AT385913B

AT385913B - Verfahren zum reinigen von luft- oder gasstroemen nach dem mehrweg-sorptionsprinzip und zur ausfuehrung des verfahrens geeignete wanderbettfilteranlagen

Info

Publication number: AT385913B
Application number: AT258586A
Authority: AT
Original assignee: Kernforschungsz Karlsruhe
Priority date: 1986-09-26
Filing date: 1986-09-26
Publication date: 1988-06-10
Also published as: ATA258586A

Description

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ebenso eine Verbesserung des Gesamtabscheidegrades und bei gleichem Gesamtabscheidegrad eine Verringerung des Filtermaterialsbedarfs und des Druckverlustes bei der Luftförderung sowie eine Kostensenkung bei der Regeneration bzw. Deponie des verbrauchten Filtermaterials erreicht werden.

Weitere Einzelheiten des erfindungsgemässen Verfahrens bzw. der zugehörigen Wanderbettfilteranlage werden im folgenden und an Hand der Fig. 1 bis 5 näher erläutert. Die Fig. l zeigt das Gehäuse für eine Wanderbettfilteranlage nach dem Mehrweg-Sorptionsprinzip, mittels welcher das neue Verfahren durchgeführt wird in einfacher Ausführung und die Fig. 2 ein Gehäuse für drei und mehr parallelgeschaltete Filterbetten, von denen das rechts gezeichnete eine von den linken abweichende Lage der Führungsbleche aufweist. Die Fig. 3 zeigt ein Gehäuse für die Wanderbettfilteranlage in einer zweiten Ausführung mit zwei hintereinanderliegenden Filterstufen im Seitenschnitt, welches eine Ausübung des Verfahrens ermöglicht, die Fig. 4 eine Draufsicht, die Fig. 5 eine perspektivische Seitendarstellung desselben.

Die Fig. l zeigt ein Filtergehäuse, welches im wesentlichen auf einer senkrecht stehenden Filterkammer zur Aufnahme des rieselfähigen Filter-bzw. Soprtionsmaterials-2-- als Wanderbett für das Mehrweg-Sorptionsprinzip, aus den daran gasdicht angeflanschten Anschlusskammern --3 und 4-- für die Zu- bzw. Abfuhr des zur reinigenden Luft- oder Gasstromes --5-und der Umlenkkammer --6-- besteht. Durch diese werden zwei Abscheidestufen gebildet, eine erste untere, bestehend aus den Bettzonen --D und C-- sowie eine zweitere obere, bestehend aus den Zonen --B und A--.

Die Zonen sind in den Zeichnungen durch strichpunktierte Li- nien --15-- abgegrenzt. Die Zufuhr des Gasstromes --5-- erfolgt rohluftseitig durch die untere Kammer Nach Durchströmen der Zonen--D und C-- als erste Abscheidestufe wird der Gasstrom in der Umlenkkammer --6-- um- bzw. wieder zum Wanderbett zurückgelenkt, um nach Durchströmen der Zonen --A und B-- als zweite Abscheidestufe durch die obere Kammer --4--
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die Entnahme z. B. der beladenen Aktivkohle von unten mittels der unteren Öffnung Das
Filterbett wandert somit von oben nach unten hintereinander durch die Zonen--A, B, C und D--.

Die Filterkammer besteht aus einem senkrecht stehenden und im wesentlichen allseitig geschlossenen Blechgehäuse, in dessen Wand mittels Luftdurchtrittsgittern oder Sieben --9, 10 und 11-- abgedeckte Öffnungen --12, 13, 14-- enthalten sind, wobei die Maschenweite der Sie- be --9, 10 und 11-- kleiner als die Korngrösse des Filtermaterials ist. Auf die Öffnungen--12 und 13-- sind die Zufuhr- --3-- und die Abfuhrkammer --4--, auf die Umlenköffnung --14-- die Umlenkkammer --6-- jeweils gasdicht aufgesetzt.

Dabei liegt der Strömungsweg zwischen der Oberkante der Öffnung --12-- und die Unterkante der Öffnung --13-- mindestens soweit auseinander, so dass auch die Teilgasmenge, die den direkten Weg durch das Filtermaterial --2-- unter Umgehung der Umlenkkammer --6-- nimmt, die gleiche Verweilzeit im Filterbett aufweist, wie der Hauptluftstrom, d. h. in der Regel zweimal Filterbettiefe.

In die Umlenkkammer --6-- ist ein Führungsblech --16-- eingebaut, welches diese in zwei Teilkanäle --17 und 18--unterteilt. Jeder Teilkanal --17 und 18-ist an seinem Beginn an der der Zuführöffnung --12-- gegenüberliegenden Seite jeweils den Zonen --D und C-- der ersten Abscheidestufe, die etwa an der Linie --15-- getrennt sind, zugeordnet und leitet jeweils den Gasanteil aus jeder Zone getrennt für sich weiter zur zweiten Abscheidestufe. Dabei führt der Teilkanal --17-- von der untersten Zone-D-den Teilstrom-5. 1- zur obersten Zone --A-und der andere Teilkanal --18-- den Teilstrom --5.2-- und der Zone-C-zur Zone-B-.

Das Gas strömt nun rohluftseitig der ersten Abscheidestufe über die Öffnung --12-- und das Gitter --9-- den zwei Zonen --D und C-- zu und wird für jede Zone getrennt in zwei Teilgasströme --5. 1 und 5.2-- über die Kanäle --17 und 18-- den Zonen --A und B-- der zweiten Stufe nach Umlenkung der Strömungsrichtung zugeführt. Danach wird das Gas reinluftseitig durch die Abführkammer --4-- wieder abgeleitet. Die Lage des Führungsbleches --16-- kann variiert werden, so dass die Zonen --D und C bzw. A und B-- gleich gross sind (s. Filterkammer - 1. 2 und 1. 3-- in der Fig. 2) oder kann jeweils die eine Zone doppelt so gross bzw. hoch sein wie die andere (s. Kammer der Fig. 1 oder Kammer-1. 4- der Fig. 2).

Das Führungs-

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Das Verfahrensprinzip der Luft- bzw. Gasreinigung in dem Gehäuse-l-ist nun wie folgt :
Der Gasstrom --5-- wird jeweils abhängig von seinem Reinigungsgrad in der ersten Abscheidestufe in Teilströme --5. 1 und 5.2-- aufgeteilt, die dann jeweils wieder gezielt bestimmten Schichten der zweiten Abscheidestufe, abhängig von deren Beladegrad zugeführt werden. Dabei wird z. B. der Teilstrom --5. 1-- aus der untersten Schicht bzw. Zone-D-, d. h. der am schwächsten gereinigten-da diese Zone --D-- den höchsten Beladegrad aufweist - der obersten Schicht bzw. Zone --A-- der zweiten Stufe zugeführt, da diese Zone --A-- am frischesten, d. h. am geringsten beladen ist.

Umgekehrt wird der am zweitschwächsten gereinigte Teilstrom --5. 2-- aus der Zone --C-- - die den zweithöchsten Beladegrad aufweist - der zweitobersten Zone-B-, d. h. der zweitfrischesten zugeführt. Damit wird nun eine optimale Gesamtbeladung des Filtermaterials --2-- erreicht.

Die Fig. 2, bei welcher mit der Fig. l identische Positionen gleiche Nummern aufweisen, zeigt mehrere parallelgeschaltete Filterkammern und in ihrem linken Teil davon, zwei Kammern --1.2 und 1.3--, deren Umlenkkammern zu einer gemeinsamen Kammer --19-- zusammengefasst sind. In dieser Kammer --19-- sind doppelt Führungsbleche --20 und 21-- angeordnet, die durch Stützen --22-- auf Abstand voneinander gehalten und an den Wänden der Kammer-19-
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jeweils beide Zonen --C und D bzw. A und B-- gleich hoch sind. Das Prinzip ist jedoch dasselbe wie das in der Fig. l bei der Filterkammer gezeigte.

Die beiden Filterkammern --1. 3 und 1.4-- im rechten Teil der Fig. 2 besitzen gemeinsame Anschlusskammern --26 und 27-- für die Zu- und Abfuhr des bzw. der Gasströme --5--. Bei der Filterkammer --1.4-- sind die Zonen --C und B-- doppelt so hoch ausgebildet wird die Zonen --D und A--. Das Prinzip der Aufteilung des Gasstromes --5-- in Teilströme, die abhängig vom Reinigungsgrad den unterschiedlichen Beladegrad aufweisenden Zonen der nächsten Abscheidestufe zugeführt werden, ist jedoch dasselbe, wie das in der Fig. l dargestellt. Bei den parallelgeschalteten Gehäusen sind jeweils die gleichen Positionen vorhanden.

Geht man von einem identischen Gehäuse wie das in der Fig. l gezeigte ohne Aufteilung
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--5-- in Teilströme --5. 1DFC = 3 und DFD = 1, 5 für die einzelnen Zonen ergeben und der Dekontaminationsfaktoren DF das Verhältnis der Schadstoffkonzentration am Filtereintritt zu dem am Filteraustritt ist, so ergibt sich für die herkömmliche Filteranlage ohne Teilstromtrennung, d. h. mit Gasmischung ein Gesamtdekofaktor von
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Für das neue Verfahren in der vorgeschlagenen Wanderbettfilteranlage mit Teilstromauftrennung und getrennter Zonenbeaufschlagung der einzelnen Abscheidestufen erhält man einen Gesamtdekofaktor

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d. h. eine Verbesserung von rund 37%.

Der Abscheidegrad einer Filteranlage ist dabei durch
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nach Vorbeladung in ihr in die erste Stufe --C und D-- umgesetzt werden.

Geht man nun von einem identischen Gehäuse wie in der Fig. 5 ohne Aufteilung des Luftstro- mes --105-- in Teilströme --105. 1 und 105. 2-- mit Zonenzuordnung und ohne Gasmischung aus und definiert man die gleichen Zonen A, B, C und D mit der eingangs beschriebenen Dekontaminationsfaktoren so, dass wie bei der eingangs beschriebenen Ausführung die Zonen C und D übereinanderliegend zuerst und dann die Zonen A und B ebenso übereinanderliegend jeweils gemeinsam vom Gasstrom durchströmt werden, so ergibt sich für das herkömmliche Gehäuse :
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Für die vorliegende Wanderbettfilteranlage nach der Erfindung mit Teilstromauftrennung und getrennter Zonenbeaufschlagung der einzelnen Abscheidestufen jedoch
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d. h. eine Verbesserung von rund 75%. Der Abscheidegrad einer Filteranlage ist dabei durch
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gegeben.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Reinigen von Luft- oder Gasströmen, welche nach dem Mehrweg-Sorptionsprinzip in Querrichtung mehrfach hintereinander in jeweils einer Abscheidestufe durch ein mehrteiliges Wanderbett geführt werden, welches aus rieselfähigen Filter- bzw.

Sorptionsmaterialien besteht, die diskontinuierlich bis kontinuierlich mittels Schwerkraft durch das Wanderbett geleitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasstrom nach jeder Abscheidestufe in zwei bis n Teilströme aufgeteilt wird und jeder Teilstrom abhängig von seinem Reinigungsgrad in der ersten bzw. vorangehenden Abscheidestufe einer Schüttschicht von bestimmtem Beladegrad der zweiten bzw. nächsten Abscheidestufe zugeführt wird, vorzugsweise ein schwach gereinigter Teilstrom aus der ersten Stufe einer schwach beladenen Schüttschicht der zweiten Stufe und ein anderer oder ein weiterer, stärker gereinigter Teilstrom entsprechend umgekehrt einer oder einer weiteren stärker beladenen Schüttschicht.

Claims

2. Wanderbettfilteranlage zum Reinigen von Gas- oder Luftströmen nach dem Mehrweg-Sorptionsprinzip zur Durchführung eines Reinigungsverfahrens nach Anspruch 1 mit einer senkrecht stehenden Filterkammer zur Aufnahme rieselfähiger Filter- bzw. Sorptionsmaterialien als Wanderbett, das mit einer oberen Aufgabe- und einer unteren Abzugseinrichtung für die Materialien sowie seitlichen Anschlusskammern zur Zu- und Abfuhr des Luft- oder Gasstromes sowie einer oder mehreren Umlenkkammern zur Rückführung des Gasstromes zu einer zweiten oder einer weiteren Abscheidestufe in demselben Wanderbett oberhalb der ersten Abscheidestufe ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der oder den Umlenkkammer (n) (6) Aufteilungsmittel vorhanden sind, mittels denen der aus der ersten, unteren Abscheidestufe (C, D) durch das Wanderbett (2) in die Umlenkkammer (6) gelangende Gasstrom (5)

in mindestens zwei Teilströme (5. 1, 5. 2) aufge- EMI5.5 <Desc/Clms Page number 6> bzw. frischere Schüttschicht (A), d. h. eine obere der zweiten bzw. oberen Abscheidestufe (A, B) trifft und jeweils jeder in der ersten Abscheidestufe (C, D) besser bzw. am besten gereinigte Teilstrom (5. 2) auf eine höher beladene Schicht (B) der zweiten Abscheidestufe (A, B) trifft.

3. Filteranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Aufteilen des Gasstromes (5) in Teilströme (5. 1, 5. 2) aus Führungsblechen (16 bzw. 20,21) bestehen, die die Umlenkkammer (6 bzw. 19) vom Eingang bis zum Ausgang zwischen den Abscheidestufen (C, D und A, B) in Teilkanäle (17, 18 bzw. 23 und 24,25) unterteilen, deren Ein- und Ausgänge den Schüttschichten mit den verschiedenen Reinigungsgraden zugeordnet sind.

4. Filteranlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbleche (16 bzw. 20,21) in den Umlenkkammern (6 bzw. 19) in ihrer Lage in den Kammern (6 bzw. 19) längs verschieblich bzw. höhenverstellbar sind, um verschiedene Höhen bzw. Dicken der Zonen A, B, C und D bzw. Schichten zu erzeugen.

5. Wanderbettfilteranlage zum Reinigen von Gas- oder Luftströmen nach dem Mehrweg-Sorptionsprinzip zur Durchführung eines Reinigungsverfahrens nach Anspruch 1 mit zwei hintereinander geschalteten und senkrecht stehenden Filterkammern zur Aufnahme rieselfähiger Filter- bzw.

Sorptionsmaterialien als Abscheidestufen mit jeweils oberer und unterer Aufgabe- bzw. Abzugseinrichtung für die Materialien, die jeweils nach Beaufschlagung von dem zweiten in das erste Wanderbett umgesetzt werden, sowie mit die Gehäuse verbindenden Zwischenkammer zur Abund Zufuhr des Luft- oder Gasstromes aus bzw. in die Wanderbetten, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenkammern (107,108) des Gehäuses jeder Abscheidestufe (C, D und A, B) mehr- EMI6.1 Abscheidestufe (C, D) abhängig vom Reinigungsgrad des sie enthaltenden Gasteilstromes (105. 1 bzw. 105. 2) an eine Teilkammer (107 bzw. 108) der Öffnung (114) der Zuführseite der zweiten Abscheidestufe (A, B) angeschlossen ist.

6. Filteranlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenkammer (107) mit dem am wenigsten gereinigten Teilstrom (105. 1) aus der unteren Filterbettzone (D) der ersten Abscheidestufe an die Teilkammer (107) angeschlossen ist, die mit der geringer beladenen, d. h. oberen Schüttschicht bzw. Bettzone (A) der zweiten Abscheidestufe in Verbindung steht und dass umgekehrt die Teilkammer (108) mit dem höher gereinigten Teilstrom (105. 2) aus der oberen Schüttschicht bzw. Zone (C) der ersten Abscheidestufe an den Teil der Öffnung (114) angeschlossen ist, der mit der höher beladenen, d. h. unteren Schüttschicht bzw. Zone (B) der zweiten Abscheidestufe in Verbindung steht.

7. Filteranlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstücke der Teilkammern (107, 108) sich kreuzend aneinander vorbeigeführt sind.