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Die Erfindung betrifft eine Luftreinigungseinrichtung und ein zugehöriges Verfahren zur Reinigung von mit Schadstoffen und Keimen belasteter Luft.
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Im Rahmen des Umwelt- und Gesundheitsschutzes wird gefordert, die Schadstoffbelastung und Keimbelastung der Luft in Räumen zu senken.
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Häufig werden zur Reinigung der Luft Gewebefilter, etwa in Form von Kassetten eingesetzt.
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Insbesondere während der Corona-Pandemie hat sich gezeigt, dass die verwendeten Filtereinrichtungen Keime nur mit einigem Aufwand und teilweise nicht genügend wirkungsvoll zurückhalten können. Generell ist die Reinigungswirkung bekannter Klima- und Lüftungsgeräte somit zu verbessern.
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Die bisher verwendeten und in einem Aspekt der Erfindung weiter unten vorgeschlagenen sogenannten HEPA (High-Efficiency Particulate Air/Arrestance)-Filter können als Gewebefilter ausgebildet sein, die Partikel größer ihrer Maschenweite zurückhalten.
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Bei Sättigung der Filter müssen diese ausgetauscht werden und es entstehen mitunter hohe Wartungskosten.
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Ferner können durch Reaktionen des im Filter angesammelten Staubes und Keimen mit Feuchtigkeit unliebsame Gerüche entstehen.
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Keime, die kleiner als die Maschenweite sind, können bekanntlich zu einem gewissen Anteil durch die Gewebeschichten der Filtereinrichtung hindurch passieren.
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Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Filter und ein Verfahren für die Reinigung von Luft mittels eines Filters anzugeben.
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Zur Lösung der Aufgabe wird ein Luftreinigungsverfahren und eine Luftreinigungsvorrichtung mit den Merkmalen der beiden unabhängigen Ansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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In einer ersten Ausgestaltung wird danach ein Luftreinigungsvorrichtung zur Reinigung der Luft vorgeschlagen, umfassend eine Strömungserzeugungseinrichtung, zur Erzeugung einer Luftströmung, wobei die Luftströmung durch eine Filtereinrichtung für die Filterung der Luft, und durch eine Dispergiereinrichtung in der Partikel geeignet für die Reinigung der Luft in der Luftströmung dispergiert vorhanden sind, hindurchtritt.
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Es kann dadurch der technische Aufwand gering gehalten werden, um eine Schadstoff- und insbesondere Bakterien- oder Virenbelastungen für Menschen zu verringern oder gänzlich abzuschaffen.
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Das Luftreinigungsverfahren weist in einer Ausgestaltung der Erfindung zumindest einen Ozongenerator auf. Der Ozongenerator ist so angeordnet, dass durch das erzeugte Ozon Keime abgetötet werden.
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Das Luftreinigungsvorrichtung kann in einem Aspekt der Erfindung vorzugsweise einen an sich bekannten Neutralisator für Ozon aufweisen, durch den überschüssiges Ozon neutralisiert wird. Durch diese Ausgestaltung wird vermieden, dass erzeugtes überschüssiges Ozon in die Raumluft gelangen kann.
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Der Neutralisator kann insbesondere Aktivkohle sein oder Aktivkohle umfassen, da Aktivkohle sowohl Ozon als auch Keime adsorbieren bzw. neutralisieren kann.
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Die Dispergiereinrichtung kann als Reaktor aufgefasst werden und weist vorzugsweise einen Einlass und einen Auslass, etwa in Form von Leitungen für Luft auf. Die Wände der Dispergiereinrichtung können aus Metall bestehen. Auch ansonsten bestehen die Wandungen der Luftreinigungsvorrichtung vorzugsweise aus Metall.
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Die Dispergiereinrichtung ist so eingerichtet ist, dass diese einen Keimgehalt und/oder einen Ozongehalt in der Luft des Luftstroms zu reduzieren vermag.
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Die Partikel bestehen in einem weiteren Aspekt aus mindestens einem Element der folgenden Gruppe: Pulver von Aktivkohle, Tonerde, Permanganat, insbesondere Kaliumpermanganat oder Natriumpermanganat, Zeolith, Pottasche, Kalk, Branntkalk, Aluminiumoxid, Karbonfasern, insbesondere Karbonnanofasern.
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Die Partikel können insbesondere in Form von Schüttgut vorliegen.
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Die Luftreinigungseinrichtung kann in einem weiteren Aspekt noch eine Partikelspeichereinrichtung zur Speicherung der Partikel für ihre Verwendung im der Dispergiereinrichtung aufweisen. Die Partikelspeichereinrichtung kann in Form eines Pulverbehälters für Pulver vorgesehen sein, welches den Keimgehalt und/oder den Ozongehalt der Luft innerhalb der Luftströmung zu reduzieren vermag. Der Stoff, aus dem das Pulver gebildet ist, kann dabei ein Sorbent sein. Der Einsatz von Pulver ermöglicht es, dass dieses durch strömende Luft transportiert werden kann, um so vorteilhaft lange Kontaktzeiten zwischen Luft und Pulver zu ermöglichen. Durch Vorsehen eines Pulvers werden darüber hinaus vorteilhaft große Oberflächen an den einzelnen Partikeln bereitgestellt, um so zu einem hohen Wirkungsgrad zu gelangen.
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In einem weiteren Aspekt ist eine Dosiereinrichtung zur Abgabe der Partikel, wobei die Dosiereinrichtung zwischen der Partikelspeichereinrichtung und der Dispergiereinrichtung angeordnet ist, vorgesehen.
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Die Dosiereinrichtung kann in Form einer Pulverzuführungseinrichtung ausgebildet sein, durch die Pulver aus dem Pulverbehälter in die zu reinigende Luft des Luftstroms hineingeleitet werden kann. Umfasst die Luftreinigungseinrichtung einen weiteren Reaktor, so kann das Pulver in die Auslassleitung dieses Reaktors eingeleitet werden. Das Pulver kann aber auch unmittelbar in den Reaktor hineingeleitet werden, um so den Luftstrom innerhalb des Reaktors kontinuierlich mit einem Partikelgehalt zu versorgen, durch den ein Keimgehalt und/oder ein Ozongehalt und/oder Feuchtigkeit der Luft möglichst reduziert wird.
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Insbesondere Pulver ist insbesondere so dimensioniert, dass es von dem Luftstrom der zu reinigenden Luft entlang einer vorgegebenen Strecke transportiert werden kann. Pulver wird bevorzugt in seiner Korngröße derart gewählt, dass es im Luftstrom entlang der vorgegebenen Strecke quasi schwebend gehalten werden kann. Es wird so ein hoher Wirkungsgrad erreicht. Die vorgegebene Strecke kann eine Strecke sein, die das Pulver zurücklegen muss, um einen Filter der Luftreinigungseinrichtung zu erreichen.
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Die Pulverzuführungseinrichtung kann einen Schließmechanismus umfassen, durch den hindurch Pulver mittels Schwerkraft hindurchtreten kann, wenn der Schließmechanismus ganz oder teilweise geöffnet ist.
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Die Luftreinigungseinrichtung umfasst die Filtereinrichtung, durch die die Partikel, insbesondere das Pulver aus der Luft herausgefiltert werden kann. Der Filter ist dabei so angeordnet, dass Luft mit zugeführtem Pulver, also die mit dem Pulver beladene Luft, durch den Filter während des Betriebes strömt. Durch den Filter wird daher während des Betriebes das Pulver aus der Luft wieder herausgefiltert.
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Durch die Strömungserzeugungseinrichtung wird bewirkt, dass Luft durch die Luftreinigungseinrichtung hindurchströmt. Die Strömungserzeugungseinrichtung kann ein Gebläse oder einen Ventilator umfassen, um den gewünschten Luftstrom zu erzeugen.
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Ist der Keimgehalt der Luft und ggfs. auch der Ozongehalt der Luft durch die Luftreinigungseinrichtung reduziert worden, so wird die Luft durch die Filtereinrichtung hindurch geleitet. Auf der Filteroberfläche kann sich eine Schicht aus Pulver bilden, falls zuvor Pulver in die Luft zu Reinigungszwecken eingeleitet worden ist. Die Luft kann dadurch mithin gezwungen werden, durch eine aus dem Pulver gebildete Schicht hindurch zu strömen, was weiter verbessernd zu einem Kontakt zwischen Luft und Pulver beiträgt. Die Filtereinrichtung kann also einerseits dafür sorgen, dass Luft durch eine Schicht aus dem Pulver hindurch treten muss, um so Keime und/oder Ozon aus der Luft mithilfe des Pulvers mit besonders hohem Wirkungsgrad zu entfernen. Andererseits sorgt der Filter dafür, dass das Pulver wieder aus der Luft entfernt wird, so dass Luft aus der Luftreinigungseinrichtung austritt, die kein Pulver mehr enthält, und bei der eine Belastung durch Keime erheblich reduziert worden ist.
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Durch die Filtereinrichtung kann in einer Ausgestaltung außerdem die Luft von Feinstaub befreit werden. Der Filter kann also so ausgewählt sein, dass Feinstaub herausgefiltert werden kann.
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Das Vorsehen der Filtereinrichtung kann daher auch dann von Vorteil sein, wenn zuvor kein Pulver in die Luft hineingeleitet worden ist, weil der Filter dazu dienen kann, Feinstaub aus der Luft herauszufiltern.
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Es gelingt so dauerhaft eine sehr gute, zuverlässige Luftreinigung, ohne dafür einen übermäßig großen technischen Aufwand betreiben zu müssen. Eine kompakte Bauweise ist ebenfalls möglich. So kann es zwar für die Erzielung eines optimalen Wirkungsgrads erforderlich sein, kontinuierlich nicht zuvor mit Keimen belastetes Pulver der Luft zuzuführen. Der Verbrauch von Pulver ist gering wenn es , in Abhängigkeit vom Bedarf zugeführt wird. Insbesondere kann in einem anderen Aspekt jedoch noch vorgesehen sein, dass Pulver wiederzuverwenden und somit einen geschlossenen Kreislauf für die Pulvernutzung zu schaffen.
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Bei der Luftreinigungseinrichtung ist in einem Aspekt vorteilhaft vorgesehen, Pulver lediglich bei Bedarf in die zu reinigende Luft einzuleiten. Eine Pulverzuführung wird daher in einer Ausgestaltung der Erfindung beispielsweise bei genügender Pulverschicht unterbrochen.
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Ein bevorzugtes Pulvermaterial besteht vollständig oder überwiegend aus Tonerde. Ein weiteres bevorzugtes Pulvermaterial umfasst Permanganat und/oder Pottasche. Ein weiteres bevorzugtes Pulvermaterial umfasst Kalk und/oder Branntkalk zur Entkeimung. Die Tonerde kann in einem weiteren Aspekt imprägniert sein, so zum Beispiel mit Permanganat. Ein bevorzugtes Pulvermaterial umfasst oder besteht weiterhin aus aktivierter Tonerde (Aluminiumoxid), welches mit Permanganat wie zum Beispiel Kaliumpermanganat angereichert ist. Permanganat ist sehr reaktionsfreudig und benötigt kurze Reaktionszeiten (Kontaktzeit < 0,5 sec), um durchströmende Keime zu oxidieren.
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Insbesondere an der Oberfläche des Filterelements können im Fall von Kaliumpermanganat folgende Reaktionen ablaufen: 2KMnO4 + SO2 -> K2SO4 + 2MnO2 + O2 3NO + 2KMnO4 + H2O -> 3NO2 + 2MnO2 + 2KOH 3NO2 + KMnO4 + 2KOH -> 3KNO3 + MnO2 + H2O CO wird zu CO2 oxidiert
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Anstelle von Kaliumpermanganat kann auch Natriumpermanganat eingesetzt sein, das mit den gleichen Reaktionen wie vor beschrieben genutzt wird.
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Die Abscheidung der Stickoxide NOx kann unter Anwesenheit von Luftfeuchtigkeit und der Umwandlung in neutralen Salpeter erfolgen, welcher im Trägermaterial Tonerde gebunden wird.
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Eine solche Abscheidung ist nicht reversibel, d. h., bei Temperaturerhöhung oder hoher Luftfeuchtigkeit wird das gebundene Stickoxid NOx nicht wieder freigegeben (keine Desorption).
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Weitere mögliche Sorbentien sind Aktivkohle, Zeolith oder andere Keim bindende Materialien. Eingesetztes Pulver kann dann also in einem weiteren Aspekt vollständig oder zumindest überwiegend aus Aktivkohle, Zeolith oder andere Keim bindende und abtötende Materialien bestehen.
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Vorzugsweise werden Pulver mit Pulverdurchmessern von etwa 0,05 mm bis 0,4 mm eingesetzt, damit das Pulver zusammen mit Luft geeignet transportiert werden kann. Der mittlere Durchmesser kann der Pulverkörner kann beispielsweise 0,1 mm bis 0,3 mm betragen, um zu guten Ergebnissen zu gelangen.
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Das verbrauchte Pulver wird vorzugsweise zusammen mit Feinstaub am Filterelement abgeschieden, um so eine hohe Reinigungsleistung zu erzielen. Das Filterelement ist dann also so ausgewählt, dass es neben dem Pulver auch Feinstaub aus Luft herausfiltern kann.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Filterelement so ausgewählt, dass es Feinstaub herauszufiltern vermag und zwar vorzugsweise wenigstens 99 % des in der schadstoffbelasteten Luft enthaltenen Feinstaubes. Besonders bevorzugt kann das Filterelement 99,9 % Feinstaub herausfiltern.
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In einem Aspekt weist die Luftreinigungsvorrichtung eine Filterreinigungseinrichtung zur Reinigung der Filtereinrichtung von den darauf in einer Schicht abgelagerten Partikeln auf.
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Bevorzugt sind einer Ausgestaltung ein oder mehrere Filterelemente vorgesehen, die selbsttätig durch Pressluftimpulse gereinigt werden können. Um durch Pressluftimpulse reinigen zu können, ist vorzugsweise ein Presslufttank mit ein oder mehreren Ventilen als Filterreinigungseinrichtung vorgesehen. Werden die ein oder mehreren Ventile geöffnet, so tritt Pressluft aus dem Tank heraus und zwar in Richtung der ein oder mehreren Filterelemente und die Filterelemente werden dadurch gereinigt.
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Die ein oder mehreren Filterelemente können in einer Ausgestaltung sacklochartig in der Art einer Tasche geformt sein. Es können insbesondere noch Patronenfilter, also röhrenförmige Filter, als Filterelemente vorgesehen sein. Sacklochartige Filter sowie Patronenfilter verfügen über sehr große Filterflächen bei kompakter Bauweise. Vorzugsweise werden plissierte Filterelemente eingesetzt, die dann also als Patrone oder Tasche vorliegen können.
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Ein eingesetztes Filterelement kann ein Gewebe umfassen, mit dem Pulver, Partikel und/oder Feinstäube aus Luft herausgefiltert werden.
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Mit Gewebefiltern, vorzugsweise taschenförmigen Filtern oder Patronenfiltern, können relativ große Filterflächen und relativ geringe Anströmgeschwindigkeiten, Druckverluste, sowie lange Kontaktzeiten zwischen Pulver und den abzuscheidenden gasförmigen Schadstoffen erreicht werden. Abscheidungsgrade für Feinstäube über 99,99 % bei 0,1 µm Partikelgröße sind dauerhaft realisierbar. Eine solche Gewebefilteranlage ermöglicht durch die großen Filterflächen auf den Filterelementen und sich daraus ergebenden niedrigen Durchströmgeschwindigkeiten ausreichend Kontaktzeit zur Reaktion des in der Luft möglicherweise enthaltenen Stickoxids mit dem Pulver.
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Filterelemente aus gewobenen Materialien, vorzugsweise mehrfach gefalteten Gewebefilterpatronen oder anderen plissierten Bauformen, welche durch Gegenstrom-Pressluftimpulse zu reinigen sind, sind in einem weiteren Aspekt besonders bevorzugt. Der Filterreinigungsprozess kann differenzdruck- und/oder zeitgesteuert sein und/ oder in Abhängig von Stickstoffoxidkonzentrationen.
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Die Pulverzuführungseinrichtung kann ein oder mehrere Fördereinrichtungen wie zum Beispiel eine Schnecke umfassen, um Pulver aus der Partikelspeichereinrichtung, mithin dem Pulverbehälter in die zu reinigende Luft kontrolliert einleiten zu können. Alternativ oder ergänzend kann das Pulver mittels Schwerkraft aus dem Pulverbehälter in die zu reinigende Luft eingeleitet werden.
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Die Partikelspeichereinrichtung in Form des Pulverbehälters kann periodisch oder kontinuierlich mit frischem Pulver gefüllt werden. Wird der Pulverbehälter periodisch gefüllt, so ist dieser vorzugsweise so dimensioniert, dass der Vorrat an Pulver für eine bestimmte Zeitdauer, beispielsweise eine Woche ausreicht oder zumindest ausreichen kann.
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In einem Aspekt ist in Dispergiereinrichtung in Form eines Reaktors eine Wandbeschichtung vorgesehen, die eine Keimreduzierung und/oder eine Ozonreduzierung in Luft bewirkt. In einem Aspekt liegt diese Beschichtung in Form von Karbonfasern vor.
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Solche Karbonfasern ermöglichen einen guten Luftdurchlass im Reaktorbehälter. Es können daher hinreichend hohe Strömungsgeschwindigkeiten für den Transport von Pulver erzielt werden, ohne dafür übermäßig viel Energie aufwenden zu müssen.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung bestehen die Fasern vollständig oder zumindest überwiegend aus Aktivkohle. Geeignete Aktivkohlenanofasern zur Oxidation von Stickoxiden sind kommerziell erhältlich und werden bereits angeboten.
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Die katalytische Wirkung von Aktivkohle, insbesondere Aktivkohlenanofasern zur Oxidation von Stickoxiden, kann in einer weiteren Ausbildung der Erfindung vorteilhaft ausgenutzt werden, indem die Innenwände eines Reaktorbehälters und/oder andere Innenwände der Luftreinigungseinrichtung wirkungsgradsteigernd mit Aktivkohle, so zum Beispiel mit Aktivkohlenanofasern, beschichtet werden. Die Innenbeschichtung kann also Aktivkohle enthalten, an welcher zum Beispiel Oxidation von Stickstoffdioxid (NO2) zu Nitrat (NO3) stattfindet.
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Die Luftreinigungseinrichtung kann in einem weiteren Aspekt einen Reaktor umfassen, der so eingerichtet sein kann, dass dieser Feinstaub in der Luft reduziert. Der zur Feinstaubreduzierung vorgesehene Reaktor kann beispielsweise vor einem weiteren, optional vorgesehenen, Reaktor angeordnet sein, durch welchen ein NOx-Gehalt der hindurchströmenden Luft reduziert wird.
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Der Auslass des vorzugsweise zur Feinstaubreduzierung vorgesehenen Reaktors ist in dieser besonderen Ausbildung mit dem Einlass des Reaktors, durch den der NOx Gehalt reduziert wird, so verbunden, dass Luft von dem vorzugsweise zur Feinstaubreduzierung vorgesehenen Reaktor in den zur NOx - Reduzierung vorgesehenen Reaktor hineinströmt. Der vorzugsweise zur Feinstaubreduzierung vorgesehene Reaktor kann aber auch, in Strömungsrichtung gesehen, hinter dem zur NOx - Reduzierung vorgesehenen Reaktor angeordnet sein.
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Der vorzugsweise zur Feinstaubreduzierung vorgesehene Reaktor kann in Strömungsrichtung gesehen hinter den ein oder mehreren Filterelementen angeordnet sein. Der vorzugsweise zur Feinstaubreduzierung vorgesehene Reaktor ist bevorzugt so angeordnet und eingerichtet, dass schadstoffbelastete Luft durch diesen hindurchströmt.
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Der vorzugsweise zur Feinstaubreduzierung vorgesehene Reaktor kann in einer weiteren Ausbildung Titanoxid, TiO2, umfassen. Es kann sich insbesondere um eine TiO2 - Innenbeschichtung handeln. Der vorzugsweise zur Feinstaubreduzierung vorgesehene Reaktor kann in einem weiteren Aspekt ein oder mehrere UV-Quellen zur Abtötung der Keime aufweisen.
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Außerdem kann in einem weiteren Aspekt der vorzugsweise zur Feinstaubreduzierung vorgesehene Reaktor NOx
durch fotokatalytische Reaktion unter Einfluss von UV-Licht an der TiO2-Innenbeschichtung zu dem Feststoff NO3 überführen. Der Feststoff NO3 kann periodisch aus dem zur Feinstaubreduzierung vorgesehenen Reaktor entfernt werden.
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Es wird so zur Reduzierung von NOx in Luft beitragen.
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Die Innenbeschichtung kann alternativ oder ergänzend in einem weiteren Aspekt Aktivkohle umfassen. Die Innenbeschichtung kann beispielsweise 1 mm bis 10 mm dick sein.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Luftreinigungseinrichtung so eingerichtet, dass ein Filterelement der Luftreinigungseinrichtung gesteuert durch eine Steuereinrichtung automatisiert gereinigt werden kann.
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Die Steuerung kann beispielsweise in Abhängigkeit von der Schadstoffkonzentration im Reingasstrom, also im Luftstrom hinter dem Filterelement, erfolgen. Die Steuerung kann beispielsweise in Abhängigkeit von einem Differenzdruck vor und hinter dem Filterelement erfolgen. Die Steuerung und damit die automatisierte Reinigung können beispielsweise periodisch in Abhängigkeit von der Betriebszeit erfolgen.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Luftreinigungseinrichtung so eingerichtet, dass eine Filterreinigungseinrichtung etwa in Form einer Presslufteinrichtung vorhanden ist, mit der das Filterelement gereinigt werden kann. Durch die Presslufteinrichtung kann also das Filterelement gereinigt werden.
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Die durch die Reinigung von ein oder mehreren Filterelementen gelöste Staubmenge und das gesättigte Pulver fallen, einer Ausgestaltung der Erfindung der Schwerkraft folgend, in einen Entsorgungsbehälter.
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Das Verhältnis von Luftmenge zu Filterfläche ist vorzugsweise so gewählt, dass die Luftgeschwindigkeit an der Filteroberfläche gering ist. Eine geringe Strömungsgeschwindigkeit meint insbesondere Geschwindigkeiten von weniger als 0,1 m/s, vorzugsweise von weniger als 0,05 m/s.
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Bevorzugt beträgt die geringe Strömungsgeschwindigkeit wenigstens 0,001 m/s, vorzugsweise wenigstens 0,01 m/s. Hohe Kontaktzeiten mit dem eingebrachten Pulver und ein hoher Abscheidungsgrad für das Pulver an der Filteroberfläche werden so vorteilhaft ermöglicht. Dennoch kann der Filterwiderstand vorteilhaft gering sein.
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Um zu einem hohen Wirkungsgrad zu gelangen, wird das Pulver in zu reinigende Luft eingesprüht, etwa mittels einer dafür vorgesehenen Dosiereinrichtung. Das Pulver wird dadurch bevorzugt sofort und möglichst homogen im Luftstrom verteilt. Die Pulverkörner weisen durch das Einsprühen einen Abstand untereinander auf, so dass eine Ähnlichkeit mit einer Flüssigkeit vorhanden ist, die zerstäubt wird (Aerosol). Das Einsprühen kann nach Einsatz eines Förderers erfolgen, zum Beispiel mit einem Schneckenförderer.
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Durch die Erfindung ist eine Lösung entwickelt worden, mit der Keime und Feinstaub aus dem Luftstrom entfernt werden. Die Luftreinigungseinrichtung ist in einem Versuch so ausgelegt worden, dass beispielsweise 30.000 m3/h Luft durch eine Filteranlage der Luftreinigungseinrichtung geführt wird, die mit einer aktivierten Aktivkohle belegt werden kann. Geeignete Aktivkohle kann etwa zu 100% ökologisch aus Kokosnussschalen herstellt worden sein.
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Die Erfindung wird vorzugsweise an den Orten mit besonders hoher Keimbelastung angewendet. Ein bevorzugter Einsatzort ist an Bord von Schiffen oder Flugzeugen. Das Filtern der Keime ist grundsätzlich eine technisch anspruchsvolle Aufgabe, weil diese mit z.B. 120nm vergleichsweise klein sind und übliche Sättigungsfilter mit dem Sättigungsgrad ansteigende Differenzdrücke deshalb sehr wartungsintensiv wären. Je höher der Differenzdruck am Ende der Einsatzdauer der Filter sind, desto höher ist das Risiko eines Durchbruchs.
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Dieses Problem wird in einer Ausführung der Erfindung dadurch vermieden, dass die Filter periodisch gereinigt und neu beschichtet werden.
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Keime können bekanntlich durch Ozon zerstört werden. Überschüssiges Ozon wird in einem Feinstaubfilter durch Aktivkohle neutralisiert. Die pulverförmige Aktivkohle nimmt Keime und Ozon auf und wird zusammen mit dem gesammelten Feinstaub bevorzugt automatisch abgereinigt.
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In einem weiteren Aspekt können andere Verfahren zur Reinigung der Filtereinrichtung verwendet werden, so zum Beispiel ein kompaktes Niederdruck-Rückspülsystem um energieeffizient und platzsparend Filter der Luftreinigungseinrichtung zu reinigen.
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Vorteilhaft werden Filter automatisiert gereinigt.
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Durch die Erfindung kann der Keimgehalt in Luft zu wenigsten 99% reduziert werden. Dabei können die Keime nicht nur die zurückhalten, sondern zerstört werden.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Es zeigt
- 1 eine Luftreinigungseinrichtung gemäße der Erfindung.
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Die Luftreinigungseinrichtung kann eine Partikelspeichereinrichtung in Form eines vorzugsweise verschließbaren Pulverbehälters 10 umfassen, der nach unten hin in Form eines Trichters 11 zulaufen kann. Der Trichter 11 kann in die rohrförmige Auslassleitung 5 einer Dispergiereinrichtung in Form eines Reaktors einmünden. Beim Auslass des Trichters 11 ist eine Dosiereinrichtung 12 vorgesehen, mit der die Zuführung von Pulver 13 aus dem Pulverbehälter 10 dosiert werden kann.
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Es kann ein Sensor 14 vorhanden sein, der die Keimkonzentration von Luft in der Auslassleitung 5 messen kann. Eine Steuereinrichtung 15 kann so mit dem Sensor 14 und der Dosiereinrichtung 12 verbunden sein, dass die Steuereinrichtung 15 die Zufuhr von Pulver 13 in Abhängigkeit von der durch den Sensor 14 gemessenen Keim Konzentration zu steuern vermag.
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Luft kann aus der Auslassleitung 5 in einen Filterraum 16 hineingeleitet werden. Im Filterraum 16 gibt es beispielsweise vier sacklochartige bzw. taschenförmige Filterelemente 17, die an der links gezeigten Seite offen und ansonsten durch luftdurchlässiges Gewebe geschlossen sind. An der links gezeigten Seite strömt Luft in die sacklochartigen Filterelemente 17 hinein. Im Anschluss daran strömt Luft durch die Filterwände, also durch das luftdurchlässige Gewebe, der Filter 17 hindurch. Die dadurch gereinigte Luft 18 strömt aus der Luftreinigungseinrichtung durch den Luftauslass 19 heraus.
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Vor dem Luftauslass 19 kann sich ein Gebläse 20 befinden, welches Luft ansaugt. Durch das Gebläse 20 wird erreicht, dass die Luft wie beschrieben durch die Luftreinigungseinrichtung strömen kann. Das Gebläse 20 ist also ein Beispiel für eine Strömungserzeugungseinrichtung.
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In Strömungsrichtung der Luft gesehen kann sich hinter den Filterelementen 17 ein Presslufttank 21 befinden. Über Ventile 22, bevorzugt Schnellschlussventile, kann Pressluft aus dem Presslufttank 21 austreten und zwar in Richtung der Filterelemente 17. Werden die Ventile 22 geöffnet, so werden dadurch die Filterelemente 17 gereinigt. Die durch die Pressluft aus den Filterelementen 17 heraus geblasenen Pulverkörner und sonstige Partikel können in einen Trichter 23 hinein gelangen, der sich unterhalb des Filterraums 16 befindet.
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Von hier aus können die Pulverkörner und sonstige Partikel in einen Entsorgungsbehälter 24 gelangen.
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Vor und hinter den Filterelementen 17 können Drucksensoren 26 vorgesehen sein. Diese Drucksensoren 26 sowie die Ventile 22 können mit der Steuereinrichtung 15 verbunden sein.
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Die Steuereinrichtung 15 kann dann in einer Ausgestaltung der Erfindung das Öffnen der Ventile in Abhängigkeit von einer Druckdifferenz, die mithilfe der beiden Drucksensoren 26 ermittelt wird, gesteuert werden. Überschreitet eine ermittelte Druckdifferenz einen vorgegebenen Schwellwert, dann werden die Ventile 22 durch die Steuereinrichtung 15 geöffnet, um so die Filterelemente 17 zu reinigen. Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinrichtung 15 das Öffnen der Ventile 22 in Abhängigkeit von der Betriebszeit steuern. Es kann auch ein Drucksensor 26 genügen und beispielsweise in Abhängigkeit von einem gemessenen Druckverlauf das Reinigen der Filterelemente 17 gesteuert werden.
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Anstelle einer Reinigung mit Druckluft kann ein aus dem Stand der Technik bekanntes Niederdruck-Rückspülsystem zur Reinigung der Filterelemente vorgesehen sein, um materialschonend und verschleißarm zu reinigen. Der Reaktor mit dem Reaktorbehälter 1 ist nicht erforderlich und kann also entfallen. Die Leitung 5 wirkt dann alleine als Reaktor.
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Die Luftreinigungseinrichtung ermöglicht eine Keimabscheidung mit hohen Abscheidungsraten selbst bei hohen Luftströmen. Die Erfindung ermöglicht einen automatisierten Betrieb einschließlich einer automatisierten Entsorgung von abgeschiedenen Pulvern und Feinstäuben. Die Kontaktzeit von Pulver mit Luft ist sehr hoch, um die Reaktion mit dem Keim zu begünstigen. Dennoch ist eine kompakte Bauweise möglich.
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Die erfindungsgemäße Lösung funktioniert wartungsarm und ermöglicht einen selbstreinigenden Betrieb bei hoher Reinigungsleistung. Ein Dauerbetrieb ist möglich. Die gereinigte Luft ist nahezu frei von Feinstaub, Keimen und Stickoxiden. Durch den Einsatz in Bereichen mit hoher Luftbelastung wird die Luftqualität zuverlässig verbessert.
