CN104661724A - 废气过滤装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于将废气中的污染物滤出的废气过滤装置,其具有:用于对废气进行过滤的过滤设备,其中,废气在过滤器进入面上进入所述过滤设备、流过所述过滤设备,并在过滤器排出面上从所述过滤设备排出;所述废气过滤装置还具有用于沿所述过滤器进入面对待过滤的废气进行分布的分布通道,以及用于对在所述过滤器排出面上排出的经过滤的废气进行汇集的汇集通道;其中,所述汇集通道的横截面沿废气的流动方向增大,以及/或者,所述分布通道的横截面沿废气的流动方向减小。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于将废气中的污染物(例如气味物质)滤出的废气过滤装置,其例如用于对污水处理技术或其他过程中产生的废气进行气味中和。
背景技术
废气过滤装置通常具有过滤单元,其中,待过滤废气流过该过滤单元并得到过滤。这种过滤单元例如可借助机械作用方式将气流中的固体滤出。此外,这种过滤单元可通过吸收或吸附将大量有害气体束缚,直至该过滤单元的相关容量用尽且有害气体散出。例如可以在吸收阶段中借助适宜的液体对气流中的待移除组分进行“冲洗”或“吹脱”(在用蒸汽代替液体的情况下)。举例而言,还可以选择性地将待移除组分的成分束缚,通常借助由粒料构成的填料(例如分子筛或活性炭)或涂覆有吸附剂的垫子来实现这一点。在此情形下,物理及化学束缚力为决定性参数,其中,束缚的效果例如与气体温度、气体湿度及压力相关。采用吸收及吸附时,均可添加或产生生物组分(例如微生物)。在此过程中,上述情形可能导致生物组分提供决定性作用力并主导物理或化学过程。过滤单元例如可以实施为生物过滤单元,其中,微生物(例如真菌或细菌)将废气流中含有的待滤出物质用作养分,即使其发生代谢,从而将这些待滤出物质消除。该过滤单元的过滤能力有限。在将使用过的过滤单元更换为未经使用的过滤单元时,事实证明,在待滤出污染物均匀分布在废气中的情况下,一旦使用过的过滤单元在某一位置失去过滤作用(即使是在其他位置仍存在过滤作用的情况下),为尽可能充分地利用该过滤能力,优选在整个过滤单元范围内实现均匀的污染物负荷,以及在整个过滤单元范围内实现均匀的过滤活性或过滤率。
发明内容
本发明的目的是提供一种有多种用途且结构简单的紧凑型废气过滤装置,其能实现对所述废气过滤装置的过滤设备的过滤能力的高效利用。
为此,本发明提供一种用于将废气中的污染物(例如气味物质)滤出的废气过滤装置,其具有用于对废气进行过滤的过滤装置。废气例如可指包含形式为有害气体的污染物的排出气体。所述废气过滤装置特别适用于户外。所述废气过滤装置以某种方式构建,使得待过滤的废气在所述过滤设备的过滤器进入面上进入过滤设备、以通流速度流过所述过滤设备并得到过滤或清洁,以及,使得经过滤的废气在所述过滤设备的过滤器排出面上从过滤设备排出。
所述废气过滤装置具有用于沿所述过滤器进入面对待过滤的废气进行分布的分布通道,以及用于对在所述过滤器排出面上排出的经过滤的废气进行汇集的汇集通道。所述汇集通道具有沿流过该汇集通道的废气的流动方向(即沿所述汇集通道的纵向)增大的横截面,其中,所述汇集通道例如可以具有沿其总长度(例如均匀地)递增或分阶式增大的横截面积。所述汇集通道优选具有以某种方式沿其总长度朝流动方向均匀增大的横截面,使得汇集通道的侧壁沿流动方向具有2°至10°的(恒定)张角。作为替代或附加方案,所述分布通道具有沿流过该分布通道的废气的流动方向(即沿所述分布通道的纵向)减小的横截面,其中,所述分布通道例如可以具有沿其总长度(例如均匀地)递减或分阶式减小的横截面积。所述分布通道优选具有以某种方式沿其总长度朝流动方向均匀减小的横截面,使得分布通道的侧壁沿流动方向具有2°至10°的(恒定)张角。但在所述汇集通道的横截面沿废气的流动方向增大的情况下,所述分布通道也可以具有恒定的,或沿流过该分布通道的废气的流动方向增大的横截面。
借助所述汇集通道和/或所述分布通道具有上述空间变化的横截面的方案,(与所述汇集通道和所述分布通道具有空间恒定的横截面的方案相比)能够在所述过滤器进入面的范围内实现通流速度(即废气流过所述过滤设备时的流动速度)的均匀化;其中,可以以某种方式对所述废气过滤装置的(根据这些通道的几何结构得到的)流动特性进行调节,使得废气在整个过滤设备范围内或在整个过滤器进入面范围内(大体)以同一通流速度流过所述过滤设备。这样便能(在将废气中的待滤出污染物均匀分布的情况下)相应实现所述过滤设备的单位面积所产生的待滤出污染物的均匀化,从而高效地利用过滤设备的过滤能力。
此外,需要高效地利用空间,其中,废气过滤装置的尽可能大的体积份数被过滤元件填满,在废气过滤装置采用规定的总体积时构建具有相应较小横截面的分布通道和汇集通道,其中,在这些通道具有空间恒定的(较小)横截面的情况下,根据流体技术规律,在过滤器进入面范围内实现的通流速度的空间速度分布不均匀,其中,过滤设备或过滤器进入面的不同位置上的通流速度存在巨大差异,因而所产生的待滤出污染物的量也相应地有所不同。而借助所述汇集通道和/或所述分布通道具有上述变化的横截面的方案,即使是在这些通道横截面积较小的情况下也能实现均匀的通流速度,从而实现紧凑(即节省空间的)而又高效的废气过滤装置。
例如通过以下方式实现通流速度的空间均匀化:在所述汇集通道中,随着所汇集的经过滤废气的体积的增加,汇集通道的体积也增加。例如可以借助布置于废气的流动路径中的模制体来使汇集通道和/或分布通道的横截面变化。
借助上述技术方案,便能在将通流速度的空间变化维持在较小程度的情况下构建横截面较小的分布通道和汇集通道。根据一种实施方式,所述分布通道的横截面积(例如横截面积的平均值或最大值)和/或所述汇集通道的横截面积(例如横截面积的平均值或最大值)小于过滤器进入面的5%。采用这个技术方案的情况下,被证明为特别有利的方案是:所述汇集通道和/或所述分布通道具有3°的张角。所述废气过滤装置例如可(借助所述汇集通道和/或所述分布通道的相应设计方案)以某种方式构建,使得所述过滤器进入面的所有位置上的通流速度与平均值(空间平均值,通过在过滤器进入面范围内求平均值得到)的最大偏差为该平均值的30%、20%甚或10%。
所述废气过滤装置可以具有一壳体,该壳体包含用于接收待过滤的废气的进入口及用于将经过滤的废气排出的排出口,其中,所述废气过滤装置还可以具有从所述进入口延伸至所述过滤器进入面的、用于将待过滤的废气输送至过滤设备的流入通道,以及从所述过滤器排出面延伸至所述排出口的、用于将经过滤的废气从过滤设备排出的流出通道。在本文所用的术语中,分布通道指的是流入通道的某个区段,待过滤的废气沿该区段分布在过滤器进入面的范围内并进入过滤设备,其中,该区段中的过滤器进入面例如可以定义或构成流入通道的(可渗透的)界面。所述分布通道可以为所述流入通道的子区段,或等同于所述流入通道。汇集通道指的是流出通道的某个区段,在过滤器排出面上排出的经过滤的废气沿该区段从过滤设备排出并汇集,其中,该区段中的过滤器排出面例如可以定义或构成流出通道的(可渗透的)界面。所述汇集通道可以为所述流出通道的子区段,或等同于所述流出通道。
所述废气过滤装置可以具有用于穿过所述过滤设备输送废气的送风装置(例如通风机或鼓风机)。所述送风装置例如可以布置在所述壳体的进入口上,从而利用送风装置的热损耗来对废气进行加热。
根据一种实施方式,所述过滤设备配设(例如填充)有用于将污染物消除或使其代谢的微生物。所述过滤设备例如可以具有用于吸收待滤出污染物的(例如形式为活性炭垫的)活性炭层,其中,所述活性炭层可以配设或填充有微生物。借助所述活性炭层便能实现沉积及缓冲作用,具体方式是:将待滤出的污染物积聚或存贮在活性炭上,并通过微生物将存贮的污染物消除,从而借助微生物对所述活性炭层进行再生。但所述过滤设备也可具有其他(例如配设有微生物的)例如用于消除硫化氢的过滤材料或过滤垫。相应的过滤垫也可以多层布置。通过相应的过程控制,便能同时以吸收、吸附及生物方式复合地将组分从气流分离。
根据另一实施方式,所述废气过滤装置还具有用于对待过滤废气进行加热的加热装置。通过用所述加热装置对废气进行加热,便能在无冷凝的情况下在废气进入所述过滤设备前将废气的相对空气湿度降低,从而对水或湿气在所述过滤设备上的积聚进行有效的抑制。通过降低相对空气湿度,还能在所述过滤设备实施为包含微生物的生物过滤设备的情况下对微生物的区域内的湿度进行调节。所述加热装置例如可以某种方式构建,使得待过滤的废气在进入过滤设备前被该加热装置加热至一规定的温度,该温度例如处于所述微生物的代谢温度范围内(即处于微生物能够促使污染物进行代谢的温度范围内)。作为替代或附加方案,所述加热装置可以构建为:以某种方式对待过滤的废气进行加热,使得废气的(相对)湿度处于所述微生物的代谢湿度范围内(即处于微生物能够促使污染物进行代谢的湿度范围内)。特定而言,所述废气过滤装置可以不配设用于冷却废气(例如用于将液体冷凝和分离)的冷却装置;举例而言,这样便不必在废气进入过滤设备前对其进行高耗能的再加热。
在流动速度局部不同的情况下,单位时间内所述加热装置的子区段所局部加热的废气体积会变化,因此,不同的流动速度会导致具有不同温度的子气流,进而导致所述过滤设备范围内的空间温差。通过以上述方式将废气流过过滤设备时的流动速度均匀化,便能至少部分对因局部不同的流动速度而在过滤设备范围内造成的空间温差进行弥补,使得过滤设备的所有位置上的温度大体相同。微生物的生物活性或摄食活性随温度变化,因此,所述过滤设备范围内的均匀化的温度使得微生物相应具有均匀化的摄食活性或过滤活性,从而(在微生物均匀分布在过滤设备范围内的情况下)相应实现均匀的过滤率,进而有助于高效地利用过滤设备的过滤能力。借助所述加热装置还能确保将所述微生物始终保持在其代谢温度范围内,而与所述废气过滤装置外的环境条件或外部温度无关,以便以与外部环境条件基本无关的方式将所述废气过滤装置应用于各种用途。借助上述将通流速度均匀化的方案,除了有助于过滤负荷(所述过滤设备的每个区段所产生的污染物的量)的均匀化以外,也能对过滤活性(微生物的摄食活性)的空间均匀化提供支持。
所述加热装置可以是非调节式加热装置,即热功率不可变的加热装置(例如当待过滤废气的温度和/或使用地的外部温度的波动足够小时)。但所述加热装置也可以是可调节的加热装置,其中热功率可(例如根据定位在待过滤废气的流动路径中的温度传感器和/或湿度传感器的输出值)调节。所述加热装置也可以适于对所述过滤设备进行直接加热(例如与所述过滤设备直接接触)。
根据一种实施方式,所述加热装置布置在待过滤废气的流动路径中,即相对所述流动方向布置在所述过滤设备前。根据这个实施方式,仅需由所述加热装置对待过滤废气进行温度调节(且例如并非整个废气过滤装置)。所述加热装置例如可以布置在所述分布通道中,以及例如与所述过滤设备接触(在此情形下,也可借助所述加热装置实现对过滤设备以及例如微生物的直接温度调节)。作为替代或附加方案,也可以在所述送风装置的出口上(或所述流入通道的入口上)布置加热装置的加热元件。特定而言,所述加热装置以以下方式布置及构建:借助该加热装置,在废气的整个通流横截面的范围内,例如在流入通道特别是分布通道的整个横截面范围内,以空间均匀的方式产生单位面积的热输入(即热功率并非局部变化)。
根据一种实施方式,所述加热装置为电加热装置。举例而言,所述加热装置构建为金属加热网或毛细管垫的形式(其中所述毛细管垫可以构成例如闭合的水循环回路,其中,所述水循环回路的水可以以电方式受到温度调节)。
所述废气过滤装置还可具有布置在经过滤的废气的流动路径中,即相对所述流动方向布置在所述过滤设备后(例如所述汇集通道中)的加热元件,其中,这个加热元件可以采用与所述相对流动方向布置在过滤设备前的加热装置相似的构建方案。借助这个布置于所述过滤设备下游的加热元件便能使得过滤设备,以及有时也使得所述微生物免受外部温度影响。
根据一种实施方式,所述废气过滤装置具有至少一个用于保持所述过滤设备的支撑格栅,其中,所述过滤设备或过滤设备的至少一个区段以构建元件组的方式可拆卸式地紧固在所述支撑格栅上,以及,以这种方式构成的元件组可以围绕水平延伸的轴回转。举例而言,特别是就水平横截面为四边形的过滤设备的技术方案而言,所述过滤设备(或所述过滤设备的区段,例如过滤垫)、所述加热装置(或加热装置的加热元件)和一支撑格栅构建为一元件组,其中,该元件组(有时是在所述废气过滤装置的壳体打开后)可围绕水平延伸的布置于该元件组的下末端区段上的轴回转。这样便能例如在维护作业中以简单的方式将所述过滤设备更换,具体方式为:沿水平定向将所述处于竖直定向中的元件组回转或向外翻起,随后更换过滤设备。所述水平延伸的轴例如可以一侧与所述支撑格栅的下末端区段连接,另一侧与所述废气过滤装置的壳体连接。
根据一种实施方式,所述分布通道以某种方式构建和布置,使得待过滤的废气在进入所述过滤设备前在所述分布通道中沿所述过滤器进入面流动,亦即,待过滤的废气的流动方向(大体)平行于所述过滤器进入面。例如,所述分布通道可以以其纵向沿(或大体平行于)所述过滤器进入面延伸的方式布置。所述汇集通道可以以某种方式构建和布置,使得经过滤的废气在从所述过滤设备排出后在所述汇集通道中沿所述过滤器排出面流动,亦即,经过滤的废气的流动方向(大体)平行于所述过滤器排出面。例如,所述汇集通道可以以其纵向沿(或大体平行于)所述过滤器排出面延伸的方式布置。
根据这些技术方案,可以在所述废气过滤装置采用规定的总体积的情况下借助较大的过滤面实现对空间的高效利用。举例而言,所述过滤设备可以具有封闭的(例如形式为空心圆柱的)环形轮廓,具体方式例如为:在过滤设备中将活性炭垫卷成空心圆柱,其中,所述过滤设备的内腔用作分布通道或汇集通道,并连接在另一通道的过滤设备的外侧上。
根据一种实施方式,所述过滤设备、所述分布通道、所述汇集通道和所述加热装置布置在一壳体中,其中,所述壳体的外壁的至少一部分或所述壳体的整个外壁具有隔热物。借助所述废气过滤装置与外部热隔离这一方案,可以通过所述加热装置以(大体)与外部温度无关的方式对废气进行温度调节,因此,所述加热装置例如可以实施为非调节式加热装置。借助所述隔热物还能防止壳壁上冷凝的湿气发生冻结。此外,所述隔热物有助于待过滤废气的温度均匀化,具体方式为:减弱与外部环境的热耦合或减少流向外部环境的热损失。
此外,所述废气过滤装置可以通过流体技术屏蔽与外部气候影响隔离。所述流体技术屏蔽例如可以通过以下方式实施:经过滤的废气从所述废气过滤装置脱离时所经过的排出口以某种方式布置(例如在某一高度上)和构建(例如具有某种横截面积),使得所述排出口上的经过滤的废气的过压大于该排出口的高度上的风压,从而由经由所述排出口排出的废气构成所述废气过滤装置的流体技术屏蔽。
所述壳体可以以某种方式向上封闭,从而可靠地防止雨水伸入。所述壳体还可以以某种方式构建,以便所述壳体的外表面或外壁上可能产生的冷凝水排出(且例如能够向下穿过专设的开口从所述壳体脱离)。
所述废气过滤装置可以构建为独立的无支撑式立式结构或过滤结构。但也可以将所述废气过滤装置整合至楼宇,其中,所述废气过滤装置的部件由所述楼宇或已设于楼宇上或楼宇中的组成部分构成,以及,所述废气过滤装置与所述楼宇至少部分地相互整合成一体。借助所述废气过滤装置利用现有的楼宇组成部分整合至楼宇这一方案,便能低成本地(特别是以比采用独立立式结构的技术方案成本更低的方式)实现所述废气过滤装置以及将其整合至楼宇。
就这种楼宇整合方案而言,可采用与无支撑式立式结构相同的过滤设备(例如配设有微生物的过滤设备/活性炭垫),支撑格栅和/或加热装置;其中,所述过滤装置、所述支撑格栅和加热装置例如可以以构建过滤组或堆垛式过滤结构的方式(可拆卸地)相连。这些过滤组优选可以与分布通道及汇集通道布置在一个楼宇中。
所述废气过滤装置的壳体、顶罩、进入口、排出口、送风装置(其中有时也可以利用自然通风,例如基于温差或高度差的自然气流)和/或热绝缘层的功能也可以完全或部分承担楼宇的对应组成部分的功能。这类楼宇例如可以是生产车间、产生废气的设备的外壳、畜舍等。这些楼宇有时已具有符合所适用的规定(例如TA)的通风机、空调机、热源、充足的隔热物等。针对所述楼宇尚未实现的废气过滤装置功能,必须适当地予以补充。
所述汇集通道可以构建在所述楼宇的壁部(例如实施为外壁或间壁的立壁或顶部)与所述过滤器排出面之间,以及/或者,所述分布通道可以构建在所述楼宇的壁部与所述过滤器进入面之间。根据另一实施例,所述分布通道可以构建成一(相对较大的)空间,或由所述楼宇的一空间构成,待过滤的废气或排出气体从该空间直接流入所述(例如配设有微生物的)过滤设备。
下面参照附图结合若干实施例对本发明进行说明,其中,相同或相似的特征以相同的附图标记表示。
附图说明
图1a为废气过滤装置的剖视图,其包含横截面恒定的分布通道及汇集通道,
图1b为另一废气过滤装置的剖视图,其包含横截面恒定的分布通道及汇集通道,
图2为根据一种实施方式的废气过滤装置的剖视图,
图3a为根据另一实施方式的废气过滤装置的剖视图,
图3b为根据另一实施方式的废气过滤装置的剖视图,
图4a为根据另一实施方式的废气过滤装置的剖视图,
图4b为根据另一实施方式的废气过滤装置的剖视图,
图4c为根据另一实施方式的废气过滤装置的剖视图,
图4d为根据另一实施方式的废气过滤装置的剖视图,
图4e为根据另一实施方式的废气过滤装置的剖视图,
图5为根据一种实施方式的整合至楼宇内的废气过滤装置的剖视图,
图6为根据另一实施方式的整合至楼宇内的废气过滤装置的剖视图,
图7为根据一种实施方式的整合在楼宇外的废气过滤装置的剖视图,以及
图8为根据另一实施方式的整合在楼宇外的废气过滤装置的剖视图。
具体实施方式
图1a和1b分别示出一包含分布通道及汇集通道的废气过滤装置1用于比较,其中,所述分布通道及所述汇集通道各具有一恒定且空间保持不变的横截面。图2至8分别示出本发明的废气过滤装置1的不同实施方式,其中,所述分布通道和/或所述汇集通道具有空间变化的横截面。根据图1a至4e,废气过滤装置1具有壳体3,所述壳体包含用于接收待过滤的废气的进入口5和用于排出经过滤的废气的排出口7,其中,排出口7例如配设有出口格栅(例如用于防止污物渗入)。根据图1a至4e,废气过滤装置1借助壳体3的相应技术方案实施为防雨的立式结构并且适用于户外;其中,所述壳体例如具有以能可靠防止雨水渗入的方式构建的顶部区段或顶罩4。垂直方向或重力方向沿图1a、2示范性示出的xz坐标系的z向延伸。根据图5至8,废气过滤装置1均整合至楼宇45。
废气过滤装置1各具有一用于将废气中的形式为气味物质的污染物滤出的过滤设备9,其中,待清洁的废气在过滤设备9的过滤器进入面11上进入过滤设备9、流过过滤设备9,以及在过滤器排出面13上从过滤设备9流出。过滤设备9由一个或超过一个活性炭垫9构成,所述活性炭垫填充有用于消除污染物的微生物。
废气过滤装置1具有用于沿过滤器进入面11对待过滤的废气进行分布的分布通道15,以及用于对在过滤器排出面13上排出的经过滤的废气进行汇集的汇集通道17。废气的流型部分通过附图中的流向箭头19示出。根据图1a至4e,使用布置在进入口5上的形式为通风机21的送风装置21将废气送入壳体3,以及穿过过滤设备9对废气进行输送。
活性炭垫9紧固在支撑格栅23(例如线栅)上,其中根据图1a至4e,支撑格栅23沿流动方向布置在过滤设备9后。借助支撑格栅23相对流动方向布置于过滤设备9下游这一方案,通过废气的流动压力将过滤设备9压向并从而可靠地保持在支撑格栅23上。为了即使是在废气过滤装置1的静止状态中(即在通风机21关断的情况下)也可靠地保持活性炭垫9在支撑格栅23上的定位,活性炭垫9紧固在支撑格栅23上。作为布置于下游的支撑格栅23的替代或补充方案,也可以设有相对流动方向布置于活性炭垫9上游的支撑格栅(例如参阅图5),所述支撑格栅沿流动方向(例如以使得活性炭垫9夹紧式保持在上游和下游支撑格栅之间的方式)布置在活性炭垫9前。
废气过滤装置1还具有用于对待过滤废气进行加热的加热装置25。加热装置25以在待过滤废气的流动路径中相对流动方向位于过滤设备9前的方式布置在分布通道15中,例如在过滤器进入面11上与过滤设备9直接接触。加热装置25以在其整个面范围内提供均匀的热功率的方式构建,其中,加热装置25例如跨过整个过滤器进入面11,从而将进入过滤设备9的废气的温度调节为在整个过滤器进入面11的空间范围内经过均匀化的温度。
加热装置25构建为电加热装置,本案中例如实施为包含加热丝的金属加热网的形式。但也可以将加热装置25实施为毛细管垫加热元件。作为替代或附加方案,可以在进入口5上或通风机21的输出横截面上例如以嵌入的方式布置一个或超过一个(电)加热元件(与干衣机中类似);但在此情形下,至少是在单独应用这种加热元件时,需要实现空气温度的良好均匀化。借助加热装置25便能以遵循微生物所需生存条件及代谢条件(温度和相对湿度)的方式对所有待加热废气流进行均匀的加热。
分别有一作为过滤设备9的区段的活性炭垫、一支撑格栅23及加热装置25的一加热元件构建为一个元件组,其中就图2至4e所示实施方式而言,在壳体3打开后,该元件组可以围绕水平延伸的并位于所述元件组的下末端区段中的轴(未绘示)回转,以便在维护作业中以简单的方式将过滤设备9更换,具体方式为:沿水平定向将所述处于竖直定向中的元件组回转或向外翻起,随后更换过滤设备9。
根据图1a至4e,壳体3在其外壁上具有隔热物或热绝缘层27。隔热物27能够防止冷凝物在壳体3的外壁上冻结,从而防止废气过滤装置1的内部发生结冰。废气过滤装置1(借助送风装置21和隔热物27的相应技术方案)以某种方式构建,使得活性炭垫9与外部环境基本热脱耦。除隔热物27外,还借助流体技术屏蔽将过滤设备9与(通常为过低的)外部温度隔离,具体方式为:排出口7具有某种排出横截面,使得排出口7上的废气的过压大于排出口7的高度上的风压。
壳体3以某种方式构建,使得在壳体3的外壁的内侧产生的冷凝物可通过冷凝液排出管从壳体3脱离,例如可向下流动并穿过专设的流出口从壳体3排出。但在(例如在夏季)利用作用于壳体上的太阳热能对废气进行加热时,隔热物27可能会造成限制或阻碍,因此,也可以不为废气过滤装置1构建隔热物,在此情形下废气过滤装置1可以具有一个或超过一个涡流发生器(未绘示),其用于将较热与较冷的气体部分相混合并以此改善传热,从而确保废气内的温度均匀。
废气过滤装置1具有从进入口5延伸至过滤器进入面11的、用于将待过滤的废气输送至活性炭垫9的流入通道29,以及从过滤器排出面13延伸至排出口7的、用于将经过滤的废气从活性炭垫9排出的流出通道31。分布通道15是流入通道29的某个区段,待过滤的废气沿该区段分布在过滤器进入面11的范围内(且过滤器进入面11沿该区段构成流入通道29的界面)。汇集通道17是流出通道31的某个区段,在过滤器排出面13上排出的经过滤的废气沿该区段汇集(且过滤器排出面13沿该区段构成流出通道31的界面)。例如,就图1a所示废气过滤装置1而言,分布通道15等同于流入通道29,汇集通道17为流出通道31的子区段;就图2所示废气过滤装置1而言,分布通道15为流入通道29的子区段,汇集通道17为流出通道31的子区段。
图1a至4e所示实施方式中的废气过滤装置1可以以横截面呈矩形或圆形的方式构建在垂直于z轴(即高度方向)的水平平面中,且例如可相对其高度方向旋转对称。废气过滤装置1采用圆形结构时,活性炭垫9的较长一侧可沿周向配设有若干偏移的对接接头。
根据图1a至4e,分布通道15以某种方式构建,使得待清洁的废气在进入过滤设备9前均沿过滤器进入面11的至少一部分流动,此外,汇集通道17以某种方式构建,使得经清洁的废气在从过滤设备9排出后沿过滤器排出面13的至少一部分流动。采用这个布置方案便能借助过滤元件或活性炭垫9将废气过滤装置1的总体积的较大部分填满,从而相对所述废气过滤装置的总体积提供尽可能大的有效过滤面。废气过滤装置1以某种方式构建,使得经过滤的废气从排出口7排出时的排出速度足够大(但不会过大,否则可能会产生过量的噪声)。
下面对图1a至4e所示的废气过滤装置的分布通道及汇集通道的不同技术方案进行说明。
图1a和1b所示废气过滤装置1以某种方式构建,以便自内向外穿过过滤设备即活性炭垫9进行导流,其中,分布通道15构建在两个活性炭垫区段9之间(即过滤器进入面11的两个区段之间),汇集通道17构建在过滤器排出面13与壳体3的外壁或周壁的区段之间。根据图1a和1b,分布通道15和汇集通道17均具有沿废气的流动方向(即沿平行于z向延伸的纵向)保持恒定的横截面。图1a和1b所示废气过滤装置的区别在于,就图1a所示废气过滤装置1而言,排出口7布置在上末端区域即顶部区域中,而根据图1b,排出口7则布置在下末端区域即底部区域中,因此,这两个废气过滤装置的导流方式,以及将经过滤的废气与环境空气混合(在残余物稀释的情况下)的方式均不同。图1a所示废气过滤装置1能实现较大的流动速度,但在排出口7上排出的烟缕处于人的鼻子的高度上。
就图2至4e所示的每个实施方式而言,废气过滤装置1均借助分配通道15和/或汇集通道17的技术方案配设有空间变化的横截面,从而在活性炭垫9的整个面的范围内或在整个过滤器进入面11的范围内实现通流速度(即废气流过所述过滤设备时的流动速度)的均匀分布。
就图2所示实施方式而言,分布通道15具有恒定的横截面,而汇集通道17的横截面则沿流过该汇集通道的废气的流动方向以某种方式变化,使得所述汇集通道沿该方向具有3°的张角。特定而言,汇集通道17具有沿其总长度(沿流过该汇集通道的废气的流动方向)均匀增大的横截面,其中,借助布置于废气流动路径中的模制体33实现汇集通道17的横截面变化。在垂直剖面中(即根据图2所示的平行于xz平面的坐标系),模制体33具有三角形的横截面,且例如可以构建为棱锥体、棱柱体、椎体或截椎体。模制体33例如可以构建为具有三角形、正方形、矩形或一般的四边形基面的棱锥体;其中,在过滤单元即活性炭垫9例如由于重量原因而被划分的情况下,具有四边形基面的棱锥体的技术方案尤为有利。就图2所示废气过滤装置1而言,导流系统穿过活性炭垫9自外向内延伸,其中,分布通道15构建在过滤器进入面11与壳体3的壁部的区段之间,以及,汇集通道17构建在过滤器排出面13与模制体33的侧面之间。借助汇集通道17的横截面增大这一方案,便能在活性炭垫9的面的范围内实现通流速度的均匀化。就图2所示的废气过滤装置1而言,通风机21具有纵轴,以及未配设蜗壳(其中可能会汇集冷凝物)。根据这个实施方式,通风机21具有径向叶轮以及布置于该叶轮下游的有叶片的或无叶片的扩散器,其中,所述有叶片的扩散器用作导轮。在直接布置在叶轮下游的无叶片的扩散器、用作导轮的有叶片的扩散器,以及连接至导轮的扩散器中,对进入通风器21的流动进行延缓及均匀化。图2还示出冷凝液排出管39。
就图3a所示实施方式而言,分布通道15的横截面沿流过该分布通道的废气的流动方向减小,汇集通道17的横截面沿流过该汇集通道的废气的流动方向增大;其中,通过以下方式实现这两个通道的横截面变化:所述形式为活性炭垫9的过滤设备与壳体3的周壁成一定角度(亦即不平行)。图3b示出具有自内向外延伸的导流系统的废气过滤装置1,其中,借助在所示垂直剖面中呈矩形的模制体35,汇集通道17的横截面分阶式增大。
图4a至4e示出横截面沿流动方向增大的汇集通道17的其他方案,这些方案系借助具有相应形状的壳体3(图4a、4d、4e)或隔热物27(图4c),以及/或者借助布置于废气流动路径中的具有相应形状的模制体33(图4b)实现;此外根据图4e,分布通道15因模制体33而具有减小的横截面。在图4b中,除以与过滤器进入面11接触的方式布置的加热装置25外,还设有布置于分布通道15的入口上的加热元件37。就图2至4e所示实施方式而言,所述汇集通道的(最大)横截面积和所述分布通道的(最大)横截面积小于活性炭垫9或过滤器进入面11的面积的5%。
图5至图8示出废气过滤装置1整合至楼宇45的若干实施方式,其中,特别是不需要针对废气过滤装置1的独立壳体,以及,隔热、温度调节、送风这些功能至少部分通过楼宇45实现。楼宇45具有包含热绝缘层的顶部41及楼壁42,其中,顶部41和楼壁42构成楼宇空间44。各有一过滤设备9、一加热装置25和一支撑格栅23彼此相连从而构建为过滤组40。根据图5至8所示实施方式,汇集通道17均具有沿流过该汇集通道的废气的流动方向增大的横截面。
根据图5,过滤组40借助保持系统43以某种方式安装在楼宇45的顶部41上,使得汇集通道17构建在顶部41的内侧与过滤器排出面13之间。根据图6,过滤组40借助保持系统43以某种方式安装在壁部42上,使得汇集通道17构建在壁部42的内侧与过滤器排出面13之间。根据图7,过滤组40以某种方式安装在壁部42上,使得分布通道15构建在壁部42的外侧与过滤器进入面11之间。根据图8,过滤组40以某种方式布置在楼宇45的顶罩4下,使得汇集通道17构建在顶罩4与过滤器排出面13之间。
根据图5、6和8,分布通道15由楼宇45的空间44构成。这样一来,当所述汇集通道的横截面沿流动方向以适宜的方式增大时,便能在过滤面的范围内实现特别均匀的速度分布。因此,过滤组40(特别是根据图6)布置在楼宇45的内部的方案要有利得多。此外能够防止过滤组40被刻意损坏。
如果将过滤组40设置在楼宇45外(如图7所示),为在宽度范围内实现均匀的速度分布,需要花费较高的成本。如果所述楼宇中的生热量较大,自然通风可能便已足够且不必安装通风机(图7、8)。在图8中,所述过滤组直接整合至顶部41。
可以设有一个、两个或超过两个过滤组,具体视废气体积流量、过滤组或过滤结构的寿命等方面的要求而定。
附图标记表
1 废气过滤系统
3 壳体
4 顶罩/壳体的顶部区段
5 进入口
7 排出口
9 配设有微生物的过滤设备/活性炭垫
11 过滤器进入面
13 过滤器排出面
15 分布通道
17 汇集通道
19 流型
21 送风装置/通风机
23 支撑格栅
25 加热装置
27 热绝缘层
29 流入通道
31 流出通道
33 横截面为三角形的模制体
35 横截面为矩形的模制体
37 加热元件
39 冷凝液排出管
40 过滤组
41 包含热绝缘层的顶部
42 楼壁
43 保持系统
44 分布空间/楼宇空间
45 楼宇
Claims (16)
1.一种用于将废气中的污染物滤出的废气过滤装置(1),具有:
用于对废气进行过滤的过滤设备(9),其中,废气在过滤器进入面(11)上进入所述过滤设备、流过所述过滤设备,并在过滤器排出面(13)上从所述过滤设备排出,以及
用于沿所述过滤器进入面(11)对待过滤的废气进行分布的分布通道(15),以及用于对在所述过滤器排出面(13)上排出的经过滤的废气进行汇集的汇集通道(17),
其中,所述汇集通道(17)的横截面沿废气的流动方向增大,以及/或者,所述分布通道(15)的横截面沿废气的流动方向减小。
2.根据权利要求1所述的废气过滤装置,其中,所述过滤设备(9)配设有用于消除污染物的微生物。
3.根据权利要求2所述的废气过滤装置,其中,所述过滤设备(9)具有配设有微生物的活性炭层(9)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的废气过滤装置,具有用于对所述过滤设备(9)所过滤的废气进行加热的加热装置(25,37)。
5.根据权利要求4所述的废气过滤装置,其中,所述加热装置(25,37)在废气的流动路径中相对所述流动方向布置在所述过滤设备(9)前。
6.根据权利要求4或5所述的废气过滤装置,其中,所述加热装置(25,37)为电加热装置。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的废气过滤装置,其中,所述分布通道(15)以某种方式构建和布置,使得废气在进入所述过滤设备(9)前沿所述过滤器进入面(11)流动,以及/或者,所述汇集通道(17)以某种方式构建和布置,使得废气在从所述过滤设备(9)排出后沿所述过滤器排出面(13)流动。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的废气过滤装置,其中,所述分布通道(15)和/或所述汇集通道(17)的横截面变化通过布置在废气的流动路径中的模制体(33,35)实现。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的废气过滤装置,其中,所述分布通道(15)和/或所述汇集通道(17)的横截面积的平均值小于所述过滤器进入面(11)的5%。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的废气过滤装置,具有用于穿过所述过滤设备(9)对废气进行输送的送风装置(21)。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的废气过滤装置,其中,所述过滤设备(9)、所述分布通道(15)、所述汇集通道(17)和所述加热装置(25,37)布置在一壳体(3)中,且其中,所述壳体(3)的外壁的至少一部分具有隔热物(27)。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的废气过滤装置,其中,所述废气过滤装置具有用于将经过滤的废气排出的排出口,且其中,所述排出口以某种方式布置和构建,使得经由所述排出口排出的废气构成所述废气过滤装置的流体技术屏蔽。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的废气过滤装置,其中,所述汇集通道(17)和/或所述分布通道(15)具有2°至10°的张角。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的废气过滤装置,其中,所述废气过滤装置具有支撑格栅,所述过滤设备的至少一个区段以构建元件组的方式可拆卸式地紧固在所述支撑格栅上,以及,所述元件组可以围绕水平延伸的轴回转。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的废气过滤装置,其中,所述汇集通道(17)构建在楼宇(45)的壁部与过滤器排出面(13)之间,以及/或者,所述分布通道(15)构建在楼宇(45)的壁部与过滤器进入面(11)之间。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的废气过滤装置,其中,所述分布通道(15)由楼宇(45)的空间构成。
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |