DE102012021922B4

DE102012021922B4 - Filterwand zur Reinigung von Stallabluft und Abluftreinigungsanlage mit wenigstens einer Filterwand

Info

Publication number: DE102012021922B4
Application number: DE102012021922.9A
Authority: DE
Inventors: Volker Siemers
Original assignee: SCHULZ SYSTEMTECHNIK GmbH
Current assignee: SCHULZ SYSTEMTECHNIK GmbH
Priority date: 2012-11-09
Filing date: 2012-11-09
Publication date: 2016-12-15
Anticipated expiration: 2032-11-10
Also published as: DE102012021922A1

Abstract

Filterwand zur Reinigung von Stallabluft mit einer Luftanströmseite und einer Luftaustrittsseite, einem von der Luftanströmseite und der Luftaustrittsseite begrenzten Filterbereich und wenigstens einer dem Filterbereich zugeordneten Befeuchtungseinrichtung (8), dadurch gekennzeichnet, dass in dem Filterbereich längliche Luftgleichrichterkörper (30) angeordnet sind und die Luftgleichrichterkörper (30) vertikal ausgerichtet sind, dass die Luftgleichrichterkörper (30) in wenigstens drei Reihen angeordnet sind, dass die Luftgleichrichterkörper (30) benachbarter Reihen zueinander versetzt angeordnet sind und eine sich zwischen der Luftanströmseite und der Luftaustrittsseite über den gesamten Filterbereich erstreckende Wand ausbilden, und dass in den Luftgleichrichterkörpern (30) Steigleitungen der Befeuchtungseinrichtung (8) ausgebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Filterwand zur Reinigung von Stallabluft mit einer Luftanströmseite und einer Luftaustrittsseite, einem von der Luftanströmseite und der Luftaustrittsseite begrenzten Filterbereich und wenigstens einer dem Filterbereich zugeordneten Befeuchtungseinrichtung. Weiterhin betrifft die Erfindung auch eine Abluftreinigungsanlage zur Reinigung von Stallabluft mit wenigstens drei hintereinander geschalteten Reinigungsstufen und wenigstens einem den Reinigungsstufen vorgeschalteten Ventilator.
In Mastanlagen fallen zum Teil stark ammoniakhaltige und übel riechende Emissionen an, die vor allem über die Stallabluft aus den Mastanlagen gelangen und in der näheren Umgebung zu Beeinträchtigungen der Lebensqualität von Mensch und Tier führen. Weiterhin weist die Stallabluft der Mastanlagen auch einen hohen Staubgehalt auf, wobei mit dem Staub auch Keime aus der Mastanlage gelangen können. Ursachen für den hohen Staubgehalt sind unter anderem die Tiere, deren Futter, Einstreu für die Tiere sowie von den Tieren ausgeschiedener Kot, wobei der Staubgehalt und damit auch in der Abluft enthaltene Staubemissionen mit zunehmender Besatzdichte der Mastanlage überproportional ansteigen. Entsprechend trifft der überproportionale Anstieg auch auf die Ammoniak- und Geruchsemissionen zu, die sich während einer Mastperiode insbesondere in Folge einer zunehmenden Menge und Verweilzeit des Kotes in der Mastanlage bilden. Dabei sind zumindest die Ammoniakemissionen in der Abluft häufig an den Staub gebunden.
Eine Abluftreinigungsanlage für eine Mastanlage geht zum Beispiel aus dem Gebrauchsmuster DE 201 13 965 U1 hervor. Gemäß diesem Gebrauchsmuster erfolgt die Reinigung der Stallabluft über mehrere Reinigungsstufen eines Nassabscheiders, wobei der Nassabscheider zumindest zwei Filterwände aus beschichtetem Zellstoff aufweist. Diesen Filterwänden ist weiterhin eine Befeuchtungseinrichtung zugeordnet. Während der Reinigung der Abluft können sich diese Filterwände jedoch leicht mit Staub zusetzen, womit häufig ein verminderter Wirkungsgrad der Filterwände einhergeht. Um eine einwandfreie Funktion der Abluftreinigungsanlage zu gewährleisten ist daher ein hoher Wartungsaufwand erforderlich, der wiederum mit hohen Kosten verbunden ist.
Aus der DE 196 29 500 C1 und der DE 20 2010 001 678 U1 sind Vorrichtungen zur Reinigung von Abluft bekannt, bei denen befeuchtete Filterwände aus einer Füllkörperschüttung bestehen bzw. Kunststofffüllmaterial enthalten oder aus diesem bestehen, an denen zuvor versprühtes Waser abführbar ist.
Die DE 91 06 973 U1 offenbart eine weitere Vorrichtung zum Waschen von Luft, die einen Luftgleichrichter und einen Tropfenabscheider aufweist, zwischen denen mindestens eine Sprühvorrichtung angeordnet ist.
In der DE 35 46 232 A1 wird ein Luftwäscher beschrieben, der in einer Luftgleichrichterzone an seiner Lufteintrittsseite Luftgleichrichterkörper aufweisen soll, die auf einfache Weise austauschbar und reinigbar seien sollen. Die Luftgleichrichterkörper sind als Rundprofile ausgebildet, die in wenigstens zwei Reihen hintereinander angeordnet und in Strömungsrichtung derart zueinander versetzt sind, dass Durchströmspalten einer vorderen Reihe durch Luftgleichrichterkörper einer nachfolgenden Reihe versperrt sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine solche Abluftreinigungsanlage weiterzuentwickeln, so dass einerseits eine besonders effektive Abscheidung von Ammoniak- und Staubemissionen ermöglicht ist und andererseits ein besonders wartungsfreundlicher und damit kostengünstiger Betrieb gewährleistet ist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit einer Filterwand gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 und einer Abluftreinigungsanlage gemäß den Merkmalen des Anspruchs 16. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
Die Filterwand zur Reinigung von Stallabluft mit einer Luftanströmseite und einer Luftaustrittsseite, einem von der Luftanströmseite und der Luftaustrittsseite begrenzten Filterbereich und wenigstens einer dem Filterbereich zugeordneten Befeuchtungseinrichtung, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass in dem Filterbereich längliche Luftgleichrichterkörper angeordnet sind, dass die Luftgleichrichterkörper vertikal ausgerichtet sind, dass die Luftgleichrichterkörper in wenigstens drei Reihen angeordnet sind, und dass die Luftgleichrichterkörper benachbarter Reihen versetzt zueinander angeordnet sind und eine sich zwischen der Luftanströmseite und der Luftaustrittsseite über den gesamten Filterbereich erstreckende Wand ausbilden und dass in den Luftgleichrichterkörpern Steigleitungen der Befeuchtungseinrichtung ausgebildet sind. An dieser Wand aus länglichen Luftgleichrichterkörpern, die sich quer zu einer vorbestimmten Abluftströmungsrichtung erstreckt, wird dann in den Filterbereich einströmende Abluft an den Luftgleichrichterkörpern abgelenkt und vor allem Staub und Ammoniak in dem mit der Befeuchtungseinrichtung benetzbaren Filterbereich aus der Abluft abgeschieden. Nachdem die Abluft durch den Filterbereich geströmt ist, weist diese auf der Luftaustrittsseite der Filterwand dann eine einheitliche, gleichgerichtete Strömungsrichtung auf.
Diese länglichen Luftgleichrichterkörper weisen vorteilhafterweise eine zylindrische Form auf. Durch Kanten an den Luftgleichrichterkörpern bedingte Verwirbelungen der Abluft sind somit weitestgehend vermieden. Auch ein Verstopfen der Filterwand aufgrund von sich an den Luftgleichrichterkörpern ablagernden Staubpartikeln sowie ein durch Ablagerungen bedingter geringerer Wirkungsgrad der Filterwand ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung nicht mehr möglich. Um Material und damit auch Gewicht und Kosten einzusparen, können als Luftgleichrichterkörper parallel zueinander ausgerichtete Rohre vorgesehen sein.
Dass die Abluft auf der gesamten Luftaustrittsseite gleichgerichtet abströmt, wird durch das mehrfache Ablenken der Abluftströmungsrichtung an den in wenigstens drei Reihen versetzt zueinander angeordneten Luftgleichrichterkörpern erreicht und durch regelmäßige Abstände der Luftgleichrichterkörper zueinander optimiert. Die regelmäßigen Abstände zwischen den Luftgleichrichterkörpern beziehen sich insbesondere nicht nur auf die Luftgleichrichterkörper einer Reihe, sondern auch auf Luftgleichrichterkörper benachbarter Reihen, wobei die Reihen vorteilhafterweise einen Versatz zueinander aufweisen, der dem halben Abstand der Luftgleichrichterkörper entspricht. Zwischen den Luftgleichrichterkörpern sind somit möglichst gleichbreite Luftdurchgangsflächen ausgebildet, wobei die Abstände zwischen den Luftgleichrichterkörpern in einer bevorzugten Ausgestaltung wenigstens 15 mm, insbesondere zwischen 20 mm und 40 mm, zum jeweils nächsten Luftgleichrichterkörper betragen.
Die Luftgleichrichterkörper selbst weisen vorteilhafterweise einen Außendurchmesser zwischen 30 und 70 mm, insbesondere zwischen 40 und 60 mm, insbesondere circa 50 mm, auf. Die Außendurchmesser der Luftgleichrichterkörper entsprechen damit wenigstens der Breite der Luftdurchgangsflächen, insbesondere weisen die Luftgleichrichterkörper in einer bevorzugten Ausgestaltung einen Außendurchmesser auf, der größer ist als die Breite der Luftdurchgangsflächen zwischen den Luftgleichrichterkörpern, insbesondere beträgt der Außendurchmesser in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung mehr als das Doppelte des Abstands zwischen den Luftgleichrichterkörpern. Mit den Luftgleichrichterkörpern aufeinanderfolgend angeordneter Reihen können die eine geringere Breite aufweisenden Luftdurchgangsflächen zwischen den Luftgleichrichterkörpern somit „versperrt” werden, so dass die Abluft zwangsweise an jeder Reihe aus Luftgleichrichterkörpern abgelenkt wird.
An den Außenflächen der Luftgleichrichterkörper erfolgt dann eine Abscheidung des in der Abluft enthaltenen Staubes und Ammoniaks. Die Außenflächen der Luftgleichrichterkörper weisen dabei in einer bevorzugten Ausgestaltung des Filterbereichs eine spezifische Oberfläche von 15 m²/m³ bis 25 m²/m³, insbesondere circa 20 m²/m³, auf. Damit an dieser Oberfläche der Luftgleichrichterkörper jetzt eine Abscheidung von Ammoniak erfolgen kann, müssen zumindest die Außenflächen der Luftgleichrichterkörper mit Wasser benetzt werden. An dem Wasser werden dann Ammoniak und Staubpartikel aus der Abluft gebunden, so dass es zu einer intensiven Staub- und Ammoniakabscheidung aus der Abluft kommt. Das von dem Wasser gebundene Ammoniak und die Staubpartikel können dann auf einfache Weise über die Luftgleichrichterkörper drucklos mit dem Wasser in ein dem Filterbereich zugeordnetes Wasserauffangbecken abfließen.
Dieses Wasserauffangbecken ist unterhalb der Luftgleichrichterkörper anzuordnen und/oder über mehrere Stellen mit dem Filterbereich beziehungsweise den Luftgleichrichterkörpern zu verbinden. In dem Wasserauffangbecken ist mit Vorteil wenigstens eine Umwälzpumpe der Befeuchtungseinrichtung angeordnet. Das zum Abscheiden von Staub und Ammoniak eingesetzte Wasser kann dann in einem kostengünstigen und ökologisch vorteilhaften Wasserkreislauf geführt werden. Die Umwälzpumpe sollte eine Förderleistung aufweisen, die für eine Berieselungsdichte von wenigstens 1,5 m³/(m²·h) bis 3 m³/(m²·h) ausgelegt ist, um eine ausreichende Benetzung der Luftgleichrichterkörper sicherzustellen, und über eine Drehzahlregelung verfügen.
Um eine intensive Ammoniakabscheidung zu erreichen ist weiterhin ein pH-Wert zwischen 3 und 3,5 erforderlich, so dass dem Wasser Säure zu dosiert werden muss und eine geeignete pH-Wert-Sensorik vorzusehen ist. Eine geeignete pH-Wert-Sensorik besteht zum Beispiel aus einer pH-Wert-Messelektrode, die durch eine induktive Leitfähigkeitsmessung und ein Thermometer unterstützt wird.
In das Wasserauffangbecken zudosierte Säure kann zudem mit aus einem von der Wasserzuleitung der Befeuchtungseinrichtung abzweigenden Bypass ausströmenden Wasser in dem Wasserauffangbecken verrührt werden, um eine schnelle Vermischung der Säure mit dem Wasser und damit einen möglichst ausgeglichenen pH-Wert des Wassers in dem Wasserauffangbecken zu erreichen.
Um den Filterbereich mit den Luftgleichrichterkörpern mit Wasser zu benetzen, kann die Befeuchtungseinrichtung auf den Filterbereich bzw. auf die Luftgleichrichterkörper gerichtete Sprühdüsen aufweisen, mit denen das Wasser auf die Luftgleichrichterkörper aufgegeben wird. Als Sprühdüsen sind in weiterer Ausgestaltung Vollkegeldüsen mit einem Sprühwinkel von ca. 90° vorgesehen. Diese werden vorteilhafterweise sowohl auf der Luftanströmseite als auch auf der Luftaustrittsseite angeordnet, wobei die Luftanströmseite und die Luftaustrittsseite des Filterbereichs vollständig mit einem von den Sprühdüsen erzeugbaren Sprühnebel eingehüllt werden können. Der Sprühnebel und die von dem Sprühnebel eingehüllten Luftgleichrichterkörper weisen dann zusammen vorteilhafterweise eine Stärke von 600 mm in der vorbestimmten Abluftströmungsrichtung auf. Um den Sprühnebel in der vorgenannten Stärke erzeugen zu können sind die Sprühdüsen in einem Abstand von circa 300 mm zu den Luftgleichrichterkörpern angeordnet. Die Abluft soll in dem von dem Sprühnebel eingehüllten Filterbereich eine deutlich erhöhte Verweilzeit von wenigstens 0,5 s aufweisen.
Die Sprühdüsen auf der Luftanströmseite und die Sprühdüsen auf der Luftaustrittsseite sind vorteilhafterweise jeweils über vertikale Stichleitungen an eine gemeinsame Wasserverteilerleitung angeschlossen. Sämtliche Sprühdüsen der Luftanströmseite und der Luftaustrittsseite können so mit der Umwälzpumpe über nur eine in die Wasserverteilerleitung einmündende Wasserzuleitung mit Wasser gespeist werden. In Abhängigkeit von den Abmessungen der Filterwand und vor allem der Länge der Luftgleichrichterkörper, sind dann eine oder mehr Sprühdüsen an jeder Stichleitung vorzusehen.
In den Luftgleichrichterkörpern sind Steigleitungen der Befeuchtungseinrichtung ausgebildet. Die Steigleitungen sind mit der von der Umwälzpumpe abgehenden Wasserzuleitung verbunden, so dass mit der Umwälzpumpe Wasser über die Wasserzuleitung in die Steigleitungen gefördert werden kann. Das Wasser aus den Steigleitungen kann dann entweder in eine Wasserverteilerleitung mit angeschlossenen Sprühdüsen eingespeist werden und/oder gemäß einer alternativen Ausführung der Befeuchtungseinrichtung als Fallfilm an den Luftgleichrichterkörpern abfließen. Bei der alternativen Ausführung können die Steigleitungen oberhalb der Luftgleichrichterkörper an einem Wasserüberlauf enden, der insbesondere als Ringspalt an den Luftgleichrichterkörpern ausgebildet ist. Um auch ohne den Sprühnebel eine gleichbleibende Abscheidung von Ammoniak und Staub zu gewährleisten, können auf einfache Weise weitere Reihen mit Luftgleichrichterkörpern vorgesehen sein, so dass Luftgleichrichterkörper vorteilhafterweise in insgesamt sechs Reihen angeordnet sind.
Eine einfache und schnelle Montage der Filterwand kann dadurch erreicht werden, dass die Luftgleichrichterkörper in wenigstens einem Rahmen aufgenommen sind und die in dem Rahmen aufgenommenen Luftgleichrichterkörper eine Filtereinheit ausbilden. Diese Filtereinheit kann in größeren Stückzahlen vorgefertigt werden und muss dann nur noch mit weiteren Filtereinheiten zu einer Filterwand zusammengesetzt werden, wobei insbesondere größere Filterwände aus mehreren Filtereinheiten bestehen, die über die Rahmen zu der Filterwand zusammengesetzt sind. An den Rahmen sind dazu entsprechende Montageeinrichtungen vorzusehen, über die die einzelnen Filtereinheiten miteinander verbunden werden können.
Weiterhin betrifft die Erfindung auch eine Vorrichtung zur Reinigung von Stallabluft mit wenigstens drei hintereinander geschalteten Reinigungsstufen und wenigstens einem den Reinigungsstufen vorgeschalteten Ventilator. Diese Abluftreinigungsanlage zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass wenigstens eine Reinigungsstufe die Merkmale der vorbezeichneten Filterwand aufweist. In der Abluftreinigungsanlage erfüllt die Filterwand mit den Luftgleichrichterkörpern dann einerseits eine Funktion als Staub- und Ammoniakabscheider und andererseits eine Funktion als Luftgleichrichter.
Diese Filterwand mit den Luftgleichrichterkörpern ist den weiteren Reinigungsstufen in einer vorbestimmten Abluftströmungsrichtung vorgeschaltet, so das vorteilhafterweise die erste Reinigungsstufe die erfindungsgemäße Filterwand aufweist. Damit können die Vorteile, die die neu entwickelte Filterwand bietet, auf die gesamte Abluftreinigungsanlage übertragen werden.
Um die Abluft mit der Filterwand gleichrichten zu können, ist die Reinigungsstufe mit der Filterwand in einem vorbestimmten Abstand, insbesondere in einem Abstand von wenigstens zwei Metern, zu dem Ventilator anzuordnen, so dass sich durch den Ventilator bedingte Verwirbelungen an der ersten Reinigungsstufe nicht negativ auf die Gleichrichtung der Abluft auswirken. Mit der gleichgerichtet strömenden Abluft kann dann an den der Filterwand nachgeordneten Reinigungsstufen ein höherer Wirkungsgrad erzielt werden.
Der Reinigungsstufe mit der Filterwand ist vorteilhafterweise wenigstens eine Reinigungsstufe mit einem Tropfenabscheider nachgeordnet. Der Tropfenabscheider wiederum weist Prallflächen auf, die aufgrund der gleichgerichtet strömenden Abluft in optimaler Weise zu der Abluft angeordnet werden können und so eine besonders effektive Abscheidung von Ammoniak und Staub ermöglichen.
In Abhängigkeit davon, ob die Befeuchtungseinrichtung der ersten Reinigungsstufe eingeschaltet ist oder ausgeschaltet ist, wirkt der Tropfenabscheider auch als Trockenabscheider für den in der Abluft enthaltenen Staub. Wird die vorgeschaltete Filterwand befeuchtet, „fängt” der Tropfenabscheider die in der Abluft enthaltenen Tröpfchen mit Ammoniak und Staub, die einer plötzlichen Richtungsänderung an den Prallflächen nicht folgen können. An dem Tropfenabscheider aus der Abluft abgeschiedene Tröpfchen werden dann in das der Filterwand der ersten Reinigungsstufe zugeordnete Wasserauffangbecken eingeleitet. Entgegen der ersten Reinigungsstufe, die auf einer chemischen und physikalischen Reinigung beruht, wirkt die zweite Reinigungsstufe somit rein physikalisch.
Der Reinigungsstufe mit dem Tropfenabscheider ist vorteilhafterweise eine weitere Reinigungsstufe nachgeordnet, die aus Festbettfilterbausteinen besteht. Diese Festbettfilterbausteine weisen eine fein verästelte Struktur mit einer spezifischen Oberfläche von vorteilhafterweise 70 m²/m³ bis 90 m²/m³, insbesondere 80 m²/m³, auf und können an verschiedene Abmessungen der Abluftreinigungsanlage angepasst zusammengesetzt werden, wobei mit den Festbettfilterbausteinen eine weitere, vertikal installierte Filterwand ausgebildet ist.
Um einen höheren Wirkungsgrad der Reinigungsstufe mit den Festbettfilterbausteinen zu erzielen und die Abscheidung von Ammoniak zu ermöglichen, kann den Festbettfilterbausteinen eine Berieselungseinrichtung zugeordnet werden. Diese Berieselungseinrichtung besteht aus in bevorzugter Ausgestaltung wenigstens zwei Berieselungsleitungen, von denen wenigstens eine oberhalb der Festbettfilterbausteine und eine seitlich zu den Festbettfilterbausteinen in einem oberen Bereich angeordnet ist. Aufgrund der fein verästelten Struktur der Festbettfilterbausteine wird dadurch die weitere Abscheidung von Ammoniak und eine Reduzierung von Geruchsemissionen ermöglicht. Die Reduzierung der Geruchsemissionen kann mittels einer biologischen Abgasreinigung an der Reinigungsstufe mit den Festbettfilterbausteinen erfolgen, bevorzugt einem sogenannten „biologischen Rasen”.
Weiterhin ist unterhalb der Filterwand aus Festbettfilterbausteinen ein weiteres Wasserauffangbecken angeordnet, in dem auf die Festbettfilterbausteine aufgebenenes Wasser abfließt. Über wenigstens eine Umwälzpumpe in dem Wasserauffangbecken wird das Wasser dann analog zu dem Wasserkreislauf der ersten Reinigungsstufe wieder den Berieselungsleitungen zugeführt, so dass ein zweiter Wasserkreislauf ausgebildet ist. Das zweite Wasserauffangbecken dient weiterhin dem Auffüllen von aus dem Wasserauffangbecken der ersten Reinigungsstufe verdampftem Wasser und kann wiederum über einen Frischwasseranschluss aufgefüllt werden.
Die gesamte Abluftreinigungsanlage kann weiterhin in luftströmungstechnisch voneinander getrennte Abschnitte unterteilt sein, die jeweils die vorgesehenen Reinigungsstufen und wenigstens einen Ventilator aufweisen, um eine Anpassung an unterschiedliche Abluftmassenströme und Abluftemissionen zu erreichen. Die einzelnen Abschnitte sind dazu über eine Steuerung vorteilhafterweise derart miteinander verschaltet, dass anhand des Abluftmassenstroms und der ermittelten Abluftemissionen Abschnitte zugeschaltet oder abgeschaltet werden können und eine optimale Auslastung der Abluftreinigungsanlage über eine gesamte Mastperiode gewährleistet ist.
Insbesondere zu Beginn einer Mastperiode fällt nur gering belastete Abluft an, so dass nur ein kleiner Teil der für stärker belastete Abluftmengen ausgelegten Abluftreinigungsanlage benötigt wird, um eine ausreichende Reinigung der Abluft zu erzielen. Auch die Befeuchtungseinrichtung der ersten Reinigungsstufe der Filterwand aus Luftgleichrichterkörpern wird zumeist erst ab dem 10. Masttag zugeschaltet, um einen möglichst energieeffizienten und damit kostengünstigen Betrieb zu ermöglichen. Bei ausgeschalteter Befeuchtungseinrichtung der ersten Reinigungungsstufe wird Ammoniak dann nur an den Festbettfilterbausteinen abgeschieden. Bei Erreichen vorbestimmter Abluftemissionswerte und -belastungen werden dann weitere Abschnitte zu einem ersten Abschnitt zugeschaltet, in dem die jeweiligen Ventilatoren angelassen werden und an Trennwänden zwischen den Abschnitten angeordnete Absperrventile in den Wasserverteilerleitungen geöffnet werden. Die Befeuchtungseinrichtung und die Berieselungseinrichtung erstrecken sich dabei jeweils auf alle Abschnitte der Abluftreinigungsanlage. Um den Wasserzulauf entsprechend regeln zu können, sind die Umwälzpumpen der Befeuchtungs- und der Berieselungseinrichtung daher jeweils nur in dem zuerst zu betreibenden Abschnitt mit den jeweiligen Wasserverteilerleitungen verbunden.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sind insgesamt drei voneinander getrennte Abschnitte vorgesehen, von denen jeder die entsprechend vorgesehenen Reinigungsstufen und wenigstens einen Ventilator aufweist. Die Zuschaltung weiterer Abschnitte erfolgt in Abhängigkeit von einer maximal installierten Gesamtabluftrate. Bei drei Abschnitten erfolgt die Zuschaltung eines zweiten Abschnittes vorteilhafterweise bei einer Abluftrate ab 40% der installierten Gesamtabluftrate und die Zuschaltung eines dritten Abschnittes bei einer Grundluftrate ab 70% der installierten Gesamtabluftrate.
Der Abluftreinigungsanlage ist weiterhin eine Speicher Programmierbare Steuerung (SPS) zugeordnet, um eine weitestgehend automatisierte Steuerung zu erreichen. Mit dieser sollen erfasste Abluftparameter ausgewertet werden, die Abluftreinigungsanlage mit den Pumpen und den Ventilatoren angesteuert werden und betriebsspezifische Daten der erfassten Abluftparameter sowie die erfolgte Ansteuerung und Regelung der Abluftreinigungsanlage mit Speicherbausteinen dokumentiert werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben können. Es zeigen:
1: eine Draufsicht auf eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Abluftreinigungsanlage;
2: eine geschnittene Darstellung durch die Abluftreinigungsanlage gemäß 1;
3: eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Filterwand; und
4: eine Seitenansicht der Filterwand gemäß 3.
1 zeigt eine Abluftreinigungsanlage mit in einer vorbestimmten Abluftströmungsrichtung hintereinander geschalteten Reinigungsstufen 1, 2, 3 sowie den Reinigungsstufen 1, 2, 3 vorgeschalteten Ventilatoren 4. Diese Abluftreinigungsanlage mit den Reinigungsstufen 1, 2, 3 und den Ventilatoren 4 ist in ein Anlagengehäuse 5 eingebaut und mit Trennwänden 6, 6' in drei abluftströmungstechnisch voneinander getrennte Abschnitte I, II, III unterteilt. Jeder der Abschnitte I, II, III weist die drei Reinigungsstufen 1, 2, 3 und Ventilatoren 4 auf. Die Reinigungsstufen 1, 2, 3 erstrecken sich jeweils quer zu der Abluftströmungsrichtung über die gesamte Breite des jeweiligen Abschnitts I, II, III und weisen jeweils eine Luftanströmseite und eine Luftaustrittsseite auf. Weiterhin sind die Reinigungsstufen 1, 2, 3 und die Ventilatoren 4 jeweils in vorbestimmten Abständen zueinander angeordnet, wobei die Reinigungsstufe 3 und die Ventilatoren 4 in Wandungen des Anlagengehäuses 5 integriert sind.
Die Reinigungsstufe 1 weist eine Filterwand 7 mit einer der Filterwand 7 zugeordneten Befeuchtungseinrichtung 8 auf. Diese Befeuchtungseinrichtung 8 besteht aus einer oberhalb der Filterwand 7 angeordneten Wasserverteilerleitung 9 und an die Wasserverteilerleitung 9 angeschlossenen Sprühdüsen 10, die beidseitig sowohl auf der Luftanströmseite als auch auf der Luftaustrittsseite angeordnet sind. Diese Sprühdüsen 10 sind mit Abstand zu der Filterwand 7 angeordnet und auf die Filterwand 7 der Reinigungsstufe 1 gerichtet. Weiterhin umfasst die Befeuchtungseinrichtung 8 ein Wasserauffangbecken 11, das in der vorbestimmten Abluftströmungsrichtung hinter der Filterwand 7 an diese anschließend angeordnet ist.
Die Reinigungsstufe 3 weist eine weitere Filterwand 12 auf, der eine Berieselungseinrichtung 13 zugeordnet ist. Ebenso wie die Befeuchtungseinrichtung 8 weist auch die Berieselungseinrichtung 13 eine oberhalb der Filterwand 12 angeordneten Wasserverteilerleitung 14, Sprühdüsen 15 und ein Wasserauffangbecken 16 auf, das der Filterwand 12 in der vorbestimmten Abluftströmungsrichtung unmittelbar vorgelagert ist.
Sowohl die Befeuchtungseinrichtung 8 als auch die Berieselungseinrichtung 13 erstrecken sich über alle Abschnitte I, II, III und weisen an den Trennwänden 6, 6' in den Wasserverteilerleitungen 9, 14 angeordnete Absperrventile 17, 18, 19, 20 auf, mit denen die Abschnitte II, III je nach Bedarf einzeln zugeschaltet und von dem Abschnitt I abgeriegelt werden können. In der gezeigten Darstellung in 1 sind zum Beispiel die Absperrventile 17, 19 zwischen dem Abschnitt I und dem Abschnitt II geöffnet, während der Abschnitt III aufgrund der geschlossenen Absperrventile 18, 20 abgesperrt und somit nicht in Betrieb ist.
Der 2 ist zu entnehmen, wie die Befeuchtungseinrichtung 8 und die Berieselungseinrichtung 13 aufgebaut sind, wobei jeweils ein Wasserkreislauf ausgebildet ist. Die Befeuchtungseinrichtung 8 und die Berieselungseinrichtung 13 weisen dazu jeweils eine in den zugeordneten Wasserauffangbecken 11, 16 angeordnete Umwälzpumpe 21, 22 auf, mit der die jeweilige Wasserverteilerleitung 9, 14 gespeist werden kann. Über die an die Wasserverteilerleitungen 9, 14 angeschlossenen Sprühdüsen 10, 15 werden dann die Filterwände 7, 12 benetzt, über die wiederum das dann staub- und ammoniakhaltige Wasser drucklos in die Wasserauffangbecken 11, 16 abfließt. Der Filterwand 7 der Reinigungsstufe 1 sind dazu sowohl auf der Luftanströmseite als auch auf der Luftaustrittsseite an Stichleitungen 23 je zwei übereinander angeordnete Sprühdüsen 10 zugeordnet, während die Reinigungsstufe 3 seitlich und oberhalb der Filterwand 12 angeordnete Sprühdüsen 15 aufweist. Gemäß der Erfindung sind zumindest die Umwälzpumpe 21 und die zugehörige Wasserverteilerleitung 9 entgegen der Darstellung in 2 über Steigleitungen innerhalb der Filterwand 7 miteinander verbunden.
Um verdunstetes Wasser zu ersetzen, weist das Wasserauffangbecken 16 noch einen Frischwasseranschluss 24 auf. Das Wasserauffangbecken 11 ist bei Bedarf über eine Beckenverbindung 25 aus dem Wasserauffangbecken 16 mit Frischwasser befüllbar.
Der Befeuchtungseinrichtung 8 und der Berieselungseinrichtung 13 ist weiterhin eine Säuredosiereinheit aus einer Säurepumpe 26, einem Säurereservoir 27 und pH-Wert-Messeinrichtungen 28, 29 zugeordnet, über die pH-Wert-abhängig Säure in die Wasserauffangbecken 11, 16 gegeben werden kann.
In 3 ist die Filterwand 7 der Reinigungsstufe 1 im Detail dargestellt. Diese besteht aus drei quer zur vorbestimmten Abluftströmungsrichtung ausgerichteten Reihen aus Luftgleichrichterkörpern 30. Die Luftgleichrichterkörper 30 sind jeweils in regelmäßigen Abständen zueinander angeordnet, wobei die Luftgleichrichterkörper 30 benachbarter Reihen um den halben Abstand zweier Luftgleichrichterkörper 30 einer Reihe zueinander versetzt angeordnet sind. Weiter sind die Luftgleichrichterkörper 30 in einem Rahmen 31 aufgenommen, wobei die in dem Rahmen 31 aufgenommenen Luftgleichrichterkörper 30 eine Filtereinheit 32 ausbilden. Der Rahmen 31 besteht aus gewellten Blechen oder Kunststoffformteilen, die eine an den Versatz der Reihen angepasste Form aufweisen. Zudem sind die Luftgleichrichterkörper 30 als Steigleitung ausgebildet, über die die Umwälzpumpe 21 mit der Wasserverteilerleitung 9 verbunden ist.
4 zeigt nochmal die Filtereinheit 32 aus 3 in Draufsicht auf die Luftgleichrichterkörper 30, die in dieser Ansicht eine geschlossene Fläche bzw. Wand ausbilden, da die Abstände zweier Luftgleichrichterkörper 30 zueinander geringer sind als ihr Außendurchmesser.
In der Abluftreinigungsanlage zu reinigende Abluft gelangt während des Betriebes über die Ventilatoren 4 in die jeweiligen Abschnitte I, II und/oder III und wird durch die Filterwand 7 der Reinigungsstufe 1 gedrückt. Durch die spezielle Anordnung der versetzt zueinander angeordneten Luftgleichrichterkörper 30 wird die aufzureinigende Abluft dabei gleichgerichtet. An der folgenden, als Tropfenabscheider ausgebildeten Reinigungsstufe 2 können dadurch besonders hohe Wirkungsgrade erzielt werden, da die angeströmte Abluft in einem optimalen Winkel auf Prallflächen des Tropfenabscheiders trifft.
Die abschließende Reinigungsstufe 3 dient der restlichen Abscheidung von Ammoniak sowie vor allem auch der Geruchsminimierung in der aufzureinigenden Abluft und ist aus Festbettfilterbausteinen mit einer besonders fein verästelten Struktur zusammengesetzt.
Je nachdem, wie stark die Abluft mit Staub und Ammoniak belastet ist, werden die Filterwände 7, 12 der Reinigungsstufen 1 und 3 mit Wasser benetzt, um Staub und vor allem Ammoniak besser abzuscheiden. Zu Beginn einer Mastperiode kann jedoch auf eine Befeuchtung verzichtet werden, da die Abluft noch wenig Staub, Ammoniak und Keime enthält. Die Reinigungsstufe 1 erfüllt dann nur die Funktion eines Luftgleichrichters und der Tropfenabscheider der Reinigungsstufe 2 dient als Trockenstaubabscheider. Mit zunehmender Mastdauer wird dann zuerst die Befeuchtungseinrichtung 8 und/oder die Berieselungseinrichtung 13 eingeschaltet. Da die Abluftreinigungsanlage in mehrere Abschnitte I, II, III unterteilt ist, besteht zudem die Möglichkeit, in Abhängigkeit von den Abluftemissionen zuerst nur den Abschnitt I und nach und nach die Abschnitte II und III zuzuschalten. Hierzu werden lediglich die Ventilatoren 4 in Betrieb genommen, die jeweiligen Absperrventile 17, 18, 19, 20 geöffnet und die Umwälzpumpen 21, 22 über deren Drehzahl nachgeregelt. Gegen Ende einer Mastperiode ist dann die vollständige Abluftreinigungsanlage in Betrieb.

Claims

Filterwand zur Reinigung von Stallabluft mit einer Luftanströmseite und einer Luftaustrittsseite, einem von der Luftanströmseite und der Luftaustrittsseite begrenzten Filterbereich und wenigstens einer dem Filterbereich zugeordneten Befeuchtungseinrichtung (8), dadurch gekennzeichnet, dass in dem Filterbereich längliche Luftgleichrichterkörper (30) angeordnet sind und die Luftgleichrichterkörper (30) vertikal ausgerichtet sind, dass die Luftgleichrichterkörper (30) in wenigstens drei Reihen angeordnet sind, dass die Luftgleichrichterkörper (30) benachbarter Reihen zueinander versetzt angeordnet sind und eine sich zwischen der Luftanströmseite und der Luftaustrittsseite über den gesamten Filterbereich erstreckende Wand ausbilden, und dass in den Luftgleichrichterkörpern (30) Steigleitungen der Befeuchtungseinrichtung (8) ausgebildet sind.
Filterwand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die länglichen Luftgleichrichterkörper (30) eine zylindrische Form aufweisen.
Filterwand nach einem der Ansprüche 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftgleichrichterkörper (30) parallel zueinander ausgerichtete Rohre sind.
Filterwand nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftgleichrichterkörper (30) regelmäßige Abstände zueinander aufweisen.
Filterwand nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihen zueinander um den halben Abstand zwischen zwei Luftgleichrichterkörpern (30) versetzt angeordnet sind.
Filterwand nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände zwischen den Luftgleichrichterkörpern (30) wenigstens 15 Millimeter betragen.
Filterwand nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände zwischen 20 Millimeter und 40 Millimeter betragen.
Filterwand nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftgleichrichterkörper (30) einen Außendurchmesser zwischen 40 Millimeter und 60 Millimeter, insbesondere 50 Millimeter aufweisen.
Filterwand nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterbereich mit den Luftgleichrichterkörpern (30) eine spezifische Oberfläche von 15 m²/m³ bis 25 m²/m³ aufweist.
Filterwand nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem Filterbereich ein Wasserauffangbecken (11) zugeordnet ist.
Filterwand nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Wasserauffangbecken (11) wenigstens eine Umwälzpumpe (21) der Befeuchtungseinrichtung (8) angeordnet sind.
Filterwand nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Befeuchtungseinrichtung (8) auf den Filterbereich gerichtete Sprühdüsen (10) aufweist.
Filterwand nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühdüsen (10) sowohl auf der Luftanströmseite als auch auf der Luftaustrittsseite angeordnet sind.
Filterwand nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigleitungen oberhalb der Luftgleichrichterkörper (30) an einem Wasserüberlauf enden.
Filterwand nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftgleichrichterkörper (30) in wenigstens einem Rahmen (31) aufgenommen sind und die in dem Rahmen (31) aufgenommenen Luftgleichrichterkörper (30) eine Filtereinheit (32) ausbilden.
Abluftreinigungsanlage zur Reinigung von Stallabluft mit wenigstens drei hintereinander geschalteten Reinigungsstufen (1, 2, 3) und wenigstens einem den Reinigungsstufen (1, 2, 3) vorgeschalteten Ventilator (4), dadurch gekennzeichnet, dass eine Reinigungsstufe (1) eine Filterwand (7) mit Luftgleichrichterkörpern (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 aufweist.
Abluftreinigungsanlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die in einer vorbestimmten Abluftströmungsrichtung erste Reinigungsstufe (1) die Filterwand (7) aufweist.
Abluftreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsstufe (1) mit der Filterwand (7) in einem vorbestimmten Abstand, insbesondere in einem Abstand von wenigstens zwei Metern, zu dem Ventilator (4) angeordnet ist.
Abluftreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterwand (7) mit den Luftgleichrichterkörpern (30) wenigstens eine Reinigungsstufe (2) mit einem Tropfenabscheider nachgeordnet ist.
Abluftreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 18 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Reinigungsstufe (2) mit einem Tropfenabscheider wenigstens eine Reinigungsstufe (3) aus Festbettfilterbausteinen nachgeordnet ist.
Abluftreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Reinigungsstufe (3) mit den Festbettfilterbausteinen eine Berieselungseinrichtung (13) mit einem weiteren Wasserauffangbecken (16) zugeordnet ist.
Abluftreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Abluftreinigungsanlage in luftströmungstechnisch voneinander getrennte Abschnitte (I, II, III) unterteilt ist, die jeweils die vorgesehenen Reinigungsstufen (1, 2, 3) und wenigstens einen Ventilator (4) aufweisen.
Abluftreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Abluftreinigungsanlage eine speicherprogrammierbare Steuerung zugeordnet ist.