sprühkopf
7 versprühten Waschflüssigkeitsstrom 8, der auf Gegenpotential zur Ionisierung des schadstoffbelasteten Fluidic

Stroms liegt. Im dargestellten Beispiel liegt der zweite §

Sprühkopf 7 auf Pluspotential, d. h. auf Massepotential, F

das, wie bei 5 angegeben, unmittelbar an den Sprühkopf 7 ;·

angelegt wird. j_?

Die überraschend hohe Reinigtmgswirkung des erfindungsge- j£

mäßen Verfahrens beruht vor allem darauf, daß die im dar- i

gestellten Beispiel negativ ionisierten Partikel des <.

schadstoffbelasteten Fluidstroms durch elektrostatische j>

Anlagerung und Neutralisierung mit den versprühten, auf |

Gegenpotential liegenden Partikeln des Waschflüssigkeits- f

Stroms 8 mit starker zusätzlicher Bindungswirkung festge- fj

halten werden. Die Reinigungswirkung ist ungleich besser §

als bei einer reinen Flüssigkeitswäsche herkömmlicher |

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Die Waschflüssigkeit wird in an sich bekannter Weise in ;

einem Waschflüssigkeitsbehälter 16 bereitgehalten und '

gesammelt. Im Behälter 16 wird das Waschflüssigkeitsni- Γ

veau 17 durch eine nur schematisch angedeutete Niveaure- f gelung konstant gehalten. Ein Thermostat 18 dient zur

Temperaturregelung der Waschflüssigkeit,und über einen
Zulauf 15 kann frische, noch unverbrauchte Waschflüssigkeit zugeführt werden. Eine Pumpe 10 saugt die Waschflüssigkeit aus dem Behälter 16 ab und drückt diese ubeif eine
Filteranlage 9 zum zweiten Sprühköpf 7. Das Zulaufrohr

für den Waschflüssigkeitsstrom 8 mit bereits angelager- ;

ten schadstoffbelasteten Fluidpartikeln ist mit Bezugshin- j

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weis 21 gekennzeichnet. Innerhalb des Waschflüssigkeitsbehälters 16 kann in an sich bekannter Weise eine durch perforierte Platten verwirklichte Turbulenzbremse 19 vorgesehen sein. An der Unterseite des Waschflüssigkeitsbehälters 16 ist ein Ablaßmagnetventil 14 vorgesehen, über das eine Rohrverbindung zu einer nur schematisch angedeuteten Entsorgungs- bzw. Trenneinheit führt, deren Ablaß mit 12 bezeichnet ist.

Der gereinigte Fluidstrom 24 wird zur Weiterverwendung über ein Ausgangsrohr 23 abgeführt und wird dabei gleichzeitig hinsichtlich bestimmter Parameter, beispielsweise hinsichtlich seines Feuchtigkeitsgehalts, überwacht und reguliert. Ein in das Ausgangsrohr 23 ragender Hygrostat ist mit Bezugshinweis 22 gekennzeichnet. Zur Temperaturregulierung kann ein Heizmantel 20 dienen, der beispielsweise mit Peltier-Elementen verwirklicht sein kann, so daß sowohl eine Heizung als auch eine Kühlung des gereinigten Fluidstroms 24 möglich ist. Durch Regulierung der Temperatur der Waschflüssigkeit im Behälter 16 und in Verbindung mit dem Hygrostat 22 sowie der Heiz- bzw. Kühlvorrichtung 20 ist eine genaue Temperatur- und Feuchtigkeitsregelung des gereinigten Fluidstroms 24 möglich.

Claims

TER MEER · MÖLLER · SJ

Manfred R. Burger 09. Oktober 1985

Peter Schmidt

Vorrichtung zur Reinigung von schadstoffbeiasteten

Fluiden

SCHUTZANSPRUCH

Vorrichtung zur Reinigung von schadstoffbelasteten Fluiden (Gasen oder Flüssigkeiten), gekennzeichnet durch

- eine erste Sprühvorrichtung (1,2), die in einer rohrförmigen Kammer (3) so angeordnet ist, daß sie ein schadstoffbelastetes Fluid (F) in feinverstäubter Form gegen eine innerhalb der Kammer (3) fixierte Hochspannungsionisi-2rungsvorrichtung (6,. 6A, 6B) sprüht, und

- eine zweite Sprühvorrichtung (7), die elektrisch auf Gegenpotential zu den Ionisierungspolen der Hochspannungsionisierungsvorrichtung liegt und innerhalb der Kammer (3) in Strömungsrichtung des schadstoffbelasteten Fluide nach der Hochspannungsionisierungsvorrichtung angeordnet ist.