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Die
vorliegende Erfindung befasst sich mit einer Vorrichtung zur Regeneration
von Filtermaterial, wobei die Vorrichtung eine zumindest erste Fluidleitung
umfasst, welche mit einem Behälter,
der zumindest teilweise das Filtermaterial beinhaltet, funktionell
verbindbar ist, nach dem Oberbegriff des ersten unabhängigen Anspruchs.
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Zur
Reinigung von Fluiden wie Ablüften, Wasser
etc. wird im Stand der Technik Aktivkohle verwendet. An der großen Oberfläche der
Aktivkohle setzen sich in dem Fluid mitbewegte und/oder gelöste Schadstoffe
an und werden so aus dem Fluid herausgefiltert. Durch das Ablagern
der Schadstoffe nimmt jedoch die Filterleistung der Aktivkohle ab,
sodass die Aktivkohle nach einem gewissen Zeitraum ausgewechselt
und/oder regeneriert werden muss.
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Große, leistungsfähige Produktionsanlagen verfügen in der
Regel über
vollautomatische Aktivkohleadsorber mit einer integrierten Regenerationseinheit.
Dies ist jedoch mit hohen Investitionen verbunden, da für jede Anlage
eine eigene Regenerationsvorrichtung bereit gestellt werden muss.
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Insbesondere
Kleinanlagen oder nachgerüstete
Altanlage arbeiten mit Einwegadsorbern. Diese Adsorber weisen einen
wechselbaren Behälter,
hier als Filterbehälter
bezeichnet, auf, in dem sich die Aktivkohle als Filtermaterial befindet.
Durch die Aktivkohle wird die Abluft hindurchgeleitet, sodass sich
die in der Abluft befindlichen Verunreinigungen, insbesondere Lösungsmittel,
an der Oberfläche
der Aktivkohle anlagern. Ist nun die Aktivkohle erschöpft, nimmt
also die Filterleistung der Aktivkohle ab, da die Oberfläche der
Aktivkohle mit den Verunreinigungen besetzt ist, so wird der gesamte
Behälter
ausgetauscht.
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In
der Regel wird ein solcher Behälter
und die darin befindliche Aktivkohle dann durch ein Entsorgungsunternehmen
entsorgt und evtl. recycled. Dies ist jedoch kostenintensiv.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung bereit zu stellen,
die es erlaubt, bequemer und/oder kostengünstiger Filtermaterialen regenerieren
zu können.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch den unabhängigen
Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen finden
sich in den Unteransprüchen,
in der Beschreibung und in den Zeichnungen.
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Insbesondere
wird die Aufgabe durch eine Regenerationsvorrichtung zur Regeneration
von Filtermaterial gelöst,
welche eine zumindest erste Fluidleitung umfasst und mit einem Filterbehälter, der
zumindest teilweise das Filtermaterial beinhaltet, funktionell verbindbar
ist, wobei die Fluidleitung zumindest ein Verbindungsmittel aufweist,
dass ein lösbares Verbinden
der Fluidleitung mit dem Filterbehälter ermöglicht.
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So
wird es möglich,
die Regenerationsvorrichtung zeitweilig an einem entsprechenden
Filterbehälter
anzuschließen
und die in dem Behälter
beinhalteten Filtermaterialien zu regenerieren. Ist der Regerationsprozess
abgeschlossen, so kann die Regenerationsvorrichtung von dem Filterbehälter abgekoppelt
werden und ein weiterer Behälter
an die Regenerationsvorrichtung angeschlossen werden. Dies ermöglicht eine
Regenerationsvorrichtung für
mehrere Behälter
bereitzustellen und so die Kosten für die Regeneration des Filtermaterials
zu senken.
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Dabei
ist es nicht unbedingt notwendig, dass die Regenerationsvorrichtung
direkt mit dem Filterbehälter
verbunden ist. So kann insbesondere die Vorrichtung zum Beispiel über weitere
Zuführungen
mit dem Behälter
verbunden sein. Auch ist es durchaus denkbar, dass das in der Zuführung geführte Fluid durch
zum Beispiel eine (semi-) permeable Membran von dem Filtermaterial
getrennt ist.
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Unter
einem Fluid wird in dieser Anmeldung auch ein Fluidgemisch verstanden.
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Auch
ist es nicht notwendig, obwohl es durchaus bevorzugt ist, den Behälter vor
dem Regenerationsprozess von der Filtervorrichtung zu trennen, vielmehr
kann der Behälter
auch während
des Regenerationsvorgangs in der Filtervorrichtung verbleiben.
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Wird
der Filterbehälter
für den
Zeitraum des Regenerationsprozesses von der Filtervorrichtung getrennt,
so können
die Öffnungen
des Filterbehälters,
die dazu dienen das Filtermaterial der Filtervorrichtung zugänglich zu
machen, verwendet werden, um das Filtermaterial der Regenerationsvorrichtung zugänglich zu
machen.
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Jedoch
können
auch davon verschiedene Öffnungen
verwendet werden, die insbesondere verschließbar sind.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
führt die
erste Fluidleitung das Fluid aus dem Behälter der Regenerationsvorrichtung
zu. Das Fluid, das der Regenerationsvorrichtung zugeführt wird,
beinhaltet bevorzugt die vom Filtermaterial abgelösten Substanzen.
Obwohl das Fluid in einer bevorzugten Ausführungsform so ausgebildet ist,
dass es sowohl die Verunreinigung von der Aktivkohle ablöst, als
auch der Regenerationsvorrichtung zuführt, ist es auch möglich, durch
ein Fluid die Verunreinigung zu lösen und durch ein zumindest
zweites den Transport zumindest teilweise vorzunehmen.
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Obwohl
es möglich
ist über
die erste Fluidleitung sowohl ein Fluid der Regenerationsvorrichtung zuzuführen, als
auch ein Fluid von der Regenerationsvorrichtung zum Filterbehälter zu
führen,
ist es bevorzugt, dass die Vorrichtung zur Regeneration eine zumindest
zweite Fluidleitung aufweist, die das Fluid dem Filtermaterial zuführt. Somit
kann gleichzeitig über
die zweite Fluidleitung ein Fluid dem Filtermaterial zugeleitet
werden, während über die
erste Fluidleitung das Fluid, das mit abzuleitenden Substanzen beladen
ist, vom Filtermaterial weggeführt wird.
Dadurch kann das Filtermaterial schneller regeneriert und ein Umströmen des
Filtermaterials mit dem Fluid bei einer angemessenen Anordnung der Fluidzuleitung
und Fluidableitung gewährleistet
werden.
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Bevorzugt
ist zumindest eine der Fluidleitungen zumindest teilweise flexibel
ausgestaltet. So ist es möglich
die Fluidleitung als Kunststoffschlauch und/oder Metallschlauch
auszubilden, auch kann Fluidleitung mehrere Gelenke aufweisen, so
dass die Fluidleitung flexibel gehandhabt werden kann. Durch diese
flexible Handhabung der zumindest einen Fluidleitung können die,
am Ende der Fluidleitung angeordneten Anschlüsse flexibel positioniert werden
und so den Positionen der entsprechenden Anschlusstücke, die
zum Beispiel an dem das Filtermaterial beinhaltenden Behälter und/oder
an weiteren Fluidleitungen angeordnet sind, angepasst werden. So
können verschieden
ausgeformte Behälter
an die Regenerationsvorrichtung angeschlossen werden. Bevorzugt sind
dabei sowohl die Fluidzuläufe
als auch die Fluidabläufe
flexibel.
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Bevorzugt
ist Vorrichtung zur Regeneration von Filtermaterial mobil ausgestaltet.
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Als
mobil ausgestaltet wird in der Anmeldung eine Vorrichtung bezeichnet,
die mittels allgemein verfügbarer
Transportmittel, wie Gabelstapler, LKW etc., bewegt werden kann.
Insbesondere ist die Regenerationsvorrichtung nicht schwerer als
zwei Tonnen, bevorzugt nicht schwerer als eine Tonne. Bevorzugt
ist die Regenerationsvorrichtung nicht permanent am Untergrund angebracht.
Insbesondere bevorzugt ist die Regenerationsvorrichtung ohne weitere
Befestigungsmittel auf dem Untergrund platziert.
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Die
Vorrichtung zur Regeneration von Filtermaterial weist in einer Ausgestaltung
Ausmaße
kleiner als 2 × 3 × 3 Meter,
bevorzugt kleiner als 1 × 1,
5 × 2
Meter, auf. So ist die Regenerationsvorrichtung einfach zu transportieren
und kann ohne großen
Aufwand zu den jeweiligen Filterbehältern und/oder Filtervorrichtungen
gebracht werden.
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Die
Vorrichtung zur Regeneration von Filtermaterial kann zumindest ein
Mittel beinhalten, dass die Bewegung der Vorrichtung erleichtert.
Ein solches Mittel kann Gleitschienen, Räder, Ketten, Rollen, etc. umfassen.
Dieses Mittel ist bevorzugt an der Unterseite der Vorrichtung zur
Regeneration von Filtermaterial angebracht, sodass die Vorrichtung
leicht bewegt werden kann.
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Weiter
kann zumindest ein solches Mittel zur Erleichterung der Bewegung
der Vorrichtung mit einem oder mehreren Antriebsmotoren gekoppelt
sein.
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Bevorzugt
ist die Regenerationsvorrichtung insbesondere dazu geeignet, ein
Filtermaterial wie Aktivkohle zu regenerieren. An Aktivkohle lagern
sich während
des Filterprozesses ausgefilterte Substanzen an, die mittels eines
weiteren Fluids, dass die Aktivkohle umstreicht, von der Aktivkohle
abgelöst
werden können
und zu einer Vorrichtung zur Regeneration von Filtermaterial transportiert
werden können. Jedoch
ist auch die Regeneration anderer Filtermaterialien durch eine solche
Regenerationsvorrichtung denkbar.
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Bevorzugt
weist das Verbindungsmittel, das an zumindest eine, bevorzugt alle
Fluidleitungen angeordnet ist, zumindest eine Schnellkupplung auf. Solche
Schnellkupplungen sind geeignet, eine temporäre Verbindung, die insbesondere
auch fluiddicht ist, zwischen zwei Leitungen herzustellen. Durch
die Verwendung von Schnellkupplungen wird es möglich, schnell eine lösbare Verbindung
zwischen der Vorrichtung zur Regeneration von Filtermaterial und dem
Behälter,
der das Filtermaterial enthält,
herzustellen.
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Unter
Schnellkupplungen werden hier Kupplungen verstanden, welche die
Fluidleitung mit einer weiteren Fluidleitung und/oder dem Filterbehälter verbinden
und werkzeuglos geöffnet
und/oder geschlossen werden können.
Solche Schnellkupplungen sind zum Beispiel Kupplungen gemäß dem Prinzip
des Bajonettverschlusses, aber auch Schraubkupplungen etc.
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Bevorzugt
weist die Regenerationsvorrichtung ein Kondensor auf, der zumindest
mit einer Fluidleitung funktionell verbunden ist. In diesem Kondensor
wird das Fluid, das mit dem aus der Filtervorrichtung transportierten
Substanzen beladen ist, abgekühlt,
sodass insbesondere sich die aus der Filtervorrichtung transportierten
Substanzen verflüssigen und
absetzten. So können
zum Beispiel Lösungsmittel,
die von der Aktivkohle abgelöst
worden sind, in dem Kondensor verflüssigt und dort gesammelt werden.
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Bevorzugt
ist das von der Regenerationsvorrichtung zur Regeneration des Filtermaterials
verwendete Fluid ein Gas, insbesondere Luft. Gas lässt sich
einfach durch das Filtermaterial hindurch leiten und nimmt dabei
die Lösungsmittel
in gasförmiger Form
auf. Diese gasförmigen
Lösungsmittel
werden dabei in Richtung der Vorrichtung zur Regeneration von Filtermaterial
geleitet und dort eventuell durch einen vorhandenen Kondensor kondensiert.
Dies ermöglicht
das Lösungsmittel
zu sammeln und eventuell in einem späteren Schritt wieder zu verwenden.
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Bevorzugt
weist die Vorrichtung zur Regeneration von Filtermaterial einen
Erhitzer auf, der geeignet ist, das Fluid zu erhitzen und funktionell
mit der zumindest zweiten Fluidleitung verbunden ist. So kann das
Fluid, das der Filtervorrichtung zugeführt wird, auf eine Temperatur
von 80-200°C
erhitzt werden. Bei dieser Temperatur wird einerseits die Aktivkohle
nur zu einem geringen Teil und/oder überhaupt nicht zersetzt, jedoch
die Lösungsmittel
von der Aktivkohle abgelöst.
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Insbesondere
kann eine Kühlung
des Kondensors, die Erwärmung
des Fluids, der Druck des Fluids und/oder die Betriebsdauer durch
eine Steuerung gesteuert werden, um eine besonders schonende und/oder
sparsame Regeneration des Filtermaterials zu ermöglichen.
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Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
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Im
Weiteren wird die vorliegende Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme der Zeichnung näher
beschrieben. In der Zeichnung zeigt:
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1 eine
schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Regeneration von
Filtermaterial.
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Bevor
die Erfindung im Detail beschrieben wird, ist darauf hinzuweisen,
dass sie nicht auf die jeweiligen Bauteile der Vorrichtung sowie
die jeweiligen Verfahrensschritte beschränkt ist, da diese Bauteile
und Verfahren variieren können.
Die hier verwendeten Begriffe sind lediglich dafür bestimmt, besondere Ausführungsformen zu
beschreiben und werden nicht einschränkend verwendet. Wenn zudem
in der Beschreibung oder in den Ansprüchen die Einzahl oder unbestimmte
Artikel verwendet werden, bezieht sich dies auch auf die Mehrzahl
dieser Elemente, solange nicht der Gesamtzusammenhang eindeutig
etwas Anderes deutlich macht.
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Die
Vorrichtung 1 zur Regeneration von Filtermaterial, weist
als Fluidleitung eine Luftleitung 2 auf. Die Luftleitung
ist dabei mit Schnellkupplungen 3 und 3' mittels eines
flexiblen Schlauchs 4 an einen Aktivkohlebehälter 5 angeschlossen.
Der Aktivkohlebehälter
ist mit einer Wärmeisolierung 6 versehen, um
die durch die Luft eingebrachte Wärme zu erhalten. Die Luftleitung 2 ist
mit einem Kondensor 7 verbunden, in dem die zugeführte Luft über eine
Kühlung 8,
insbesondere ein Kühlaggregat,
eine Luftkühlung,
Wasserkühlung,
Flüssigstickstoff-Kühlung und/oder
Vergleichbares, abgekühlt
wird, sodass das in der Luft enthaltene Lösungsmittel kondensiert und in
einem Kondensatsammler gesammelt. Der Kondensatsammler ist dabei
durch eine Kopplung, wie ein Ventil und/oder eine selbstschließende Schnellkupplung
mit einem Lösungsmittelsammelbehälter 9 verbunden.
So läuft
bei geöffnetem
Ventil das gesammelte Kondensat in den Lösungsmittelsammelbehälter 9.
Die von dem Lösungsmittel
zumindest teilweise gereinigte Luft wird weiter an ein Gebläse geleitet,
das die Luft zum Erhitzer 11 transportiert. Der Erhitzer 11 erhitzt
den Luftstrom mittels elektrischer Heizschlangen, der anschließend über die
Fluidleitung 12, der Schnellkupplungen 13 und 13' und dem flexiblen
Schlauch 14 an den Aktivkohlebehälter 5 transportiert.
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Die
Vorrichtung wird wie folgt verwendet: Der Behälter 5, der die Aktivkohle
umfasst, wird aus der zugehörigen
Produktions- bzw. Filteranlage entfernt und die Vorrichtung 1 mittels
der am Boden der Vorrichtung angeordneten Rädern 15 zum Behälter 5 transportiert.
Die Vorrichtung 1 ist dabei so leicht, dass sie durch eine
Person bewegt werden kann. Auch ist es möglich, die Vorrichtung 1,
gerade über weitere
Strecken mittels LKW oder Gabelstapler zu bewegen. Mittels Schlauchleitungen 4, 14 und Schnellkupplungen 3, 3', 13, 13' wird die Vorrichtung 1 an
die Öffnungen
des Behälters 5 mit
dem Filtermaterial angeschlossen. Die flexiblen Leitungen 4, 14 können dabei
Leitungen aus Kunststoff, Metall etc sein. Die Schnellkupplungen 3, 3', 13, 13' können Kupplungen
sein, die mittels Schrauben verbunden werden, bevorzugt werden jedoch
Kupplungen 3, 3', 13, 13' verwendet,
die werkzeuglos getrennt und verbunden werden können. Auch ist es möglich Kupplungen
zu verwenden bei denen die Kupplungsteile jeweils ein Gewinde aufweisen,
die durch gegenseitiges Verschrauben verbunden werden.
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Der
Behälter 5 mit
dem Filtermaterial wird mittels Dämmmaterial 6 gegen
Wärmeverlust
isoliert. In einem Automatikbetrieb bei dem ein Steuermodul die
Steuerung der Vorrichtung 1 überwacht und steuert wird das
Gebläse 10,
der Erhitzer 11 und die Kühlung 8 gestartet
und die Temperatur, mit der die Luft den Erhitzer 11 verlässt mittels
Temperatursensoren kontrolliert.
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Ist
der Betrieb störungsfrei,
erreicht die Luft nach dem Erhitzer eine Temperatur größer als
120°C, so
wird das erhitzte Gas weiter durch das Filtermaterial geleitet,
sodass das Gas das Filtermaterial umfließt. Das Gas löst zum Teil
das Lösungsmittel
aus der Aktivkohle heraus und transportiert dies zum Kondensor 7,
wo große
Teile des Lösungsmittels auskondensieren.
Ist das Lösungsmittel
zum Großteil aus
der Aktivkohle gelöst
und fällt
deshalb beim Kondensor 7 kein oder nur wenig weiteres Lösungsmittel an,
wird der Regenerationsvorgang abgeschlossen und der Erhitzungsvorgang
beendet. Das Gebläse 10 und
die Kühlung 8 bleiben
jedoch für
eine weitere Zeitdauer aktiv, um die Kohle wieder auf Betriebstemperatur
abzukühlen.
Auch kann in der Abkühlphase die
Laufrichtung des Gebläses
verändert
werden, um die Strömungsrichtung
des Gases umzukehren und ein Abkühlen
der Aktivkohle zu erreichen. Ein Abschalten des Erhitzers ist dann
nicht notwendig. Danach wird das Kälteaggregat 8, das
Gebläse 10 und evtl.
der Erhitzer abgestellt und eine Meldung „Regeneration beendet" dem Betreiber ausgegeben.
Nach dieser Meldung können
die Schläuche 4, 14 vom
Behälter 5 für Filtermaterial
abgenommen, der Lösungsmittelsammelbehälter 9,
in den das Lösungsmittel aus
dem Kondensor 7 gesammelt wurde, entleert und eventuell
der Atemluftfilter 16 ersetzt werden. Der Atemluftfilter 16 ist
dabei dem Luftkreislauf zugeordnet und filtert die Luft, die aus
dem Kreislauf in die Umgebung austritt. Obwohl der Atemluftfilter 16 dem Kondensor 7 nachgeschaltet
ist, kann die dort transportierte Luft noch Lösungsmittel enthalten, die
durch den Atemluftfilter ausgefiltert werden, bevor diese Luft in
die Umgebung abgegeben wird.
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- 1
- Vorrichtung
zur Regeneration von Filtermaterial
- 2
- Fluidleitung
- 3
- Schnellkupplung
- 4
- Flexibler
Schlauch
- 5
- Aktivkohlebehälter
- 6
- Wärmeisolierung
- 7
- Kondensor
- 8
- Kälteaggregat
- 9
- Lösungsmittelsammelbehälter
- 10
- Gebläse
- 11
- Erhitzer
- 12
- Fluidleitung
- 13
- Schnellkupplung
- 14
- Flexible
Leitung
- 15
- Rad
- 16
- Atemluftfilter