DE19631558C2 - Luftbehandlungsvorrichtung und ihre Verwendung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftbehandlungsvorrich­ tung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Luftbehandlungsvorrichtungen werden u. a. zur Luftaufbereitung und zur Entfernung von Schad­ stoffen aus Luft verwendet. Beispielsweise bildet Styrol eines der wichtigsten Monomore zur Herstellung von Thermoplasten. Bei der Herstellung von Thermopla­ sten treten daher Styroldämpfe auf, die die Augen und die Atemwege reizen und deren Konzentration daher ge­ ring gehalten werden muß. Daher muß die Raumluft der­ artiger Anlagen ständig von Styrol gereinigt werden.

Nach dem Stand der Technik werden zur Behandlung von Raumluft Behandlungsvorrichtungen verwendet, die ein mit kleinen Formkörpern gefülltes Gehäuse aufweisen. Diese Formkörper werden mit einer Flüssigkeit berie­ selt, die den Schadstoff aus der Luft absorbiert.

Durch die große Oberfläche der Formkörper wird die Absorptionsfähigkeit der Flüssigkeit gefördert. Die zu behandelnde Luft wird mit einem Gebläse durch das mit den Formkörpern gefüllte Gehäuse geblasen.

Nachteilig an dieser herkömmlichen Luftbehandlungs­ vorrichtung ist, daß kein gezielter Neueintrag von Absorptionsflüssigkeit auf die Oberflächen der Form­ körper möglich ist, so daß die verbrauchte, mit Schadstoffen gesättigte Flüssigkeit nur mangelhaft von der Oberfläche der Formkörper verdrängt wird. Folglich wird keine gezielte Kontaktierung der Flüs­ sigkeit mit dem Gas erzielt. Ein weiterer Nachteil der Vorrichtung nach dem Stand der Technik ist, daß die Füllkörper der durchströmenden Luft einen hohen Strömungswiderstand entgegensetzen. Dadurch ist der Energiebedarf zur Durchleitung der Luft durch die Be­ handlungsvorrichtung sehr hoch.

Die EP 0 513 384 A1 offenbart eine Vorrichtung in ei­ nem Ventilator, die mehrere, auf einer Achse neben­ einander angeordnete Scheiben aufweist, zwischen de­ nen ein schmaler Luftspalt besteht. Die Platten wer­ den z. B. durch Sprühen mit Flüssigkeit belegt, durch Achsendrehung entsteht eine Sogwirkung, welche den Durchsatz der zu behandelnden Luft erhöht.

Die EP 0 630 678 A1 beschreibt eine Luftreinigungsvor­ richtung mit einer Mehrzahl von Scheiben auf einer gemeinsamen drehbaren Achse, wobei der Auftrag von Flüssigkeit mit Hilfe eines Bades erzielt wird, in das die sich drehenden Scheiben teilweise eingetaucht sind.

Der Nachteil der aus EP 0 513 384 A1 und EP 0 630 678 A1 bekannten Vorrichtungen besteht darin, daß diese aufgrund ihrer beweglichen Teile, gegebenenfalls gekoppelt mit der Einwirkung aggressi­ ver Medien, einem erhöhten Verschleiß unterliegen und außerdem einen erhöhten Energieverbrauch aufweisen.

In der DE-OS 29 00 416 ist eine Plattenkolonne zum Waschen eines Gases als Weiterentwicklung einer More­ dana-Kolonne beschrieben. Es handelt sich um einen Plattenwäscher, der im Gegenstromverfahren arbeitet. Die gelochten oder auch geschlitzten Platten weisen Lochdurchmesser bzw. Schlitzbreiten von vorzugsweise 8 bis 30 mm auf. Einer der Nachteile dieser Vorrich­ tung ist der hohe Energieaufwand, der zum Durchpres­ sen der zu reinigenden Luft benötigt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Luft­ behandlungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die bei einem hohen Luftdurchsatz eine hohe Effektivität sowie einen geringen Energieverbrauch aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die Luftbehandlungsvorrich­ tung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbin­ dung mit seinen kennzeichnenden Merkmalen gelöst.

Die erfindungsgemäße Luftbehandlungsvorrichtung weist einen Behandlungsraum als Reaktionsraum auf, der aus Stapeln scheibenförmiger Bauelemente besteht. Diese Bauelemente besitzen einen Außenring- und einen In­ nenringkanal sowie mehrere Stege, die sich radial zwischen dem Außenringkanal und dem Innenringkanal erstrecken. Durch das Innenvolumen dieser Bauelemente wird die zu behandelnde, beispielsweise zu reinigende Luft geleitet, wobei sie vorteilhafterweise durch die Steganordnung intensiv vermischt, verwirbelt und über die Oberflächen der Stege geleitet wird. Die Stege besitzen eine poröse Struktur und einen Hohlraum, durch den eine Behandlungsflüssigkeit strömt, die über den Außenringkanal zugeführt wird. Diese Behand­ lungsflüssigkeit tritt durch die Poren der Stege in den Innenraum der Bauelementestapel aus und benetzt die Oberfläche der Stege und der Bauelemente gleich­ mäßig. Die Behandlungsflüssigkeit kann beispielsweise aus einer den Schadstoff absorbierenden oder reaktiv an sich bindenden Flüssigkeit bestehen. Durch die turbulente Strömung des zu behandelnden Gases und den dadurch verursachten intensiven und großflächigen Kontakt zwischen der Stegoberfläche und der zu behan­ delnden Luft wird eine besonders hohe Reinigungslei­ stung erzielt.

Die Behandlungsflüssigkeit wird über den Außenringka­ nal und/oder den Innenringkanal und den Hohlraum der Stege durch die Poren dem Innenraum zugeführt, wobei sie auf der Oberfläche der Stege, die zugleich als Membran wirkt, einen gleichmäßigen Flüssigkeitsfilm bildet und die schon durch Schadstoffe belastete auf den Stegen vorhandene Flüssigkeit verdrängt. Es er­ gibt sich folglich ein sehr guter Austausch ver­ brauchter gegen neue Behandlungsflüssigkeit. Durch das permanente Nachführen von Behandlungsflüssigkeit wird nicht nur der Sättigungsgrad der Absorptions­ flüssigkeit bestimmt, sondern auch ein zu schnelles Verschmutzen und Zusetzen der Membranflächen vermie­ den.

Die erfindungsgemäße Luftbehandlungsvorrichtung eig­ net sich zur Entstaubung, Entkeimung, Sterilisation, Kühlung, Heizung, Befeuchtung, Bedampfung von Luft bzw. Gasen aller Art sowie zur Entfernung von uner­ wünschten chemischen Bestandteilen aus Gasen. Dabei soll für diese Erfindung unter Luft nicht nur atmo­ sphärische Luft, sondern jegliches gasförmige Fluid verstanden werden.

Die erfindungsgemäße Luftbehandlungsvorrichtung fin­ det folglich ihren Einsatz beispielsweise im Bereich der Prozeßtechnik, im Bereich der Einhaltung von MAK- und MEK-Werte in der Industrie, bei der Entfernung von Schwebstoffen wie Stäube, Asbest etc. oder auch für kleine Raumluftgeräte zur Verbesserung von atmo­ sphärischer Luft. Als Behandlungsflüssigkeit kommen dabei Absorptionsflüssigkeiten, Waschöle, Wasser, Glyzerin, klebende oder toxische Flüssigkeiten und dergleichen zum Einsatz.

Die erfindungsgemäßen Bauelemente ermöglichen eine beliebige Skalierbarkeit und eine einfache Bauweise der Luftbehandlungsvorrichtung. Hieraus ergeben sich unter anderem auch Kostenvorteile.

Da die erfindungsgemäßen Bauelemente der Luft einen geringen Strömungswiderstand entgegensetzen, wird nur wenig Energie zur Führung und intensiven Verwirbelung der Luft durch die Luftbehandlungsvorrichtung benö­ tigt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Luftbehandlungsvorrichtung werden in den abhängigen Ansprüchen gegeben.

Wird die mit Schadstoffen belastete Behandlungsflüs­ sigkeit beispielsweise mit Hilfe eines Flüssigkeits­ abscheiders gesammelt, so kann die Behandlungsflüs­ sigkeit separat weiterverwertet werden. Besonders vorteilhaft kann bei Verwendung einer absorptiven Be­ handlungsflüssigkeit der Schadstoff mittels einer Va­ kuumstrippvorrichtung aus der Behandlungsflüssigkeit entfernt werden. Hierfür wird das unterschiedliche Dampfdruckverhalten des Schadstoffes und der Behand­ lungsflüssigkeit ausgenutzt. So kann dann die Behand­ lungsflüssigkeit aufbereitet und dem Luftbehandlungs­ verfahren wieder zugeführt werden. Weiterhin ist es hierdurch möglich, den Schadstoff in reiner Form zu gewinnen und anschließend als Rohstoff der industri­ ellen Verwertung wieder zuzuführen.

Die Vakuumstrippvorrichtung kann aus zwei miteinander verbundenen Bereichen aufgebaut werden, wobei ein Be­ reich als Vakuumverdampfungsbereich für den Schad­ stoff und der zweite Bereich als Kondensationsbereich für das Schadstoffgas dienen. Die einzelnen Bereiche können ebenfalls aus Stapeln formschlüssiger mitein­ ander verbundener scheibenförmiger Bauelemente aufge­ baut sein, die im wesentlichen den oben beschriebenen Bauelementen entsprechen. Über poröse Stege oder di­ rekt über einen Zugang zu dem Innenraum der Bauele­ mente kann die Vakuumstrippvorrichtung evakuiert wer­ den. Auch bei der Vakuumstrippvorrichtung ergeben sich die obengenannten Vorteile aus der Verwendung dieser scheibenförmigen Bauelemente.

Insgesamt ergibt sich als besonders vorteilhafte Wei­ terbildung eine Luftbehandlungsvorrichtung mit einer Vakuumstrippvorrichtung, bei der die zu behandelnde Luft von dem Schadstoff befreit wird und die Behand­ lungsflüssigkeit in einem Kreislauf zwischen der Luftbehandlungsvorrichtung und der Vakuumstrippvor­ richtung geführt wird. Durch die Vakuumstrippvorrich­ tung wird dabei der reine Schadstoff wiedergewonnen, so daß sich insgesamt eine umweltfreundliche und wirtschaftlich sinnvolle Luftbehandlungsvorrichtung ergibt.

Die Bauelemente der erfindungsgemäße Luftbehandlungs­ vorrichtung können mit axialen Aussparungen versehen sein, die von dem Außenringkanal bzw. den Stegen durch entfernbare bzw. durchbrechbare Trennwände ab­ getrennt sind. Durch Durchbrechen einzelner Trennwän­ de läßt sich so eine beliebige Flüssigkeitsführung innerhalb der Bauelemente oder auch beispielsweise die Zufuhr zweier verschiedener Flüssigkeiten in ein­ zelnen Bereichen eines Stapels von Bauelementen ver­ wirklichen. Hierdurch können einzelne, gegeneinander abgegrenzte Luftbehandlungszonen eingerichtet werden, die beispielsweise nacheinander für die Entstaubung und Befeuchtung der Luft sorgen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Bauelemente der erfindungsgemäßen Luftbehandlungsvorrichtung aus keramischem Material bestehen oder keramisch be­ schichtet sind. Hierdurch ergeben sich inerte, poröse Bauelemente von geringem Gewicht, die insbesondere für aggressive Gase oder aggressive Schadstoffe ge­ eignet sind.

Besonders vorteilhaft kann die erfindungsgemäße Vor­ richtung zur Entfernung von Styrolverunreinigungen aus styrolbelasteter Luft verwendet werden.

Im folgenden werden einige Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen fahrbaren Styrolwäscher;

Fig. 2 zeigt den Einsatz einer erfindungsge­ mäßen Luftbehandlungsvorrichtung bei der Herstellung von glasfaserverstärk­ ten Kunststoffwerkstücken;

Fig. 3 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Luftbehandlungsvorrichtung;

Fig. 4 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Luftbehandlungsvorrichtung mit einer Vakuumstrippvorrichtung;

Fig. 5A und 5B zeigen Bauelemente der erfindungsgemä­ ßen Luftbehandlungsvorrichtung;

Fig. 6 zeigt einen Stapel von Bauelementen;

Fig. 7 zeigt zwei Anordnungen der Verbindung der Hohlräume in einem Stapel von Bau­ elementen; und

Fig. 8A und 8B zeigen zwei weitere Anordnungen der Verbindung der Hohlräume in einem Sta­ pel von Bauelementen.

Fig. 1 zeigt eine fahrbare Luftbehandlungsvorrich­ tung. Diese Luftbehandlungsvorrichtung besitzt einen Unterbau 12 mit einem Fahrgestell 13, auf dem der Be­ handlungsbereich angeordnet ist. Dieser Behandlungs­ bereich besteht aus vier nebeneinander angeordneten Stapeln 1 aus Bauelementen 2. Diese Stapel 1 sind mit ihren Ein- bzw. Auslässen mit einem Gehäuse mit einem Stutzen 7 für die Zufuhr von verunreinigter Abluft bzw. mit einem Anschlußkopf 4 für die Abluftableitung verbunden. Der Anschlußkopf 4 besitzt an seinem Aus­ laß einen Flansch 5 für ein Rohr bzw. für die Montage eines Gebläses.

Das mit den Lufteinlässen der Stapel 1 verbundene Ge­ häuse ist als Flüssigkeitsabscheider ausgebildet und besitzt seitlich den Stutzen 7 für die Zufuhr von verunreinigter Abluft sowie nach unten eine Öffnung, durch die aus den Bauelementen 2 abtropfende Behand­ lungsflüssigkeit nach unten austreten kann. Unterhalb dieses Flüssigkeitsabscheiders 8 befindet sich eine Auffangwanne 9 in Form eines Trichters, die die Flüs­ sigkeit in den Unterbau 12 zur Aufbewahrung leitet. Die Flüssigkeit kann aus dem Unterbau 12 über einen Ablauf 11 entfernt werden.

Die Bauelemente 2 weisen erfindungsgemäß einen Außen­ ringkanal, einen Innenringkanal sowie Stege, die sich zwischen diesen beiden Kanälen erstrecken, auf. Die Stege besitzen einen Hohlraum, der mit dem Außenring­ kanal verbunden ist. Der Außenringkanal mündet wie­ derum in Aussparungen, die sich in Längsrichtung der Stapel 1 erstrecken. Diese Aussparungen sind mit ei­ ner Wasserzufuhrleitung verbunden. Durch diese Was­ serzufuhrleitung, die Aussparungen und die Außenring­ kanäle werden die Stege mit Wasser unter einem be­ stimmten Druck gefüllt. Die Wände der Stege bestehen aus poröser Keramik, so daß das Wasser durch die Po­ ren dieser Keramik in feinsten Tröpfchen auf die dem Inneren der Stapel zugewandte Oberfläche der Stege gelangt. Dort bildet das Wasser einen feinen Film, der aus der ihn umgebenden Luft Schadstoffe, bei­ spielsweise Styrol, absorptiv aufnehmen kann.

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung eignet sich bei­ spielsweise als Styrolwäscher, wobei die styrolbela­ stete Luft über den Stutzen 7 durch die Bauelemente 2 der Stapel 1 geleitet wird. In den Bauelementen 2 wird die styrolbelastete Luft stark verwirbelt und in intensiven Kontakt mit der Oberfläche der Stege der Bauelemente 2 gebracht. Dort wird das Styrol absorp­ tiv an das Wasser gebunden.

Das styrolbelastete Wasser wird durch weiteres durch die Poren der Stege nachdrängendes Wasser verdrängt und tropft nach unten in den Flüssigkeitsabscheider 8 ab. Von dort gelangt es über die Auffangwanne 9 in den Unterbau 12. Zur weiteren Aufbereitung dieses nun styrolbelasteten Wassers kann es über den Ablauf 11 aus dem Unterbau 12 entfernt werden.

Fig. 2 zeigt einen Styrolwäscher, der dem in Fig. 1 gezeigten Styrolwäscher ähnlich ist, im Einsatz zur Reinigung der Abluft einer Werkbank 19 zur Herstel­ lung von glasfaserverstärkten Kunststoffwerkstücken. Der hier gezeigte fahrbare Styrolwäscher weist jedoch lediglich einen Stapel 1 aus Bauelementen 2 auf. Sein Stutzen 7 für die Zufuhr der styrolbelasteten Abluft ist über ein Rohrsystem 15, mit einem Ventilator 17 sowie einer Abzugshaube 18 verbunden, die oberhalb der Werkbank 19 angeordnet ist.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung werden die styrolbelasteten Dämpfe, die aus der Werkbank 19 auf­ steigen, über die Abzugshaube 18 gesammelt und von dem Ventilator 17 durch die Rohrleitung und die Ab­ luftzufuhr 15 in den Styrolwäscher gedrückt. Dort wird die belastete Luft wie oben beschrieben von dem Styrol befreit. Die gereinigte Luft wird anschließend über einen Anschlußkopf 4 zurück in Richtung der Werkbank 19 geblasen, um diese mit sauberer Frisch­ luft zu versorgen.

Fig. 3 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Luftbe­ handlungsvorrichtung. Diese Luftbehandlungsvorrich­ tung weist mindestens zwei Stapel 1 aus Bauelementen auf, die in ähnlicher Weise wie in Fig. 1 auf der Auslaßseite mit einem Anschlußkopf 4 und einem Flansch 5 sowie auf der Einlaßseite mit einem Stutzen 7 für die Abluftzufuhr verbunden sind. Der Stutzen 7 für die Zufuhr der belasteten Abluft ist in Form ei­ ner Düse ausgebildet. In gleicher Weise ist mit dem Flansch 5 ein Abluftrohr 25 verbunden, das ebenfalls in Form einer Düse ausgebildet ist. Durch dieses Ab­ luftrohr 25 wird die gereinigte Luft aus der Luftbe­ handlungsvorrichtung ausgeblasen. Die Stapel 1 von Bauelementen sind mit einer Leitung 14 verbunden, über die als absorptive Flüssigkeit Wasser den axia­ len Aussparungen, den Außenringkanälen sowie den in den Stegen der Bauelemente befindlichen Hohlräumen zugeleitet wird. Dieses Wasser dringt in gleicher Weise durch die Poren der aus Keramik bestehenden Stege in den Innenraum der Bauelemente ein und bildet auf der dortigen Oberfläche der Stege eine absorptive Flüssigkeitsschicht. Die Stapel 1 von Bauelementen sind weiterhin mit einer Leitung 24 verbunden, über die ebenfalls Wasser den Außenringkanälen zugeführt werden kann. Über diese Leitung 24 wird in vorbe­ stimmten Zeitabschnitten den Stegen Wasser unter sehr hohem Druck zugeführt. Dieses Wasser tritt ebenfalls durch die Poren der Keramikstege und beseitigt dabei Verschmutzungen, die sich in den Poren festgesetzt haben.

Die Zufuhr der Abluft zu dem Stutzen 7 erfolgt seit­ lich, so daß die aus dem Stapel 1 abtropfende Reini­ gungsflüssigkeit von der zugeführten Abluft getrennt wird und nach unten über ein Wasserablaufrohr in den Auffangbehälter 12 abtropft. Dieser Auffangbehälter 12 weist einen an seiner Unterseite angeordneten Ab­ lauf 11 sowie eine Tauchpumpe 23 auf, die die Reini­ gungsflüssigkeit über die Leitung 14 den Bauelementen 2 wieder zuführt. Die Reinigungsflüssigkeit wird also ständig umgewälzt. Erreicht die Belastung der Reini­ gungsflüssigkeit mit dem Schadstoff einen zu hohen Wert, so kann sie über den Ablauf 11 aus dem Auffang­ behälter 12 abgelassen und durch unverbrauchte Reini­ gungsflüssigkeit ersetzt werden.

Fig. 4 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Luftbe­ handlungsvorrichtung, bei der die belastete Reini­ gungsflüssigkeit wieder aufgearbeitet wird. Bei die­ sem Beispiel sind im Reinigungsbereich je zwei Stapel 1 mit Bauelementen 2 hintereinander angeordnet und wiederum mit einer Rohrleitung 16 für die Zufuhr der schadstoffbelasteten Luft verbunden. An ihrem Ausgang ist an die Stapel 1 ein Anschlußkopf 4 angeflanscht, in dem ein Flüssigkeitsabscheider angeordnet ist. Dieser Flüssigkeitsabscheider steht mit einem Auf­ fangbehälter 12 in Verbindung. Der Auffangbehälter 12 ist mit einer Leitung 47 versehen, die über eine Do­ sierpumpe 31 mit einem ebenfalls aus den genannten Bauelementen bestehenden Vakuumstrippkontaktor 36 verbunden ist.

Die Stapel 1 aus Bauelementen 2 der Luftbehandlungs­ vorrichtung sind jeweils mit einer Leitung 14 für die Zufuhr von Wasser als absorptiver Flüssigkeit verbun­ den. Weiterhin ist jeder der Stapel mit einer Leitung 24 zur Zufuhr von Wasser unter Hochdruck zur Reini­ gung der Poren der keramischen Bauelemente verbunden. Diese Leitungen werden mittels einer Pumpe 30 aus ei­ nem Flüssigkeitsbehälter 29 mit Reinigungsflüssigkeit versorgt. Die Funktionsweise dieser Luftbehandlungs­ vorrichtung ist insoweit dieselbe wie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt.

Die Vakuumstrippvorrichtung 36 besteht aus zwei Säu­ len 37A und 37B aus erfindungsgemäßen Bauelementen, die über eine halbbogenförmige Rohrverbindung 38 mit­ einander verbunden sind. Die erste Säule 37A der Va­ kuumstrippvorrichtung 36 ist mit dem Vorratsbehälter 12 für die styrolbelastete Reinigungsflüssigkeit über eine Dosierpumpe 31 und die Leitung 47 verbunden. Weiterhin ist diese Säule und die Leitung 47 über ei­ ne Vakuumpumpe 32 mit einem Sammelbehälter 34 für Styrol verbunden. Am unteren Ende dieser Säule ist eine trichterartige Vorrichtung 48 angeflanscht, die über eine Leitung 52 mit einem Sammelbehälter 33 für schadstoffbefreite Reinigungsflüssigkeit verbunden ist.

Die zweite Säule 37B ist in ähnlicher Weise an ihrem unteren Ende über einen Trichter 49 und eine Leitung 50 mit dem Sammelbehälter 34 für Styrol verbunden. Weiterhin sind die axialen Aussparungen, die Außen­ ringkanäle, die Innenringkanäle und die Stege der Bauelemente dieser zweiten Säule 37B des Vakuum­ strippkontaktors 36 über Leitungen 51A bzw. 51B mit einer Kältemaschine 35 verbunden.

Das styrolbelastete Wasser wird über die Dosierpumpe 31 und über die axialen Aussparungen, Außenringkanäle sowie die mit Hohlräumen versehenen Stege der Bauele­ mente der ersten Säule in den Innenraum der Säule 37A gedrückt. Dort verteilt sich aufgrund der mikroporö­ sen Struktur der Keramik dieses Wasser mit großer Oberfläche. Der Vakuumstrippkontaktor 36 wird über die Vakuumpumpe 32 mit Unterdruck versehen. Durch das anliegende Vakuum wird automatisch Luft über die Mem­ bran der keramisch/porösen Stripp-Bauelemente in den Vakuumstrippkontaktor 36 gesogen, so daß die Absorp­ tionsflüssigkeit auf der Oberfläche der keramischen Membran kurzfristig kleinste Blasen bildet. Hierbei wird eine große Blasenoberfläche erzeugt, wodurch das Styrol aus dem Wasser ausdampft und über die Vakuum­ pumpe 32 abgezogen, kondensiert und in den Sammelbe­ hälter 34 für Styrol geleitet wird. Zum anderen strömt das gasförmige Styrol über die U-bogenförmige Rohrverbindung 38 zur anderen Seite des Vakuumstripp­ kontaktors 36. Die von dem Styrol befreite Reini­ gungsflüssigkeit tropft nach unten und wird über den Trichter 48 und die Rohrleitung 52 dem Sammelbehälter 33 für aufbereitetes, styrolfreies Wasser zugeführt.

Die zweite Säule 37B des Vakuumstrippkontaktors 36 dient der Kondensation des gasförmigen Styrols. Die Aussparungen, die Außenringkanäle, die Innenringkanä­ le und die Stege der hier verwendeten Bauelemente werden von einem gekühlten Fluid, beispielsweise ei­ ner Flüssigkeit oder einem Gas, durchströmt. Dadurch wird diese zweite Säule sehr stark abgekühlt. Die Stege der Bauelemente in dieser Kondensationssäule bestehen ebenfalls wie alle anderen bisher erwähnten Bauelemente aus Keramik. In diesem Falle jedoch ist die Keramik nicht porös, so daß kein Stoffaustausch zwischen den Hohlräumen der Stege und dem Innenraum der Bauelemente entsteht. Die Säule 37B wirkt nun als Kühlfalle für das gasförmige Styrol, das an den Ober­ flächen der Stege kondensiert und nach unten ab­ tropft. Es wird wie die styrolfreie Flüssigkeit über den Trichter 49 aufgefangen und über die Leitung 50 dem Sammelbehälter 34 für Styrol zugeführt.

Das zur Kühlung der Säule 37B verwendete Fluid zirku­ liert über die Leitungen 51A und 51B zwischen der Säule 37B und dem Kühlaggregat 35.

Das beschriebene Verfahren reinigt belastete Abluft von Styrol, wobei das Wasser als Reinigungsmedium und das Styrol anschließend getrennt werden. Das Reini­ gungsmedium kann wiederverwendet werden und das Sty­ rol steht als reiner Ausgangsstoff für weitere chemi­ sche Prozesse zur Verfügung.

Die Fig. 5A und 5B zeigen zwei scheibenförmige Bau­ elemente 2, wie sie zum Bau von Luftbehandlungsvor­ richtungen verwendet werden. Fig. 5A zeigt ein Bau­ element 2 mit einem Außenringkanal 41 und einem In­ nenringkanal 42 sowie sich zwischen diesen Kanälen radial erstreckenden Stegen 43. Weiterhin besitzt das Bauelement 2 in diesem Beispiel insgesamt sechs axia­ le Aussparungen 44, über die mehrere übereinanderge­ stapelte Bauelemente 2 miteinander verbunden bzw. über die zwischen mehreren übereinandergestapelten Bauelemente 2 Stoffe ausgetauscht werden können. Durch diese axialen Aussparungen 44, deren Zahl nach Bedarf variiert werden kann, kann beispielsweise längs einer Säule aus erfindungsgemäßen Bauelementen 2 eine Reinigungsflüssigkeit jedem Bauelement 2 zuge­ leitet werden oder ein Gas in die mit den axialen Aussparungen 44 verbundenen Außenringkanäle 41 und von dort in die mit den Außenringkanälen 41 verbunde­ nen Stege 43 geleitet werden. Sind die Stege 43 aus porösem, beispielsweise keramischem Material, so kön­ nen auf diese Art und Weise große Mengen Fluide in sehr feiner Verteilung in den Innenraum des Bauele­ mentes 2 gedrückt werden.

Diese Möglichkeit wird genutzt, indem, wie in Fig. 1 gezeigt, Bauelemente 2 zum Aufbau der Luftbehand­ lungsvorrichtung verwendet werden, wobei in Fig. 1 nur vier axiale Aussparungen vorgesehen sind. Die Flüssigkeitsversorgungsleitung 14 aus Fig. 2 wird dann an einem Ende an eine der axialen Aussparungen 44 eines Bauelementestapels angeschlossen, während die übrigen freiliegenden Öffnungen der axialen Aus­ sparungen 44 verschlossen werden. Wird nun über die Wasserversorgungsleitung 14 Wasser in die axialen Aussparungen 44 eingeleitet, so verteilt sich dieses Wasser über die Außenringkanäle 41 in den Stegen 43 und wird durch die poröse, keramische Wandung der Stege 43 in den Innenraum der Bauelemente 2 gedrückt.

Fig. 5B zeigt ein ähnliches Bauelement 2 wie in Fig. 5A, wobei der Innenringkanal 42 jedoch eine separate Durchführung 53 aufweist.

Fig. 6 zeigt den Aufbau einer Säule einer Luftbehand­ lungsvorrichtung aus den in Fig. 5 dargestellten Bau­ elementen 2. Die Bauelemente 2 sind aufeinandergesta­ pelt und zwischen den einzelnen axialen Aussparungen 44 über Schraubverbindungen 45 miteinander ver­ schraubt. Die axialen Aussparungen 44 der einzelnen Bauelemente 2 sind untereinander verbunden, während ihre offenliegenden Enden verschlossen sind. Die Säu­ le 1 ist an ihren beiden Enden mit jeweils einem Flansch 46 versehen, so daß sie an ihrem Einlaß mit einem Flüssigkeitsabscheider und an ihrem Auslaß mit einem Anschlußkopf verbunden werden kann.

Fig. 7 zeigt zwei der vielen Möglichkeiten der Fluid­ führung innerhalb der Säule 1. Dafür werden die Bau­ elemente 2 zwischen den einzelnen axialen Aussparun­ gen 44 und zwischen den axialen Aussparungen 44 und dem Außenringkanal 41 mit durchbrechbaren Dichtungen versehen, die zur Erzeugung einer bestimmten Fließ­ richtung auf einfache Art und Weise zerstört werden können. Dadurch ist es möglich, innerhalb einer der­ artigen Säule eine große Zahl von Fluidführungsmög­ lichkeiten zu realisieren, von denen zwei in Fig. 7 gezeigt sind. In der linken Darstellung von Fig. 7 wird das Fluid jeweils von einer axialen Aussparung 44 über die Stege 43 und die Außenringkanäle 41 der gegenüberliegenden axialen Aussparung 44 zugeführt. Dort wird das Fluid innerhalb der axialen Aussparung 44 zu dem nächsten Bauelement 2 geleitet, wo wiederum ein Seitenwechsel erfolgt. Dadurch erfolgt eine Fluidführung nach dem Gegenstromprinzip durch die Säule.

In der rechten Abbildung von Fig. 7 wird das Fluid über eine axiale Aussparung 44 zugleich sämtlichen Bauelemente 2 der Säule 1 zugeführt und in paralleler Weise zu den auf der Säule gegenüberliegenden axialen Aussparungen 44 geleitet.

Die Fig. 8A und 8B zeigen zwei weitere Ausführungs­ beispiele für erfindungsgemäße Stapel 1 von Bauele­ menten 2, wie sie in den vorbeschriebenen Ausfüh­ rungsbeispielen eingesetzt werden können.

Fig. 8A zeigt einen Stapel 1 von Bauelementen 2, der in drei unterschiedliche Reinigungszonen unterteilt ist. Die in Fig. 8A und 8B eingezeichneten Pfeile bezeichnen die Strömungsrichtung der zu behandelnden Luft, die über Flansche 5 den Stapeln 1 zugeführt und aus diesen abgeführt werden. Die einzelnen Reini­ gungszonen bestehen jeweils aus mehreren Bauelementen 2, deren Außenringkanäle über axiale Aussparungen miteinander verbunden und von der jeweils selben Rei­ nigungsflüssigkeit durchströmt werden. In der von der Luft zuerst durchströmten Reinigungszone wird eine Reinigungsflüssigkeit über die Zuleitung 50 in insge­ samt drei Bauelemente geleitet. In der zweiten Reini­ gungszone wird über die Zuleitung 52 eine weitere Reinigungsflüssigkeit in vier Bauelemente geleitet. In der dritten Reinigungsstufe schließlich wird eine dritte Reinigungsflüssigkeit über eine Zuleitung 52 in insgesamt acht Bauelemente 2 geleitet. Die Führung der Reinigungsflüssigkeiten erfolgt jeweils über axiale Kanäle 41, die durch Trennwände 20 so vonein­ ander getrennt sind, daß die einzelnen Reinigungs­ flüssigkeiten nicht miteinander in Kontakt geraten.

Zwischen dem in Gasströmungsrichtung dritten und fünften Bauelement befindet sich ein weiteres Bauele­ ment 57, über das dem Stapel 1 Reinigungsflüssigkei­ ten in großer Menge oder auch unter hohem Druck zuge­ führt werden können, mit denen der Bauelementestapel 1 gelegentlich bzw. in festen Intervallen zur Reini­ gung der Oberflächen der Stege der Bauelemente 2 ge­ spült wird.

In Fig. 8B ist ein weiterer Stapel 1 aus Bauelementen 2 gezeigt, in dem mehrere unterschiedliche Behandlun­ gen der in Pfeilrichtung geführten zu behandelnden Luft durchgeführt werden. Die zu behandelnde Luft wird beim Durchströmen der ersten vier Bauelemente mit einer Absorptionsflüssigkeit zum Entstauben oder Sterilisieren behandelt. In einer zweiten Behand­ lungszone, die sich von dem fünften bis zu dem achten Bauelement erstreckt, wird über die axialen Ausspa­ rungen, die Außenringkanäle und die porösen Stege der Bauelemente der zu behandelnden Luft Wasser zum Be­ feuchten zugeführt. In der letzten, sich anschließen­ den Behandlungszone bestehen die Bauelemente aus nichtporösen Materialien, so daß die in ihnen flie­ ßende Flüssigkeit nicht in den Innenraum des Stapels 1 dringen kann und folglich nicht in Kontakt mit der zu behandelnden Luft gerät. In dieser letzten Behand­ lungszone fließt durch die Bauelemente eine heiße oder kalte Flüssigkeit, so daß die durchströmende Luft entweder erwärmt oder abgekühlt wird. Die axia­ len Aussparungen der Bauelemente 2 des erfindungsge­ mäßen Stapels 1 sind in gleicher Weise wie in Fig. 8A über Trennwände 20 so voneinander separiert, daß die in die einzelnen Behandlungszonen einströmenden Flüs­ sigkeiten nicht miteinander in Kontakt geraten.

Durch den in Fig. 8B gezeigten erfindungsgemäßen Bau­ elementestapel 1 wird folglich die zu behandelnde Luft zuerst gereinigt, dann befeuchtet und schließ­ lich auf eine gewünschte Temperatur temperiert.

Claims (15)

1. Luftbehandlungsvorrichtung mit einem Gehäuse, das einen Behandlungsbereich sowie einen Lufteinlaß und einen Luftauslaß aufweist, wobei der Behandlungsbereich einen oder mehrere neben­ einander angeordnete Stapel miteinander verbun­ dener, scheibenförmiger Bauelemente aufweist, dadurch gekennzeichnet, die scheibenförmigen Bauelemente (2) jeweils mindestens einen Außenringkanal (41) und Innen­ ringkanal (42) und mehrere Stege (43) besitzen, die sich radial zwischen dem Außenringkanal (41) und dem Innenringkanal (41) erstrecken, wobei die Stege (43) in den Außenringkanal (41) und/oder den Innenringkanal (42) münden und von poröser, flüssigkeitsdurchlässiger Struktur sind und
wobei der mindestens eine Außenringkanal (41) und/oder der mindestens eine Innenringkanal (42) sowie die Stege (43) von einer über mindestens einen an einem der Bauelemente (2) angeordneten Stutzen zugeführte Behandlungsflüssigkeit durch­ strömt werden.

2. Luftbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß mit dem Lufteinlaß und/oder mit dem Luftauslaß ein Gebläse verbun­ den ist.

3. Luftbehandlungsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß unterhalb des Gehäuses, gegebenen­ falls verbunden mit einer der Öffnungen des Ge­ häuses, ein Flüssigkeitsabscheider (8) vorgese­ hen ist.

4. Luftbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsab­ scheider (8) einen Auslaß aufweist, der über ein Flüssigkeitsschloß mit einem Sammelbehälter (9, 10) für die Flüssigkeit verbunden ist.

5. Luftbehandlungsvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß des Flüssigkeitsabscheiders (8) gegebenenfalls über den Sammelbehälter (9, 11) mit einer Vakuumstrippvorrichtung verbunden ist.

6. Luftbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Vakuumstrippvor­ richtung (36) zwei miteinander verbundene Berei­ che, einen Strippbereich (37A) und einen Konden­ sationsbereich (37B), aufweist, die jeweils zu­ mindest teilweise aus einem oder mehreren Sta­ peln formschlüssiger, miteinander verbundener, scheibenförmiger Bauelemente (2) bestehen, die jeweils mindestens einen Außenringkanal (41), einen Innenringkanal (42) und mehrere Stege (43) aufweisen, die sich radial zwischen dem Außen­ ringkanal (41) und dem Innenringkanal (42) er­ strecken und die im Strippbereich (37A) von po­ röser gas- und/oder flüssigkeitsdurchlässiger Struktur sind, wobei die Flüssigkeit über minde­ stens einen an einem der Bauelemente (2) ange­ ordneten Stutzen zugeführt wird und durch den mindestens einen Außenringkanal (41) und/oder den mindestens einen Innenringkanal (42) sowie durch die Stege (43) der Bauelemente (2) des Strippbereiches (37A) strömt.

7. Luftbehandlungsvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum der Bereiche der Vakuumstripp­ vorrichtung (36) mit dem Ansaugstutzen einer Va­ kuumpumpe (32) gegebenenfalls über gasdurchläs­ sige Stege von Bauelementen des Strippbereichs (37A) in Verbindung steht.

8. Luftbehandlungsvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenringkanäle (41) und Stege (43) der Bauelemente (2) des Kondensationsbereichs (37B) eine niedrigere Temperatur als die des Strippbe­ reichs (37A) besitzen und daß der Kondensations­ bereich (37B) einen Auslaß besitzt, der mit ei­ nem Flüssigkeitssammelbehälter (34) verbunden ist.

9. Luftbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die Außenringkanäle (41) und/oder die Innenringkanäle (42) der Bau­ elemente (2) des Kondensationsbereichs (37B) mit einer Kältemaschine (35) in Verbindung stehen und von einer Kühlflüssigkeit durchströmt wer­ den.

10. Luftbehandlungsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bauelemente (2) zumindest eine axial verlaufende Aussparung (44) außerhalb des Außenringkanals (41) aufweisen.

11. Luftbehandlungsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kanäle (41, 42) die axialen Aussparungen (44) und die Stege durch entfernba­ re und/oder durchbrechbare Trennwände voneinan­ der abgetrennt oder durch Entfernen bzw. Durch­ brechen der Trennwände miteinander verbindbar sind, so daß nur eine vorbestimmte Auswahl der Kanäle (41, 42), Aussparungen (44) und Stege (43) miteinander kommunizieren.

12. Luftbehandlungsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bauelemente (2) zumindest teilweise aus keramischem Material bestehen oder zumindest teilweise auf der Oberfläche des zwi­ schen dem Außen- (41) und dem Innenringkanal (42) gebildeten Volumens keramisch beschichtet sind.

13. Verwendung einer Luftbehandlungsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche zur Behandlung von Luft oder anderen Gasen.

14. Verwendung nach Anspruch 13 zur Entstaubung, Entkeimung, Sterilisation, Kühlung, Heizung, Be­ feuchtung, Bedampfung von Luft oder anderen Ga­ sen und/oder zur Entfernung von Bestandteilen aus Luft oder anderen Gasen.

15. Verwendung nach Anspruch 14 zur Entfernung von Styrol aus Luft oder anderen Gasen.