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Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der senkrecht stehenden Filterzellen
für Gas adsorption, die aus einem kastenförmigen Zellenkörper mit parallelen, aus
luftdurchlässigem Material hergestellten Deckflächen und darin befindlichen Adsorptionsmaterial
bestehen. In den Rahmen dieser Filter wird das Adsorptionsmittel eingegthüttet unter
Ausfüllung des gesamten Filterinnenraumes. Zur Adsorption dienen im allgemeinen
Körner, beispielsweise aus Aktivkohle. Die Schüttung liegt im Betrieb zwischen den
beiden einander parallelen Deckflächen aus luftdurchlässigen Stoffen. Im Laufe der
Betriebszeit solcher Filter sackt die Schüttung durch Verminderung der Räume zwischen
den einzelnen Körnern, so daß der obere Spiegel des Schüttgutes allmählich absinkt.
Zwischen der Oberkante des Rahmens und dem Oberspiegel des Schüttgutes entsteht
ein freier Raum, durch den ungefilterte Luft oder Gase auf die Reinluftseite hinüberströmen
kann.
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Um dies zu verhindern, hat man bisher beidseitig an der Oberseite
des Filters eine luftundurchlässige Blende angebracht, deren Höhe dem vermuteten
Absinken des Schüttgutspiegels entspricht. Durch diese Sicherheitsmaßnahme wird
die wirksame Filterfläche um die durch die Blende abgedeckte Fläche verringert.
Bei jedem Filter entsteht eine nicht unwesentliche tote Anströmfläche.
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Man hat auch schon die undurchlässige Blende in der Form einer Stauwand
mitten in die Filterschicht hineinversenkt. Ferner hat man die Deckflächen als drehbare
Stützflächen ausgebildet und in der Mitte des gefüllten Raumes an einer Stange angeordnete
Auflockerungsplatten angeordnet. Alle diese bekannten Anordnungen bedürfen der Wartung
im Betrieb, sie vergrößern den Raumbedarf für derartige Filter, und vor allem erhöhen
sie den Filterwiderstand, der sich außerdem bei solchen Einbauten erfahrungsgemäß
ungleichmäßig innerhalb des durchströmten Filters verteilt.
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Die Erfindung löst die Aufgabe, eine senkrecht stehende Filterzelle
für Gasadsorption von geringen Abmessungen zu schaffen, die während ihrer ganzen
Betriebszeit auf ihrer ganzen Fläche beaufschlagt werden kann und deren das Absacken
berücksichtigende Trennwände geringste Abmessungen haben und daher praktisch widerstandslos
durchströmt werden.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß sich in eine senkrechte
Filterzelle für die Gas adsorption auch bei vollständiger Beaufschlagung während
der ganzen Betriebsdauer derart einander überlappende Trennwände von geringstem
Raumbedarf einsetzen lassen, daß auch beim Sacken empfindlicher Adsorptionsmittel
im ganzen Filterraum eine genügend dicke Filterschicht zur Erreichung des Adsorptionszweckes
vorhanden bleibt. Schonende Lagerung des Adsorptionsgutes, Strömungsrichtung der
zu behandelnden Luft oder des Gases und geringer und sehr gleichmäßiger Widerstand
innerhalb der Zelle werden beibehalten.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß zwischen den beiden
Deckflächen geneigte Trennwände aus dem Material der Deckflächen eingesetzt sind,
die den Raum in eine Vielzahl von in senkrechter Richtung einander teilweise übergreifenden,
in ihren Breiten sich an der Zellenbreite ergänzenden Einzelräumen zerlegen und
im oberen ein elastisches, luftundurchlässiges Material, beispielsweise aus Kunst-
stoff,
angeordnet ist, das zufolge seiner Elastizität den durç} t dås Zusammenwirkeg des
; Adsorptionsmittels frei werdenden Raiim ausfüllt.
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Eine Verbesserúng besteht darin, daß die Snnenwände zickzackförmig
oder wellenlinienförmig verlaufend ausgebildet sind und mit ihren Knick- bzw.
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Scheitelkanten wechselseitig an den beiden Deckflächen befestigt sind.
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Ein weiteres Merkmal ist, daß mehrere hintereinanderliegende Trennwände
derart angeordnet sind, daß sie an ihren Berührungskanten miteinander verbunden
sind und hintereinanderliegende, sich teilweise übergreifende wabenförmige Teilräume
bilden.
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Weitere vorteilhafte Ausbildungen ergeben sich aus der Beschreibung
der Zeichnung. In dieser sind beispielsweise, aber bevorzugte Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Filterzelle dargestellt. Es bedeutet A b b. 1 schematische
Darstellung einer Filterzelle in Vorderansicht, Abb. 2 Querschnitt gemäß Abb. 1
durch eine erfindungsgemäß mit Trennwänden versehene Filterzelle, Ab b. 3 Darstellung
gemäß Ab b. 2 nach längerer Standzeit mit zusammengesunkenem Adsorptionsmittel,
Abb. 4 Querschnitt gemäß Abb. 1 mit schräg verlaufenden Trennwänden, Abb. 5a bis
5e Querschnitt gemäß Abb. 1 mit Trennwände bildenden Einsätzen unterschiedlicher
Ausführungsform.
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Wie die A b b. 1 bis 5 zeigen, besteht die Filterzelle aus einem
Rahmen 1, der beiderseitig durch die luftdurchlässigen Deckflächen 2, 3 abgedeckt
ist, die sich auf den beiderseitigen Stützflächen 4, 5 abstützen.
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Die Ab b. 2 bis 5 zeigen erfindungsgemäße Filterzellen im Querschnitt.
Abb. 2 zeigt eine Filterzelle bei Inbetriebnahme, während Abb. 3 die gleiche Filterzelle
nach längerer Betriebszeit zeigt. Zwischen den Deckflächen 2, 3 sind gemäß Abb.
2 und 3 untereinander im Abstand angeordnete, waagerecht verlaufende, einander parallele,
schräggerichtete Trennwände 8 angeordnet, die mit ihrem oberen Rand an der Deckfläche
3, mit ihrem unteren Rand an der Deckfläche 2 befestigt sind. Wie die A b b. 2 und
3 zeigen, liegt der untere Rand der oberen Trennwand 8 und der obere Rand der darunterliegenden
Trennwand 8 in einer waagerechten Ebene. Hierdurch entstehen über dem Innenraum
der Filterzelle verteilte Einzelräume, die in waagerechter Richtung verlaufen, wobei
sich je zwei Einzelräume teilweise übergreifen, derart, daß ihre gesamte Breite
jeweils dem Abstand zwischen den Deckflächen 2, 3 entspricht. Auf der Oberfläche
des Schüttgutes des oberen Teilraumes ist ein federndes, elastisches, streifenförmiges
Kissen 9 aus luftundurchlässigem Material angeordnet. Die Abb. 3 zeigt die Filterzelle
gemäß Ab b. 2 nach längerer Betriebszeit. Auch in den durch die Trennwände 8 gebildeten
Einzel-oder Teilräumen, die mit der Aktivkohle 6 gefüllt sind, wird ein Zusammensinken
der Aktivkohle erfolgen. Der Spiegel des Schüttgutes in dem obersten Teilraum kann,
wie Abb. 3 zeigt, nur sehr wenig absinken, da dieser Teilraum ein verhältnismäßig
kleines Volumen besitzt, das noch dazu nach unten sich verjüngend verläuft. Der
durch das Absinken der Aktivkohle in diesem obersten Teilraum frei
werdende
Raum wird durch das elastische Kissen 9 ausgefüllt, das ständig Kontakt mit der
Oberfläche des Schüttgutes hält, so daß mit Zuverlässigkeit der Durchtritt ungefilterten
Mediums durch die Zelle verhindert wird, ohne daß die Notwendigkeit besteht, zusätzliche
Abdeckblenden anzuordnen. Die Aktivkohle wird in den darunterliegenden Teilraum
weiter absinken, da dieser Teilraum in seinem oberen Bereich spitzwinklig ausgebildet
ist. Nach längerer Betriebszeit entsteht in diesem Teilraum und auch in den weiter
nach unten anschließenden Teilräumen je ein freier Raum 10, der, wie die A b b.
3 eindeutig zeigt, auf die Wirkung der Filterzelle keinen schädlichen Einfluß ausübt,
da dieser freie Raum 10 durch die Aktivkohle des jeweils darüberliegenden Teilraumes
abgedeckt wird.
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Die A b b. 4 zeigt einen Querschnitt entsprechend der A b b. 1 durch
eine mit den Trennwänden 8 ausgestattete Filterzelle. Jede einzelne Trennwand 8
ist mit ihrem oberen Randteil 11 an der Deckfläche 3, und mit ihrem unteren Randteil
12 an der Deckfläche 2 befestigt, wobei der untere Rand 12 einer oberen Trennwand
8 und der obere Rand 11 einer darunterliegenden Trennwand 8 in einer waagerechten
Ebene liegen. Um ein Ausbauchen der beiderseitigen Stützbleche 4, 5 zu verhindern,
ist in der Zellenmitte ein Abstandsbolzen 29 angeordnet, der die Abstützbleche 4,
5, die Deckflächen 2, 3 und die Schüttung 6 durchdringt und die Abstützbleche 4,
5 in paralleler Lage hält.
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In der Abb. 5 sind verschiedene Ausführungsformen von schräg verlaufende
Trennwände bildenden Einsätzen angeordnet. So zeigt die Abb. 5 a einen zickzackförmigen
Einsatz 13, der mit seinen Knickkanten 14 wechselweise an den Deckflächen 2,3 befestigt
ist. A b b. 5b zeigt einen wellenlinienförmig ausgebildeten Einsatz 15, der mit
seinen Scheitelkanten 16 wechselweise an den Deckflächen 2, 3 befestigt ist. Die
Abb. 5c zeigt einen Einsatzkörper 17, der aus zwei zickzackförmigen Trennwänden
zusammengesetzt ist durch Verbindung der inneren Knickkanten 18 ; die äußeren Knickkanten
19 sind an der Deckfläche 2, die äußeren Knickkanten 20 an der Deckfläche 3 befestigt.
Die A b b. 5 d zeigt einen Einsatzkörper21, der aus vier zickzackförmigen Trennwänden
besteht, die mit ihren Berührungspunkten 22 miteinander verbunden sind, während
ihre äußeren Knickkanten 23 mit der Deckfläche 2, die äußeren Knickkanten 24 mit
der Deckfläche 3 verbunden sind. Die Abb. 5e schließlich zeigt einen Einsatzkörper,
der aus untereinanderliegenden Hohlzylindern 25 besteht, wobei je zwei untereinanderliegende
Hohlzylinder 25 durch einen senkrechten Steg 26 miteinander verbunden sein können.
Die in den waagerechten Durchmessern der Hohlzylinder
25 liegenden Außenkanten 27
sind mit der Deckfläche 2, die Außenkanten 28 mit der Deckfläche 3 verbunden.